专利名称：一种用于边坡加固的微生物加固液及其使用方法
技术领域：
本发明属于道路、水利施工技术，尤其涉及边坡加固技术。
背景技术：
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。
发明内容
发明目的针对上述现有存在的问题和不足，本发明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微生物加固液及其使用方法。技术方案为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案一种用于边坡加固的微生物加固液，包括细菌和营养液，所述细菌为芽孢杆菌，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，所述钙离子溶液为氯化钙水溶液或其他可溶性钙盐溶液。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I :1 2。另外还提供了该微生物加固液的使用方法，是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，本发明具有以下优点加固效果更好，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。
图I为本发明所述采用注入式加固方法的示意图2为本发明所述采用喷淋式加固方法的示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明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-cellular polymeric substances),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，所选用的细菌种类为芽孢杆菌，之所以选择该菌种，是因为和其它类似细菌相比，其对尿素的水解能力更高，加固需时更短。所用营养液为尿素、钙剂(包括氯化钙CaCl2 或其他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 + 2H20 —CO广 + 2NH4+，然后 Ca2+ + 2 CF + CO广—CaCO3 I + 2 NH4+ 2C1'首先选用培养的芽孢杆菌作为细菌浓缩液，并将尿素、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。该技术中，芽孢杆菌类微生物的来源有两个，首先是通过注入实验室培养的芽孢杆菌浓缩液，使得土体中该类微生物数量在短时间内急剧增加，另外营养液中的淀粉、葡萄糖和氧气也激发了土壤中原生的芽孢杆菌的增长，使得土壤中芽孢杆菌类微生物的数量能维持在较高水平，因此固化效率更高。实际操作时，先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。
权利要求
1.一种用于边坡加固的微生物加固液，其特征在于包括细菌浓缩液和营养液，所述细菌采用芽孢杆菌，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I所述用于边坡加固的微生物加固液，其特征在于所述钙离子溶液为氯化钙水溶液或其他可溶性钙盐溶液。
3.根据权利要求2所述用于边坡加固的微生物加固液，其特征在于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I :1 2。
4.一种利用权利要求I所述微生物加固液加固边坡的方法，其特征在于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。
全文摘要
本发明公开了一种用于边坡加固的微生物加固液及其使用方法，该微生物加固液包括细菌和营养液，所述细菌为芽孢杆菌，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。
文档编号C09K17/00GK102604641SQ20121003590
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者吴涛, 谈叶飞, 谢兴华 申请人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院