CN112239672A - 一种边坡加固用微生物加固液、制备方法及其施工方法 - Google Patents

一种边坡加固用微生物加固液、制备方法及其施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112239672A
CN112239672A CN202011054339.1A CN202011054339A CN112239672A CN 112239672 A CN112239672 A CN 112239672A CN 202011054339 A CN202011054339 A CN 202011054339A CN 112239672 A CN112239672 A CN 112239672A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
mineralized
slope
spraying
reinforcement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011054339.1A
Other languages
English (en)
Inventor
丛晟亦
朱磊
胡意如
邢文强
程志和
张森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin University Of Technology Geotechnical Engineering Technology Co ltd
Original Assignee
Harbin University Of Technology Geotechnical Engineering Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin University Of Technology Geotechnical Engineering Technology Co ltd filed Critical Harbin University Of Technology Geotechnical Engineering Technology Co ltd
Priority to CN202011054339.1A priority Critical patent/CN112239672A/zh
Publication of CN112239672A publication Critical patent/CN112239672A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
    • C09K17/48—Organic compounds mixed with inorganic active ingredients, e.g. polymerisation catalysts
    • C09K17/50—Organic compounds mixed with inorganic active ingredients, e.g. polymerisation catalysts the organic compound being of natural origin, e.g. cellulose derivatives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/20—Bacteria; Substances produced thereby or obtained therefrom
    • A01N63/22—Bacillus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C05G3/80—Soil conditioners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/14—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/20—Securing of slopes or inclines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2103/00—Civil engineering use

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

一种边坡加固用微生物加固液、制备方法及其施工方法，涉及一种微生物加固液。附着粘结剂为钠离子溶液，矿化菌液A的菌种为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，OD600值在1.0～1.5之间，矿化菌营养液A包括蒸馏水、3～5g/L的营养肉汤、35～45g/L的尿素、65～85g/L的氯化钙和10～20g/L的氯化铵，矿化菌液B的菌种为巴氏生孢八叠球菌和球形红假单胞菌，OD600值在0.5～1.0之间，矿化菌营养液B包括蒸馏水、4～6g/L的营养肉汤、25～35g/L的尿素、45～65g/L的氯化钙和10～20g/L的氯化铵。利用枯草芽孢杆菌、巴氏生孢八叠球菌的矿化能力对膨胀土边坡进行生态加固。

Description

一种边坡加固用微生物加固液、制备方法及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种微生物加固液，尤其是一种边坡加固用微生物加固液、制备方法及其施工方法，属于边坡工程技术领域。
背景技术
膨胀土含有丰富的黏土矿物，具有遇水膨胀、失水收缩的特性，在冻融与干湿循环下，易产生裂隙，在降雨与融雪入渗下，雪水进入裂隙中，会引起膨胀土边坡表面发生膨胀，并降低土体强度，诱发浅层滑塌现象。传统的护坡方法造价高，环境破坏程度大，且易引发二次滑塌。
微生物诱导碳酸钙沉积技术一直是国内外研究者们的研究热点，近年来该项技术也取得了极大进展。微生物诱导碳酸钙沉积技术的实质是一些特定的微生物利用尿素等有机物和钙源物质，快速生成具有胶凝性质的碳酸钙。目前，微生物诱导碳酸钙沉积技术已广泛应用于众多领域，包括生物砖及生物水泥的制作、混凝土裂缝的修补、文物的表面保护与油田裂缝封堵等。将微生物诱导碳酸钙沉积技术应用到膨胀土边坡的防护作业中，为膨胀土边坡的生态加固提供了一个新的思路。
发明内容
为解决背景技术存在的不足，本发明提供一种边坡加固用微生物加固液、制备方法及其施工方法，通过向膨胀土边坡内喷射、向坡面喷洒微生物加固液，利用微生物矿化沉积作用，使坡内形成加固体，坡面形成加固层，达到对膨胀土边坡生态加固的目的，与周围环境和谐统一。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
一种边坡加固用微生物加固液，包括独立分开的附着粘结剂、矿化加固液A和矿化加固液B，所述附着粘结剂为钠离子溶液，所述矿化加固液A包括独立分开的矿化菌液A和矿化菌营养液A，所述矿化菌液A的菌种为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，矿化菌液A的OD600值在1.0～1.5之间，所述矿化菌营养液A包括蒸馏水、3～5g/L的营养肉汤、35～45g/L的尿素、65～85g/L的氯化钙和10～20g/L的氯化铵，所述矿化加固液B包括独立分开的矿化菌液B和矿化菌营养液B，所述矿化菌液B的菌种为巴氏生孢八叠球菌和球形红假单胞菌，矿化菌液B的OD600值在0.5～1.0之间，所述矿化菌营养液B包括蒸馏水、4～6g/L的营养肉汤、25～35g/L的尿素、45～65g/L的氯化钙和10～20g/L的氯化铵。
一种边坡加固用微生物加固液的制备方法，包括：
矿化菌液A的制备方法：将枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌活化后接种至一号培养基，室温摇床震荡培养1～2d，扩培完成后去除原培养基，并采用新鲜的一号培养基对菌液进行稀释，获得菌液即为矿化菌液A，其中，一号培养基成分为蒸馏水、15～25g/L的葡萄糖、15～25g/L的琼脂、5～10g/L的蛋白胨、4～6g/L的氯化钠和0.1～0.2g/L的氢氧化钠；
矿化菌液B的制备方法：将巴氏生孢八叠球菌和球形红假单胞菌活化后接种至二号培养基，室温摇床震荡培养1～2d，扩培完成后去除原培养基，并采用新鲜的二号培养基对菌液进行稀释，获得菌液即为矿化菌液B，其中，二号培养基成分为蒸馏水、20～30g/L的酵母提取物、10～20g/L的琼脂、2～5g/L的蛋白胨、2～5g/L的牛肉膏、0.1～0.2g/L的氢氧化钠和0.02～0.05g/L的氯化镍。
一种边坡加固用微生物加固液的施工方法，包括以下步骤：
S1：对膨胀土边坡进行地质勘察，估算微生物加固液各组分所需的体积；
S2：制备微生物加固液；
S3：利用钻机对膨胀土边坡进行钻孔施工，孔道平行于坡面及边坡倾向，孔道深度为5m，孔道间距为1m；
S4：将旋喷注浆管埋入孔道中，其固定管顶端置于坡脚处，回填土方，并预留旋喷注浆管的加压注浆口；
S5：清理膨胀土边坡并整平夯实，在坡顶设置截水沟，坡面设置排水槽，坡底设置排水沟；
S6：利用加压装置将附着粘结剂通过旋喷注浆管的加压注浆口喷射在膨胀土边坡中，在矿化加固液A喷射之前每天各喷射2次，连续喷射3天；
S7：附着粘结剂喷射完成后等待1h，再利用加压装置将矿化菌液A和矿化菌营养液A的混合液通过旋喷注浆管的加压注浆口喷射在膨胀土边坡中，每天各喷射2次，连续喷射3天，形成坡内加固体；
S8：待矿化加固液A喷射施工完成后，在矿化加固液B喷洒之前，向膨胀土边坡的坡面喷洒附着粘结剂，每天各喷洒2次，连续喷洒3天；
S9：附着粘结剂喷洒完成后等待1h，再向膨胀土边坡的坡面喷洒矿化菌液B和矿化菌营养液B，每天各喷洒2次，连续喷洒3天，形成坡面加固层；
S10：待矿化加固液B喷洒施工完成后，向膨胀土边坡的坡面均匀喷撒草籽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明充分利用微生物矿化作用，不释放任何有毒有害气体，对环境无污染，满足绿色治理、生态防护、环境保护的要求；
2、本发明采用钠离子溶液作为附着粘结剂，提高了细菌的利用率，提升了生成的碳酸钙在坡内、坡面的吸附率，增强了边坡加固的效果；
3、本发明采用枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌作为矿化加固液A的菌种，一方面形成坡内加固体，另一方面促使植物体产生抗菌活性物质、抑制致病菌生长；采用巴氏生孢八叠球菌和球形红假单胞菌作为矿化加固液B的菌种，一方面形成坡面加固层，另一方面提升土壤肥力、增强植物的光合作用；
4、本发明采用旋喷注浆管喷射微生物加固液，且加压注浆口置于坡脚处，逆边坡倾向进行旋喷注射，使得旋喷注浆管四周的加固液分布更加均匀，提升边坡加固效果。
附图说明
图1是本发明对膨胀土边坡进行加固的施工效果示意图；
图2是本发明实施例中旋喷注浆管的结构示意图；
图3是本发明实施例中旋喷注浆管的横截面示意图；
图4是本发明实施例中多元混合喷淋系统的箱体内部的结构示意图；
图5是本发明实施例中多元混合喷淋系统的多通道并行管的结构示意图；
图6是本发明实施例中多元混合喷淋系统的多向喷头的结构示意图。
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，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，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。
具体实施方式一：本具体实施方式公开了一种边坡加固用微生物加固液，包括独立分开的附着粘结剂、矿化加固液A和矿化加固液B，所述附着粘结剂为钠离子溶液，所述矿化加固液A包括独立分开的矿化菌液A和矿化菌营养液A，所述矿化菌液A的菌种为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，矿化菌液A的OD600值在1.0～1.5之间，所述矿化菌营养液A包括蒸馏水、3～5g/L的营养肉汤、35～45g/L的尿素、65～85g/L的氯化钙和10～20g/L的氯化铵，优选为蒸馏水、4g/L的营养肉汤、40g/L的尿素、75g/L的氯化钙和15g/L的氯化铵，所述矿化加固液B包括独立分开的矿化菌液B和矿化菌营养液B，所述矿化菌液B的菌种为巴氏生孢八叠球菌和球形红假单胞菌，矿化菌液B的OD600值在0.5～1.0之间，所述矿化菌营养液B包括蒸馏水、4～6g/L的营养肉汤、25～35g/L的尿素、45～65g/L的氯化钙和10～20g/L的氯化铵，优选为蒸馏水、5g/L的营养肉汤、30g/L的尿素、55g/L的氯化钙和15g/L的氯化铵。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述附着粘结剂为氯化钠溶液，钠离子浓度为0.8～1.2mol/L，优选为钠离子浓度为1.0mol/L的氯化钠溶液。
具体实施方式三：本具体实施方式公开了一种根据具体实施方式一所述边坡加固用微生物加固液的制备方法，包括：
矿化菌液A的制备方法：将枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌活化后接种至一号培养基，室温摇床震荡培养1～2d，扩培完成后去除原培养基，并采用新鲜的一号培养基对菌液进行稀释，获得菌液即为矿化菌液A，其中，一号培养基成分为蒸馏水、15～25g/L的葡萄糖、15～25g/L的琼脂、5～10g/L的蛋白胨、4～6g/L的氯化钠和0.1～0.2g/L的氢氧化钠，优选为蒸馏水、20g/L的葡萄糖、20g/L的琼脂、8g/L的蛋白胨、5g/L的氯化钠和0.2g/L的氢氧化钠；
矿化菌液B的制备方法：将巴氏生孢八叠球菌和球形红假单胞菌活化后接种至二号培养基，室温摇床震荡培养1～2d，扩培完成后去除原培养基，并采用新鲜的二号培养基对菌液进行稀释，获得菌液即为矿化菌液B，其中，二号培养基成分为蒸馏水、20～30g/L的酵母提取物、10～20g/L的琼脂、2～5g/L的蛋白胨、2～5g/L的牛肉膏、0.1～0.2g/L的氢氧化钠和0.02～0.05g/L的氯化镍，优选为蒸馏水、25g/L的酵母提取物、15g/L的琼脂、4g/L的蛋白胨、4g/L的牛肉膏、0.2g/L的氢氧化钠和0.04g/L的氯化镍。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，所述矿化菌液A制备过程中在震荡扩培时，培养温度保持在30～40℃之间，培养基pH值保持在7～9之间，震荡频率保持在140～180r/min之间，优选为培养温度为35℃，培养基pH值为8，震荡频率为160r/min。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，所述矿化菌液B制备过程中在震荡扩培时，培养温度保持在27～37℃之间，培养基pH值保持在7～9之间，震荡频率保持在150～200r/min之间，优选为培养温度为30℃，培养基pH值为8，震荡频率为180r/min。
具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，所述矿化菌液A和所述矿化菌液B制备过程中在去除原培养基时，均在温度为30℃、离心转速为200r/min的条件下，将菌液离心25min。
具体实施方式七：如图1所示，本具体实施方式公开了一种根据具体实施方式一所述边坡加固用微生物加固液的施工方法，包括以下步骤：
S1：对膨胀土边坡1进行地质勘察，估算微生物加固液各组分所需的体积；
S2：制备微生物加固液；
S3：利用钻机对膨胀土边坡1进行钻孔施工，孔道平行于坡面及边坡倾向，孔道深度为5m，孔道间距为1m；
S4：将旋喷注浆管埋入孔道中，其固定管顶端置于坡脚处，回填土方，并预留旋喷注浆管的加压注浆口；
S5：清理膨胀土边坡1并整平夯实，在坡顶设置截水沟2，坡面设置排水槽，坡底设置排水沟3；
S6：利用加压装置将附着粘结剂通过旋喷注浆管的加压注浆口喷射在膨胀土边坡1中，在矿化加固液A喷射之前每天各喷射2次，连续喷射3天；
S7：附着粘结剂喷射完成后等待1h，再利用加压装置将矿化菌液A和矿化菌营养液A的混合液通过旋喷注浆管的加压注浆口喷射在膨胀土边坡1中，每天各喷射2次，连续喷射3天，形成坡内加固体4；
S8：待矿化加固液A喷射施工完成后，在矿化加固液B喷洒之前，向膨胀土边坡1的坡面喷洒附着粘结剂，每天各喷洒2次，连续喷洒3天；
S9：附着粘结剂喷洒完成后等待1h，再向膨胀土边坡1的坡面喷洒矿化菌液B和矿化菌营养液B，每天各喷洒2次，连续喷洒3天，形成坡面加固层5；
S10：待矿化加固液B喷洒施工完成后，向膨胀土边坡1的坡面均匀喷撒草籽。
具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式七作出的进一步说明，所述步骤S6中附着粘结剂的喷射量为4～8L/m3,所述步骤S8中附着粘结剂的喷洒量为3～6L/m2。
具体实施方式九：本实施方式是对具体实施方式七作出的进一步说明，所述步骤S7中矿化菌液A的喷射量为5～10L/m3,所述矿化菌液A和所述矿化菌营养液A的体积比为1：(2～3)。
具体实施方式十：本实施方式是对具体实施方式七作出的进一步说明，所述步骤S9中矿化菌液B的喷洒量为4～8L/m2,所述矿化菌液B和所述矿化菌营养液B的体积比为1：(3～4)。
实施例：
本实例中微生物加固液全部用量：附着粘结剂为13.2m3、矿化菌液A为9.6m3、矿化菌营养液A为19.2m3、矿化菌液B为7.2m3、矿化菌营养液B为21.6m3。在步骤S6中附着粘结剂的喷射量为6L/m3，步骤S8中附着粘结剂的喷洒量为5L/m2，步骤S7中矿化菌液A的喷射量为8L/m3，矿化菌液A和矿化菌营养液A的喷洒体积比为1：2，步骤S9中矿化菌液B的喷射量为6L/m3，矿化菌液B和矿化菌营养液B的喷洒体积比为1：3。参照图1～3所示，旋喷注浆管由固定管6、旋喷管9和防护管套7组成，固定管6与防护管套7刚接且留有加压注浆口，旋喷管9顶部与固定管6底部用封闭式轴承8连接，旋喷管9底部与防护管套7用封闭式轴承8连接且完全密封，旋喷管9四周均匀设置喷头10，喷头10由喷管11和喷嘴12组成，喷头10在管长方向上间距为0.5m。旋喷注浆管使用方法为：利用钻机在坡面钻孔至设计深度，形成可供旋喷注浆管埋入的孔道；将旋喷注浆管埋入孔道中(固定管6顶端置于坡脚处)，回填土方并夯实坡面，注意预留加压注浆口；通过加压注浆口接入外接压力源，将附着粘结剂或矿化加固液A按施工顺序分别喷射在膨胀土边坡1内，逆边坡倾向进行旋喷注射，使得旋喷注浆管四周的溶液分布更加均匀，提升边坡加固效果。参照图4～6所示，附着粘结剂和矿化加固液B的喷洒采用多元混合喷淋系统，多元混合喷淋系统由箱体、多通道并行管和多向喷头组成，箱体由外接压力源接口13和多元溶液储藏罐15组成，内部还包括压力进管14、浆液出管16和浆液清理口17，多通道并行管内部有多根与不同的溶液储藏罐15连接的相互独立的并行小导管18，多向喷头与多通道并行管连接，为喷淋方孔20形式，并设置喷洒阀门19。多元混合喷淋系统的使用方法为：将附着粘结剂、矿化菌液B和矿化菌营养液B按施工顺序分别装入多元溶液储藏罐15中并保证处于密封状态；将箱体、多通道并行管和多向喷头进行组装，并将多向喷头调整至合理位置及角度；通过外接压力源接口13接入外接压力源，对多元溶液储藏罐15进行加压，可通过阀门进行控制；打开喷洒阀门19进行喷洒作业，利用多元混合喷淋系统其多通道并行管及多向喷头同时喷洒多种溶液，解决了传统喷淋系统需反复多次喷洒的问题，提高了作业效率，节约了施工成本。
本发明将微生物诱导碳酸钙沉积技术应用于边坡工程，适用于有生态加固要求的公路工程、铁路工程及其它类型的边坡工程，利用枯草芽孢杆菌、巴氏生孢八叠球菌的矿化能力对膨胀土边坡进行生态加固，防止膨胀土边坡在冻融与干湿循环下发生浅层滑塌的现象。微生物加固液的成矿加固原理为：枯草芽孢杆菌、巴氏生孢八叠球菌作为高产脲酶的细菌，能以尿素为能源，通过产生大量的高活性脲酶，将尿素水解成铵根离子和碳酸根离子，而微生物代谢产物胞外聚合物含有大量羟基、羧基等负离子基团，带负电的细胞表面不断吸收环境中的钙离子，最终在细菌周围形成碳酸钙。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的装体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种边坡加固用微生物加固液，其特征在于：包括独立分开的附着粘结剂、矿化加固液A和矿化加固液B，所述附着粘结剂为钠离子溶液，所述矿化加固液A包括独立分开的矿化菌液A和矿化菌营养液A，所述矿化菌液A的菌种为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，矿化菌液A的OD600值在1.0～1.5之间，所述矿化菌营养液A包括蒸馏水、3～5g/L的营养肉汤、35～45g/L的尿素、65～85g/L的氯化钙和10～20g/L的氯化铵，所述矿化加固液B包括独立分开的矿化菌液B和矿化菌营养液B，所述矿化菌液B的菌种为巴氏生孢八叠球菌和球形红假单胞菌，矿化菌液B的OD600值在0.5～1.0之间，所述矿化菌营养液B包括蒸馏水、4～6g/L的营养肉汤、25～35g/L的尿素、45～65g/L的氯化钙和10～20g/L的氯化铵。
2.根据权利要求1所述的一种边坡加固用微生物加固液，其特征在于：所述附着粘结剂为氯化钠溶液，钠离子浓度为0.8～1.2mol/L。
3.一种根据权利要求1所述的边坡加固用微生物加固液的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括：
矿化菌液A的制备方法：将枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌活化后接种至一号培养基，室温摇床震荡培养1～2d，扩培完成后去除原培养基，并采用新鲜的一号培养基对菌液进行稀释，获得菌液即为矿化菌液A，其中，一号培养基成分为蒸馏水、15～25g/L的葡萄糖、15～25g/L的琼脂、5～10g/L的蛋白胨、4～6g/L的氯化钠和0.1～0.2g/L的氢氧化钠；
矿化菌液B的制备方法：将巴氏生孢八叠球菌和球形红假单胞菌活化后接种至二号培养基，室温摇床震荡培养1～2d，扩培完成后去除原培养基，并采用新鲜的二号培养基对菌液进行稀释，获得菌液即为矿化菌液B，其中，二号培养基成分为蒸馏水、20～30g/L的酵母提取物、10～20g/L的琼脂、2～5g/L的蛋白胨、2～5g/L的牛肉膏、0.1～0.2g/L的氢氧化钠和0.02～0.05g/L的氯化镍。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述矿化菌液A制备过程中在震荡扩培时，培养温度保持在30～40℃之间，培养基pH值保持在7～9之间，震荡频率保持在140～180r/min之间。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述矿化菌液B制备过程中在震荡扩培时，培养温度保持在27～37℃之间，培养基pH值保持在7～9之间，震荡频率保持在150～200r/min之间。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述矿化菌液A和所述矿化菌液B制备过程中在去除原培养基时，均在温度为30℃、离心转速为200r/min的条件下，将菌液离心25min。
7.一种根据权利要求1所述的边坡加固用微生物加固液的施工方法，其特征在于：所述施工方法包括以下步骤：
S1：对膨胀土边坡进行地质勘察，估算微生物加固液各组分所需的体积；
S2：制备微生物加固液；
S3：利用钻机对膨胀土边坡进行钻孔施工，孔道平行于坡面及边坡倾向，孔道深度为5m，孔道间距为1m；
S4：将旋喷注浆管埋入孔道中，其固定管顶端置于坡脚处，回填土方，并预留旋喷注浆管的加压注浆口；
S5：清理膨胀土边坡并整平夯实，在坡顶设置截水沟，坡面设置排水槽，坡底设置排水沟；
S6：利用加压装置将附着粘结剂通过旋喷注浆管的加压注浆口喷射在膨胀土边坡中，在矿化加固液A喷射之前每天各喷射2次，连续喷射3天；
S7：附着粘结剂喷射完成后等待1h，再利用加压装置将矿化菌液A和矿化菌营养液A的混合液通过旋喷注浆管的加压注浆口喷射在膨胀土边坡中，每天各喷射2次，连续喷射3天，形成坡内加固体；
S8：待矿化加固液A喷射施工完成后，在矿化加固液B喷洒之前，向膨胀土边坡的坡面喷洒附着粘结剂，每天各喷洒2次，连续喷洒3天；
S9：附着粘结剂喷洒完成后等待1h，再向膨胀土边坡的坡面喷洒矿化菌液B和矿化菌营养液B，每天各喷洒2次，连续喷洒3天，形成坡面加固层；
S10：待矿化加固液B喷洒施工完成后，向膨胀土边坡的坡面均匀喷撒草籽。
8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述步骤S6中附着粘结剂的喷射量为4～8L/m3,所述步骤S8中附着粘结剂的喷洒量为3～6L/m2。
9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述步骤S7中矿化菌液A的喷射量为5～10L/m3,所述矿化菌液A和所述矿化菌营养液A的体积比为1：(2～3)。
10.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述步骤S9中矿化菌液B的喷洒量为4～8L/m2,所述矿化菌液B和所述矿化菌营养液B的体积比为1：(3～4)。
CN202011054339.1A 2020-09-29 2020-09-29 一种边坡加固用微生物加固液、制备方法及其施工方法 Pending CN112239672A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011054339.1A CN112239672A (zh) 2020-09-29 2020-09-29 一种边坡加固用微生物加固液、制备方法及其施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011054339.1A CN112239672A (zh) 2020-09-29 2020-09-29 一种边坡加固用微生物加固液、制备方法及其施工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112239672A true CN112239672A (zh) 2021-01-19

Family

ID=74171340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011054339.1A Pending CN112239672A (zh) 2020-09-29 2020-09-29 一种边坡加固用微生物加固液、制备方法及其施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112239672A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112942388A (zh) * 2021-02-05 2021-06-11 北华航天工业学院 一种适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统及方法
CN113079959A (zh) * 2021-04-27 2021-07-09 三峡大学 一种西瓜籽脲酶结合植被边坡绿化与加固方法
CN113216979A (zh) * 2021-05-10 2021-08-06 华能澜沧江水电股份有限公司 一种裂隙岩体的微生物加固方法
CN113250184A (zh) * 2021-03-31 2021-08-13 南京大学 基于微生物矿化作用的岩体多尺度裂隙的联合修复方法
CN113373958A (zh) * 2021-07-21 2021-09-10 苏州金螳螂园林绿化景观有限公司 一种砂质边坡微生物固化液及砂质边坡治理方法
CN114271057A (zh) * 2021-12-29 2022-04-05 北京建工环境修复股份有限公司 一种土壤深层阻隔修复技术及其应用
CN116497848A (zh) * 2023-05-31 2023-07-28 西南石油大学 一种喷注联合的移动作业式生物矿化护坡装置及护坡方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110262640A1 (en) * 2010-04-27 2011-10-27 Ginger Krieg Dosier Methods for Making Construction Material Using Enzyme Producing Bacteria
CN107603637A (zh) * 2017-10-19 2018-01-19 朱东洋 一种生物土壤固化剂的制备方法
CN107893412A (zh) * 2017-10-25 2018-04-10 河海大学 一种用于微生物加固工程中多元微生物混合喷淋系统及其使用方法
CN110644508A (zh) * 2019-10-10 2020-01-03 重庆科技学院 植被联合微生物的边坡加固施工方法及施工用薄壁钢管

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110262640A1 (en) * 2010-04-27 2011-10-27 Ginger Krieg Dosier Methods for Making Construction Material Using Enzyme Producing Bacteria
CN107603637A (zh) * 2017-10-19 2018-01-19 朱东洋 一种生物土壤固化剂的制备方法
CN107893412A (zh) * 2017-10-25 2018-04-10 河海大学 一种用于微生物加固工程中多元微生物混合喷淋系统及其使用方法
CN110644508A (zh) * 2019-10-10 2020-01-03 重庆科技学院 植被联合微生物的边坡加固施工方法及施工用薄壁钢管

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112942388A (zh) * 2021-02-05 2021-06-11 北华航天工业学院 一种适用于裂隙发育边坡的涌水灾害治理系统及方法
CN113250184A (zh) * 2021-03-31 2021-08-13 南京大学 基于微生物矿化作用的岩体多尺度裂隙的联合修复方法
CN113250184B (zh) * 2021-03-31 2022-02-01 南京大学 基于微生物矿化作用的岩体多尺度裂隙的联合修复方法
CN113079959A (zh) * 2021-04-27 2021-07-09 三峡大学 一种西瓜籽脲酶结合植被边坡绿化与加固方法
CN113216979A (zh) * 2021-05-10 2021-08-06 华能澜沧江水电股份有限公司 一种裂隙岩体的微生物加固方法
CN113216979B (zh) * 2021-05-10 2024-03-08 华能澜沧江水电股份有限公司 一种裂隙岩体的微生物加固方法
CN113373958A (zh) * 2021-07-21 2021-09-10 苏州金螳螂园林绿化景观有限公司 一种砂质边坡微生物固化液及砂质边坡治理方法
CN114271057A (zh) * 2021-12-29 2022-04-05 北京建工环境修复股份有限公司 一种土壤深层阻隔修复技术及其应用
CN116497848A (zh) * 2023-05-31 2023-07-28 西南石油大学 一种喷注联合的移动作业式生物矿化护坡装置及护坡方法
CN116497848B (zh) * 2023-05-31 2024-01-19 西南石油大学 一种喷注联合的移动作业式生物矿化护坡装置及护坡方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112239672A (zh) 一种边坡加固用微生物加固液、制备方法及其施工方法
CN111139084B (zh) 一种用于软基强化的微生物固化剂及其制备方法
CN104452740B (zh) 一种加固治理液化砂土地基的方法
CN105350517A (zh) 一种微生物循环注浆加固地基的方法
CN108220196B (zh) 一种微生物复合菌群处理石油污染黏土地基的方法
CN109518703B (zh) 一种微生物矿化胶结处理液及砂质边坡的治理方法
CN108999179B (zh) 真空预压联合微生物固砂技术加固处理软土地基的方法
CN106884424A (zh) 一种在粉细砂地层进行微生物固化的装置及施工方法
CN109339028B (zh) 电渗联合微生物循环注浆的软黏土处理装置及处理方法
CN110685266A (zh) 一种纤维加筋微生物固化联合改善钙质砂力学性能的方法
CN106906821A (zh) 一种微生物砂桩成桩装置及方法
CN107724336B (zh) 一种适于北方城市内河的“植物-微生物”耦合型景观生态护岸的施工方法
CN112813960A (zh) 一种利用微生物复合纤维加筋改良膨胀土的方法
CN107882013A (zh) 一种真空注浆联合电阻加热的淤泥固化装置及方法
CN108911605B (zh) 一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀生产预制排水管道的方法
CN111470844A (zh) 基于兼性好氧混菌矿化沉积的混凝土裂缝修复材料及方法
CN109576193B (zh) 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
CN112709213A (zh) 一种基于micp技术固化碎石桩顶部的方法及装置
CN111535306B (zh) 一种适用于海积软土地基的微生物固化方法及灌排装置
CN205314085U (zh) 一种用于水泥与水玻璃溶液的双液注浆系统
CN212714817U (zh) 一种人工湖底部混凝土裂缝修复系统
CN113235567A (zh) 一种微生物注浆固化土遗址裂隙的方法
CN105294051A (zh) 微生物珊瑚砂砖的制备方法及其装置
CN207619968U (zh) 一种用于砂层地基的微生物固化处理装置
CN207739244U (zh) 一种真空注浆联合电阻加热的淤泥固化装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination