CN109576193B - 一种微生物修复液及其在砂质基坑坡面防护中的应用方法 - Google Patents

一种微生物修复液及其在砂质基坑坡面防护中的应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微生物修复液及其在砂质基坑坡面防护中的应用方法。所述微生物修复液包括相互独立的微生物矿化溶液以及微生物胶结溶液。微生物矿化溶液由相互独立的矿化菌液和矿化菌营养液组成；所述矿化菌液和矿化菌营养液的喷洒体积比为1︰(2～5)。所述微生物胶结溶液由相互独立的沙漠自源胶结菌液、沙漠自源胶结菌营养液组成；所述沙漠自源胶结菌液和沙漠自源胶结菌营养液的喷洒体积比为1︰(1～3)。本发明利用一种绿色环保的微生物修复液对砂质基坑坡面进行固化，是一种新型的基坑围护形式。本发明对传统的微生物固化技术进行改进并引入基坑工程，为砂质基坑的放坡开挖提供了新的护坡方式。

Description

一种微生物修复液及其在砂质基坑坡面防护中的应用方法
技术领域
本发明涉及基坑开挖防护技术领域一种绿色的坡面防护方法，具体为一 种微生物修复液的制备以及所述微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用 方法。
背景技术
随着我国城市建设的不断发展，对开发和利用城市空间包括地下空间的 要求越来越迫切，城市地下工程的发展使得基坑工程越来越多，基坑工程施 工中，放坡开挖因其施工方法简便，施工造价低，得到了广泛的应用。砂质 基坑开挖后，基坑边坡在外界环境作用下易产生冲刷、流土等现象，甚至会 因雨水侵蚀造成塌方。现有的基坑坡面防护方法，一种是高分子聚合材料覆 盖，这种方法的缺点是高分子聚合材料难固定，与坡面的贴合度差，不能很 好地保持坡面的稳定性；另一种是挂钢丝网，喷射水泥砂浆或细石混凝土， 这种方法的缺点是造价高、对环境造成污染。
可持续发展是我国的基本战略，土木工程活动是人类作用于自然生态， 环境最重要的生产活动之一，同样也要考虑可持续发展。这就要求土木工作 者充分考虑保护周边环境，包括施工中采用新的施工技术和无污染的建筑材 料，应用可促进生态系统良性循环，不污染环境，高效、节能的建筑技术和 建筑材料。
发明内容
针对上述背景技术中提出的问题，本发明提出一种绿色环保的微生物修 复液，及所述微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用方法。
本发明采用以下技术方案实现：一种应用于砂质基坑坡面防护中的微生 物修复液，所述微生物修复液包括相互独立的微生物矿化溶液以及微生物胶 结溶液。
所述微生物矿化溶液由相互独立的矿化菌液和矿化菌营养液组成；所述 矿化菌液包括独立使用的1#矿化菌液和2#矿化菌液；，所述矿化菌液的喷洒 量为(5～10)L/m2，所述矿化菌液和矿化菌营养液的喷洒体积比为1︰(2～ 5)；
所述1#矿化菌液由巴氏芽孢杆菌八叠球菌经扩培而成，将所述巴氏芽孢 杆菌八叠球菌按照5％的接种量接种至一号液体培养基中震荡扩培制成菌液， 其中，一号液体培养基成分为：每升蒸馏水中包括10～30g/L酵母粉，2～10g/L NH4SO4，0～15.748g/LC4H11NO3，0～3g/L NiCl2；震荡扩培后的菌液去除原 有的培养基，再用另一份新鲜的一号液体培养基稀释，当菌液的OD600值为 0.5～1.0时停止稀释，获得的菌液为所述1#矿化菌液；
所述2#矿化菌液由葡萄球菌CGMCC No.15633经扩培而成，将所述葡萄 球菌的菌株按照5％的接种量接种至二号液体培养基中震荡扩培制成菌液，再 用未接菌种的另一份二号液体培养基稀释，当菌液的OD600值为1.0～1.5时， 停止稀释；所述二号液体培养基为每升蒸馏水中包括10～15g/L的酵母粉、 0.05～0.1mol/L的CH3COONa、0.05～0.1mol/L的NH4Cl、0.1～0.5mol/L的 CO(NH2)2；
所述微生物胶结溶液由相互独立的沙漠自源胶结菌液、沙漠自源胶结菌 营养液组成；所述沙漠自源胶结菌液的喷洒量为(3～8)L/m2，所述沙漠自 源胶结菌液和沙漠自源胶结菌营养液的喷洒体积比为1︰(1～3)；
所述沙漠自源胶结菌液由胶结芽孢杆菌CGMCC No.16169经扩培而成， 所述沙漠自源胶结菌液在制备时，先将所述胶结芽孢杆菌的菌株按照3％～ 5％的接种量接种至三号液体培养基中震荡扩培制成菌液，再用未接菌种的另 一份三号培养基稀释，当菌液的OD600值为1.5～2.5时，停止稀释；所述三 号培养基在每升蒸馏水中包括16～21g/L酵母粉、10～15g/L蔗糖。
作为上述方案的进一步改进，所述矿化菌营养液包括3g/L～6g/L的NutrientBroth、0.4mol/L～0.7mol/L的CO(NH2)2、0.25mol/L～0.5mol/L的 CaCl2·2H2O、0.2mol/L～0.3mol/L的NH4Cl、0.15mol/L～0.2mol/L的NaHCO3； 所述沙漠自源胶结菌营养液包括酵母粉、蔗糖和蒸馏水，在每升蒸馏水中， 酵母粉占8～10g、蔗糖占5～7g。
作为上述方案的进一步改进，所述矿化菌液在震荡扩培时，震荡温度30～ 40℃，震荡频率150～200r/min，pH为培养基自然pH，培养时长24h～48h； 所述沙漠自源胶结菌液在震荡扩培时，震荡温度30～37℃，震荡频率140～ 180r/min，pH为培养基自然pH，培养时长1～2d。
作为上述方案的进一步改进，去除原有培养基的方式为：在离心温度为 30℃、离心转速为200rpm的条件下，将震荡扩培后的菌液离心20min。
本发明还提供一种微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用方法，包 括以下步骤：
步骤一，提供应用于砂质基坑坡面防护中的微生物修复液；
步骤二，向砂质基坑坡面喷洒所述矿化菌液及矿化菌营养液，构筑微生 物固化层；
对砂质基坑进行开挖，且整平坡面后，向砂质基坑坡面及砂质基坑周边 0.5米范围先喷洒所述沙漠自源矿化菌液，间隔0.5～1h再喷洒所述矿化菌营 养液，以此顺序每天各喷洒2次，连续喷洒四天直至砂质基坑表面形成所述 微生物固化层；
步骤三，向所述微生物固化层表面喷洒所述沙漠自源胶结菌液及沙漠自 源胶结菌营养液，形成微生物坡面防护层；
向所述微生物固化层表面喷洒所述沙漠自源胶结菌液，间隔0.5～1h再喷 洒所述沙漠自源胶结菌营养液，形成所述微生物坡面防护层。
作为上述方案的进一步改进，当所述砂质基坑采用分层开挖时，在步骤 二中，对砂质基坑进行分层开挖且开挖第一层土方并整平坡面后，再构筑所 述微生物固化层；
所述微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用方法还包括：
步骤四，待所述微生物防护层晾干后，开挖所述砂质基坑的下一层土方， 且重复上述步骤二、三直至所述砂质基坑的开挖深度达到设计标高。
作为上述方案的进一步改进，当所述砂质基坑内的砂质粒径范围为5～ 20mm时，步骤二中所述矿化菌液采用所述1#矿化菌液；当所述砂质基坑内 的砂质粒径范围为0.075～5mm时，步骤二中所述矿化菌液采用所述2#矿化 菌液。
作为上述方案的进一步改进，所述砂质基坑的坡度范围为(1︰0.75)～ (1︰1.5)。
作为上述方案的进一步改进，所述微生物固化层的厚度为2～10cm。
作为上述方案的进一步改进，采用喷雾器向所述砂质基坑的边坡表面喷 洒所述微生物修复液，所述微生物修复液的喷洒速率应保证所述微生物修复 液渗入喷洒点而不沿所述砂质基坑的边坡表面下流。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明将微生物技术引入基坑开挖防护工程中，微生物技术可促进生 态系统良性循环，不污染环境，高效、节能，符合可持续发展战略。即，本 发明的微生物固化技术对基坑坡体扰动小，也对环境无污染，具有绿色环保 可持续性的优点。
2、本发明对传统的微生物固化技术进行改进并引入基坑工程。利用矿化 菌和胶结菌在实现诱导矿化的同时分泌具有胶性的胞外多糖，使得松散的砂 土颗粒在矿化和胶结共同作用下实现固结，达到固化砂质基坑坡面的目的， 为砂质基坑的放坡开挖提供了新的护坡方式。同时，本发明的防护方法也明 显改善了传统MICP胶结砂土材料脆性太大的缺陷。
3、葡萄球菌为土壤自源菌，不破坏土壤原有的生态环境，而且葡萄球菌 具有很好的矿化能力，能够使砂质土边坡产生坚硬的固化层。
4、胶结芽孢杆菌为土壤自源菌，不破坏土壤原有的生态环境，而且胶结 芽孢杆菌具有胶结能力，可进一步改善固化后土壤的脆性。
5、改变了传统的基坑开挖护坡方式，施工方法简单又便捷，且不需要大 型施工机械，作业周期短，经济效益高，符合生态环保理念，应用前景广阔。
生物材料的保藏
本发明所提供的胶结芽孢杆菌的菌株是GiLi 1#，微生物名称为芽孢杆 菌Bacillus sp.，已于2018年7月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委 员会普通微生物中心(简称为CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3 号中国科学院微生物研究所)，保藏中心登记号为CGMCC No.16169。
附图说明
图1为本发明中采用的葡萄球菌电镜扫描图；
图2为本发明中采用的胶结芽孢杆菌电镜扫描图；
图3为在砂质基坑不分层开挖中，应用微生物修复液进行坡面防护的方 法的流程图；
图4为微生物修复液独立应用于放坡开挖的基坑坡面防护结构示意图；
图5为采用传统微生物诱导碳酸钙沉淀矿化技术固结的砂土颗粒间分布 的扫描电镜图；
图6为采用本发明改进的微生物固化技术固结的砂土颗粒间分布的扫描 电镜图；
图7为在砂质基坑分层开挖中，应用微生物修复液进行坡面防护的方法 的流程图；
图8为微生物修复液应用于上部采用放坡开挖，下部采用其它支护方式 的基坑开挖防护中的示意图；
图9为本发明中采用的胶结芽孢杆菌的分离方法流程图。
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。
实施例1
本实施例提供一种应用于砂质基坑坡面防护中的微生物修复液。所述微 生物修复液包括相互独立的微生物矿化溶液以及微生物胶结溶液。
其中，所述微生物矿化溶液由相互独立的矿化菌液和矿化菌营养液组成。 所述矿化菌液包括独立使用的1#矿化菌液和2#矿化菌液；所述矿化菌液的喷 洒量为(5～10)L/m2，所述矿化菌液和矿化菌营养液的喷洒体积比为1︰(2～ 5)。所述矿化菌营养液包括3g/L～6g/L的NutrientBroth、0.4mol/L～0.7mol/L 的CO(NH2)2、0.25mol/L～0.5mol/L的CaCl2·2H2O、0.2mol/L～0.3mol/L的 NH4Cl、0.15mol/L～0.2mol/L的NaHCO3。具体的，在本实施例中矿化菌营养 液中各组分的含量为：Nutrient Broth 6g/L、CO(NH2)20.7mol、CaCl2.2H2O 0.5mol、NH4Cl 0.5mol、NaHCO30.1mol。矿化菌营养液用于提供矿化菌液里 的菌种成长所需要的营养成份。
所述1#矿化菌液由巴氏芽孢杆菌八叠球菌(Sporosarcina pasteurii，ATCC11859)经扩培而成。将所述巴氏芽孢杆菌八叠球菌按照5％的接种量接 种至一号液体培养基中震荡扩培制成菌液。其中，一号液体培养基成分为： 每升蒸馏水中包括10～30g/L酵母粉，2～10g/L NH4SO4，0～15.748g/L C4H11NO3，0～3g/L NiCl2。震荡扩培后的菌液去除原有的培养基，再用另一 份新鲜的一号液体培养基稀释。具体的，去除原有培养基的方式为：在离心 温度为30℃、离心转速为200rpm的条件下，将震荡扩培后的菌液离心20min。 当菌液的OD600值为0.5～1.0时停止稀释，获得的菌液为所述1#矿化菌液。 本实施例中，一号液体培养基成分为：15g/L酵母粉，5g/L NH4SO4，10g/L C4H11NO3，1g/L NiCl2。
所述2#矿化菌液由葡萄球菌CGMCC No.15633经扩培而成。葡萄球菌菌 体的大小和形状如图1所示。所述2#矿化菌液在制备时，将所述葡萄球菌的 菌株按照5％的接种量接种至二号液体培养基中震荡扩培制成菌液。再用未接 菌种的另一份二号液体培养基稀释。当菌液的OD600值为1.0～1.5时，停止 稀释。所述二号液体培养基为每升蒸馏水中包括10～15g/L的酵母粉、0.05～ 0.1mol/L的CH3COONa、0.05～0.1mol/L的NH4Cl、0.1～0.5mol/L的CO(NH2)2。 所述1#矿化菌液和所述2#矿化菌液在震荡扩培时，震荡温度30～40℃，震荡频率150～200r/min，pH为培养基自然pH，培养时长24h～48h。本实施例中， 所述二号液体培养基为每升蒸馏水中包括15g酵母粉、0.1mol CH3COONa、 0.1mol NH4Cl、0.5mol CO(NH2)2。所述1#矿化菌液震荡扩培时，震荡扩培的 温度为30℃，转速为200r/min；所述2#矿化菌液震荡扩培时，震荡温度32℃， 震荡频率180r/min。
所述微生物胶结溶液由相互独立的沙漠自源胶结菌液、沙漠自源胶结菌 营养液组成；所述沙漠自源胶结菌液的喷洒量为(3～8)L/m2，所述沙漠自 源胶结菌液和沙漠自源胶结菌营养液的喷洒体积比为1︰(1～3)；
其中，所述沙漠自源胶结菌液由胶结芽孢杆菌CGMCC No.16169经扩培 而成。芽孢杆菌菌体的大小和形状如图2所示。所述沙漠自源胶结菌液在制 备时，先将所述胶结芽孢杆菌的菌株按照3％～5％的接种量接种至三号液体 培养基中震荡扩培制成菌液。所述沙漠自源胶结菌液在震荡扩培时，震荡温 度30～37℃，震荡频率140～180r/min，pH为培养基自然pH，培养时长1～ 2d。再用未接菌种的另一份三号培养基稀释，当菌液的OD600值为1.5～2.5 时，停止稀释；所述三号培养基在每升蒸馏水中包括16～21g/L酵母粉、10～ 15g/L蔗糖。在本实施例中，所述三号培养基包括16g酵母粉、10g蔗糖、1000ml 蒸馏水。沙漠自源胶结菌液在震荡扩培时，震荡温度为37℃，震荡频率 140r/min。
所述沙漠自源胶结菌营养液包括酵母粉、蔗糖和蒸馏水，在每升蒸馏水 中，酵母粉占8～10g、蔗糖占5～7g。在本实施例中，沙漠自源胶结菌营养 液中的酵母粉为8g，蔗糖为5g。
通过本实施例制备的微生物矿化溶液具有很好的矿化能力，能够使砂质 土边坡产生坚硬的固化层。通过本实施例制备的微生物胶结溶液具有胶结能 力，可进一步改善固化后土壤的脆性。
实施例2
本实施例提供一种微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用方法，其 应用于所述砂质基坑的坡度范围为(1︰0.75)～(1︰1.5)的砂质基坑。
参考图3，当所述砂质基坑不分层开挖时，所述应用方法包括以下步骤：
步骤一，提供根据实施例1制备的应用于砂质基坑坡面防护中的微生物 修复液。其中，采用喷雾器向所述砂质基坑的边坡表面喷洒所述微生物修复 液。所述微生物修复液的喷洒速率应保证所述微生物修复液渗入喷洒点而不 沿所述砂质基坑的边坡表面下流。且在对砂质基坑喷洒所述微生物修复液前， 先根据具体工程确定防排水方案。如图4所示，在现有的砂质基坑边坡1的 顶端和底端均开设一个排水沟3，以保证砂质基坑边坡良好的排水功能。同时， 在砂质基坑边坡1的顶端设临时围栏5，保证基坑周边1米范围内不堆土堆料。
步骤二，向砂质基坑坡面喷洒所述矿化菌液及矿化菌营养液，构筑微生 物固化层；
对砂质基坑进行开挖，开挖后对砂质基坑边坡进行修整，达到预定的坡 度要求且整平坡面后，向砂质基坑坡面及砂质基坑周边0.5米范围先喷洒所述 矿化菌液，间隔0.5～1h再喷洒所述矿化菌营养液，以此顺序每天各喷洒2次， 连续喷洒四天直至砂质基坑表面形成所述微生物固化层。所述微生物固化层 的厚度为2～10cm。其中，当所述砂质基坑内的砂质粒径范围为5～20mm时， 所述矿化菌液采用所述1#矿化菌液；当所述砂质基坑内的砂质粒径范围为 0.075～5mm时，所述矿化菌液采用所述2#矿化菌液。
步骤三，向所述微生物固化层表面喷洒所述沙漠自源胶结菌液及沙漠自 源胶结菌营养液，形成微生物坡面防护层2(如图4所示)；
向所述微生物固化层表面喷洒所述沙漠自源胶结菌液，间隔0.5～1h再喷 洒所述沙漠自源胶结菌营养液，形成所述微生物坡面防护层2。
参考图5，当所述砂质基坑进行分层开挖时，在步骤二中，对砂质基坑进 行分层开挖且开挖第一层土方并整平坡面后，再构筑所述微生物固化层；
所述微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用方法还包括：
步骤四，待所述微生物防护层2晾干后，开挖所述砂质基坑的下一层土 方，且重复上述步骤二、三直至所述砂质基坑的开挖深度达到设计标高。
本实施例中通过将微生物技术引入基坑工程，利用矿化菌菌液和沙漠自 源胶结菌菌液对砂质基坑的坡面进行固化，防止坡面在冲刷、风蚀作用下产 生失稳破坏。其中，葡萄球菌为土壤自源菌，不破坏土壤原有的生态环境， 而且葡萄球菌具有很好的矿化能力，能够使砂质土边坡产生坚硬的固化层。 芽孢杆菌也为土壤自源菌，不破坏土壤原有的生态环境，而且芽孢杆菌具有 胶结能力，可进一步改善固化后土壤的脆性。且本实施例中引入微生物胶结 溶液，能够提高砂质基坑边坡中砂土固结的效果。本实施例中提高砂土固结效果的机理如下：通过微生物矿化溶液中的矿化菌诱导碳酸钙沉淀，发挥连 接砂土颗粒的作用，提高颗粒间的内摩擦角，起到固化的效果；同时再通过 微生物胶结溶液中的胶结菌产生的胶性胞外多糖提高颗粒间粘聚力，加强颗 粒之间的接触力，进一步改善MICP胶结砂土材料脆性太大的特征。这一改进 效果，也可以通过对比图6和图7得知。图6为传统微生物诱导碳酸钙沉淀 矿化技术(MICP)固结的砂土颗粒间分布的扫描电镜图。通过图6可以看出， 传统MICP技术中，砂土颗粒间的粘结物质只有碳酸钙沉淀，碳酸钙是一种脆 性物质，所以矿化层存在的脆性大、耐久性差、颗粒易剥落的缺陷。图7为 采用本发明改进的微生物固化技术固结的砂土颗粒间分布的扫描电镜图。从 图7可以看出，砂土颗粒间不仅存在碳酸钙沉淀，还有具有胶性的胞外多糖， 所以形成的矿化层不仅强度较高，而且韧性较好。因此，本发明通过对传统 的微生物固化技术的改进，能够确保基坑边坡结构安全，避免砂质边坡发生 流砂、冲刷等现象。
本实施例的应用方法均可独立应用于放坡开挖的基坑坡面防护(如图4 所示)，也可应用于上部采用放坡开挖、下部采用其它支护方式的基坑开挖 防护中(如图8所示)。在图8中的基坑坡面防护，其采用上部放坡、下部 支护的组合型支护体系。即砂质基坑边坡1的上部采用微生物坡面防护层2 进行防护，砂质基坑边坡1的下部采用桩墙锚杆支护4进行防护。
实施例3
实施1中，用于制备沙漠自源胶结菌液的胶结芽孢杆菌菌株是从沙漠红 壤土中分离出来的。其具体的分离方法如下：
参考图9，胶结芽孢杆菌的分离方法包括以下步骤：
S1、从内蒙古沙漠土中取地表120～150cm处的沙漠土n克，放入10n克 的无菌蒸馏水中振摇15～20min后静置12h，取上清液备用；
S2、将上清液接种至一号液体培养基中，进行恒温振荡培养；
S3、按稀释的浓度梯度，将步骤S2中恒温震荡培养后的液体制备成不同 浓度的稀释溶液，并将所述不同浓度的稀释溶液分别涂布于上表面具有一号 固体培养基的平板上，然后进行恒温培养，培养时间1～2d，培养温度30～ 37℃。其中，采用恒温培养箱对所述平板进行恒温培养。
S4、选取步骤S3中固体培养基上的单菌落，接种至二号液体培养基中培 养，然后选取在二号液体培养基中培养1～2d的菌液进行固化实验验证。所 述固化实验验证包括以下步骤：
a、选取在所述二号液体培养基中培养1～2d的菌液后，将5ml所述菌液 和10g砂土混合搅拌均匀，并制备成块状砂土试样；
b、使用地基承载力检测仪对所述块状砂土试样进行检测。
S5、选取步骤S4中固化效果最好的单菌落继续接种至二号固体培养基中， 反复划线，进行5～6次纯化培养，得到所述沙漠自源固化菌株。
其中，所述恒温振荡培养的条件为：振荡温度30～37℃，振荡频率140～ 180r/min，pH为培养基自然pH，培养时长1～2d；所述一号液体培养基和二 号液体培养基均包括酵母粉、蔗糖和蒸馏水，在每升蒸馏水中，酵母粉占16～ 21g、蔗糖占10～15g；所述一号固体培养基和二号固体培养基均包括酵母粉、 蔗糖、琼脂粉和蒸馏水，在每升蒸馏水中，酵母粉占16～21g、蔗糖占10～ 15g、琼脂粉占15～20g；所述步骤S3中的浓度梯度为：10-4、10-5、10-6和10-7。
胶结芽孢杆菌CGMCC No.16169经16srDNA测序并构建系统发育树，表 明本实施例中分离出的菌株可归属为芽孢杆菌属(Bacillus)，命名为GiLi 1#。 且该芽孢杆菌属为革兰氏阳性，好氧性菌。从图2可以看出，芽孢杆菌菌体 的大小均匀且为杆状，芽孢杆菌菌体的平均长度为1.5μm～2.5μm。芽孢杆菌 经16srDNA测序后，得到的核苷酸序列表如表1所示：
表1分离得到的沙漠自源固化菌株的核苷酸序列测定表
Figure BDA0001946440530000111
Figure BDA0001946440530000121
Figure BDA0001946440530000131
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。
序列表
<110> 内蒙古工业大学
<120> 一种微生物修复液及其在砂质基坑坡面防护中的应用方法
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1413
<212> DNA
<213> 芽孢杆菌(Bacillus sp.)
<400> 1
gcaagtcgag cggacagaag ggagcttgct cccggatgtt agcggcggac gggtgagtaa 60
cacgtgggta acctgcctgt aagactggga taactccggg aaaccggagc taataccgga 120
tagttccttg aaccgcatgg ttcaaggatg aaagacggtt tcggctgtca cttacagatg 180
gacccgcggc gcattagcta gttggtgggg taatggctca ccaaggcgac gatgcgtagc 240
cgacctgaga gggtgatcgg ccacactggg actgagacac ggcccagact cctacgggag 300
gcagcagtag ggaatcttcc gcaatggacg aaagtctgac ggagcaacgc cgcgtgagtg 360
atgaaggttt tcggatcgta aagctctgtt gttagggaag aacaagtgcg agagtaactg 420
ctcgcacctt gacggtacct aaccagaaag ccacggctaa ctacgtgcca gcagccgcgg 480
taatacgtag gtggcaagcg ttgtccggaa ttattgggcg taaagggctc gcaggcggtt 540
tcttaagtct gatgtgaaag cccccggctc aaccggggag ggtcattgga aactgggaaa 600
cttgagtgca gaagaggaga gtggaattcc acgtgtagcg gtgaaatgcg tagagatgtg 660
gaggaacacc agtggcgaag gcgactctct ggtctgtaac tgacgctgag gagcgaaagc 720
gtggggagcg aacaggatta gataccctgg tagtccacgc cgtaaacgat gagtgctaag 780
tgttaggggg tttccgcccc ttagtgctgc agctaacgca ttaagcactc cgcctgggga 840
gtacggtcgc aagactgaaa ctcaaaggaa ttgacggggg cccgcacaag cggtggagca 900
tgtggtttaa ttcgaagcaa cgcgaagaac cttaccaggt cttgacatcc tctgacaacc 960
ctagagatag ggctttccct tcggggacag agtgacaggt ggtgcatggt tgtcgtcagc 1020
tcgtgtcgtg agatgttggg ttaagtcccg caacgagcgc aacccttgat cttagttgcc 1080
agcattcagt tgggcactct aaggtgactg ccggtgacaa accggaggaa ggtggggatg 1140
acgtcaaatc atcatgcccc ttatgacctg ggctacacac gtgctacaat ggacagaaca 1200
aagggctgca agaccgcaag gtttagccaa tcccataaat ctgttctcag ttcggatcgc 1260
agtctgcaac tcgactgcgt gaagctggaa tcgctagtaa tcgcggatca gcatgccgcg 1320
gtgaatacgt tcccgggcct tgtacacacc gcccgtcaca ccacgagagt ttgcaacacc 1380
cgaagtcggt gaggtaacct ttatggagcc agc 1413

Claims (10)

1.一种应用于砂质基坑坡面防护中的微生物修复液，所述微生物修复液包括相互独立的微生物矿化溶液以及微生物胶结溶液，其特征在于，
所述微生物矿化溶液由相互独立的矿化菌液和矿化菌营养液组成；所述矿化菌液包括独立使用的1#矿化菌液和2#矿化菌液；所述矿化菌液的喷洒量为5～10L/m2，所述矿化菌液和矿化菌营养液的喷洒体积比为1︰（2～5）；
所述1#矿化菌液由巴氏芽孢杆菌八叠球菌经扩培而成，将所述巴氏芽孢杆菌八叠球菌按照5％的接种量接种至一号液体培养基中震荡扩培制成菌液，其中，一号液体培养基成分为：每升蒸馏水中包括10～30g/L酵母粉，2～10g/L NH4SO4，0～15.748g/L C4H11NO3，0～3g/L NiCl2；震荡扩培后的菌液去除原有的培养基，再用另一份新鲜的一号液体培养基稀释，当菌液的OD600值为0.5～1.0时停止稀释，获得的菌液为所述1#矿化菌液；
所述2#矿化菌液由葡萄球菌CGMCC No.15633经扩培而成，将所述葡萄球菌的菌株按照5％的接种量接种至二号液体培养基中震荡扩培制成菌液，再用未接菌种的另一份二号液体培养基稀释，当菌液的OD600值为1.0～1.5时，停止稀释；所述二号液体培养基为每升蒸馏水中包括10～15g/L的酵母粉、0.05～0.1mol/L的CH3COONa、0.05～0.1mol/L的NH4Cl、0.1～0.5mol/L的CO(NH2)2；
所述微生物胶结溶液由相互独立的沙漠自源胶结菌液、沙漠自源胶结菌营养液组成；所述沙漠自源胶结菌液的喷洒量为3～8L/m2，所述沙漠自源胶结菌液和沙漠自源胶结菌营养液的喷洒体积比为1︰（1～3）；
所述沙漠自源胶结菌液由胶结芽孢杆菌CGMCC No.16169经扩培而成，所述沙漠自源胶结菌液在制备时，先将所述胶结芽孢杆菌的菌株按照3%～5％的接种量接种至三号液体培养基中震荡扩培制成菌液，再用未接菌种的另一份三号培养基稀释，当菌液的OD600值为1.5～2.5时，停止稀释；所述三号培养基在每升蒸馏水中包括16～21g/L酵母粉、10～15g/L蔗糖。
2.根据权利要求1所述的应用于砂质基坑坡面防护中的微生物修复液，其特征在于，所述矿化菌营养液包括3g/L～6g/L的Nutrient Broth、0.4mol/L～0.7mol/L的CO(NH2)2、0.25mol/L～0.5mol/L的CaCl2·2H2O、0.2mol/L～0.3mol/L的NH4Cl、0.15mol/L～0.2mol/L的NaHCO3；所述沙漠自源胶结菌营养液包括酵母粉、蔗糖和蒸馏水，在每升蒸馏水中，酵母粉占8～10g、蔗糖占5～7g。
3.根据权利要求1所述的应用于砂质基坑坡面防护中的微生物修复液，其特征在于，所述矿化菌液在震荡扩培时，震荡温度30～40℃，震荡频率150～200r/min，pH为培养基自然pH，培养时长24h～48h；所述沙漠自源胶结菌液在震荡扩培时，震荡温度30～37℃，震荡频率140～180r/min，pH为培养基自然pH，培养时长1～2d。
4.根据权利要求1所述的应用于砂质基坑坡面防护中的微生物修复液，其特征在于，去除原有培养基的方式为：在离心温度为30℃、离心转速为200 rpm的条件下，将震荡扩培后的菌液离心20min。
5.一种微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，提供根据权利要求1所述的应用于砂质基坑坡面防护中的微生物修复液；
步骤二，向砂质基坑坡面喷洒所述矿化菌液及矿化菌营养液，构筑微生物固化层；
对砂质基坑进行开挖，且整平坡面后，向砂质基坑坡面及砂质基坑周边0.5米范围先喷洒所述矿化菌液，间隔0.5～1h再喷洒所述矿化菌营养液，以此顺序每天各喷洒2次，连续喷洒四天直至砂质基坑表面形成所述微生物固化层；
步骤三，向所述微生物固化层表面喷洒所述沙漠自源胶结菌液及沙漠自源胶结菌营养液，形成微生物坡面防护层；
向所述微生物固化层表面喷洒所述沙漠自源胶结菌液，间隔0.5～1h再喷洒所述沙漠自源胶结菌营养液，形成所述微生物坡面防护层。
6.根据权利要求5所述的一种微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用方法，其特征在于，当所述砂质基坑采用分层开挖时，在步骤二中，对砂质基坑进行分层开挖且开挖第一层土方并整平坡面后，再构筑所述微生物固化层；
所述微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用方法还包括：
步骤四，待所述微生物防护层晾干后，开挖所述砂质基坑的下一层土方，且重复上述步骤二、三直至所述砂质基坑的开挖深度达到设计标高。
7.根据权利要求5所述的一种微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用方法，其特征在于，当所述砂质基坑内的砂质粒径范围为5～20mm时，步骤二中所述矿化菌液采用所述1#矿化菌液；当所述砂质基坑内的砂质粒径范围为0.075～5mm时，步骤二中所述矿化菌液采用所述2#矿化菌液。
8.根据权利要求5或6所述的一种微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用方法，其特征在于，所述砂质基坑的坡度范围为（1︰0.75）～（1︰1.5）。
9.根据权利要求5所述的一种微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用方法，其特征在于，所述微生物固化层的厚度为2～10cm。
10.根据权利要求5所述的一种微生物修复液在砂质基坑坡面防护中的应用方法，其特征在于，采用喷雾器向所述砂质基坑的边坡表面喷洒所述微生物修复液，所述微生物修复液的喷洒速率应保证所述微生物修复液渗入喷洒点而不沿所述砂质基坑的边坡表面下流。
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