一种用于边坡加固的吸附增强型微生物加固液及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种用于边坡加固的吸附增强型微生物加固液及其使用方法，该增强型微生物加固液包括细菌、吸附增强液和营养液，所述细菌为芽孢杆菌，所述吸附增强液为铁离子溶液，所述营养液包括尿素、钙离子溶液、养料和溶解氧气，其中所述养料为淀粉或葡萄糖。本发明专利技术适用范围广，施工简单便捷，能节约大量工程投资，且对地下水层无破坏，十分环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于道路施工技术，尤其涉及边坡加固技术。
技术介绍
边坡加固是在道路、河流渠道、堤防及水库大坝等工程中都会遇到的需着重处理的环节，对保障工程安全具有举足轻重的作用。目前工程中护坡的方式有多种，例如，抛石护岸、砌块石护坡、石笼护坡、块体铺面护坡、种植草皮植物等。这些措施存在许多诸如施工成本高昂、维修维护困难等缺点。利用微生物对钙镁离子等的固结作用进行土体防渗或加固是近年来出现的一项新型技术，但其主要缺点是细菌利用率低、生成的碳酸钙成核困难且在土壤颗粒表面的吸附率低，严重阻碍该技术的推广利用。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有存在的问题和不足，本专利技术的目的是提供一种使用简单方便、投资低的用于边坡加固的吸附增强型微生物加固液及其使用方法。技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于边坡加固的吸附增强型微生物加固液，包括细菌、吸附增强液和营养液，所述细菌为芽孢杆菌，所述吸附增强液为铁离子溶液，所述营养液包括尿素、钙离子溶液、养料和溶解氧气，其中所述养料为淀粉或葡萄糖。作为优选，所述铁离子溶液为氯化铁水溶液或氯化亚铁水溶液。作为优选，所述铁离子溶液浓度为1-1.5mol/L。作为优选，所述钙离子溶液为氯化钙水溶液或硫酸钙水溶液。作为优选，所述营养液中淀粉或葡萄糖的含量为5～200mg/L，尿素与钙离子的质量浓度比为1∶1～2。另外还提供了该微生物加固液的使用方法，是先将铁离子溶液注入边坡土壤，待铁离子与土壤颗粒充分混匀并稳定若干小时后，再将所述微生物加固液通过注入或喷淋的方式加入到边坡土壤中即可。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：细菌利用率大幅度提高，碳酸钙成核吸附效率增加，适用范围广，施工简单便捷能节约大量工程投资，且对地下水层无破坏，十分环保。附图说明图1为本专利技术所述采用注入式加固方法的示意图；图2为本专利技术所述采用喷淋式加固方法的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。生物固结现象是微生物繁殖及新陈代谢过程中的一种自然现象，通常伴随着复杂的生物、化学过程。该技术的主要原理是，通过向地下土体中注入适量的营养物质及矿物质，激发地下土体或裂隙中的细菌活性，使其大量繁殖。一些种类的细菌在繁殖过程中会产生大量粘稠状液体并吸附于土体颗粒之上，形成多细胞聚合物EPS(Extra-cellularpolymericsubstances)，同时加速水中矿物质沉积，经过一段时间会逐渐固化并堵塞土体颗粒间的孔隙，从而达到增加土体强度的目的。由于营养物质和地下水混合后灌入地下，在进入含水层后，营养物质会自动跟随地下水的流动而迁移，适用范围广，施工简单便捷。对地下含水层不产生破坏，也不会产生有毒有害物质，十分环保，且能节约大量的工程投资。该技术中，所选用的细菌为巴氏芽孢杆菌(Sporocarcinapasteurii)，之所以选择该菌，是因为和其它类似细菌相比，其对尿素的水解能力更高。所用营养液为尿素、钙剂(包括氯化钙CaCl2，硫酸钙CaSO4等可溶性含钙离子溶液)、淀粉或葡萄糖以及溶解氧气等。其中尿素的作用是为水解产生碳酸根离子，以便与钙剂中的钙离子结合生成固态碳酸钙；淀粉或葡萄糖以及溶解氧为促进细菌繁殖提供养分，并促使细菌产生细胞聚合物EPS，增加固化效果。主要作用机理如下所示：CO(NH2)2+2H2O→CO32-+2NH4+，然后Ca2++2Cl-+CO32-→CaCO3↓+2NH4+2Cl-。目前这一技术的主要瓶颈在于细菌的利用率低、生成的碳酸钙成核困难且难以在土壤颗粒表面吸附。因此我们选用铁离子溶液对土壤颗粒进行预处理，经测定，能提高细菌吸附率5-10％以上，加快碳酸钙在土壤颗粒表面的沉积。首先选用培养的巴氏芽孢杆菌作为细菌浓缩液，选用1-1.5mol/L的氯化铁溶液作为吸附增强液，该浓度范围为试验得出，过高则导致酸性过强，细菌难以生存，过低则影响增强效果。将尿素、氯化钙和葡萄糖混合形成水溶液后不断鼓入氧气或空气得到营养液，其中尿素与氯化钙的质量浓度比约为3∶5，葡萄糖的浓度为100mg/L。加固方式分注入式加固和喷淋式加固两种，注入式加固适用于边坡整体加固，加固深度深；而喷淋式加固属于表层土加固。实际操作时，先缓慢注入氯化铁溶液，使其与土壤颗粒表面充分接触，并稳定若干小时，接着缓慢注入芽孢杆菌浓缩液，再慢慢注入营养液，注入速度不能过快，以免破坏土壤原有结构。试验结果表明，该技术适用范围广，对各种级配的砂土、壤土边坡均能将其强度提高10％-50％左右，且成本十分低廉。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于边坡加固的吸附增强型微生物加固液及其使用方法，其特征在于：包括细菌、吸附增强液和营养液，所述细菌为芽孢杆菌，所述吸附增强液为铁离子溶液，所述营养液包括尿素、钙离子溶液、养料和溶解氧气，其中所述养料为淀粉或葡萄糖。

【技术特征摘要】
1.一种用于边坡加固的吸附增强型微生物加固液及其使用方法，其特征在于：包括细菌、吸附增强液和营养液，所述细菌为芽孢杆菌，所述吸附增强液为铁离子溶液，所述营养液包括尿素、钙离子溶液、养料和溶解氧气，其中所述养料为淀粉或葡萄糖。2.根据权利要求1所述用于边坡加固的吸附增强型微生物加固液，其特征在于：所述铁离子溶液为氯化铁或氯化亚铁等。3.根据权利要求1所述用于边坡加固的吸附增强型微生物加固液，其特征在于：所述铁离子溶液也可用铜离子、锌离子的硫酸盐、硝酸盐或氯盐溶液代替。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：谈叶飞，谢兴华，吴时强，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32