專利名稱：一種用于邊坡加固的微生物加固液及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于道路、水利施工技術(shù)，尤其涉及邊坡加固技術(shù)。
背景技術(shù)：
邊坡加固是在道路、河流渠道、堤防及水庫大壩等工程中都會遇到的需著重處理的環(huán)節(jié)，對保障工程安全具有舉足輕重的作用。目前工程中護(hù)坡的方式有多種，例如，拋石護(hù)岸、砌塊石護(hù)坡、石籠護(hù)坡、塊體鋪面護(hù)坡、種植草皮植物等。這些措施存在許多諸如施工成本高昂、維修維護(hù)困難等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種使用簡單方便、投資低的用于邊坡加固的微生物加固液及其使用方法。技術(shù)方案為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種用于邊坡加固的微生物加固液，包括細(xì)菌和營養(yǎng)液，所述細(xì)菌為芽孢桿菌，所述營養(yǎng)液包括尿素、鈣離子溶液、養(yǎng)料和溶解氧氣，其中所述養(yǎng)料為淀粉或葡萄糖。作為優(yōu)選，所述鈣離子溶液為氯化鈣水溶液或其他可溶性鈣鹽溶液。作為優(yōu)選，所述營養(yǎng)液中淀粉或葡萄糖的含量為5 200mg/L，尿素與鈣離子的質(zhì)量濃度比為I :1 2。另外還提供了該微生物加固液的使用方法，是將所述微生物加固液通過注入或噴淋的方式加入到邊坡土壤中即可。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點加固效果更好，適用范圍廣， 施工簡單便捷，能節(jié)約大量工程投資，且對地下水層無破壞，十分環(huán)保。


圖I為本發(fā)明所述采用注入式加固方法的示意圖2為本發(fā)明所述采用噴淋式加固方法的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。生物固結(jié)現(xiàn)象是微生物繁殖及新陳代謝過程中的一種自然現(xiàn)象，通常伴隨著復(fù)雜的生物、化學(xué)過程。該技術(shù)的主要原理是，通過向地下土體中注入適量的營養(yǎng)物質(zhì)及礦物質(zhì)，激發(fā)地下土體或裂隙中的細(xì)菌活性，使其大量繁殖。一些種類的細(xì)菌在繁殖過程中會產(chǎn)生大量粘稠狀液體并吸附于土體顆粒之上，形成多細(xì)胞聚合物EPS (Extra-cellular polymeric substances),同時加速水中礦物質(zhì)沉積,經(jīng)過一段時間會逐漸固化并堵塞土體顆粒間的孔隙，從而達(dá)到增加土體強(qiáng)度的目的。由于營養(yǎng)物質(zhì)和地下水混合后灌入地下，在進(jìn)入含水層后，營養(yǎng)物質(zhì)會自動跟隨地下水的流動而遷移，適用范圍廣，施工簡單便捷。對地下含水層不產(chǎn)生破壞，也不會產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，十分環(huán)保，且能節(jié)約大量的工程投資。 該技術(shù)中，所選用的細(xì)菌種類為芽孢桿菌，之所以選擇該菌種，是因為和其它類似細(xì)菌相比，其對尿素的水解能力更高，加固需時更短。所用營養(yǎng)液為尿素、鈣劑(包括氯化鈣CaCl2 或其他可溶性含鈣離子溶液)、淀粉或葡萄糖以及溶解氧氣等。其中尿素的作用是為水解產(chǎn)生碳酸根離子，以便與鈣劑中的鈣離子結(jié)合生成固態(tài)碳酸鈣；淀粉或葡萄糖以及溶解氧為促進(jìn)細(xì)菌繁殖提供養(yǎng)分，并促使細(xì)菌產(chǎn)生細(xì)胞聚合物EPS，增加固化效果。主要作用機(jī)理如下所示CO (NH2)2 + 2H20 —CO廣 + 2NH4+，然后 Ca2+ + 2 CF + CO廣—CaCO3 I + 2 NH4+ 2C1'首先選用培養(yǎng)的芽孢桿菌作為細(xì)菌濃縮液，并將尿素、氯化鈣和葡萄糖混合形成水溶液后不斷鼓入氧氣或空氣得到營養(yǎng)液，其中尿素與氯化鈣的質(zhì)量濃度比約為3: 5，葡萄糖的濃度為100mg/L。加固方式分注入式加固和噴淋式加固兩種，注入式加固適用于邊坡整體加固,加固深度深；而噴淋式加固屬于表層土加固。該技術(shù)中，芽孢桿菌類微生物的來源有兩個，首先是通過注入實驗室培養(yǎng)的芽孢桿菌濃縮液，使得土體中該類微生物數(shù)量在短時間內(nèi)急劇增加，另外營養(yǎng)液中的淀粉、葡萄糖和氧氣也激發(fā)了土壤中原生的芽孢桿菌的增長，使得土壤中芽孢桿菌類微生物的數(shù)量能維持在較高水平，因此固化效率更高。實際操作時，先緩慢注入芽孢桿菌濃縮液，再慢慢注入營養(yǎng)液，注入速度不能過快，以免破壞土壤原有結(jié)構(gòu)。試驗結(jié)果表明，該技術(shù)適用范圍廣， 對各種級配的砂土、壤土邊坡均能將其強(qiáng)度提高10% - 50%左右，且成本十分低廉。
權(quán)利要求
1.一種用于邊坡加固的微生物加固液，其特征在于包括細(xì)菌濃縮液和營養(yǎng)液，所述細(xì)菌采用芽孢桿菌，所述營養(yǎng)液包括尿素、鈣離子溶液、養(yǎng)料和溶解氧氣，其中所述養(yǎng)料為淀粉或葡萄糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于邊坡加固的微生物加固液，其特征在于所述鈣離子溶液為氯化鈣水溶液或其他可溶性鈣鹽溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于邊坡加固的微生物加固液，其特征在于所述營養(yǎng)液中淀粉或葡萄糖的含量為5 200mg/L，尿素與鈣離子的質(zhì)量濃度比為I :1 2。
4.一種利用權(quán)利要求I所述微生物加固液加固邊坡的方法，其特征在于將所述微生物加固液通過注入或噴淋的方式加入到邊坡土壤中即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于邊坡加固的微生物加固液及其使用方法，該微生物加固液包括細(xì)菌和營養(yǎng)液，所述細(xì)菌為芽孢桿菌，所述營養(yǎng)液包括尿素、鈣離子溶液、養(yǎng)料和溶解氧氣，其中所述養(yǎng)料為淀粉或葡萄糖。本發(fā)明適用范圍廣，施工簡單便捷，能節(jié)約大量工程投資，且對地下水層無破壞，十分環(huán)保。
文檔編號C09K17/00GK102604641SQ20121003590
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者吳濤, 談葉飛, 謝興華 申請人:水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院