注浆已成为解决地下突水和加固软弱岩土层的主要技术手段。现在被广泛应用于矿山、水利水电、交通、建筑等许多行业,其作用受到普遍认可。而限制注浆施工发展的注浆设备与注浆技术必将更新换代,更符合现代化施工进程。注浆泵作为注浆工程必不可少的设备,主要是往复式柱塞泵和活塞泵,均存在着输出流量相对较小、流量不均匀系数较大、体积笨重、易损坏、不易维修等问题。考虑到往复式注浆泵旧有结构限制,本文首先从结构方面突破,研发了一种新型三角转子注浆泵,并配套设计了该泵测试系统。此外,针对现阶段注浆过程控制技术落后的现状,针对性的提出了利用P-Q-t特征信息对注浆过程进行实时动态控制技术。主要研究内容及成果如下：(1)研发了一种大流量三角转子泵,介绍了该泵主要构件,分析了它的工作原理的优越性,并对其进行了多参数、长时间性能测试。其注浆流量大达0～35m3/h,流量不均匀系数范围为[0.35,4.27]相当于五缸往复式注浆泵性能参数,可实现无级调节,且结构简单、安装方便,能够适应更为复杂的工况环境。还对其偏心轴等重点构件进行了ANSYS受力分析,为如何改进构件质量提供了方向。(2)配套设计了一套集压力、流量等数据采集和分析与一体的测试系统,精确测量了该泵的各注浆参数,依据试验参数对该泵的容积效率与机械效率等性能参数进行了细致分析,得出了该泵最佳输入、输出参数,为进一步优化注浆泵性能提供了依据。并对合流三通对管路浆液的影响进行了详细分析,丰富了阻力系数的内涵。(3)基于机械性能特征研究了注浆压力和注浆流量之间的固有影响机制。考虑注浆过程中被注地层介质物性参数(渗透率k)动态变化,建立被注介质的物性参数和阻力特性等效关系。通过分析动态映射耦合注浆压力、注浆流量、阻力特性等参数,提出了基于P-Q-t特征的浆液扩散加固的表征机制,进一步揭示了注浆过程中“隐式”扩散加固机理特征和“显式”P-Q-t特征之间的对应关系,从而将浆液扩散加固过程中的“黑箱”问题通过P-Q-t特征“可视化。此外,结合相关试验和工程资料,研究提出了五种典型实际P-Q-t特征工况,最终建立了基于P-Q-t特征的实时动态注浆控制方法并结合相关工程应用进行分析验证。