本發明涉及道路工程領域，尤其涉及一種以高聚物注漿補強防水的路塹立體防護結構的施工方法。

背景技術：

路面結構直接暴露在大氣之中，經受著自然環境的影響，路面結構的強度和穩定性在很大程度上取決于所處環境的濕度，降雨造成的地面積水以及地下水侵入都會使路面產生病害，形成病害的因素很多，地下水的作用是其主要因素之一。地下水對路面結構的危害主要表現：一是在水泥混凝土路面的接縫與路肩處造成唧泥，影響行車安全，降低路面強度；二是地下水對瀝青路面的侵蝕，使得瀝青從石料表面剝落造成病害，影響路面使用壽命；三是移動荷載作用下引起的唧泥和高壓水沖刷造成路面基層承載能力下降。因此路面結構良好的防水設施不僅是路面強度和穩定性的重要保證，而且能為延長路面使用壽命創造有利條件。

道路工程建設與自然環境密切相關，其工程規模大、項目多、涉及面廣，土石填挖工程形成的大量土石裸露邊坡，破壞了既有植被，對當地生態環境影響較大，以往通常采用單純的工程防護，這些工程措施都導致原有植被破壞、水土流失、滑坡、邊坡失穩等一系列生態環境和工程問題。

為了確保路塹邊坡的強度與穩定性，對于路塹邊坡進行防護和加固是必要的工程技術措施。隨著道路等級的提高，為維護正常的交通運輸，減少公路病害，確保行車安全，保持公路與自然環境協調，路塹邊坡的防護和加固同樣具有重要意義。

現有技術中，針對路塹的施工存在如下主要問題：

1、路塹涌水是比較常見的一種地質病害表現形式，路塹涌水會侵蝕路面結構，使得路面強度降低，影響路面使用壽命。現有的防水的措施主要是鋪設復合防水板或復合土工膜、熱拌瀝青或者混凝土等措施。但這些常用方法并不能達到長期防水的作用。復合防水板或復合土工模的接縫往往成為滲水通道；同時，熱拌瀝青的質量控制要求非常高，價格不菲；混凝土是脆性材料，稍有脹縮，就容易開裂，失去防水作用。

2、現有技術中對于路塹高邊坡的防護主要是利用外部防護結構固定土體，沒有考慮對邊坡結構本身進行加固，這種方式難大高，牢固性和穩定性并不理想。

技術實現要素：

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足，提供一種以高聚物注漿補強防水的路塹立體防護結構及施工方法，一方面防止因地下水反涌造成對路面結構的浸蝕，保持路面長期有效的防水效果；另一方面利用加固措施對路塹邊坡進行加固防護，加強路塹邊坡的穩定性和牢固性，避免邊坡失穩滑塌。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明以高聚物注漿補強防水的路塹立體防護結構的施工方法的特點是：設置所述立體防護結構包括路面防護結構和路塹邊坡防護結構；

所述路面防護結構是自下而上鋪筑在地基上的高聚物碎石防水層、防水板、緩沖過渡層和路面層；所述高聚物碎石防水層是通過設置在防水板上，并貫通防水板的注漿通道向碎石層中注入聚氨酯形成的防水結構；

所述路塹邊坡防護結構是在路塹邊坡上鋪設土工管網；所述土工管網，是由PVC管構成的呈陣列排布的矩形網格，矩形網格中的PVC管相互連通；在所述土工管網中設置有向上凸伸的注漿管和排氣管，并有向下凸伸的過漿管，高聚物漿料通過所述注漿管向土工管網中注漿形成注漿土工管網，所述高聚物漿料也通過所述過漿管向成形在路塹邊坡中的柱孔中注漿，形成沿路塹邊坡自坡腳往上間隔設置的多排加固柱；

所述施工方法是按如下步驟進行：

步驟1：定位鉆孔：按設計要求完成路塹開挖后，在路塹邊坡上按加固樁的設定位置鉆孔，形成柱孔，標注柱孔位；

步驟2：按如下不同形式實施邊坡防護：

形式一：針對高度不大于8米的邊坡

(1.1)、在邊坡上鋪設土工管網，將土工管網中的過漿孔與對應位置上的柱孔一一對接，利用卡釘固定土工管網，在土工管網上填筑一層16mm～20mm的覆土，并人工壓實；

(1.2)、通過注漿管(17)進行注漿，注漿過程是按自下而上的順序依次進行，通過位于注漿土工管上表面的進漿管注入高聚物注漿材料，完成邊坡防護；

形式二：針對高度為8-20米的邊坡

自下而上分段鋪設土工管網，每段土工管網沿邊坡向上的長度為4～5米，對于每一段土工管網按步驟(1.1)-步驟(1.2)的相同方法進行施工，完成各段邊坡防護；

形式三：針對高度大于20米的邊坡

在邊坡上按8米的高度間隔設置平臺，形成多級邊坡；自下而上針對每級邊坡連同每級邊坡上的平臺逐級按步驟(1.1)-步驟(1.2)的相同方法進行施工，完成多級邊坡防護；

步驟3、場地清平碾壓完成后，在地基上沿路面寬度方向上固定注漿擋板，在由注漿擋板圍成的空間內填筑厚度為200mm的級配碎石，在級配碎石上鋪設防水板，在防水板上鋪填厚度為20mm～30mm的覆土并壓實作為緩沖過渡層，保持注漿通道凸出于緩沖過渡層并暢通，以防水板、注漿擋板以及兩側邊坡共同構成級配碎石所在的密閉空間；

步驟4、將高聚物漿液通過注漿通道向級配碎石所在的密閉空間中進行注漿，一次注漿成型，在高聚物漿液達到強度后取下注漿擋板；

步驟5、重復步驟3-步驟4，沿道路縱向逐段施工，直至完成整個道路中高聚物碎石防水層、防水板和緩沖過渡層的鋪筑；

步驟6、在緩沖過渡層上鋪筑路面層，設置邊溝，利用邊溝實現路面排水，在路塹邊坡上設置掛網客土噴播防護。

本發明以高聚物注漿補強防水的路塹立體防護結構的施工方法的特點也在于：在所述步驟4中，以體積為位置的高聚物漿液的用量V為

其中，a為高聚物漿液的膨脹倍率，取值為：10～25；b為過量注漿系數，取值為：1.05～1.10；V₁為級配碎石所在的密閉空間的容量，V₂為級配碎石的體積，其中m為級配碎石質量，ρ為級配碎石密度；

本發明以高聚物注漿補強防水的路塹立體防護結構的施工方法的特點也在于：

設置注漿擋板是高度為260mm、厚度為30mm、長度為2-3m的木板，在沿路面寬度方向上的注漿擋板為分段設置，相鄰注漿擋板之間是以槽口和插口相互配合的承插結構；在注漿擋板的頂面設有頂邊槽口，側部設置三角支架；

設置防水板的厚度為10mm，相鄰的防水板之間是以槽口和插口配互配合的承插結構，承插結構的插接寬度為50mm，在所述防水板的底部設置有凸棱，處在兩側的凸棱與注漿擋板的頂邊槽口承插配合，其它位置上的凸棱與高聚物碎石防水層形成固結。

本發明以高聚物注漿補強防水的路塹立體防護結構的施工方法的特點也在于：

所述PVC管的直徑為20～25毫米，隨著路塹邊坡的角度的增大而增大，相鄰PVC管的間距為400～500毫米，隨著路塹邊坡的角度的增大而減小；

所述過漿管的直徑為14～18毫米，過漿孔凸出于PVC管底面的長度為50毫米；

所述注漿管的直徑為14～18毫米，注漿管凸出于PVC管頂面的長度為100毫米；

所述排氣管的直徑為1～2毫米，排氣管凸出于PVC管頂面的長度為20毫米。

所述加固柱的柱頂端處在土工管網的矩形網格的結點位置上，加固柱的長度為4000～5000毫米，加固柱與邊坡的坡面垂直，加固柱的直徑為16～20毫米。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明通過在路面結構底部設置高聚物碎石防水層和防水板，有效避免地下水反涌造成的對路面的侵蝕，其防水效果好、防水有效時間長，能夠長期有效阻隔地下水向路面反涌。

2、本發明利用注漿土工管網與加固樁對路塹邊坡進行加固防護，施工完成后的注漿土工管網和加固樁以及路塹邊坡形成一體結構，避免了路塹邊坡的失穩滑塌，提高行車安全性。相較于傳統的邊坡防護結構，本發明在加固樁的施工過程中，高聚物漿液通過土體裂隙滲入并加固了邊坡土體，使得邊坡更加穩定。

3、本發明中填筑的碎石層呈骨架結構，具有高強度，有利于路面結構的穩定，同時碎石骨架之間的孔隙提供了高聚物漿液擴散的通道。

4、本發明根據邊坡高度，可以在邊坡上將土工管網分段鋪設，每完成一段土工管網的鋪設之后隨即進行注漿，保證了施工過程中邊坡的穩定性，為施工人員的安全提供了保障。

5、本發明中土工管網一體成型，注漿施工快捷、便利。

附圖說明

圖1為本發明路塹立體防護結構示意圖；

圖2為本發明的土工管網結構示意圖；

圖3為本發明中土工管網上注漿管分布示意圖；

圖4為本發明中土工管網加強聯系結構示意圖；

圖5為本發明中注漿擋板結構示意圖；

圖6為本發明中注漿擋板另一結構示意圖；

圖7為本發明的的防水板的結構示意圖

圖中標號：1高聚物碎石防水層，2防水板，3緩沖過渡層，4路面層，5路塹邊坡，6土工管網，7加固柱，8凸棱，9注漿擋板，10頂邊槽口，11注漿通道，12插口，13槽口，14三角支架，15為PVC管，16過漿管，17注漿管，18排氣管，19鋼絲網，20隔板，21卡釘。

具體實施方式

參見圖1，本實施例中以高聚物注漿補強防水的路塹立體防護結構包括路面防護結構和路塹邊坡防護結構。

如圖1所示，路面防護結構是自下而上鋪筑在地基上的高聚物碎石防水層1、防水板2、緩沖過渡層3和路面層4；高聚物碎石防水層1是通過設置在防水板2上，并貫通防水板2的注漿通道11向碎石層中注入聚氨酯形成的防水結構。這一結構形式能有效避免地下水反涌造成的對路面的侵蝕。

圖1中所示，路塹邊坡防護結構是在路塹邊坡5上鋪設土工管網6；土工管網6，是由PVC管15構成的呈陣列排布的矩形網格，矩形網格中的PVC管相互連通；在土工管網中設置有向上凸伸的注漿管17和排氣管18，并有向下凸伸的過漿管16，高聚物漿料通過注漿管7向土工管網6中注漿形成注漿土工管網，高聚物漿料也通過過漿管6向成形在路塹邊坡中的柱孔中注漿，形成沿路塹邊坡自坡腳往上間隔設置的多排加固柱7，使注漿土工管網和加固樁以及路塹邊坡形成一體結構，穩定邊坡。

如圖2、圖3和圖4所示，土工管網6是以PVC為材質的整體成型管網，在土工管網6中分布有隔板20，利用隔板20將土工管網6劃分為相互獨立的各區域，每一區域中至少包含有一注漿管17、均勻分布的多個排氣管18，以及按設定位置分布的多個過漿管16；在土工管網6的矩形網格中設置有鋼絲網19，以鋼絲網19在矩形網格中作為加強聯系；過漿管16和注漿管7設置在土工管網6的矩形網格的結點位置上。

具體實施中，PVC管15的直徑為20～25毫米，隨著路塹邊坡的角度的增大而增大，相鄰PVC管15的間距為400～500毫米，隨著路塹邊坡的角度的增大而減小；過漿管16的直徑為14～18毫米，過漿孔16凸出于PVC管底面的長度為50毫米；注漿管17的直徑為14～18毫米，注漿管17凸出于PVC管頂面的長度為100毫米；排氣管18的直徑為1～2毫米，排氣管18凸出于PVC管頂面的長度為20毫米；加固柱7的柱頂端處在土工管網6的矩形網格的結點位置上，加固柱7的長度為4000～5000毫米，加固柱7與邊坡的坡面垂直，加固柱7的直徑為16～20毫米。

本實施例中以高聚物注漿補強防水的路塹立體防護結構的施工方法是按如下步驟進行：

步驟1：定位鉆孔：按設計要求完成路塹開挖后，在路塹邊坡5上按加固樁7的設定位置鉆孔，形成柱孔，標注柱孔位。

步驟2：按如下不同形式實施邊坡防護。

形式一：針對高度不大于8米的邊坡

1.1、在邊坡上鋪設土工管網6，將土工管網6中的過漿孔16與對應位置上的柱孔一一對接，利用卡釘21固定土工管網6，在土工管網6上填筑一層16mm～20mm的覆土，并人工壓實。

1.2、通過注漿管17進行注漿，注漿過程是按自下而上的順序依次進行，通過位于注漿土工管15上表面的進漿管17注入高聚物注漿材料，完成邊坡防護。

形式二：針對高度為8-20米的邊坡

自下而上分段鋪設土工管網6，每段土工管網6沿邊坡向上的長度為4～5米，對于每一段土工管網6按步驟1.1-步驟1.2的相同方法進行施工，完成各段邊坡防護。

形式三：針對高度大于20米的邊坡

在邊坡上按8米的高度間隔設置平臺，形成多級邊坡；自下而上針對每級邊坡連同每級邊坡上的平臺逐級按步驟1.1-步驟1.2的相同方法進行施工，完成多級邊坡防護。

步驟3、場地清平碾壓完成后，在地基上沿路面寬度方向上固定注漿擋板9，在由注漿擋板9圍成的空間內填筑厚度為200mm的級配碎石，在級配碎石上鋪設防水板2，在防水板2上鋪填厚度為20mm～30mm的覆土并壓實作為緩沖過渡層3，保持注漿通道11凸出于緩沖過渡層3并暢通，以防水板2、注漿擋板9以及兩側邊坡共同構成級配碎石所在的密閉空間。

步驟4、將高聚物漿液通過注漿通道11向級配碎石所在的密閉空間中進行注漿，一次注漿成型，在高聚物漿液達到強度后取下注漿擋板9；以體積為位置的高聚物漿液的用量V為其中，a為高聚物漿液的膨脹倍率，取值為：10～25；b為過量注漿系數，取值為：1.05～1.10；V₁為級配碎石所在的密閉空間的容量，V₂為級配碎石的體積，其中m為級配碎石質量，ρ為級配碎石密度。

步驟5、重復步驟3-步驟4，沿道路縱向逐段施工，直至完成整個道路中高聚物碎石防水層1、防水板2和緩沖過渡層3的鋪筑。

步驟6、在緩沖過渡層3上鋪筑路面層4，設置邊溝，利用邊溝實現路面排水，在路塹邊坡上設置掛網客土噴播防護。

如圖5、圖6和圖7所示，本實施例中設置注漿擋板9是高度為260mm、厚度為30mm、長度為2-3m的木板，在沿路面寬度方向上的注漿擋板9為分段設置，相鄰注漿擋板9之間是以槽口13和插口12相互配合的承插結構；在注漿擋板9的頂面設有頂邊槽口10，側部設置三角支架14；防水板2采用聚氯乙烯板，防水板2的厚度為20mm，相鄰的防水板2之間是以槽口和插口配互配合的承插結構，承插結構的插接寬度為50mm，在防水板2的底部設置有凸棱8，處在兩側的凸棱與注漿擋板9的頂邊槽口10承插配合，其它位置上的凸棱與高聚物碎石防水層1形成固結。