CN110512624A - 临坡面岩体加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了临坡面岩体加固方法，临坡面岩体为第一岩体与第二岩体相互交替叠加而成的层状结构，方法包括：S1.根据第一岩体材质、临坡面大小钻取注浆孔，注入第一浆液，渗透固化；S2.根据第二岩体的竖向裂隙、几何尺寸钻取注浆孔，进行充填注入第二浆液；S3.对第二岩体进行锚固注入第三浆液。本方法通过综合治理临坡面岩体，对层状结构的岩体进行多层次的加固，增强岩体的稳定性，并最大限度地降低对岩体的扰动，确保施工安全，保障加固效果。

Description

临坡面岩体加固方法

技术领域

本发明涉及岩体加固技术领域，尤其涉及临坡面岩体加固方法。

背景技术

岩石由于在风蚀、水蚀、冻融及重力侵蚀交互作用下，常常呈现出复合侵蚀模式。

很多岩体是层状结构，即通过一层叠加另外一层，重复叠加而成。由于岩层之间岩性不一致，即有的岩层表现为容易风化成散状，强度比较低，有的岩层表现为容易发生竖向的裂隙。这样的岩体总体强度低，一旦侵蚀到一定程度，就会发生大规模的崩塌，会造成极大的安全隐患，造成严重的后果，例如：公路两旁的临坡面岩体崩塌会造成公路中断，更甚至会危害行人的生命财产安全。

以砒砂岩为例：我国鄂尔多斯高原地区分布着一种特殊泥沙岩—砒砂岩，面积约1.67万km²，其土壤侵蚀模数最高达76000t/km².a。虽然砒砂岩区仅占黄土高原地区总面积的2.6％，但产沙量却占到整个黄土高原地区输入黄河粗泥沙的30％左右，是黄河中游水土保持工作的重点地区。

砒砂岩体一般就是层状结构，白色砒砂岩体与红色砒砂岩体相互交替叠加而成。白色砒砂岩体容易产生竖向的裂隙，成为水流通道，受水侵蚀作用，使裂隙不断下切并贯通，导致临坡面白色砂岩体与母体分离。红色砒砂岩体表现出容易风化，风化速率快，易成散状，成散状后其强度大大降低；导致上部白色砒砂岩体失去支撑，呈悬挑甚至悬空状，产生下坠、倾覆趋势。砒砂岩体在风蚀、水蚀、冻融及重力侵蚀交互作用下，呈现出复合侵蚀模式。

崩塌下坠的砒砂岩体最终进入黄河之中，是造成黄河水的混的主要原因。

因此，加强对砒砂岩区的治理，对于控制土壤侵蚀、减少入黄泥沙具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了临坡面岩体加固方法，本方法通过综合治理临坡面岩体，对层状结构的岩体进行多层次的加固，增强岩体的稳定性，并最大限度地降低对岩体的扰动，确保施工安全，保障加固效果。

临坡面岩体加固方法，临坡面岩体为第一岩体与第二岩体相互交替叠加而成的层状结构，方法包括：

S1.根据第一岩体材质、临坡面大小钻取注浆孔，注入第一浆液，渗透固化；

S2.根据第二岩体的竖向裂隙、几何尺寸钻取注浆孔，进行充填注入第二浆液；

S3.对第二岩体进行锚固注入第三浆液。

优选地，所述S1具体包括：

S11.根据第一岩体加固区域深度、加固区域厚度、竖向注浆孔间距、单孔注浆量以及注浆孔水平间距，进行注浆孔位置的设定；

S12.根据设定的注浆孔位置进行钻孔；

S13.将注浆管插入至注浆孔孔底位置；

S14.根据一定的注浆方式将设定的注浆量浆液注入注浆孔中，使浆液渗透进入第一岩体空隙后固化，加固第一岩体。

优选地，所述S1具体包括：

S11.根据第一岩体加固区域深度、加固区域厚度、竖向注浆孔间距、单孔注浆量以及注浆孔水平间距，进行注浆孔位置的设定；进行现场实际第一岩体浆液渗透试验，建立单孔注浆量与水平扩散半径的关系以及单孔注浆量与竖向扩散深度的关系；通过现场实际第一岩体取样测试，确定加固区域深度；在现场实际第一岩体垂直于坡面，由表及里，逐段钻取芯样，测芯样干密度ρ，与标准第一岩体最大干密度ρ_max比较，ρ/ρ_max大于或等于特定值ξ时，停止取样，芯样位置至坡面的水平距离，即为待加固第一岩体深度L；所述特定值ξ范围为1>ξ>0.9；根据加固区域深度以及第一岩体临界自然稳定状态下的边坡坡度确定加固区域厚度；待加固第一岩体最顶端深度L处，以第一岩体临界自然稳定状态下的边坡坡度α引斜线，与待加固第一岩体坡面或其延长线相交；当交点与第一岩体顶端之间的垂直距离大于或等于第一岩体实际高度时，待加固第一岩体厚度即为第一岩体厚度实际高度；当该交点与第一岩体顶端之间的垂直距离小于第一岩体实际高度时，待加固第一岩体厚度为交点与第一岩体顶端之间的垂直距离；根据加固区域厚度确定竖向注浆孔间距；当加固第一岩体厚度H小于或等于βh_max时，即H≤βh_max，只需设1层注浆孔，不需确定竖向注浆孔间距；当加固第一岩体厚度H大于βh_max时，即H≥βh_max，需分多层实施注浆，层数n为：

n＝INT(H/(βh_max))+1

式中INT表示取小数整数部分的函数；h_max为最大竖向扩散深度，β为折减系数；根据H′＝H/n，计算出竖向注浆孔间距H′；所述折减系数β范围为0.6≤β≤1.0。

根据确定的竖向注浆孔间距，依据单孔注浆量与竖向扩散深度的关系确定对应的单孔注浆量；

根据确定的单孔注浆量，依据单孔注浆量与水平扩散半径的关系确定对应的浆液水平扩散范围；

根据第一浆液水平扩散范围和注浆孔布置形式确定注浆孔水平间距；所述注浆孔布置形式为正三角形、梅花形或矩形中的一种，所述注浆孔布置形式为正三角形布孔形式时，注浆孔水平间距为：

其中，R为第一浆液扩散半径，L₁为注浆孔间距；

S12.根据设定的注浆孔位置进行钻孔；根据设定的注浆孔位置在第一岩体临坡面向第一岩体内钻注浆孔；注浆孔直径为12-16mm，注浆孔相对于水平方向向下倾角为15-20度；

S13.将注浆管插入至注浆孔孔底位置；待加固第一岩体最顶端深度L处，以第一岩体临界自然稳定状态下的边坡坡度α引斜线，与待加固第一岩体坡面或其延长线相交；当交点与第一岩体顶端之间的垂直距离大于或等于第一岩体实际高度时，待加固第一岩体厚度即为第一岩体厚度实际高度；当该交点与第一岩体顶端之间的垂直距离小于第一岩体实际高度时，待加固第一岩体厚度为交点与第一岩体顶端之间的垂直距离。

S14.根据一定的注浆方式将设定的注浆量第一浆液注入注浆孔中，使第一浆液渗透进入第一岩体空隙后固化，加固第一岩体，具体包括：根据先对最底层注浆孔实施注浆，然后由下往上，逐层注浆；对每一层注浆孔，先注射最外一排注浆孔，然后由外而内，逐排注浆；对每一排注浆孔，按从左向右的顺序，采取跳孔间隔注浆的方式，先注射相间孔，再注射其余孔；使第一浆液渗透进入第一岩体孔隙后固化，左右相邻两孔的注浆间隔时间不小于第一浆液初凝时间，加固第一岩体。

优选地，所述S2具体包括：

S21.获取临坡面第二岩体竖向裂隙开度、高度、第二岩体几何尺寸、单孔注浆量以及注浆孔间距；

S22.根据临坡面第二岩体竖向裂隙开度、高度、第二岩体几何尺寸以及注浆孔间距，按间距进行钻注浆孔，注浆孔钻至裂隙面；

S23.往注浆孔安放注浆导管，充填注入第二浆液。

优选地，所述S2具体包括：

S21.获取临坡面第二岩体竖向裂隙开度、第二岩体几何尺寸、单孔注浆量以及注浆孔间距；其中，单孔注浆量以及注浆孔间距的计算方法为：根据第二岩体竖向裂隙注浆模型，变量裂隙开度以及单孔注浆量，得到对应的最大膨胀压力以及扩散范围，拟合建立裂隙开度、单孔注浆量与最大膨胀压力之间的关系以及裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的关系；根据获取的临坡面第二岩体竖向裂隙开度、第二岩体几何尺寸进行稳定性验算，计算注浆过程中实际第二岩体竖向裂隙面允许承受的最大膨胀压力；根据获取的第二岩体竖向裂隙开度以及最大膨胀压力，依据裂隙开度、单孔注浆量与最大膨胀压力之间的关系，计算出单孔注浆量；根据单孔注浆量以及竖向裂隙开度，依据裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的关系，计算出第二浆液扩散范围；根据第二浆液扩散范围以及注浆布孔形式，计算出注浆孔间距；所述注浆布孔形式为正三角形、梅花形以及矩形中的一种；

S22.根据临坡面第二岩体竖向裂隙开度、高度、第二岩体几何尺寸以及注浆孔间距，按间距从第二岩体临坡面向第二岩体内钻孔至裂隙面形成注浆孔，注浆孔直径为12-16mm，注浆孔相对于水平方向倾角为15-20度；

S23.往注浆孔安放注浆导管，按照从下到上，逐排间隔顺序充填注入第二浆液，相间两注浆孔注浆间隔时间不小于第二浆液初凝时间。

优选地，所述第二岩体竖向裂隙面允许承受的最大膨胀压力的计算方法为：

a.根据式(1)计算平行于坡面走向方向单位长度第二岩体重量；

b.根据垂直于坡面走向方向第二岩体横断面几何尺寸确定其重心横坐标位置；

c.将裂隙面上作用的膨胀压力视为均布荷载，第二岩体绕旋转点倾覆，根据式(2)计算第二岩体抗倾覆力矩M₁；根据式(3)确定倾覆力矩M₂；

d.根据式(4)平行于坡面走向方向单位长度第二岩体抗倾覆稳定性要求，根据式(5)确定裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q₁；

e.根据式(6)计算抗滑力F₁，根据式(7)计算滑动力F₂；

f.根据式(8)平行于坡面走向方向单位长度第二岩体抗滑移稳定性要求，根据式(9)确定裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q₂；

g.取q₁与q₂之间的最小值作为裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q；

其中：G＝ρA_岩 (1)

M₁＝Z_GG (2)

M₂＝q₁h²/2 (3)

M₂≤λM₁ (4)

q₁≤2λZ_GG/h² (5)

F₁＝μG (6)

F₂＝q₂h (7)

F₂≤λF₁ (8)

q₂≤λμG/h (9)

式中，ρ为第二岩体密度；A_岩为垂直于坡面走向方向第二岩体横断面面积；Z_G为旋转点到重心的距离；h为竖向裂隙高度；μ为第二岩体与下部支撑土层之间的摩擦系数(μ≤1)；λ为安全系数(λ≤1)。

优选地，所述S3具体包括：

S31.获取待测临坡面第二岩体的几何尺寸以及临坡面第二岩体的竖向裂隙开度；

S32.根据临坡面第二岩体的几何尺寸以及竖向裂隙开度计算出所需锚孔数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度；

S33.根据计算的锚孔数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度，在第二岩体上打锚孔，并往锚孔中放入对应长度的中空锚杆；

S34.往第二岩体锚孔的中空锚杆中注入第三浆液，固化形成锚固体。

优选地，所述S3具体包括：

S31.获取待测临坡面第二岩体的几何尺寸以及临坡面第二岩体的竖向裂隙开度；所述临坡面第二岩体的几何尺寸包括第二岩体高度、第二岩体水平横断面几何尺寸；

S32.根据临坡面第二岩体的几何尺寸以及竖向裂隙开度计算出所需锚孔数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度；

根据第二岩体几何尺寸的水平横断面几何尺寸确定第二岩体重心位置以及第二岩体水平方向单位长度重力G；根据第二岩体水平方向单位长度重力G计算第二岩体倾覆力矩M；将第二岩体底面内侧距截面重心O水平距离为a的点标记为E，第二岩体底面内侧点C距截面重心O的水平距离z_g；当z_g<a时，以第二岩体底面内侧点C作为倾覆旋转中心，以截面重心至C点的水平距离z_g作为旋转力臂，按式M＝Gz_g计算倾覆力矩；当z_g>a时，以第二岩体底面内侧距截面重心水平距离为a的E点为倾覆旋转中心，以a为倾覆旋转力臂，按式M＝Ga计算倾覆力矩；其中，a的取值范围为：0.1m≤a≤0.5m；

根据第二岩体高度h、倾覆力矩M、竖向裂隙开度b计算出所需锚杆数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度；计算所需锚杆数量以及锚孔间距具体为：当h<0.5m时，所需锚杆数量为0；当第二岩体高度0.5m≤h<0.75m时，预设一横排锚杆，计算所需一横排锚杆数量以及锚孔间距；预设一横排锚杆，计算所需一横排锚杆数量以及锚孔间距，具体为：

给定特定的杆体断面尺寸c，得到相应的容许锚固力F_m以及锚固长度l_m；

计算第二岩体所需总锚固力F₁，在距第二岩体上边缘0.25m，设一横排锚孔，与水平方向向下倾角15-20°，根据抗倾覆稳定性按F₁＝M/z₁，计算出单位长度第二岩体所需总锚固力F₁，其中，z₁为锚杆相对于旋转轴的力臂长度；

计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂，竖向裂隙外侧第二岩体内锚孔长度l₁大于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆所能提供的锚固力F₂取容许锚固力F_m，即F₂＝F_m；当竖向裂隙外侧第二岩体内锚孔长度l₁小于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆所能提供的锚固力为F₂＝τcl₁，其中，τ为杆体与高聚物锚固体之间的粘结强度；

计算单根锚杆所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距；若F₁/F₂≤1.0，则沿水平方向单位长度内需设置1根锚杆，锚孔水平间距1.0m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁；若1.0<F₁/F₂≤2.0，则沿水平方向单位长度内需设置2根锚杆，锚孔水平间距0.5m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁/2；若2.0<F₁/F₂≤3.0，则沿水平方向单位长度内需设置3根锚杆，锚孔水平间距0.33m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁/3；若3.0<F₁/F₂，增大锚杆杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度；再次计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂，单根锚杆所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距，直至增大的锚杆杆体横断面的尺寸满足F₁/F₂≤3.0；

当第二岩体高度0.75m≤h时，计算所需锚杆数量以及锚孔间距；计算所需锚杆数量以及锚孔间距，具体为：

给定特定的杆体断面尺寸c，得到相应的容许锚固力F_m以及锚固长度l_m；

计算第二岩体所需总锚固力F₁，在距第二岩体上边缘0.25m，设定的锚杆排数k＝1，与水平方向向下倾角15-20°，根据抗倾覆稳定性按F₁＝M/z₁，计算出单位长度第二岩体所需总锚固力F₁，其中，z₁为第一排锚杆相对于旋转轴的力臂长度；

计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂，竖向裂隙外侧第二岩体内锚孔长度l₁大于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆所能提供的锚固力F₂取容许锚固力F_m，即F₂＝F_m；当竖向裂隙外侧第二岩体内锚孔长度l₁小于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆所能提供的锚固力为F₂＝τcl₁，其中，τ为杆体与高聚物锚固体之间的粘结强度；

计算单根锚杆所需提供的锚固力为F₃及锚孔水平间距；若F₁/F₂≤1.0，则沿水平方向单位长度内需设置1根锚杆，锚孔水平间距1.0m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁；若1.0<F₁/F₂≤2.0，则沿水平方向单位长度内需设置2根锚杆，锚孔水平间距0.5m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁/2；若2.0<F₁/F₂≤3.0，则沿水平方向单位长度内需设置3根锚杆，锚孔水平间距0.33m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁/3；若3.0<F₁/F₂，根据具体情况增大锚杆杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度，再次计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂或增加一横排锚杆；再次计算单根锚杆所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距；

根据具体情况增大锚杆杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度，再次计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂或增加一横排锚杆；再次计算单根锚杆所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距，具体为：

h-(k+1)˙0.25<0.25时，增大锚杆杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度；按照0.75m≤h情况下的计算步骤再次计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂、单根锚杆所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距，直至增大的锚杆杆体横断面的尺寸满足F₃≤F₂，其中k为设计过程中当前设定的锚杆排数；

h-(k+1)˙0.25≥0.25时，采用0.25m的竖向间距在当前最底排锚孔下方增设1排锚孔，此时，k＝k+1，通过抗倾覆稳定性

验算单根锚杆所需提供的锚固力F₃，z_i为第i排锚杆相对于倾覆旋转中心的力臂长度；

若F3≤F2，单根锚杆所需提供的锚固力满足要求；

若F₃>F₂，当h-(k+1)˙0.25<0.25时，增大锚杆杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度；按照0.75m≤h情况下的计算步骤再次计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂，单根锚杆所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距，直至增大的锚杆杆体横断面的尺寸满足F₃≤F₂，其中k为设计过程中当前设定的锚杆排数；当h-(k+1)˙0.25≥0.25时，按照前述h-(k+1)˙0.25≥0.25情况时的步骤继续计算，直至F₃≤F₂。

锚杆杆体长度根据l＝l₁+l₂+b/cosα计算出锚杆总长度l，其中，l₂为穿过竖向裂隙进入稳定第二岩体内所需的锚杆长度，l₂＝F₃/τc；l₁为竖向裂隙外侧第二岩体内锚杆长度，b/cosα为竖向裂隙段的锚杆长度；b为第二岩体内侧的竖向裂隙开度，α为锚杆倾角；

S33.根据计算的锚孔数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度，在第二岩体上打锚孔，并往锚孔中放入对应长度的中空锚杆；所述中空锚杆为中空镀锌管，中空锚杆的杆体上设置至少一个对中支架；

S34.往第二岩体锚孔的中空锚杆中注入第三浆液，固化形成锚固体。

优选地，所述第一岩体为红色砒砂岩体，所述第二砒砂岩体为白色砒砂岩体。

优选地，所述第一浆液为渗透非膨胀型高聚物，所述第二浆液为膨胀型高聚物，所述第三浆液为非渗透型高聚物。

本发明提供了临坡面岩体加固方法，本方法通过综合治理临坡面岩体，对层状结构的岩体进行多层次的加固，增强岩体的稳定性，并最大限度地降低对岩体的扰动，确保施工安全，保障加固效果。特别是针对砒砂岩体治理，由于采用非水反应高聚物作为注浆材料，克服了传统注浆材料(如水泥浆、水玻璃等)由于均以水作为溶剂或主要反应成分，会对砒砂岩结构造成破坏，导致加固效果被严重削弱甚至完全丧失加固作用的问题，并具有施工快捷、工期短、防渗效果好、对岩体扰动小等特点，为砒砂岩块体状重力侵蚀治理提供了一种快捷高效的新途径，对于有效减少入黄泥沙、加快黄河流域治理开发和生态环境改善具有积极促进作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例的效果表征图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为临坡面岩体加固方法流程框图；

图2为第一岩体渗透注入第一浆液方法流程框图

图3为第一岩体单孔渗透注浆浆液扩散形态立体示意图；

图4为临坡面第一岩体渗透注浆孔设置第一岩体取样示意图；

图5为第一岩体渗透注浆加固区域厚度(H₁>H₂)确定示意图；

图6为第一岩体渗透注浆加固区域厚度(H₁<H₂)确定示意图；

图7为第一岩体渗透注浆单层注浆孔布置俯视图；

图8为第一岩体渗透注浆结束效果侧视示意图；

图9为第二岩体竖向裂隙注入第二浆液方法流程框图；

图10为垂直于坡面走向方向第二岩体横断面几何形态示意图；

图11为第二岩体竖向裂隙注浆孔布置正视示意图；

图12为第二岩体竖向裂隙注浆孔布置侧视示意图；

图13为第二岩体竖向裂隙单孔注浆效果正视示意图；

图14为第二岩体竖向裂隙单孔注浆效果侧视示意图；

图15为第二岩体竖向裂隙隔孔注浆效果正视示意图；

图16为第二岩体竖向裂隙单排注浆效果正视示意图；

图17为第二岩体竖向裂隙注浆结束效果正视示意图；

图18为第二岩体竖向裂隙注浆结束效果侧视示意图；

图19为第二岩体竖锚固注入第三浆液方法流程框图；

图20为第二岩体锚固注浆倾覆计算示意图(z_g<a)；

图21为第二岩体锚固注浆倾覆计算示意图(z_g>a)；

图22为第二岩体锚杆布置侧视图；

图23为第二岩体锚杆长度设计示意图；

图24为第二岩体锚固注浆实施效果侧视示意图；

图25为综合治理实施效果侧视示意图。

附图标记

11 芯样 12 坡面

13 第二岩体(白色砒砂岩体) 14 第一岩体(红色砒砂岩体)

15 第一注浆孔 16 第一浆液

17 第二注浆孔 18 竖向裂隙

19 第二浆液 20 锚杆

21 锚孔 22 第三浆液

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参看图1，并结合图2-图25，临坡面岩体加固方法，方法包括：

S1.根据第一岩体材质、临坡面大小钻取注浆孔，注入第一浆液，渗透固化；请参看图2，具体为：

S11.根据第一岩体加固区域深度、加固区域厚度、竖向注浆孔间距、单孔注浆量以及注浆孔水平间距，进行注浆孔位置的设定；

其中，临坡面第一岩体14的加固区域深度、加固区域厚度、竖向第一注浆孔15间距、单孔注浆量以及第一注浆孔15水平间距等第一注浆孔15设置参数为通过以下方法获得，方法包括：

进行现场实际第一岩体14第一浆液16渗透试验，建立单孔注浆量与水平扩散半径的关系以及单孔注浆量与竖向扩散深度的关系；现场实际第一岩体14进行第一浆液16渗透试验，第二岩体13在第一岩体14的中间，对第一岩体14进行渗透注浆加固，设定不同的单孔注浆量，开展现场注浆试验；待不同的单孔第一浆液16固化后，挖开第一岩体14，观察第一浆液16的扩散范围及扩散形态，记录第一浆液16水平扩散半径及竖向扩散深度数据；根据不同的单孔注浆量及对应的不同第一浆液16水平扩散半径及竖向扩散深度数据，进行数据拟合，得到单孔注浆量与水平扩散半径的关系以及单孔注浆量与竖向扩散深度的关系。特别地，如图3，在一定的注浆设备条件下，受第一浆液16固化时间和第一浆液16在第一岩体14中渗透能力的限制，但第一注浆孔15的第一浆液16注入量存在一上限值m_max，与最大单孔注浆量m_max对应有最大水平扩散半径R_max和最大竖向扩散深度h_max。

通过现场实际第一岩体14取样测试，确定加固区域深度；如图4，在现场实际第一岩体14顶部垂直于坡面12，由表及里，逐段钻取芯样11，测芯样11干密度ρ，与标准第一岩体最大干密度ρ_max比较，ρ/ρ_max大于或等于特定值ξ时，停止取样，芯样11位置至坡面12的水平距离，即为待加固第一岩体14深度L；特定值ξ大小可根据安全度要求选取，通常1>ξ>0.9。

根据加固区域深度以及第一岩体14临界自然稳定状态下的边坡坡度确定加固区域厚度；请参看图5以及图6，待加固第一岩体14最顶端ρ/ρmax≥ξ的芯样11深度L处，以第一岩体14临界自然稳定状态下的边坡坡度α向斜下方引斜线，与待加固第一岩体14坡面12或其延长线相交；如图5，当交点与第一岩体14顶端之间的垂直距离H₁大于或等于第一岩体14实际高度H₂时，即H₁≥H₂，待加固第一岩体14厚度H即为第一岩体14厚度实际高度H₂；即H＝H₂。如图6，当该交点与第一岩体14顶端之间的垂直距离H₁小于第一岩体14实际高度H₂时，待加固第一岩体14厚度H为交点与第一岩体14顶端之间的垂直距离H₁，即H＝H₁。

根据加固区域厚度确定竖向第一注浆孔15间距；当加固第一岩体14厚度H小于或等于βh_max时，即H≤βh_max，只需设1层第一注浆孔15，所以不需确定竖向第一注浆孔15间距；当加固第一岩体14厚度H大于βh_max时，即H≥βh_max，需分多层实施注浆，层数n为：

n＝INT(H/(βh_max))+1

式中INT表示取小数整数部分的函数；h_max为最大竖向扩散深度，β为折减系数；通常折减系数β范围为0.6≤β≤1.0。根据H′＝H/n，计算出竖向第一注浆孔15间距H′。

根据确定的竖向第一注浆孔15间距，依据单孔注浆量与竖向扩散深度的关系确定对应的单孔注浆量；根据单孔注浆量与竖向扩散深度的关系，因为竖向第一注浆孔15间距H′确定，所以可以计算出竖向第一注浆孔15间距H′对应的单孔注浆量m′。

根据确定的单孔注浆量，依据单孔注浆量与水平扩散半径的关系确定对应的第一浆液16水平扩散范围；根据单孔注浆量与水平扩散半径的关系，因为单孔注浆量单孔注浆量m′确定，所以可以计算出单孔注浆量m′对应的水平扩散半径R′。

根据第一浆液16水平扩散范围和第一注浆孔15布置形式确定第一注浆孔15水平间距。在水平扩散范围(水平扩散半径)以及第一注浆孔15布置形式确定的基础上，即可以计算出第一注浆孔15水平间距。第一注浆孔15布置形式可以为正三角形、梅花形或矩形。请参看图7，当第一注浆孔15布置形式为正三角形布孔形式时，第一注浆孔15水平间距为：

其中，R为第一浆液16扩散半径，L₁为第一注浆孔15间距。

S12.根据设定的第一注浆孔15位置进行钻孔；根据获得的加固区域深度、加固区域厚度、竖向第一注浆孔15间距以及第一注浆孔15水平间距参数，在临坡面第一岩体14上进行钻孔，即在临坡面第一岩体14上设定第一注浆孔15。按设定的第一注浆孔15位置用钻机从第一岩体14临坡面向第一岩体14内钻孔时，第一注浆孔15直径一般为12-16mm，第一注浆孔15相对于水平方向往下倾角为15-20度。

S13.将注浆管插入至第一注浆孔15孔底位置；将注浆管插入第一注浆孔15内，注浆管末端到达设计的第一注浆孔15孔底位置；当在临坡面第一岩体14钻好第一注浆孔15后，将注浆管插入第一注浆孔15内，使得注浆管末端到达第一注浆孔15孔底位置。

S14.根据一定的注浆方式将设定的注浆量第一浆液16注入第一注浆孔15中，使第一浆液16渗透进入第一岩体14空隙后固化，加固第一岩体14；注浆方式先对最底层第一注浆孔15实施注浆，然后由下往上，逐层注浆；对每一层第一注浆孔15，先注射最外一排第一注浆孔15，然后由外而内，逐排注浆；对每一排第一注浆孔15，按从左向右的顺序，采取跳孔间隔注浆的方式，先注射相间孔，再注射其余孔；左右相邻两孔的注浆间隔时间不小于第一浆液16初凝时间；请参看图8，第一浆液16填充第一岩体14空隙，第一浆液16迅速固化，固化体对第一岩体14颗粒的胶结作用提高第一岩体14强度和抗侵蚀性能。

S2.根据第二岩体13的竖向裂隙18、几何尺寸钻取第二注浆孔17，进行充填注入第二浆液19；请参看图9，具体包括：

S21.获取临坡面第二岩体13竖向裂隙18开度、高度、第二岩体13几何尺寸、单孔注浆量以及第二注浆孔17间距；其中，临坡面第二岩体13竖向裂隙18开度、高度、以及第二岩体13几何尺寸为通过现场调查测量，第二岩体13几何尺寸包括第二岩体13高度、垂直于坡面走向的第二岩体13横断面尺寸。单孔注浆量以及第二注浆孔17间距的计算方法为：

根据第二岩体13竖向裂隙18注浆模型，拟合建立裂隙开度、单孔注浆量与最大膨胀压力之间的关系以及裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的关系；根据第二岩体13竖向裂隙18注浆模型装置，对裂隙开度以及单孔注浆量进行变量处理实验，得到对应不同对裂隙开度以及单孔注浆量的最大膨胀压力以及扩散范围数组，将裂隙开度、单孔注浆量、最大膨胀压力以及扩散范围数组进行函数拟合，建立裂隙开度、单孔注浆量与最大膨胀压力之间的函数关系，以及裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的函数关系。

根据获取的临坡面第二岩体13竖向裂隙18开度、高度、第二岩体13几何尺寸进行稳定性验算，计算注浆过程中实际第二岩体13竖向裂隙18面允许承受的最大膨胀压力；结合图10，最大膨胀压力计算的计算方法具体包括：

a.根据式(1)计算平行于坡面走向方向单位长度第二岩体13重量；

b.根据垂直于坡面走向方向第二岩体13横断面几何尺寸确定其重心O横坐标位置；

c.将裂隙面上作用的膨胀压力视为均布荷载，第二岩体13绕旋转点C倾覆，根据式(2)计算第二岩体13抗倾覆力矩M₁；根据式(3)确定倾覆力矩M₂；

d.根据式(4)平行于坡面走向方向单位长度第二岩体13抗倾覆稳定性要求，根据式(5)确定裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q₁；

e.根据式(6)计算抗滑力F₁，根据式(7)计算滑动力F₂；

f.根据式(8)平行于坡面走向方向单位长度第二岩体13抗滑移稳定性要求，根据式(9)确定裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q₂；

g.取q₁与q₂之间的最小值作为裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q；

其中：G＝ρA_岩 (1)

M₁＝Z_GG (2)

M₂＝q₁h²/2 (3)

M₂≤λM₁ (4)

q₁≤2λZ_GG/h² (5)

F₁＝μG (6)

F₂＝q₂h (7)

F₂≤λF₁ (8)

q₂≤λμG/h (9)

式中，ρ为第二岩体13密度；A_岩为垂直于坡面走向方向第二岩体13横断面面积；Z_G为旋转C点到重心O的距离；h为竖向裂隙18高度；μ为第二岩体13与下部支撑土层之间的摩擦系数(μ≤1)；λ为安全系数(λ≤1)。

根据获取的第二岩体13竖向裂隙18开度以及最大膨胀压力，依据裂隙开度、单孔注浆量与最大膨胀压力之间的关系，计算出单孔注浆量；由于实际的第二岩体13裂隙开度测量得到，最大膨胀压力通过上述计算得出，然后依据拟合好的裂隙开度、单孔注浆量与最大膨胀压力之间的函数关系，计算出单孔注浆量。

根据单孔注浆量以及竖向裂隙18开度，依据裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的关系，计算出第二浆液19扩散范围；由于实际的第二岩体13裂隙开度测量得到，单孔注浆量上述计算出来，依据拟合好的裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的函数关系，从而计算出注浆第二浆液19的扩散范围。

根据第二浆液19扩散范围以及注浆布孔形式，计算出第二注浆孔17间距。根据单孔第二浆液19扩散范围以及注浆布孔形式，即可以确定好第二注浆孔17的间距；注浆布孔形式可以采用正三角形、梅花形以及矩形中的一种。例如：如图11，当注浆布孔形式采用正三角形，第二浆液19扩散形态为圆形时，第二注浆孔17间距为：

其中，R为第二浆液19扩散半径，L为第二注浆孔17间距。

S22.请参看图12，根据临坡面第二岩体13竖向裂隙18开度、高度、第二岩体13几何尺寸以及第二注浆孔17间距，按间距进行钻第二注浆孔17，第二注浆孔17钻至裂隙面；按设定的第二注浆孔17位置用钻机从砒砂第二岩体13临坡面向第二岩体13内钻孔至裂隙面位置，第二注浆孔17直径为12-16mm，第二注浆孔17相对于水平方向倾角为15-20度；

S23.请参看图14，往第二注浆孔17安放注浆导管，充填注入第二浆液；将注浆管插入第二注浆孔17内，注浆管末端到达裂隙面位置，图13为单孔注入第二浆液19的效果图。请参看图15、图16以及图17，按先下部后上部、逐排、隔孔注浆的方式按顺序依次向钻孔内按设定量注入第二浆液19，相间两第二注浆孔17注浆间隔时间不小于第二浆液初凝时间，通常不小于50s；图18为竖向裂隙18注满第二浆液19效果图，第二浆液19发生反应后体积迅速膨胀，充填竖向裂隙18并固化，封堵水流通道，并借助固化体对裂隙壁面的粘结作用提高第二岩体13稳定性。

S3.对第二岩体进行锚固注入第三浆液，请参看图19，具体为：

S31.获取待测(待治理、待加固)临坡面第二岩体13的几何尺寸以及临坡面第二岩体13的竖向裂隙18开度；待测(待治理、待加固)临坡面第二岩体13一般为与主岩体产生了竖向裂隙18，且由于第二岩体13下方为第一岩体14，容易风化，随着时间的推移，使得第二岩体13即将失去支撑，第二岩体13会发生倾覆，坍塌的风险。在对现场进行临坡面第二岩体13的几何尺寸以及临坡面第二岩体13与主体第二岩体13的竖向裂隙18开度。其中，第二岩体13的几何尺寸包括第二岩体13的高度，第二岩体13水平横断面几何尺寸，即靠近第一岩体14面的横断面几何尺寸。

S32.根据临坡面第二岩体13的几何尺寸以及竖向裂隙18开度计算出所需锚孔数量、锚孔间距以及锚杆20杆体长度，具体为：

请参看图20以及图21，根据第二岩体13几何尺寸的水平横断面几何尺寸确定第二岩体13重心O位置以及第二岩体13水平方向单位长度重力G；一般按第二岩体13密度均匀分布，这样可以较为方便地确定第二岩体13几何尺寸体重心O位置，且水平横断面几何尺寸计算出第二岩体13水平方向单位长度重力G。

根据第二岩体13水平方向单位长度重力G计算第二岩体13倾覆力矩M；在计算倾覆力矩M时，还根据实际的第二岩体13厚度进行核算，即当第二岩体13厚度较薄时，采用实际的倾覆力矩计算，当第二岩体13厚度较厚时，采用预设的倾覆力矩计算；请参看图20以及图21，将预设的第二岩体13底面内侧距截面重心O水平距离为a的点标记为E，第二岩体13底面内侧点C距截面重心O的水平距离z_g。

请参看图20，当z_g<a时，以第二岩体13底面内侧点C作为倾覆旋转中心，以截面重心至C点的水平距离z_g作为旋转力臂，按式M＝Gz_g计算倾覆力矩。

请参看图21，当z_g>a时，以第二岩体13底面内侧距截面重心水平距离为a的E点为倾覆旋转中心，以a为倾覆旋转力臂，按式M＝Ga计算倾覆力矩；其中，a的取值范围一般为：0.1m≤a≤0.5m。

根据第二岩体13不同的高度h、倾覆力矩M、竖向裂隙18开度b计算出所需锚杆20数量、锚孔间距以及锚杆20杆体长度。

(1)当h<0.5m时，由于第二岩体13的高度较小，倾覆的可能性比较小，且治理的必要性较差，所以在第二岩体13的高度h<0.5m时，将不采用锚杆20进行加固，即所需锚杆20数量为0。

(2)当第二岩体13高度0.5m≤h<0.75m时，一般预设一横排锚杆20，计算所需一横排锚杆20数量以及锚孔间距；具体为：

给定特定的杆体断面尺寸c，得到相应的容许锚固力F_m以及锚固长度l_m；由于特定的杆体断面尺寸c，相应的容许锚固力F_m以及锚固长度l_m可以通过实验测量得出。

计算第二岩体13所需总锚固力F₁；请参看图22以及图23，在距第二岩体13上边缘0.25m，设一横排锚孔，与水平方向向下倾角15-20°，根据抗倾覆稳定性按F₁＝M/z₁，计算出单位长度第二岩体13所需总锚固力F₁，其中，z₁为锚杆20相对于旋转轴的力臂长度。

计算单根锚杆20所能提供的锚固力F₂，竖向裂隙18外侧第二岩体13内锚孔长度l₁大于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆20所能提供的锚固力F₂取容许锚固力F_m，即F₂＝F_m；当竖向裂隙18外侧第二岩体13内锚孔长度l₁小于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆20所能提供的锚固力为F₂＝τc l₁，其中，τ为杆体与高聚物锚固体之间的粘结强度。

计算单根锚杆20所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距；若F₁/F₂≤1.0，则沿水平方向单位长度内需设置1根锚杆20，锚孔水平间距1.0m，单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃＝F₁；若1.0<F₁/F₂≤2.0，则沿水平方向单位长度内需设置2根锚杆20，锚孔水平间距0.5m，单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃＝F₁/2；若2.0<F₁/F₂≤3.0，则沿水平方向单位长度内需设置3根锚杆20，锚孔水平间距0.33m，单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃＝F₁/3；若3.0<F₁/F₂，此时不便再增加锚杆20数量，而是通过增大锚杆20杆体横断面尺寸c，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度；再次计算单根锚杆20所能提供的锚固力F₂，单根锚杆20所需提供的锚固力F₃、锚杆20数量以及锚孔水平间距，直至增大的锚杆20杆体横断面的尺寸满足F₁/F₂≤3.0。

(3)当第二岩体13高度0.75m≤h时，计算所需锚杆20数量以及锚孔间距，具体为：

给定特定的杆体断面尺寸c，得到相应的容许锚固力F_m以及锚固长度l_m。

计算第二岩体13所需总锚固力F₁，请参看图4以及图5，在距第二岩体13上边缘0.25m，设定的锚杆20排数k＝1，与水平方向向下倾角15-20°，根据抗倾覆稳定性按F₁＝M/z₁，计算出单位长度第二岩体13所需总锚固力F₁，其中，z₁为第一排锚杆20相对于旋转轴的力臂长度。

计算单根锚杆20所能提供的锚固力F₂，竖向裂隙18外侧第二岩体13内锚孔长度l₁大于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆20所能提供的锚固力F₂取容许锚固力F_m，即F₂＝F_m；当竖向裂隙18外侧第二岩体13内锚孔长度l₁小于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆20所能提供的锚固力为F₂＝τc l₁，其中，τ为杆体与第三浆液22固化后锚固体之间的粘结强度。

计算单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃及锚孔水平间距；若F₁/F₂≤1.0，则沿水平方向单位长度内需设置1根锚杆20，锚孔水平间距1.0m，单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃＝F₁；若1.0<F₁/F₂≤2.0，则沿水平方向单位长度内需设置2根锚杆20，锚孔水平间距0.5m，单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃＝F₁/2；若2.0<F₁/F₂≤3.0，则沿水平方向单位长度内需设置3根锚杆20，锚孔水平间距0.33m，单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃＝F₁/3。

若3.0<F₁/F₂，根据具体情况增大锚杆20杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度，再次计算单根锚杆20所能提供的锚固力F₂或增加一横排锚杆，再次计算单根锚杆20所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距，具体为：

(1)当h-(k+1)˙0.25<0.25时，增大锚杆20杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度；按照0.75m≤h情况下的计算步骤再次计算单根锚杆20所能提供的锚固力F₂、单根锚杆20所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距，直至增大的锚杆20杆体横断面的尺寸满足F₃≤F₂，其中k为设计过程中当前设定的锚杆20排数。

(2)当h-(k+1)˙0.25≥0.25时，采用0.25m的竖向间距在当前最底排锚孔下方增设1排锚孔，此时，k＝k+1，通过抗倾覆稳定性

验算单根锚杆20所需提供的锚固力F₃，z_i为第i排锚杆20相对于倾覆旋转中心的力臂长度；若F₃≤F₂，单根锚杆20所需提供的锚固力满足要求；

若F₃>F₂，当h-(k+1)˙0.25<0.25时，再次增大锚杆20杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度；按照0.75m≤h情况下的计算步骤再次计算单根锚杆20所能提供的锚固力F₂，单根锚杆20所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距，直至增大的锚杆20杆体横断面的尺寸满足F₃≤F₂，其中k为设计过程中当前设定的锚杆20排数；

若F₃>F₂，当h-(k+1)˙0.25≥0.25时，按照前述h-(k+1)˙0.25≥0.25情况时的步骤(步骤(2))继续计算，直至F₃≤F₂。

锚杆20杆体长度l为根据l＝l₁+l₂+b/cosα计算出锚杆20总长度，其中，l₂为穿过竖向裂隙18进入稳定第二岩体13内所需的锚杆20长度，l₂＝F₃/τc；l₁为竖向裂隙18外侧第二岩体13内锚杆20长度，b/cosα为竖向裂隙18段的锚杆20长度；其中，b为第二岩体13内侧的竖向裂隙18开度，α为锚杆20倾角。

S33.根据计算的锚孔21数量、锚孔21间距以及锚杆20杆体长度，在第二岩体13上打锚孔21，并往锚孔21中放入对应长度的中空锚杆20；打锚孔21时，采用与水平方向向下15-20°的倾角，在坡面上用钻机向岩体内钻孔。钻机选用钻头时，一般为采用直径16mm钻头。锚孔21打孔完成后，在锚孔21内放置中空锚杆20杆体，将中空杆体放入锚孔21中时，杆体末端到达锚孔21底部。由于锚孔21直径大于锚杆20直径，为了保证强度均匀，锚杆20在锚固体中间位置，在杆体上设置多个对中支架，一般每隔15-20cm设置一个对中支架。

S34.如图24为锚孔21注入第三浆液22固化效果图，往第二岩体13锚孔21的中空锚杆20中注入第三浆液22，第三浆液22固化形成锚固体；注浆时，第三浆液22经中空杆体进入锚孔21底部，自下而上充满锚孔21并固化，与周围岩体结合，形成高聚物锚固体。

通过向第二岩体13竖向裂隙18注浆以及锚杆20注浆，双重加固，使得临坡面第二岩体13加固更加牢靠，加固更加科学化和精细化，保证施工质量；通过往竖向裂隙18注浆，充填竖向裂隙18并固化，对目标第二岩体13起到一定的粘结加固的作用，通过科学设置锚杆20，可有效降第二岩体13锚固设置的主观性和经验性，锚固设置方法可用于指导临坡面第二岩体13锚固注浆的工艺实现，实现了锚固加固的科学化和精细化，为保证锚固加固质量奠定良好基础；且方法具有施工快捷、工期短、防渗效果好、对第二岩体13扰动小等特点。

图25为第一浆液16注入第一岩体14中，第二浆液19注入第二岩体13的竖向裂隙18中，第三浆液22注入第二岩体13中进行锚固，固化后的效果示意图。

具体实施例

岩体以砒砂岩体为例，第一浆液16为渗透非膨胀型高聚物，第二浆液19为膨胀型高聚物，第三浆液22为非渗透型高聚物，但是其强度较高。

临坡面红色砒砂层14加固方法，(如图1、图2、图9、图19所示)，其特征在于，包括以下步骤：

A对临坡面白色砒砂红色砒砂层13底部的松散红色砒砂红色砒砂层14层利用非膨胀渗透型高聚物材料实施渗透注浆(图2-图8)，具体包括：

A1.根据临坡面红色砒砂层14加固区域深度、加固区域厚度、竖向第一注浆孔15间距、单孔注浆量以及第一注浆孔15水平间距，进行第一注浆孔15位置的设定；具体包括：

A11.进行现场实际红色砒砂层14低粘度渗透型非水反应高聚物16渗透试验，建立单孔注浆量与水平扩散半径的关系以及单孔注浆量与竖向扩散深度的关系(图3)；

A12.通过现场实际红色砒砂层14取样测试，确定加固区域深度(图4)；具体为：在现场实际红色砒砂层14垂直于坡面12，由表及里，逐段钻取芯样11，测芯样11干密度ρ，与标准红色砒砂层14最大干密度ρ_max比较，ρ/ρ_max大于或等于特定值ξ时，停止取样，芯样11位置至坡面12的水平距离，即为待加固红色砒砂层14深度L；特定值ξ范围为1>ξ>0.9。

A13.根据加固区域深度以及红色砒砂层14临界自然稳定状态下的边坡坡度确定加固区域厚度(图5、图6)；具体为：

待加固红色砒砂层14最顶端深度L处，以红色砒砂层14稳定状态坡度□引斜线，与待加固红色砒砂层14坡面12或其延长线相交；

当交点与红色砒砂层14顶端之间的垂直距离大于或等于红色砒砂层14实际高度时，待加固红色砒砂层14厚度即为红色砒砂层14厚度实际高度；

当该交点与红色砒砂层14顶端之间的垂直距离小于红色砒砂层14实际高度时，待加固红色砒砂层14厚度为交点与红色砒砂层14顶端之间的垂直距离。

A14.根据加固区域厚度确定竖向第一注浆孔15间距；当加固红色砒砂层14厚度H小于或等于βh_max时，即H≤βh_max，只需设1层第一注浆孔15，不需确定竖向第一注浆孔15间距；

当加固红色砒砂层14厚度H大于βh_max时，即H≥βh_max，需分多层实施注浆，层数n为：

n＝INT(H/(βh_max))+1

式中INT表示取小数整数部分的函数；h_max为最大竖向扩散深度，β为折减系数；

根据H′＝H/n，计算出竖向第一注浆孔15间距H′；折减系数β范围为0.6≤β≤1.0。

A15.根据确定的竖向第一注浆孔15间距，依据单孔注浆量与竖向扩散深度的关系确定对应的单孔注浆量；

A16.根据确定的单孔注浆量，依据单孔注浆量与水平扩散半径的关系确定对应的低粘度渗透型非水反应高聚物16水平扩散范围；

A17.根据低粘度渗透型非水反应高聚物16水平扩散范围和第一注浆孔15布置形式确定第一注浆孔15水平间距(图7)；中的第一注浆孔15布置形式为正三角形、梅花形或矩形中的一种，-第一注浆孔15布置形式为正三角形布孔形式时，第一注浆孔15水平间距为：

其中，R为低粘度渗透型非水反应高聚物16扩散半径，L₁为第一注浆孔15间距。

A2.根据设定的第一注浆孔15位置进行钻孔；具体为：

根据设定的第一注浆孔15位置在红色砒砂层14临坡面向红色砒砂层14内钻第一注浆孔15；第一注浆孔15直径为12-16mm，第一注浆孔15相对于水平方向向下倾角为15-20度。

A3.将注浆管插入至第一注浆孔15孔底位置；

A4.根据一定的注浆方式将设定的注浆量低粘度渗透型非水反应高聚物16注入第一注浆孔15中，使低粘度渗透型非水反应高聚物16渗透进入红色砒砂层14空隙后固化，加固红色砒砂层14，图8所示，具体为：

根据先对最底层第一注浆孔15实施注浆，然后由下往上，逐层注浆；对每一层第一注浆孔15，先注射最外一排第一注浆孔15，然后由外而内，逐排注浆；对每一排第一注浆孔15，按从左向右的顺序，采取跳孔间隔注浆的方式，先注射相间孔，再注射其余孔；使低粘度渗透型非水反应高聚物16渗透进入红色砒砂层14孔隙后固化，左右相邻两孔的注浆间隔时间不小于低粘度渗透型非水反应高聚物16初凝时间，加固红色砒砂层14。

B对临坡面白色砒砂岩体13竖向裂隙18利用膨胀型高聚物材料实施充填注浆(图9-图18)，具体包括：

B1.获取临坡面白色砒砂岩体13竖向裂隙18开度、竖向裂隙18高度、白色砒砂岩体13几何尺寸、单孔注浆量以及第二注浆孔17间距；通过：

B11.根据白色砒砂岩体13竖向裂隙18注浆模型，变量裂隙开度以及单孔注浆量，得到对应的最大膨胀压力以及扩散范围，拟合建立裂隙开度、单孔注浆量与最大膨胀压力之间的关系以及裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的关系；

B12.根据获取的临坡面白色砒砂岩体13竖向裂隙18开度、白色砒砂岩体13几何尺寸进行稳定性验算，计算注浆过程中实际白色砒砂岩体13竖向裂隙18面允许承受的最大膨胀压力；

B13.根据获取的白色砒砂岩体13竖向裂隙18开度以及最大膨胀压力，依据裂隙开度、单孔注浆量与最大膨胀压力之间的关系，计算出单孔注浆量；

B14.根据单孔注浆量以及竖向裂隙18开度，依据裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的关系，计算出膨胀型高聚物19扩散范围；

B15.根据膨胀型高聚物19扩散范围以及注浆布孔形式，计算出第二注浆孔17间距。

步骤B12中注浆过程中实际白色砒砂岩体13竖向裂隙18面允许承受的最大膨胀压力为通过(图10)：

a.根据式(1)计算平行于坡面走向方向单位长度白色砒砂岩体13重量；

b.根据垂直于坡面走向方向白色砒砂岩体13横断面几何尺寸确定其重心横坐标位置；

c.将裂隙面上作用的膨胀压力视为均布荷载，白色砒砂岩体13绕旋转点倾覆，根据式(2)计算白色砒砂岩体13抗倾覆力矩M₁；根据式(3)确定倾覆力矩M₂；

d.根据式(4)平行于坡面走向方向单位长度白色砒砂岩体13抗倾覆稳定性要求，根据式(5)确定裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q₁；

e.根据式(6)计算抗滑力F₁，根据式(7)计算滑动力F₂；

f.根据式(8)平行于坡面走向方向单位长度白色砒砂岩体13抗滑移稳定性要求，根据式(9)确定裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q₂；

g.取q₁与q₂之间的最小值作为裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q；

其中：G＝ρA_岩 (1)

M₁＝Z_GG (2)

M₂＝q₁h²/2 (3)

M₂≤λM₁ (4)

q₁≤2λZ_GG/h² (5)

F₁＝μG (6)

F₂＝q₂h (7)

F₂≤λF₁ (8)

q₂≤λμG/h (9)

式中，ρ为白色砒砂岩体13密度；A_岩为垂直于坡面走向方向白色砒砂岩体13横断面面积；Z_G为旋转点到重心的距离；h为竖向裂隙18高度；μ为白色砒砂岩体13与下部支撑土层之间的摩擦系数(μ≤1)；λ为安全系数(λ≤1)。

B2.根据临坡面白色砒砂岩体13竖向裂隙18开度、白色砒砂岩体13几何尺寸以及第二注浆孔17间距，按间距进行钻第二注浆孔17，第二注浆孔17钻至裂隙面；根据临坡面白色砒砂岩体13竖向裂隙18开度、白色砒砂岩体13几何尺寸以及第二注浆孔17间距，按间距从白色砒砂岩体13临坡面向白色砒砂岩体13内钻孔至裂隙面形成第二注浆孔17，第二注浆孔17直径为12-16mm，第二注浆孔17相对于水平方向倾角为15-20度。

B3.往第二注浆孔17安放注浆导管，根据一定的注浆方式将设定的注浆量膨胀型高聚物19注入第二注浆孔17中，膨胀型高聚物19固化后充填竖向裂隙18，具体为(图13-图18)：往第二注浆孔17安放注浆导管，按照从下到上，逐排间隔顺序充填注入膨胀型高聚物19，相间两第二注浆孔17注浆间隔时间不小于膨胀型高聚物19初凝时间。

C对临坡面白色砒砂岩体13采用非渗透型高聚物材料实施锚固注浆(图19-图24)，具体包括：

C1获取临坡面白色砒砂岩体13竖向裂隙开度、白色砒砂岩体13几何尺寸，确定锚杆20布置方式、锚孔21间距和锚杆20杆体长度；具体为：

C11根据截面几何尺寸确定截面重心横坐标位置和白色砒砂岩块体沿坡面走向方向单位长度自重G；

C12将砒砂岩块体底面内侧距截面重心O水平距离为a的点标记为E，砒砂岩块体底面内侧点C距截面重心O的水平距离z_g(图20和图21所示)

当z_g<a时，以砒砂岩块体底面内侧点C作为倾覆旋转中心，以截面重心至C点的水平距离z_g作为旋转力臂(图20所示)，按式(1)计算倾覆力矩。

M＝Gz_g (1)

当z_g>a时，以砒砂岩块体底面内侧距截面重心水平距离为a的E点为倾覆旋转中心(图21所示)，以a为倾覆旋转力臂，按式(2)计算倾覆力矩。

M＝Ga (2)

式中，a根据设计安全度要求取值(0.1m≤a≤0.5m)。

C13确定锚杆20布置数量和锚孔21间距(图22、图23)：

C131设定锚杆20杆体断面尺寸，给定相应的容许锚固力F_m和锚固长度l_m(容许锚固力F_m和锚固长度l_m可通过试验确定)；

C132当砒砂岩块体高度0.5m≤h<0.75m时(仅按1排锚杆20设计)

①确定沿坡面走向方向单位长度砒砂岩块体所需总锚固力F₁

距砒砂岩块体上边缘0.25m，沿坡面走向设1排锚孔21，与水平方向倾角15-20°，根据抗倾覆稳定性按式(3)确定沿坡面走向方向单位长度砒砂岩块体所需总锚固力F₁。

F₁＝M/z₁ (3)

式中，z₁为锚杆20相对于旋转轴的力臂长度。

②确定单根锚杆20所能提供的锚固力F₂

a当裂缝外侧砒砂岩块内锚孔21长度l₁大于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆20所能提供的锚固力F₂取容许锚固力F_m，即F₂＝F_m。

b当裂缝外侧砒砂岩块内锚孔21长度l₁小于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆20所能提供的锚固力按式(4)计算：

F₂＝τc l₁ (4)

式中，τ为杆体与高聚物锚固体之间的粘结强度，c为杆体设计横断面周长。

③确定单根锚杆20所需提供的锚固力F₃及锚孔21水平间距

a若F₁/F₂≤1.0，则沿水平方向单位长度内需设置1根锚杆20，锚孔21水平间距1.0m，单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃＝F₁，转至步骤C14；

b若1.0<F₁/F₂≤2.0，则沿水平方向单位长度内需设置2根锚杆20，锚孔21水平间距0.5m，单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃＝F₁/2，转至步骤C14；

c若2.0<F₁/F₂≤3.0，则沿水平方向单位长度内需设置3根锚杆20，锚孔21水平间距0.33m，单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃＝F₁/3，转至步骤C14；

d若3.0<F₁/F₂，增大锚杆20杆体横断面尺寸(容许锚固力F_m相应增大)，给定相应的容许锚固力F_m和锚固长度l_m，返回C132步骤②，重复步骤②、③，直至满足a、b、c其中一项；

C133当砒砂岩块体高度h≥0.75m时(根据分析结果按1排或多排锚杆20设计)

①确定设置1排锚杆20时沿坡面走向方向单位长度砒砂岩块体所需总锚固力F₁

距砒砂岩块体上边缘0.25m，设1排锚孔21(当前设定的锚杆20排数k＝1)，与水平方向倾角15-20°，根据抗倾覆稳定性按式(3)确定沿坡面走向方向单位长度砒砂岩块体所需总锚固力F₁

F₁＝M/z₁ (3)

式中，z₁为第一排锚杆20相对于旋转轴的力臂长度。

②确定单根锚杆20所能提供的锚固力F₂

a当裂缝外侧砒砂岩块内锚孔21长度l₁大于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆20所能提供的锚固力F₂取容许锚固力F_m，即F₂＝F_m。

b当裂缝外侧砒砂岩块内锚孔21长度l₁小于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆20所能提供的锚固力按式(4)计算：

F₂＝τc l₁ (4)

式中，τ为杆体与高聚物锚固体之间的粘结强度，c为杆体设计横断面周长。

③确定单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃及锚孔21水平间距

a若F₁/F₂≤1.0，则沿水平方向单位长度内需设置1根锚杆20，锚孔21水平间距1.0m，单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃＝F₁，转至步骤C14；

b若1.0<F₁/F₂≤2.0，则沿水平方向单位长度内需设置2根锚杆20，锚孔21水平间距0.5m，单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃＝F₁/2，转至步骤C14；

c若2.0<F₁/F₂≤3.0，则沿水平方向单位长度内需设置3根锚杆20，锚孔21水平间距0.33m，单根锚杆20所需提供的锚固力为F₃＝F₁/3，转至步骤C14；

d若3.0<F₁/F₂

d1若h-(k+1)˙0.25<0.25，增大锚杆20杆体横断面尺寸(容许锚固力F_m相应增大)，给定相应的容许锚固力F_m和锚固长度l_m，返回C133步骤②，重复步骤②、③继续计算，直至满足a、b、c其中一项；

其中k为设计过程中当前设定的锚杆20排数。

d2若h-(k+1)˙0.25≥0.25，采用0.25m的竖向间距在当前最底排锚孔21下方增设1排锚孔21，此时，k＝k+1，通过抗倾覆稳定性验算确定单根锚杆20所需提供的锚固力F₃(如图4所示)

z_i为第i排锚杆20相对于倾覆旋转中心的力臂长度；

d21若F₃≤F₂，单根锚杆20所需提供的锚固力满足要求，转至步骤C14；

d22若F₃>F₂

d221若h-(k+1)˙0.25<0.25，增大锚杆20杆体横断面尺寸(容许锚固力F_m相应增大)，给定相应的容许锚固力F_m和锚固长度l_m，返回C133步骤②，重复步骤②、③继续计算，直至F₃≤F₂。

d222若h-(k+1)˙0.25≥0.25，执行步骤d2继续计算，直至F₃≤F₂。

C14确定锚杆20杆体长度(图5所示)，具体步骤为：

C141利用式(6)确定穿过裂缝进入稳定白色砒砂岩体13内所需的锚固长度l₂：

l₂＝F₃/τc (6)

C142利用式(7)确定锚杆20总长度l

l＝l₁+l₂+b/cosα (7)

式中，b为白色砒砂岩块体内侧的竖向裂隙开度，α为锚杆20倾角。

C2按设计的锚杆20布置方式、锚孔21间距和锚杆20杆体长度施做锚孔21；具体为：按设计的锚孔21位置，采用与水平方向15-20°倾角，在坡面上用钻机向砒砂岩块内钻孔，较优采用直径12-16mm钻头。

C3在锚孔21内安放按设计要求制作的中空杆体；具体为：采用中空钢管作为杆体，优选的，采用直径8-10mm中空镀锌管，按设计长度切割杆体，并在杆体上每隔15-20cm设置一个对中支架。

C4强度型高聚物22经注中空杆体进入锚孔21底部，自下而上充满锚孔21并固化，与周围砒砂岩结合，形成高聚物锚固体。

具体实施例

岩体以红白层相间的砒砂岩体为例，浆液以高聚物为例，高聚物为三种，分别为新型渗透性、膨胀性和非渗透性双组分非水反应高聚物注浆材料。砒砂岩的层状结构，如图4-6所示，上层为较为坚硬的白色砒砂层，下层为红色砒砂层，白色砒砂层内存在竖向裂隙。

对临坡面岩体进行加固时，需对红色砒砂层实施高聚物渗透注浆，以提高其强度和抗侵蚀能力，避免上部白色砒砂岩发生崩塌；需对临坡面白色砒砂岩体竖向裂隙利用膨胀型高聚物材料实施充填注浆，以封闭水流通道，避免水流下渗对裂隙面的侵蚀，阻止裂隙下切趋势，同时借助高聚物浆液固化后所产生的粘结力，使裂隙两侧岩块粘接在一起，进一步提高临坡面岩块的稳定性，并为实施锚固注浆创造条件；需对临坡面白色砒砂岩体采用非渗透型高聚物材料实施锚固注浆，其目的在于利用浆液固化后形成的锚固体所产生的抗拔力，提高临坡面砒砂岩块体的抗倾覆能力，从而进一步增强其稳定性，避免失稳后发生崩塌。通过三种加固措施的依次施作，逐步增强临坡面砒砂岩块体的稳定性，从而防治块体状重力侵蚀。

A1.根据临坡面岩体加固区域深度、加固区域厚度、竖向注浆孔间距、单孔注浆量以及注浆孔水平间距，进行注浆孔位置的设定；其中，临坡面砒砂岩体加固区域深度、加固区域厚度、竖向注浆孔间距、单孔注浆量以及注浆孔水平间距参数的获取通过以下步骤实施：

A11.进行现场实际岩体浆液渗透试验，建立单孔注浆量与水平扩散半径的关系以及单孔注浆量与竖向扩散深度的关系；通过现场注浆试验，建立不同单孔注浆量与水平扩散半径的关系以及不同单孔注浆量与竖向扩散深度的关系(图3)，具体包括：

a1.设定不同的单孔注浆量，开展现场注浆试验；

a2.待浆液固化后，现场开挖，观察浆液的扩散范围及扩散形态，记录浆液水平扩散半径和竖向扩散深度；

a3.利用试验得到的不同单孔注浆量的水平扩散半径和竖向扩散深度，通过数据拟合，得到不同单孔注浆量与水平扩散半径的关系以及不同单孔注浆量与竖向扩散深度的关系。

对试验数据进行数据拟合，得到不同单孔注浆量条件下浆液水平扩散半径随注浆量大小变化的拟合函数如下式(1)所示:

R＝3×10^-9m³-2×10^-5m²+0.031m+11.491 (1)

其中：R为单孔注浆时浆液水平扩散半径；m为单孔注浆量。

对试验数据进行数据拟合，得到不同单孔注浆量条件下浆液竖向扩散深度随注浆量大小变化的拟合函数如下式(2)所示：

h＝6×10^-9m³-3×10^-5m²+0.0525m+24.263 (2)

其中：h为单次注浆时浆液竖向扩散深度；m为单次注浆量。

其中得到单孔浆液注入量上限值m_max＝2000g与最大单孔注浆量m_max＝2000g对应有最大水平扩散半径R_max＝18.49cm和最大竖向扩散深度h_max＝57.27cm。

A12.通过现场实际岩体取样测试，确定加固区域深度；通过现场取样测试确定加固区域深度，请参看图4，具体包括：在红色砒砂岩层顶部垂直于坡面12，由表及里，逐段钻取芯样11，测芯样11干密度ρ，与红色砒砂岩标准最大干密度ρ_max作比较，当两者密度比值大于或等于一特定值ξ＝0.93时(ρ/ρmax≥ξ＝0.93)，停止取样，该芯样11所在位置至坡面12的水平距离为80cm，因此待加固红色砒砂岩层深度L＝80cm。

A13.根据加固区域深度以及岩体临界自然稳定状态下的边坡坡度确定加固区域厚度；根据加固区域深度和红色砒砂岩临界自然稳定状态下的边坡坡度α确定加固区域厚度H，请参看图5以及图6，具体包括：在白色砒砂岩与红色砒砂岩界面，以ρ/ρ_max≥ξ的芯样11砒砂岩层深度L，以红色砒砂岩临界自然稳定状态下的边坡坡度α为斜率，向斜下方引直线，与当前坡面12相交，该交点与红色砒砂岩层顶面之间的垂直距离H₁小于砒砂岩层厚度H₂，请参看图6，取待加固层厚度H为该交点与红色砒砂岩层顶面之间的垂直距离H1，即H＝H₁＝150cm。

A14.根据加固区域厚度确定竖向注浆孔间距；根据已确定的加固区域厚度确定竖向注浆孔15间距，具体包括：

加固区域厚度H＝150cm大于βh_max＝51.5cm(h_max为最大竖向扩散深度，β为折减系数，这里β＝0.9)，即H≥βh_max，需分多层实施注浆，所需层数n用式(3)计算：

n＝INT(H/(βh_max))+1 (3)

式中INT表示取小数整数部分的函数。

n＝INT(150/51.5)+1＝3

竖向注浆孔15间距H′用式(4)计算：

H′＝H/n (4)

H′＝150/3＝50cm

A15.根据确定的竖向注浆孔间距，依据单孔注浆量与竖向扩散深度的关系确定对应的单孔注浆量；根据已确定的竖向注浆孔15间距，利用单孔注浆量与竖向扩散深度的关系确定单孔注浆量m；

竖向扩散深度h＝H′/β＝50/0.9≈55.5cm。

由式(2)计算得与竖向扩散深度h＝55.5cm对应的单孔注浆量m＝1420g。

A16.根据确定的单孔注浆量，依据单孔注浆量与水平扩散半径的关系确定对应的浆液水平扩散范围；根据已确定的单孔注浆量，利用单孔注浆量与水平扩散半径的关系确定浆液水平扩散范围R；

由式(1)得与单孔注浆量m＝1420g对应的水平扩散半径为R≈24cm。

A17.根据浆液水平扩散范围和注浆孔布置形式确定注浆孔水平间距；根据浆液水平扩散范围和采用的注浆孔15布置形式确定注浆孔15水平间距，具体可采用正三角形、梅花形或矩形等布置形式。参看图7，当采用正三角形布孔形式，注浆孔15水平间距采用式(5)计算。

式中R为浆液扩散半径，L₁为注浆孔15水平间距。

注浆孔水平间距

按设定的布孔形式、加固区域深度、加固区域厚度、竖向注浆孔间距以及注浆孔水平间距，自上而下，可布置一层或多层注浆孔；根据确定的待加固区深度大小，自外向内，可布置一排或多排注浆孔。

A2.根据设定的注浆孔位置进行钻孔；根据获得的加固区域深度、加固区域厚度、竖向注浆孔间距以及注浆孔水平间距参数，在临坡面红色砒砂岩体上进行钻孔，即在临坡面红色砒砂岩体上设定注浆孔。按设定的注浆孔位置用钻机从岩体临坡面向红色砒砂岩体内钻孔时，注浆孔直径一般为12-16mm，注浆孔相对于水平方向往下倾角为15-20度。

A3.将注浆管插入至注浆孔孔底位置；将注浆管插入注浆孔内，注浆管末端到达设计的注浆孔孔底位置。

A4.根据一定的注浆方式将设定的注浆量(单孔注浆量)浆液通过注浆管注入注浆孔中，使浆液渗透进入岩体空隙后固化，加固岩体。先对最底层注浆孔实施注浆，然后由下往上，逐层注浆；对每一层注浆孔，先注射最外一排注浆孔，然后由外而内，逐排注浆；对每一排注浆孔，按从左向右的顺序，采取跳孔间隔注浆的方式，先注射相间孔，再注射其余孔；左右相邻两孔的注浆间隔时间不小于浆液初凝时间；请参看图8，使得高聚物浆液充填红色砒砂岩14空隙，高聚物浆液发生化学反应后迅速固化，借助固化体对红色砒砂岩14颗粒的胶结作用提高砒砂岩块体强度和抗侵蚀性能，防止白色砒砂岩13悬空、发生崩塌。

采用双组分非水反应高聚物注浆材料应用于红色砒砂岩层渗透注浆加固。其原理是通过注射系统和注浆导管，将双组份高聚物注射到待加固的红色砒砂岩内，浆液在注浆压力作用下在红色砒砂岩孔隙中渗透扩散，充填红色砒砂岩内部孔隙，浆液两种组分发生化学反应并固化，利用浆液固化后对砒砂岩组成颗粒的胶结作用，增强红色砒砂岩的整体性和抗渗性，提高其强度和抗侵蚀能力，从而避免上部白色砒砂岩悬空、发生崩塌。

B1.砒砂岩竖向裂隙高聚物注浆参数设计，具体包括：

B11.通过现场调查确定临坡面砒砂岩竖向裂隙和砒砂岩块体几何尺寸，主要包括竖向裂隙开度、高度及垂直于坡面走向的砒砂岩块体横断面尺寸。

经现场勘查，垂直于坡面走向的砒砂岩块体横截面为矩形，高度2.0m，宽度0.5m，竖向裂隙高度2m，开度6mm；

B12.通过稳定性验算确定注浆过程中砒砂岩竖向裂隙面允许承受的最大膨胀压力(如图10所示)，具体包括以下步骤：

B121.利用式(1)计算平行于坡面走向方向单位长度(每延米)砒砂岩块体重量；

B122.根据垂直于坡面走向方向砒砂岩块体横断面几何尺寸按式(2)确定其重心O横坐标位置；

B123.将裂隙面上作用的膨胀压力视为均布荷载，岩体绕C点倾覆，根据式(3)计算岩体抗倾覆力矩M₁；根据式(4)确定倾覆力矩M₂；

B124.根据平行于坡面走向方向单位长度(每延米)砒砂岩块体抗倾覆稳定性要求(式(5))确定裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力(式(6))q1；

B125.根据式(7)计算抗滑力F1，根据式(8)计算滑动力F2；

B126.根据平行于坡面走向方向单位长度(每延米)砒砂岩块体抗滑移稳定性要求(式(9))确定裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力(式(10))q2；

B127.取q1与q2之间的最小值作为裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q。

G＝ρA_岩 (1)

Z_G＝b/2 (2)

M₁＝Z_GG (3)

M₂＝q₁h²/2 (4)

M₂≤λM₁ (5)

q₁≤2λZ_GG/h² (6)

F₁＝μG (7)

F₂＝q₂h (8)

F₂≤λF₁ (9)

q₂≤λμG/h (10)

式中，ρ为砒砂岩密度，2250kg/m³；A_岩为垂直于坡面走向方向砒砂岩块体横断面面积；Z_G为旋转点到重心的距离，0.25m；b为白色砒砂岩宽度0.5m；h为竖向裂隙高度，2m；μ为砒砂岩摩擦系数，取0.6；λ为安全系数，取0.8。

由式(1)-式(10)，计算得到q₁≤2.25kPa，q₂≤5.4kPa，

由于q₁<q₂，故裂隙壁面单位面积上允许承受的高聚物膨胀压力取q＝q₁＝2.25kPa。

B13根据裂隙开度、注浆量与膨胀压力之间的关系确定单孔注浆量；

根据裂隙开度和已确定的允许膨胀压力，由裂隙开度、注浆量与膨胀压力之间的拟合关系式(11)，计算得到单孔注浆量m＝0.324kg。

q＝181m³-650d (11)

其中：q为单位面积上作用的高聚物膨胀压力；d为裂隙开度；m为注浆量。

B14根据裂隙开度、注浆量与浆液扩散范围之间的关系确定浆液扩散范围；

根据裂隙开度和已确定的单孔注浆量，由裂隙开度、注浆量与浆液扩散范围之间的拟合关系式(12)，计算得到浆液扩散半径R＝21.5cm。

R＝780m³-833d (12)

其中：R为扩散半径；d为裂隙开度；m为注浆量。

B15根据浆液扩散范围和注浆孔布置形式确定注浆孔间距。

可采用正三角形、梅花形或矩形等方案布置，采用正三角形布孔形式，注浆孔间距

其中，步骤A3中根据裂隙开度、注浆量与膨胀压力之间的关系确定单孔注浆量和步骤A4中根据裂隙开度、注浆量与浆液扩散范围之间的关系确定浆液扩散范围，裂隙开度、注浆量与膨胀压力之间的关系(式(11))以及裂隙开度、注浆量与浆液扩散范围之间的关系(式(12))可通过开展砒砂岩竖向裂隙高聚物注浆模型试验建立。

B2.实施砒砂岩竖向裂隙高聚物充填注浆，具体包括：

B21.布置注浆孔：按设定的布孔形式和间距布置注浆孔，优选的，采用正三角形布孔形式，按设定的间距L＝37.2cm布置注浆孔(图11、图12)；

B22.钻注浆孔：按设定的注浆孔位置用钻机从砒砂岩体临坡面向岩体内钻孔至裂隙面位置，注浆孔直径为16mm，注浆孔相对于水平方向倾角为18度；

B23.放注浆管：将注浆管插入注浆孔内，注浆管末端到达裂隙面位置；

B24.实施注浆：按先下部后上部、逐排、隔孔注浆的方式按顺序依次向钻孔内按设定量注入高聚物浆液，高聚物浆液发生化学反应后体积迅速膨胀，充填竖向裂隙并固化，封堵水流通道，并借助固化体对裂隙壁面的粘结作用提高砒砂岩块稳定性。

其中，注浆步骤请参看图13至图18，从注浆孔布置，到单个注浆、间隔注浆，到全部注浆。注浆过程为：按先下部后上部、逐排、隔孔注浆的方式按顺序依次向钻孔内按设定量注入高聚物浆液，高聚物浆液发生化学反应后体积迅速膨胀，充填竖向裂隙并固化，封堵水流通道，并借助固化体对裂隙壁面的粘结作用提高砒砂岩块稳定性。其步骤是，先对底部注浆孔实施注浆，然后由下往上，逐排注浆，对每一排注浆孔，按从左向右的顺序，采取跳孔间隔注浆的方式，先注射相间孔，再注射其余孔；左右或上下相邻两孔的注浆间隔时间不小于浆液初凝时间，通常不小于50s。

C1确定临坡面白色砒砂岩块体高聚物锚固注浆设计参数，具体包括：

C11通过现场调查确定临坡面砒砂岩块体几何尺寸；

垂直于坡面走向的砒砂岩块体高度2.0m，宽度0.5m，竖向裂隙开度6mm；

C12通过稳定性分析确定锚杆布置方式和锚孔间距，主要包括：

C121根据截面几何尺寸确定截面重心横坐标位于宽度中心，白色砒砂岩块体沿坡面走向方向单位长度自重G＝22.5kN/m；

C122将砒砂岩块体底面内侧距截面重心O水平距离为a＝0.3m的点标记为E，砒砂岩块体底面内侧点C距截面重心O的水平距离z_g＝0.25m

z_g<a，以砒砂岩块体底面内侧点C作为倾覆旋转中心，以截面重心至C点的水平距离z_g作为旋转力臂(图20所示)，按式(1)计算倾覆力矩。

M＝Gz_g (1)

得M＝22.5×0.25＝5.625kN˙m/m

C123确定锚杆布置数量和锚孔间距：

C1231设定锚杆杆体断面尺寸，给定相应的容许锚固力F_m和锚固长度l_m(容许锚固力F_m和容许锚固长度l_m可通过试验确定)；

采用直径8mm的中空锚杆，断面周长c＝0.025m，许锚固力F_m＝6kN，相应锚固长度l_m＝0.5m。

C1233砒砂岩块体高度h＝2.0m≥0.75m

①确定设置1排锚杆时沿坡面走向方向单位长度砒砂岩块体所需总锚固力F₁

距砒砂岩块体上边缘0.25m，设1排锚孔(当前设定的锚杆排数k＝1)，与水平方向倾角18°，根据抗倾覆稳定性按式(3)确定沿坡面走向方向单位长度砒砂岩块体所需总锚固力F₁(图22)

F₁＝M/z₁ (3)

式中，z₁为第一排锚杆相对于旋转轴的力臂长度。

由几何关系得到z₁＝1.51m，

F₁＝5.625/1.51＝3.725kN/m

②确定单根锚杆所能提供的锚固力F₂

由几何关系得到l₁＝0.526m，

l₁＝0.526m大于容许锚固体长度l_m＝0.5m，单根锚杆所能提供的锚固力F₂取容许锚固力F_m，即F₂＝F_m＝6kN。

③确定单根锚杆所需提供的锚固力为F₃及锚孔水平间距

F₁/F₂＝3.725/6＝0.621，属于F₁/F₂≤1.0区间，因此沿水平方向单位长度内需设置1根锚杆，锚孔水平间距1.0m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁＝3.725kN；

C13确定锚杆杆体长度(图23所示)，具体步骤为：

C131利用式(6)确定穿过裂缝进入稳定岩体内所需的锚固长度l₂：

l₂＝F₃/(τc) (6)

l₂＝3.725/(447.46×0.025)≈0.333m

C132利用式(7)确定锚杆总长度l

l＝l₁+l₂+b/cosα (7)

式中，b为白色砒砂岩块体内侧的竖向裂隙开度，α为锚杆倾角。

l＝0.526+0.333+0.006/cos18°＝0.865m。

C2实施临坡面白色砒砂岩块体高聚物锚固注浆，具体包括：

C21按设计要求制作中空锚杆杆体，具体包括，采用中空钢管作为杆体，优选的，采用8mm中空镀锌管，按设计长度切割杆体，并在杆体上每隔15～20cm设置一个对中支架；

C22按设计要求施作锚孔，具体包括，按设计的锚孔位置，采用与水平方向15～20°倾角，在坡面上用钻机向砒砂岩块内钻孔，优选的，采用直径16mm钻头；

C23在锚孔内放置中空锚杆杆体，具体包括将中空杆体放入锚孔中，杆体末端到达锚孔底部；

C24实施高聚物注浆，浆液经中空杆体进入锚孔底部，自下而上充满锚孔并固化，与周围砒砂岩结合，形成高聚物锚固体(图24)。

通过上述操作步骤，提高了红色砒砂岩层的强度和抗侵蚀能力，封闭了水流通道，避免水流下渗对裂隙面的侵蚀，阻止裂隙下切趋势，增强了临坡面砒砂岩块体的抗倾覆能力，提高了临坡面砒砂岩块体的稳定性，避免了失稳崩塌的风险，从而有效防治块体状重力侵蚀，并最大限度降低对砒砂岩体的扰动，确保施工安全，保障加固效果(图25)。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本文进行了详细的介绍，应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

Claims (10)

1.临坡面岩体加固方法，临坡面岩体为第一岩体与第二岩体相互交替叠加而成的层状结构，其特征在于，方法包括：

S1.根据第一岩体材质、临坡面大小钻取注浆孔，注入第一浆液，渗透固化；

S2.根据第二岩体的竖向裂隙、几何尺寸钻取注浆孔，进行充填注入第二浆液；

S3.对第二岩体进行锚固注入第三浆液。

2.根据权利要求1所述的临坡面岩体加固方法，其特征在于，所述S1具体包括：

S11.根据第一岩体加固区域深度、加固区域厚度、竖向注浆孔间距、单孔注浆量以及注浆孔水平间距，进行注浆孔位置的设定；

S12.根据设定的注浆孔位置进行钻孔；

S13.将注浆管插入至注浆孔孔底位置；

S14.根据一定的注浆方式将设定的注浆量第一浆液注入注浆孔中，使第一浆液渗透进入第一岩体空隙后固化，加固第一岩体。

3.根据权利要求2所述的临坡面岩体加固方法，其特征在于，所述S1具体包括：

S11.根据第一岩体加固区域深度、加固区域厚度、竖向注浆孔间距、单孔注浆量以及注浆孔水平间距，进行注浆孔位置的设定；进行现场实际第一岩体第一浆液渗透试验，建立单孔注浆量与水平扩散半径的关系以及单孔注浆量与竖向扩散深度的关系；通过现场实际第一岩体取样测试，确定加固区域深度；在现场实际第一岩体垂直于坡面，由表及里，逐段钻取芯样，测芯样干密度ρ，与标准第一岩体最大干密度ρ_max比较，ρ/ρ_max大于或等于特定值ξ时，停止取样，芯样位置至坡面的水平距离，即为待加固第一岩体深度L；所述特定值ξ范围为1>ξ>0.9；根据加固区域深度以及第一岩体临界自然稳定状态下的边坡坡度确定加固区域厚度；待加固第一岩体最顶端深度L处，以第一岩体临界自然稳定状态下的边坡坡度α引斜线，与待加固第一岩体坡面或其延长线相交；当交点与第一岩体顶端之间的垂直距离大于或等于第一岩体实际高度时，待加固第一岩体厚度即为第一岩体厚度实际高度；当该交点与第一岩体顶端之间的垂直距离小于第一岩体实际高度时，待加固第一岩体厚度为交点与第一岩体顶端之间的垂直距离；根据加固区域厚度确定竖向注浆孔间距；当加固第一岩体厚度H小于或等于βh_max时，即H≤βh_max，只需设1层注浆孔，不需确定竖向注浆孔间距；当加固第一岩体厚度H大于βh_max时，即H≥βh_max，需分多层实施注浆，层数n为：

n＝INT(H/(βh_max))+1

式中INT表示取小数整数部分的函数；h_max为最大竖向扩散深度，β为折减系数；根据H′＝H/n，计算出竖向注浆孔间距H′；所述折减系数β范围为0.6≤β≤1.0。

根据确定的竖向注浆孔间距，依据单孔注浆量与竖向扩散深度的关系确定对应的单孔注浆量；

根据确定的单孔注浆量，依据单孔注浆量与水平扩散半径的关系确定对应的第一浆液水平扩散范围；

根据第一浆液水平扩散范围和注浆孔布置形式确定注浆孔水平间距；所述注浆孔布置形式为正三角形、梅花形或矩形中的一种，所述注浆孔布置形式为正三角形布孔形式时，注浆孔水平间距为：

其中，R为第一浆液扩散半径，L₁为注浆孔间距；

S12.根据设定的注浆孔位置进行钻孔；根据设定的注浆孔位置在第一岩体临坡面向第一岩体内钻注浆孔；注浆孔直径为12-16mm，注浆孔相对于水平方向向下倾角为15-20度；

S13.将注浆管插入至注浆孔孔底位置；待加固第一岩体最顶端深度L处，以第一岩体临界自然稳定状态下的边坡坡度α引斜线，与待加固第一岩体坡面或其延长线相交；当交点与第一岩体顶端之间的垂直距离大于或等于第一岩体实际高度时，待加固第一岩体厚度即为第一岩体厚度实际高度；当该交点与第一岩体顶端之间的垂直距离小于第一岩体实际高度时，待加固第一岩体厚度为交点与第一岩体顶端之间的垂直距离。

S14.根据一定的注浆方式将设定的注浆量第一浆液注入注浆孔中，使第一浆液渗透进入第一岩体空隙后固化，加固第一岩体，具体包括：根据先对最底层注浆孔实施注浆，然后由下往上，逐层注浆；对每一层注浆孔，先注射最外一排注浆孔，然后由外而内，逐排注浆；对每一排注浆孔，按从左向右的顺序，采取跳孔间隔注浆的方式，先注射相间孔，再注射其余孔；使第一浆液渗透进入第一岩体孔隙后固化，左右相邻两孔的注浆间隔时间不小于第一浆液初凝时间，加固第一岩体。

4.根据权利要求1所述的临坡面岩体加固方法，其特征在于，所述S2具体包括：

S21.获取临坡面第二岩体竖向裂隙开度、高度、第二岩体几何尺寸、单孔注浆量以及注浆孔间距；

S22.根据临坡面第二岩体竖向裂隙开度、第二岩体几何尺寸以及注浆孔间距，按间距进行钻注浆孔，注浆孔钻至裂隙面；

S23.往注浆孔安放注浆导管，充填注入第二浆液。

5.根据权利要求4所述的临坡面岩体加固方法，其特征在于，所述S2具体包括：

S21.获取临坡面第二岩体竖向裂隙开度、高度、第二岩体几何尺寸、单孔注浆量以及注浆孔间距；其中，单孔注浆量以及注浆孔间距的计算方法为：根据第二岩体竖向裂隙注浆模型，变量裂隙开度以及单孔注浆量，得到对应的最大膨胀压力以及扩散范围，拟合建立裂隙开度、单孔注浆量与最大膨胀压力之间的关系以及裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的关系；根据获取的临坡面第二岩体竖向裂隙开度、高度、第二岩体几何尺寸进行稳定性验算，计算注浆过程中实际第二岩体竖向裂隙面允许承受的最大膨胀压力；根据获取的第二岩体竖向裂隙开度以及最大膨胀压力，依据裂隙开度、单孔注浆量与最大膨胀压力之间的关系，计算出单孔注浆量；根据单孔注浆量以及竖向裂隙开度，依据裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的关系，计算出第二浆液扩散范围；根据第二浆液扩散范围以及注浆布孔形式，计算出注浆孔间距；所述注浆布孔形式为正三角形、梅花形以及矩形中的一种；

S22.根据临坡面第二岩体竖向裂隙开度、第二岩体几何尺寸以及注浆孔间距，按间距从第二岩体临坡面向第二岩体内钻孔至裂隙面形成注浆孔，注浆孔直径为12-16mm，注浆孔相对于水平方向倾角为15-20度；

S23.往注浆孔安放注浆导管，按照从下到上，逐排间隔顺序充填注入第二浆液，相间两注浆孔注浆间隔时间不小于第二浆液初凝时间。

6.根据权利要求5所述的临坡面岩体加固方法，其特征在于，所述第二岩体竖向裂隙面允许承受的最大膨胀压力的计算方法为：

a.根据式(1)计算平行于坡面走向方向单位长度第二岩体重量；

b.根据垂直于坡面走向方向第二岩体横断面几何尺寸确定其重心横坐标位置；

c.将裂隙面上作用的膨胀压力视为均布荷载，第二岩体绕旋转点倾覆，根据式(2)计算第二岩体抗倾覆力矩M₁；根据式(3)确定倾覆力矩M₂；

d.根据式(4)平行于坡面走向方向单位长度第二岩体抗倾覆稳定性要求，根据式(5)确定裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q₁；

e.根据式(6)计算抗滑力F₁，根据式(7)计算滑动力F₂；

f.根据式(8)平行于坡面走向方向单位长度第二岩体抗滑移稳定性要求，根据式(9)确定裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q₂；

g.取q₁与q₂之间的最小值作为裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q；

其中：G＝ρA_岩 (1)

M₁＝Z_GG (2)

M₂＝q₁h²/2 (3)

M₂≤λM₁ (4)

q₁≤2λZ_GG/h² (5)

F₁＝μG (6)

F₂＝q₂h (7)

F₂≤λF₁ (8)

q₂≤λμG/h (9)

式中，ρ为第二岩体密度；A_岩为垂直于坡面走向方向第二岩体横断面面积；Z_G为旋转点到重心的距离；h为竖向裂隙高度；μ为第二岩体与下部支撑土层之间的摩擦系数(μ≤1)；λ为安全系数(λ≤1)。

7.根据权利要求1所述的临坡面岩体加固方法，其特征在于，所述S3具体包括：

S31.获取待测临坡面第二岩体的几何尺寸以及临坡面第二岩体的竖向裂隙开度；

S32.根据临坡面第二岩体的几何尺寸以及竖向裂隙开度计算出所需锚孔数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度；

S33.根据计算的锚孔数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度，在第二岩体上打锚孔，并往锚孔中放入对应长度的中空锚杆；

S34.往第二岩体锚孔的中空锚杆中注入第三浆液，固化形成锚固体。

8.根据权利要求7所述的临坡面岩体加固方法，其特征在于，所述S3具体包括：

S31.获取待测临坡面第二岩体的几何尺寸以及临坡面第二岩体的竖向裂隙开度；所述临坡面第二岩体的几何尺寸包括第二岩体高度、第二岩体水平横断面几何尺寸；

S32.根据临坡面第二岩体的几何尺寸以及竖向裂隙开度计算出所需锚孔数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度；

根据第二岩体几何尺寸的水平横断面几何尺寸确定第二岩体重心位置以及第二岩体水平方向单位长度重力G；根据第二岩体水平方向单位长度重力G计算第二岩体倾覆力矩M；将第二岩体底面内侧距截面重心O水平距离为a的点标记为E，第二岩体底面内侧点C距截面重心O的水平距离z_g；当z_g<a时，以第二岩体底面内侧点C作为倾覆旋转中心，以截面重心至C点的水平距离z_g作为旋转力臂，按式M＝Gz_g计算倾覆力矩；当z_g>a时，以第二岩体底面内侧距截面重心水平距离为a的E点为倾覆旋转中心，以a为倾覆旋转力臂，按式M＝Ga计算倾覆力矩；其中，a的取值范围为：0.1m≤a≤0.5m；

根据第二岩体高度h、倾覆力矩M、竖向裂隙开度b计算出所需锚杆数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度；计算所需锚杆数量以及锚孔间距具体为：当h<0.5m时，所需锚杆数量为0；当第二岩体高度0.5m≤h<0.75m时，预设一横排锚杆，计算所需一横排锚杆数量以及锚孔间距；预设一横排锚杆，计算所需一横排锚杆数量以及锚孔间距，具体为：

给定特定的杆体断面尺寸c，得到相应的容许锚固力F_m以及锚固长度l_m；

计算第二岩体所需总锚固力F₁，在距第二岩体上边缘0.25m，设一横排锚孔，与水平方向向下倾角15-20°，根据抗倾覆稳定性按F₁＝M/z₁，计算出单位长度第二岩体所需总锚固力F₁，其中，z₁为锚杆相对于旋转轴的力臂长度；

计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂，竖向裂隙外侧第二岩体内锚孔长度l₁大于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆所能提供的锚固力F₂取容许锚固力F_m，即F₂＝F_m；当竖向裂隙外侧第二岩体内锚孔长度l₁小于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆所能提供的锚固力为F₂＝τcl₁，其中，τ为杆体与高聚物锚固体之间的粘结强度；

计算单根锚杆所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距；若F₁/F₂≤1.0，则沿水平方向单位长度内需设置1根锚杆，锚孔水平间距1.0m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁；若1.0<F₁/F₂≤2.0，则沿水平方向单位长度内需设置2根锚杆，锚孔水平间距0.5m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁/2；若2.0<F₁/F₂≤3.0，则沿水平方向单位长度内需设置3根锚杆，锚孔水平间距0.33m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁/3；若3.0<F₁/F₂，增大锚杆杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度；再次计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂，单根锚杆所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距，直至增大的锚杆杆体横断面的尺寸满足F3≤F2；

当第二岩体高度0.75m≤h时，计算所需锚杆数量以及锚孔间距；计算所需锚杆数量以及锚孔间距，具体为：

给定特定的杆体断面尺寸c，得到相应的容许锚固力F_m以及锚固长度l_m；

计算第二岩体所需总锚固力F₁，在距第二岩体上边缘0.25m，设定的锚杆排数k＝1，与水平方向向下倾角15-20°，根据抗倾覆稳定性按F₁＝M/z₁，计算出单位长度第二岩体所需总锚固力F₁，其中，z₁为第一排锚杆相对于旋转轴的力臂长度；

计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂，竖向裂隙外侧第二岩体内锚孔长度l₁大于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆所能提供的锚固力F₂取容许锚固力F_m，即F₂＝F_m；当竖向裂隙外侧第二岩体内锚孔长度l₁小于容许锚固体长度l_m时，单根锚杆所能提供的锚固力为F₂＝τcl₁，其中，τ为杆体与高聚物锚固体之间的粘结强度；

计算单根锚杆所需提供的锚固力为F₃及锚孔水平间距；若F₁/F₂≤1.0，则沿水平方向单位长度内需设置1根锚杆，锚孔水平间距1.0m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁；若1.0<F₁/F₂≤2.0，则沿水平方向单位长度内需设置2根锚杆，锚孔水平间距0.5m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁/2；若2.0<F₁/F₂≤3.0，则沿水平方向单位长度内需设置3根锚杆，锚孔水平间距0.33m，单根锚杆所需提供的锚固力为F₃＝F₁/3；若3.0<F₁/F₂，根据具体情况增大锚杆杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度，再次计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂或增加一横排锚杆；再次计算单根锚杆所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距；

岩体高度0.75m≤h，3.0<F₁/F₂时，根据具体情况增大锚杆杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度，再次计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂或增加一横排锚杆；再次计算单根锚杆所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距，具体为：

h-(k+1)˙0.25<0.25时，增大锚杆杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度；按照0.75m≤h情况下的计算步骤再次计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂、单根锚杆所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距，直至增大的锚杆杆体横断面的尺寸满足F₃≤F₂，其中k为设计过程中当前设定的锚杆排数；

h-(k+1)˙0.25≥0.25时，采用0.25m的竖向间距在当前最底排锚孔下方增设1排锚孔，此时，k＝k+1，通过抗倾覆稳定性

验算单根锚杆所需提供的锚固力F₃，z_i为第i排锚杆相对于倾覆旋转中心的力臂长度；

若F3≤F2，单根锚杆所需提供的锚固力满足要求；

若F₃>F₂，当h-(k+1)˙0.25<0.25时，增大锚杆杆体横断面尺寸，并得到相应的容许锚固力以及锚固长度；按照0.75m≤h情况下的计算步骤再次计算单根锚杆所能提供的锚固力F₂，单根锚杆所需提供的锚固力F₃及锚孔水平间距，直至增大的锚杆杆体横断面的尺寸满足F₃≤F₂，其中k为设计过程中当前设定的锚杆排数；当h-(k+1)˙0.25≥0.25时，按照前述h-(k+1)˙0.25≥0.25情况时的步骤继续计算，直至F₃≤F₂。

锚杆杆体长度根据l＝l₁+l₂+b/cosα计算出锚杆总长度l，其中，l₂为穿过竖向裂隙进入稳定第二岩体内所需的锚杆长度，l₂＝F₃/τc；l₁为竖向裂隙外侧第二岩体内锚杆长度，b/cosα为竖向裂隙段的锚杆长度；b为第二岩体内侧的竖向裂隙开度，α为锚杆倾角；

S33.根据计算的锚孔数量、锚孔间距以及锚杆杆体长度，在第二岩体上打锚孔，并往锚孔中放入对应长度的中空锚杆；所述中空锚杆为中空镀锌管，中空锚杆的杆体上设置至少一个对中支架；

S34.往第二岩体锚孔的中空锚杆中注入第三浆液，固化形成锚固体。

9.根据权利要求1-8任一所述的临坡面岩体加固方法，其特征在于，所述第一岩体为红色砒砂岩体，所述第二砒砂岩体为白色砒砂岩体。

10.根据权利要求1-8任一所述的临坡面岩体加固方法，其特征在于，所述第一浆液为渗透非膨胀型高聚物，所述第二浆液为膨胀型高聚物，所述第三浆液为非渗透型高聚物。