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随着我国经济不断的发展,越来越多城市的开始向地下空间发展并开始进行地下交通的施工。富水砂卵石地层是我国城市中的一种常见地层,在地下工程施工过程中往往要进行注浆处理,以保证施工的安全进行。在富水砂卵石地层中注浆,往往需要注浆材料达到凝胶时间可控、抗动水性能好、强度稳定、渗透系数小、环境污染小等要求。膨润土-水泥-水玻璃（Bentonite-cement-silicate sodium,简称BCS）双浆液体系是目前针对富水砂卵石地层研究较多浆液体系,相对于水泥单浆液和水泥-水玻璃双浆液,其可注性、抗渗性和稳定性均有了一定的提高,但实际工程中仍然会出现渗水和早期强度过低等问题。因此,需要进一步的提高浆液的早期强度和抗渗性能。纳米材料具有优良的物理、化学性能,能够大幅改善水泥浆材的力学性能和耐久性。本文先是探究了BCS浆液加入纳米材料后的基本参数并进行了微观理论分析,之后以BCS浆液和纳米SiO2为基础,使用铁铝酸盐水泥、早强剂等外加剂进行了一系列改性试验,具体研究内容如下:（1）通过基本试验,得到了BCS浆液在加入纳米材料后粘度、凝胶时间和强度三个基本的性能参数,找到了不同掺量下浆液参数的变化规律,确定了纳米材料的最佳使用范围,选择了性能更优的纳米SiO2进行后续试验。（2）运用水化动力学模型从微观上分析纳米材料影响BCS浆液性能参数的原因,为之后的改性试验提供依据。（3）用铁铝酸盐水泥对BCS浆液进行改性试验,并探究了铁铝酸盐水泥改性浆液强度过低的原因。（4）用铝矾土、三乙醇胺早强剂及其复配早强剂对BCS浆液进行改性试验,得到了三种早强剂对BCS浆液性能的影响规律。