基于微生物加固技术的崩岗生态防治方法技术

本发明专利技术涉及基于微生物加固技术的崩岗生态防治方法，该方案包括以下施工步骤：在崩岗侵蚀体上清理出至少一个操作平台；对所述崩岗侵蚀体表面进行钻孔，形成多个侵蚀体锚固孔；在每个所述侵蚀体锚固孔内插入锚固桩，并以此对每个所述侵蚀体锚固孔进行多次微生物注浆形成碳酸钙锚固体；将三维网铺设于崩岗侵蚀体表面上并与每个锚固桩末端连接；将抗侵蚀材料喷射于三维网上直至三维网完全被抗侵蚀材料覆盖；再次在抗侵蚀材料表面喷射一层微生物注浆的浆液，使其形成一层碳酸钙薄层，该方法具有生态环保、无污染、工期短、施工方便、强度高及抗侵蚀能力强的优点。及抗侵蚀能力强的优点。及抗侵蚀能力强的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于微生物加固技术的崩岗生态防治方法


[0001]本专利技术涉及生态防治
，具体涉及基于微生物加固技术的崩岗生态防治方法。

技术介绍

[0002]崩岗的定义为“在水力和重力作用下山坡土体受到破坏而崩塌和冲刷的侵蚀现象”。节理发育的花岗岩在风化过程中，在重力、风化和地貌演变作用下会产生各种节理面，各种结构面切割风化壳，在重力和风化营力(主要包括阳光、气候、雨水)的作用下，结构面将不断张开，由闭合向微张开—宽张开发展，增加了潜在崩塌体的不稳定性，产生了崩岗地质土壤基础；而表层岩土体由于径流的冲刷，沟谷不断下切，使原来平衡的地应力受到破坏，引起地应力释放，导致沟壁顶部产生平行于临空面的卸荷现象，产生卸荷裂隙；随着沟谷的下切，裂隙越来越深，不稳定的崩塌体在遇到暴雨时，土体吸水增重，同时土体大量裂隙渗水，抗剪力下降，剪应力大于其抗剪应力时，土体就会沿着某一断裂面崩塌；崩塌后新裸露的土体在地压力和其他外应力作用下，产生新的裂隙系统的递级发展，而径流作用带走了崩塌下来的崩积物，使沟壁又重新变高，裂隙又不断加大加深，为下次崩塌创造条件；径流冲刷和崩塌过程交替进行，相互促进，促使崩沟不断扩大。崩岗侵蚀带来的危害极大，每年都会造成重大经济损失。
[0003]现有的崩岗生态防治思路及工程治理措施的制定大多是建立在经验或半经验半理论的基础上，缺乏严谨的理论依据，尤其是土壤特性与侵蚀过程的研究没有形成系统性，究其原因是对崩岗侵蚀过程及侵蚀机理认识不清。并且，相对于早年间崩岗的治理主要采取“上拦、下堵、中间削”的工程手段，后尝试过封山育林、人工造林等方法。近年来治理措施逐渐过渡到生态与工程相结合的方法，如创建生态农业模式、化学修复等。然而，从以往工程治理经验来看，目前还没有一种完全行之有效的方法能够彻底根治崩岗灾害。
[0004]近年来在岩土工程界逐渐兴起了一种微生物固土技术，其基本原理是利用自然界广泛存在的微生物的代谢功能，与环境中其他物质发生一系列生物化学反应，改变土体的物理力学及工程性质，从而实现环境净化、土壤修复与加固等目的，与当前化学固化剂固土或水泥技术相比，该技术形成的胶结产物主要成分为碳酸钙，具有环境污染少、低能耗、低排放的优势。这一微生物成矿作用常被称为微生物沉积碳酸钙(microbial induced calcite precipitation，简称MICP)技术。以往有学者试图通过化学反应的方法生成碳酸钙来对岩土体进行加固，但发现该法并不能生成块状的胶结体，从而使得加固效果不够显著，也即，非胶结态的钙盐并不能改善岩土体的力学性能。
[0005]因此，这也是本专利技术所关注的重点，也即通过最为前沿的研究成果和科技手段，为崩岗生态防治提供一条全新的可行之路。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了基于微生物加固技术的
崩岗生态防治方法。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：基于微生物加固技术的崩岗生态防治方法包括以下施工步骤：
[0008]S100、在崩岗侵蚀体上清理出至少一个操作平台；
[0009]S200、对所述崩岗侵蚀体表面进行钻孔，形成多个侵蚀体锚固孔；
[0010]S300、在每个所述侵蚀体锚固孔内插入锚固桩，并以此对每个所述侵蚀体锚固孔进行多次微生物注浆形成碳酸钙锚固体；
[0011]S400、将三维网铺设于崩岗侵蚀体表面上并与每个锚固桩末端连接；
[0012]S500、将抗侵蚀材料喷射于三维网上直至三维网完全被抗侵蚀材料覆盖；
[0013]S600、再次在抗侵蚀材料表面喷射一层微生物注浆的浆液，使其形成一层碳酸钙薄层。
[0014]工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，本方案利用自然界广泛存在的微生物的代谢产物来改善土体的物理力学性质，具有环保、原生态、无污染的优点，从技术手段革新上真正留住绿水青山；
[0015]2、微生物沉积碳酸钙具有速度快、效率高的优点，而且同时还加入了培养液，可在几个小时左右完成碳酸钙的沉积，极大地缩短了工期，十分适合灾情险急的治理；
[0016]3、形成的微生物沉积碳酸钙锚固体强度可达十余MPa，具有强大的锚固力，能够使得抗侵蚀材料牢牢地附着在崩岗侵蚀体表面，配合三维网可进一步增强抗侵蚀材料的整体性；
[0017]4、微生物沉积碳酸钙薄层具有隔水性，可阻隔雨水、地表水及崩岗侵蚀体外的地下水渗入崩岗侵蚀体中，防止侵蚀进一步恶化；
[0018]5、纯粹的注浆材料形成的固化物强度较高，直接喷洒在坡面上则不便生长植被，但注浆材料与崩岗泥沙、秸秆等混合，形成的喷浆材料则既有一定强度，又能够生长植被，并且，还可预先尝试调配各种材料的比例，使得喷浆材料在强度和生长植被之间达到最优的平衡。
[0019]进一步地，当所述操作平台数量至少为两个时，相邻两个所述操作平台之间的高度间距为6～8m，每个所述操作平台的宽度为2～4m。操作平台的目的在于作为后续的施工场地，采用上述尺寸的操作平台，可方便施工人员进行施工，对于崩岗的防治工作进行具有重大意义。
[0020]进一步地，S700、抗侵蚀材料硬化后，在崩岗侵蚀体上钻取多个栽培孔，在栽培孔内填充灌木种子和混合营养土；
[0021]S800、对操作平台进行覆土操作，并种植乔灌草组合的植被；可于平台按一定配比种植乔灌木和“上爬下挂”的爬藤类植物，构建多样性的植被群落，促进人工建植生态环境稳定，保障复绿工程顺利实施，提高花岗岩崩岗治理成功的可能性和生态性。
[0022]S900、在崩岗侵蚀体上打设多个仰斜排水孔。可防止雨季地下水位线过高，软化崩岗侵蚀体形成饱和，降低坡体稳定性。
[0023]进一步地，每个所述锚固桩直径为6～12mm。选用此尺寸范围的锚固桩，具有足够的强度，可很好地在侵蚀体锚固孔内扎根，有利于后续的三维网挂网和抗侵蚀材料的凝结。
[0024]进一步地，其中所述抗侵蚀材料至少包括注浆材料、崩岗泥沙、秸秆以及草籽。注
浆材料就是之前注浆用的的浓度为107‑
109CFU/mL的巴氏生孢八叠球菌菌液及尿素和氯化钙混合溶液，而崩岗泥沙为崩岗侵蚀产生的泥沙冲刷物，可废物利用，起到抗侵蚀材料的骨架作用，秸秆在抗侵蚀材料固化初期起到加筋作用，增强抗侵蚀材料的强度；而在后期，抗侵蚀材料固化后，秸秆逐渐腐化，还可增强土壤肥力，作为草籽生产的肥料，草籽用于在崩岗侵蚀体表面生长，起到生态绿化的作用，因此这四种结合的抗侵蚀材料喷在三维网上，可显著增强崩岗侵蚀体的抗侵蚀能力，为内部的碳酸钙锚固体提供保护作用，使得崩岗侵蚀体更加稳定。纯粹的注浆材料形成的固化物强度较高，直接喷洒在坡面上则不便生长植被，但注浆材料与崩岗泥沙、秸秆等混合，形成的喷浆材料则既有一定强度，又能够生长植被，并且，还可预先尝试调配各种材料的比例，使得喷浆材料在强度和生长植被之间达到最优的平衡。
[0025]进一步地，采用电钻机对所述崩岗侵蚀体表面进行钻孔。采用常见的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于微生物加固技术的崩岗生态防治方法，其特征在于，包括以下施工步骤：在崩岗侵蚀体上清理出至少一个操作平台；对所述崩岗侵蚀体表面进行钻孔，形成多个侵蚀体锚固孔；在每个所述侵蚀体锚固孔内插入锚固桩，并以此对每个所述侵蚀体锚固孔进行多次微生物注浆形成碳酸钙锚固体；将三维网铺设于崩岗侵蚀体表面上并与每个锚固桩末端连接；将抗侵蚀材料喷射于三维网上直至三维网完全被抗侵蚀材料覆盖；再次在抗侵蚀材料表面喷射一层微生物注浆的浆液，使其形成一层碳酸钙薄层。2.根据权利要求1所述的基于微生物加固技术的崩岗生态防治方法，其特征在于，当所述操作平台数量至少为两个时，相邻两个所述操作平台之间的高度间距为6～8m，每个所述操作平台的宽度为2～4m。3.根据权利要求1所述的基于微生物加固技术的崩岗生态防治方法，其特征在于，抗侵蚀材料硬化后，在崩岗侵蚀体上钻取多个栽培孔，在栽培孔内填充灌木种子和混合营养土；对操作平台进行覆土操作，并种植乔灌草组合的植被；在崩岗侵蚀体上打设多个仰斜排水孔。4.根据权利要求1所述的基于微生物加固技术的崩岗生态防治方法，其特征在于，其中所述抗侵蚀材料至少包括注浆材料、崩岗泥沙、秸秆以及草籽。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智超，卢贤锥，何想，刘汉龙，马国梁，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：