CN113529753B - 速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法，该方案包括以下施工步骤：在崩岗边坡上开挖至少一个边坡马道；在崩岗边坡钻取多个锚孔；将地锚插入每个锚孔内并进行高聚物注浆形成高聚物锚固体；将钢丝网铺设于崩岗边坡的表面上并与每个地锚末端连接固定，且钢丝网与崩岗边坡的表面之间设有多个垫块；在钢丝网上喷射双组份膨胀性高聚物注浆材料形成高聚物抗冲刷层；穿过钢丝网网眼在崩岗边坡上钻取多个种植孔；在每个种植孔内填充草籽混合营养土；从高聚物抗冲刷层向内倾斜向上打设多个仰斜排水孔，该方法具有工期短、生态环保、施工方便且强度高及抗冲刷能力强的优点。

Description

速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法

技术领域

本发明涉及地质灾害治理领域，具体涉及速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法。

背景技术

由于我国南方花岗岩地区风化母质残积物深厚，土体抗侵蚀能力弱，加上地势较陡，降雨量大以及人为植被破坏的诱发，花岗岩崩岗侵蚀现象在我国南方地区具有分布广、发育快、突发性强、危害大等特点，对人民的生命财产构成巨大的威胁。

现有的崩岗生态治理思路及工程治理措施的制定大多是建立在经验或半经验半理论的基础上，缺乏严谨的理论依据，尤其是土壤特性与侵蚀过程的研究没有形成系统性，究其原因是对崩岗侵蚀过程及侵蚀机理认识不清。并且，相对于早年间崩岗的治理主要采取“上拦、下堵、中间削”的工程手段，后尝试过封山育林、人工造林等方法。近年来治理措施逐渐过渡到生态与工程相结合的方法，如创建生态农业模式、化学修复等。

然而，从以往工程治理经验来看，目前还没有一种完全行之有效的方法能够彻底根治崩岗灾害。并且，对于大面积的花岗岩崩岗区，施工效率也是最为关键的，这也是本发明所关注的重点，也即通过最为快速便捷的手段，为全国的崩岗生态治理提供一条全新的可行之路。

因此，亟待一种施工周期短、施工方便且强度高的治理崩岗施工方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法包括以下施工步骤：

S100、在崩岗边坡上开挖出至少一个边坡马道；

S200、在所述崩岗边坡钻取多个锚孔，采用正方形布孔；

S300、将地锚插入每个所述锚孔内并进行高聚物注浆形成高聚物锚固体，其中注浆材料为双组份膨胀性高聚物注浆材料；

S400、将钢丝网铺设于所述崩岗边坡的表面上并与每个地锚末端连接固定，且所述钢丝网与所述崩岗边坡的表面之间设有多个垫块，通过所述垫块使得钢丝网与所述崩岗边坡的表面之间具有供高聚物填充的间隙；

S500、在钢丝网上喷射双组份膨胀性高聚物注浆材料形成高聚物抗冲刷层；

S600、穿过钢丝网网眼在崩岗边坡上钻取多个种植孔；

S700、在每个所述种植孔内填充草籽混合营养土；

S800、从高聚物抗冲刷层向内倾斜向上打设多个仰斜排水孔。

工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，本方案采用双组份的高聚物膨胀性注浆材料，最快可在十秒内凝固，膨胀比可达20:1，能够有效挤压锚孔，增强锚固力，配合正方形布孔的设置，可快速形成强度，极大地缩短了工期，十分适合花岗岩崩岗这样大面积灾害点的作业；

2、对于钻孔设备的要求较小，因此无需大型钻孔设备进场，可单人操作，可有效地避免对现有坡体产生额外的影响；

3、与常规注浆材料不同，高聚物注浆材料不含水分，注浆初期也不会降低岩土体强度，不会给脆弱的花岗岩崩岗区带来额外的灾害隐患，且高聚物注浆材料膨胀后容重较低，对脆弱的崩岗边坡的附加荷载较小，不会影响侵蚀体稳定；

4、高聚物抗冲刷层在崩岗边坡的粗糙表面本身就具有较强的黏结力；而钢丝网又增强了高聚物抗冲刷层的整体性；地锚的锚固再次使得高聚物抗冲刷层能够更加牢固地附着在崩岗边坡表面，从而有效防止侵蚀的进一步发展，高聚物抗冲刷层除了具有抗冲刷的作用，还兼有保水的作用，在水土流失较为严重的花岗岩崩岗区，可以有效地减少水分的蒸发和流失，用于供给植被生长复绿；

5、通过仰斜排水孔可防止雨季地下水位线过高，导致崩岗边坡形成饱和，引发岩土体强度下降，从而降低坡体稳定性；

6、通过种植孔内草籽混合营养土，可显著减少土壤流失。

进一步地，S900、在所述边坡马道上覆土并种植乔灌草组合的植被，其中乔灌草组合至少包括乔木、灌木、草本及藤本植物。物种配置时充分考虑植被的功能性、层次性、季节性和景观性，构建多样性的植被群落，促进人工建植生态环境稳定，保障复绿工程顺利实施，提高花岗岩崩岗治理成功的可能性和生态性。

进一步地，相邻两个所述锚孔的孔间距为3~5m，每个所述锚孔的孔径为16~32mm，深度为10~30cm。此设置在施工时对于崩岗边坡表面的损害较小，后续通过高聚物锚固体可显著提高崩岗边坡表面的强度。

进一步地，当所述边坡马道数量至少为两个时，相邻两个所述边坡马道之间的高度间距为6~8m，每个所述边坡马道的宽度为2~4m。此设置，不仅是方便施工人员进行后续施工操作，也方便后续作为目标植物的种植区域。

进一步地，所述种植孔按矩形布孔，孔间距为1~5m，孔径为10cm，孔深为30~60cm。不仅考虑到植被密度对其生长发育的影响，还考虑到不同类型植物的根系发育深度需求，因此上述设置可保持植物最佳的生长环境。

进一步地，所述仰斜排水孔穿过钢丝网网眼进行钻进，并按梅花形或矩形布孔，纵横向的孔间距为3~6m。此方法使用的钻头不会直接顶在钢丝上，而是从网眼穿过，施工难度低，可显著降低钻孔难度。

进一步地，所述高聚物抗冲刷层的厚度为5cm，位于种植孔周围的高聚物抗冲刷层加厚至10cm。在大部分崩岗边坡的表面覆盖厚度为5cm左右，以便节约注浆材料用量；而在种植孔的孔位可加厚一些，厚度10cm左右，以便通过高聚物抗冲刷层来对种植孔进行有效保护。

进一步地，通过麻花钻钻取锚孔。设备轻便，施工简单，单人即可在山区坡地操作，不会影响坡体稳定。

进一步地，通过背包钻机钻取种植孔。设备轻便，施工简单，单人即可在山区坡地操作，不会影响坡体稳定。

进一步地，S1000、在所述崩岗边坡的坡脚处设置排水沟，在坡顶设置截水沟。此设置，不仅可减少地表径流，减轻水力侵蚀，确保高聚物抗冲刷层的整体稳定，而且结合适当的蓄水措施亦能够为坡面植被后期生长创造一定的养护条件。

附图说明

图1是本发明的施工结构示意图；

图2是图1的另一视角示意图；

图3是本发明施工方法的一种实施例流程示意图。

图中，1、崩岗边坡；2、边坡马道；3、锚孔；4、地锚；5、高聚物锚固体；6、钢丝网；7、高聚物抗冲刷层；8、种植孔；9、草籽混合营养土；10、仰斜排水孔；11、排水沟；12、截水沟。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的披露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

如图1-3所示，本速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法包括以下施工步骤：

步骤一、对崩岗边坡1进行坡面清理、开挖，有可能的情况下高度大约每6~8m开挖一个边坡马道2，马道宽度2~4m，后续可作为乔木等植物的种植区和施工场地；

步骤二、采用麻花钻对崩岗边坡1的表面进行钻孔，形成多个锚孔3，锚固深度10~30cm，便于操作，正方形布孔，孔间距宜为3~5m，孔径宜取16~32mm，能够插入后续的地锚4即可；

崩岗为水土流失问题，主要是裸露坡面受到雨水、地表水等冲刷而产生灾害，因而表层防护是关键，在坡体自身稳定满足要求的前提下，在崩岗侵蚀体内部锚固长度不需要太长。

步骤三、将合适尺寸的地锚4插入锚孔3中，而后采用注浆机对每个锚孔3进行高聚物注浆，其中注浆材料为双组份膨胀性高聚物注浆材料，具有速凝性，最快可在10秒钟内固化；

地锚4作为崩岗边坡1的体内锚固段，用于后续挂网和喷洒高聚物抗冲刷层7，起到高聚物抗冲刷层7的人工扎根作用，直径宜取6~12mm，锚固深度10~30cm，崩岗为水土流失问题，主要是裸露坡面受到雨水、地表水等冲刷而产生灾害，因而表层防护是关键，在坡体自身稳定满足要求的前提下，在崩岗侵蚀体内部锚固深度不需要太长。

高聚物锚固体5采用双组份膨胀性高聚物注浆材料进行注浆，为地锚4在崩岗边坡1体内提供锚固力。高聚物注浆材料的优点在于凝固快（最快10秒钟左右）、耐久、质量轻（不会对脆弱的崩岗边坡1产生额外的不良影响）、高膨胀性（能够增强锚固体黏结强度）、不含水（不会降低岩土体稳定性）、不透水（可抗冲刷）、粘结力强（能够牢靠地附着在崩岗边坡1表面，起到抗冲刷作用）。

步骤四、在高聚物锚固体5达到一定强度后，将钢丝网6挂在地锚4末端，用于增强高聚物抗冲刷层7的整体性，并采用垫块使其与坡面之间有一定间隙，垫块厚度通常为3cm~5cm；

其中垫块由于在高聚物锚固体5形成后被高聚物锚固体5包裹住，因此未在附图中表示。

步骤五、使用喷浆机将双组份高聚物喷射至钢丝网6上形成高聚物抗冲刷层7，在大部分崩岗边坡1的表面覆盖厚度为5cm左右，以便节约注浆材料用量，部分高聚物填充在步骤四产生的间隙内，使得钢丝网6内外两侧都具有高聚物抗冲刷层7，也是的钢丝网6与坡面固定更加牢固；而在后续的种植孔8的周围可加厚一些，厚度10cm左右，以便通过高聚物抗冲刷层7来对种植孔8进行有效保护；

高聚物抗冲刷层7具有一定厚度和强度，发挥了种植孔8的保护孔口作用，使得种植孔8直接成为一个天然的绿化容器，能够较为稳妥地储存草籽混合营养土9和水分。

步骤六、待高聚物抗冲刷层7固化后，采用轻便的背包钻机钻孔形成种植孔8，可采用微调孔位的方式来穿过钢丝网6的网眼进行钻进，更为方便，按长方形布孔，孔间距1~5m，孔径10cm左右，根据一般草本植被根系深度20~30cm、灌木根系深度40cm左右的经验，设置孔深30~60cm，足够满足一般草灌植被生根成长；

步骤七、在种植孔8中填充草籽混合营养土9或灌木草籽混合营养土9，草籽宜采用当地乡土物种，优先选用根系发达、耐旱、耐贫瘠、抗逆性强且形态规格符合设计要求的植物，种植土中适当添加有机质、肥料、保水剂等使其满足植被发育的营养需求；

步骤八、鉴于高聚物抗冲刷层7的不透水性，为了防止雨季地下水位线过高，导致崩岗边坡1形成饱和，引发岩土体强度下降，从而降低坡体稳定性，还需从高聚物抗冲刷层7打设一些仰斜排水孔10，同样可采用微调孔位的方式来穿过钢丝网6的网眼进行钻进，更为方便，纵横向的孔间距为3~6m，呈梅花形或长方形布置皆可，方便雨季过多的地下水排出，一般是每一级边坡打设1~2排；

步骤九、在边坡马道2上视具体情况适当覆土，而后种植乔灌草组合的植被，可于马道按一定配比种植乔灌木和“上爬下挂”的爬藤类植物，构建多样性的植被群落，促进人工建植生态环境稳定，保障复绿工程顺利实施，提高花岗岩崩岗治理成功的可能性和生态性；

步骤十、在崩岗边坡1的坡脚处设置排水沟11，在坡顶设置截水沟12，或者可结合传统截排水措施协同工作，如蓄水池等，不仅可减少地表径流，减轻水力侵蚀，确保高聚物抗冲刷层7的整体稳定，而且能够为坡面植被后期生长创造一定的养护条件。

综上，与现有技术相比本方法具有以下优点：

1、采用的高聚物注浆材料具有速凝的优点，最快可在10秒钟内凝固，极大地缩短了工期，十分适合花岗岩崩岗这样大面积灾害点的作业。

2、采用背包钻机和麻花钻即可成孔，设备轻便，施工简单，单人即可在山区坡地操作，不会影响坡体稳定。

3、高聚物注浆材料膨胀性好：与常规水泥硬化时的干缩性不同，高聚物注浆材料的膨胀比可达20:1，能够有效挤压锚孔3，增强锚固力，使得高聚物抗冲刷层7能够牢靠地附着于崩岗边坡1上，长期发挥抗冲刷作用。

4、不含水：与常规注浆材料不同，高聚物注浆材料不含水分，注浆初期也不会降低岩土体强度，不会给脆弱的花岗岩崩岗区带来额外的灾害隐患。

5、质量较轻：高聚物注浆材料膨胀后容重较低，对脆弱的崩岗边坡1的附加荷载较小，不会影响侵蚀体稳定。

6、高聚物抗冲刷层7在崩岗边坡1的粗糙表面本身就具有较强的黏结力；而钢丝网6又增强了高聚物抗冲刷层7的整体性；地锚4的锚固再次使得高聚物抗冲刷层7能够更加牢固地附着在崩岗边坡1表面，从而有效防止侵蚀的进一步发展。

7、植草孔深部与崩岗边坡1的岩土体相连，植被根系可自由生长。

8、表层高聚物抗冲刷层7除了具有抗冲刷的作用，还兼有保水的作用，在水土流失较为严重的花岗岩崩岗区，可以有效地减少水分的蒸发和流失，用于供给植被生长复绿。

9、崩岗为水土流失问题，主要是裸露坡面受到雨水、地表水等冲刷而产生灾害，因而表层防护是关键，在坡体自身稳定满足要求的前提下，在崩岗侵蚀体内部锚固长度不需要太长，因而本方法较为简便且经济地完成崩岗侵蚀体的锚固工程，不需要大型的钻孔机械设备。

10、采用本方法进行花岗岩崩岗治理，可结合传统截排水措施协同工作，如坡顶截水沟12、马道及坡脚排水沟11、蓄水池等，不仅可减少地表径流，减轻水力侵蚀，确保高聚物抗冲刷层7的整体稳定，而且能够为坡面植被后期生长创造一定的养护条件。

本发明未详述部分为现有技术，故本发明未对其进行详述。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

尽管本文较多地使用了崩岗边坡1、边坡马道2、锚孔3、地锚4、高聚物锚固体5、钢丝网6、高聚物抗冲刷层7、种植孔8、草籽混合营养土9、仰斜排水孔10、排水沟11、截水沟12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

在崩岗边坡上开挖出至少一个边坡马道；

在所述崩岗边坡通过麻花钻钻取多个锚孔，采用正方形布孔；

将地锚插入每个所述锚孔内并进行高聚物注浆形成高聚物锚固体，其中注浆材料为双组份膨胀性高聚物注浆材料；

将钢丝网铺设于所述崩岗边坡的表面上并与每个地锚末端连接固定，且所述钢丝网与所述崩岗边坡的表面之间设有多个垫块，通过所述垫块使得钢丝网与所述崩岗边坡的表面之间具有供高聚物填充的间隙；

在钢丝网上喷射双组份膨胀性高聚物注浆材料形成高聚物抗冲刷层；

穿过钢丝网网眼在崩岗边坡上通过背包钻机钻取多个种植孔；

在每个所述种植孔内填充草籽混合营养土；

从高聚物抗冲刷层向内倾斜向上打设多个仰斜排水孔。

2.根据权利要求1所述的速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法，其特征在于，在所述边坡马道上覆土并种植乔灌草组合的植被，其中乔灌草组合至少包括乔木、灌木、草本及藤本植物。

3.根据权利要求1所述的速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法，其特征在于，相邻两个所述锚孔的孔间距为3~5m，每个所述锚孔的孔径为16~32mm，深度为10~30cm。

4.根据权利要求1所述的速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法，其特征在于，当所述边坡马道数量至少为两个时，相邻两个所述边坡马道之间的高度间距为6~8m，每个所述边坡马道的宽度为2~4m。

5.根据权利要求1所述的速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法，其特征在于，所述种植孔按矩形布孔，孔间距为1~5m，孔径为10cm，孔深为30~60cm。

6.根据权利要求1所述的速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法，其特征在于，所述仰斜排水孔穿过钢丝网网眼进行钻进，并按梅花形或矩形布孔，纵横向的孔间距为3~6m。

7.根据权利要求1所述的速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法，其特征在于，所述高聚物抗冲刷层的厚度为5cm，位于种植孔周围的高聚物抗冲刷层加厚至10cm。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的速凝高聚物注浆快速治理崩岗的施工方法，其特征在于，在所述崩岗边坡的坡脚处设置排水沟，在坡顶设置截水沟。

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