近年来,经济建设的快速发展促使我国各大城市的交通基础设施建设不断趋于完善,对于人员高度聚集性的城市来说,地下工程的建设占据越来越重要的位置。地铁作为城市交通骨干的生命线,经常穿过多种复杂的地质构造单元,随着复杂地质环境下的地铁基坑以及隧道的修建和延伸,复杂的地质构造条件给工程的初步设计、安全控制、施工难度、工期保障和投资成本带来非常明显的影响。在断层破碎带、岩溶发育区和花岗岩孤石群等不良地质区域修建地铁隧道、车站等地下工程时,时常发生突水与管涌、突泥与隆起、塌陷与大变形等地质灾害事故。本文以坐落在富水破碎带中的地铁车站基坑注浆处理工程为背景,针对已有常规的水泥注浆材料在长大破碎带地层注浆过程中存在的跑浆漏浆以及留存率不足的问题,开展针对在常规水泥基注浆材料中复掺粉煤灰与氧化石墨烯材料后形成的新型水泥复合注浆材料的性能试验研究,本文拟通过正交试验或单因素分析法来研究石墨烯、粉煤灰的掺量对水泥基材料的影响作用规律和机理。在室内试验时,首先分析不同因素对浆液流动度、稳定性、凝结时间和流变性能的影响规律,再者分析不同因素对浆液结石体的抗折强度、抗压强度和微观机理的影响规律,经综合分析后确定注浆材料的最佳配合比。在完成新型复合注浆材料的室内研发后,本文将该材料应用于实际受断裂构造影响的地铁车站基坑的注浆处理工程,通过项目现场止水加固效果以及抽芯检测试验,反映该新型注浆材料的可靠性、实用性以及存在的不足之处。室内试验结果表明,在相同水胶比情况下,氧化石墨烯能降低浆液流动度、减少浆液凝结时间,同时增强浆液稳定性、增强结石体强度。而粉煤灰的掺入,能有效增加浆液流动度、增强浆液稳定性,也会使结石体强度下降以及浆液凝结时间增加;最后经综合分析确定以0.05%掺量的氧化石墨烯和20%掺量的粉煤灰作为最佳配合比。通过对结石体微观机理分析（XRD、SEM）,氧化石墨烯对传统的水泥基体具有促进其水化产物和强化形成稳定骨架的作用,粉煤灰颗粒可以充分填充水泥颗粒之间的孔隙,两者之间相互协调,使新型注浆材料的微观结构得到一定程度的改善,宏观上提高了注浆材料的强度。在完成室内对新型复合注浆材料性能的研发之后,将该材料应用于实际工程,对发生漏水涌水的地铁车站基坑进行注浆止水加固处理,取得了较好的成效,涌水量得到有效控制。