本发明公开了一种双层聚氨酯堤坝防护体系的构筑方法，采用三棱型钻头对各个注浆孔切割后，能使每个注浆孔的孔壁形成三个裂隙，且相邻注浆孔之间的裂隙连通，然后向注浆孔内注入聚氨酯后通过裂隙能使得各个注浆孔内的聚氨酯相互连通；这种结构对各个注浆钻孔相互衔接，能形成双层聚氨酯防护体系，防渗加固效果更好；另外本发明将各个注浆孔划分成多个注浆单元，然后完成一个注浆单元的注浆孔裂隙生成后就立刻注浆，避免了注浆孔孔模长时间在周围应力作用下出现孔模闭合的情况，影响整体防渗防护体系的形成。由于每个注浆单元为相对密闭的空间，聚氨酯在发泡、膨胀过程中产生带压效应，聚氨酯与土体粘结根紧密、固化后也更致密。