随着城市建设的快速发展,越来越多的城市出现交通问题,为此许多城市选择修建地铁。在地铁修建过程中,不可避免穿越不良地层,其中富水断层破碎带比较常见。富水断层破碎带具有规模差异大、物质成分复杂、地下水丰富和力学特征突变的特征,在其中进行地铁施工,容易出现坍塌和突水突泥等工程地质灾害。在工程实践中,通常采用注浆技术进行止水加固。由于目前注浆理论远远落后于工程实践,进行注浆技术理论研究是必要的。本文以青岛地铁8号线山东路南站2号施工竖井为工程背景,分析了富水断层破碎带地层对注浆技术的要求。在对富水断层破碎带工程特性和工程案例分析的基础上,提出了富水断层破碎带复合注浆技术以及一种新型复合注浆材料。通过工程应用,验证了该技术的可行性,并利用数值模拟,进一步研究了新型复合注浆材料的注浆效果。具体研究内容如下:(1)通过文献调研,了解富水断层破碎带工程特性及工程施工风险。通过对地表沉降监测数据分析,分析了在富水断层破碎带进行竖井施工时地表产生过大沉降的原因,并提出了富水断层破碎带注浆技术要求。(2)结合富水断层破碎带工程特点及工程实践经验,提出了富水断层破碎带复合注浆技术。该复合注浆技术分为两步注浆:第一步注浆,通过渗透、充填注浆,堵塞大空隙,解决跑浆问题;第二步注浆,通过压密、劈裂注浆,提高地层承载力和围岩抗渗性。在分析复合注浆对浆液性能要求的基础上,选择了相应的注浆材料。第一步注浆采用一种新型复合注浆材料,其组成为:矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、复合稠化剂和水玻璃;第二步注浆采用超细水泥浆。(3)通过正交试验,对新型复合注浆材料的性能进行了测定,通过对各个影响因素的综合分析,最终确定最优配合比为:水胶比:0.8:1;粉煤灰质量掺量:10%;复合稠化剂质量掺量:0.3%;水玻璃体积掺量:10%。通过对最优配比下的新型复合注浆材料进行性能试验,验证该材料粘度和28d抗压强度表现较好,具有很好的浆液流变性、浆液结石体粘结强度,能够满足第一步注浆对注浆材料的性能要求。(4)将复合注浆技术在工程中进行应用,注浆效果良好,实现了预期目标,证明该技术可行。利用数值模拟软件,对新型复合复合注浆材料和水泥浆液在富水断层破碎带注浆分别进行模拟。通过对模拟结果分析可知,新型复合注浆材料能够有效控制开挖后围岩变形和塑性区范围,且注浆效果好于水泥浆液。