[发明专利]一种用于加固深厚软黏土的微生物注浆装置及施工方法

说明书

本发明公开了一种用于加固深厚软黏土的微生物注浆装置以及施工方法，包括控制系统、进液系统、电导率测定装置、溶液循环系统以及搅拌装置；所述进液系统用于控制微生物溶液以及反应液进液速率；所述溶液循环系统用于将微生物溶液以及反应液导入待固化层土体，以及抽吸待固化层孔隙水；所述电导率测定装置用于实时测定抽吸液电导率，用于控制进液速率以及所述搅拌装置提升；所述搅拌装置用于将待固化层土体与微生物溶液/反应液搅拌均匀，本发明提供了一种微生物加固处理深厚软黏土的有效方法，避免了传统水泥对自然环境造成的污染，降低了工程造价，同时采用自动控制系统控制施工进程，确保了施工质量，也提高了施工效率。

技术领域

本发明涉及一种用于加固深厚软黏土的微生物注浆装置及施工方法，属于岩土工程技术领域。

背景技术

近年来，人们对可持续发展和环境友好发展要求越来越重视，微生物诱导碳酸钙沉积技术(以下简称微生物加固技术)已经成为软弱地基处理领域的研究热点。该技术主要利用产脲酶微生物分解尿素，将分解产生的碳酸根离子与反应液中的钙离子结合产生碳酸钙沉淀，达到强化土体结构的作用。该方法因具备资源丰富、快速高效且产物无毒害等特点逐渐成为地基加固的前沿技术。

目前，利用微生物法改良土体的施工方法主要有注射法、浸泡法和浇灌法。2010年荷兰首次将微生物加固技术应用于实际工程地基处理，技术人员采用浇灌法对厚17m，体积约100m³的砂土进行生物加固处理，在整个管道施工过程中加固区始终保持稳定，加固效果较好。但是，已有的微生物加固技术只适用于渗透性较好的砂土及砾土等粗粒土中，无法在深厚软黏土地基中取得很好的加固效果。主要原因是：土体孔隙较小导致微生物缺少生存空间以及低渗透率导致处理溶液流动缓慢，处理效果不理想。

在本发明之前对于微生物加固技术的相关发明主要集中在两个方面。一方面是采用模具对实验室所用试样进行加固，这些加固方法可以有效地加固小型土体试样但并不适用于实际工程；另一方面是针对地基土或边坡土体进行大面积的加固处理，对此研究人员提出利用微生物固化的分离贮存喷洒系统以及微生物加固工程的轨道式按压注浆机等方法来加固地基土体。上述方法适用于渗透性较好的砂土地基，且大多是针对地表或较浅深度的土体，目前对于深厚软黏土地基加固装置及方法的发明基本为零。

因此，有必要研发一种适用于加固深厚软黏土的伺服调速微生物注浆装置及施工方法，以满足工程需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种适用于加固深厚软黏土的微生物注浆装置及施工方法，用于解决现有注浆方法不能适用于深层和/或软黏性土体的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于加固深厚软黏土的微生物注浆装置，其特征是，包括控制系统、进液系统、电导率测定装置、溶液循环系统以及搅拌装置；

所述进液系统用于控制微生物溶液以及反应液进液速率；

所述溶液循环系统用于将微生物溶液以及反应液导入待固化层土体，以及抽吸待固化层孔隙水；

所述电导率测定装置用于实时测定所述溶液循环系统抽吸液电导率，通过监测电导率值的变化，控制所述搅拌装置提升；

所述搅拌装置用于将待固化层土体与微生物溶液/反应液搅拌均匀；

所述控制系统用于控制各装置、系统以及信息采集处理和反馈。

进一步的，所述进液系统包括与进液管路连接的至少两个进液口、对应每个所述进液口的流速控制开关以及位于所述进液管路上的液体搅拌装置和压力供浆装置，所述液体搅拌装置用于反应液混合。