[发明专利]一种微生物矿化填充-氧化镁碳化喷浆固化边坡的方法

权利要求书

1.一种微生物矿化填充-氧化镁碳化喷浆固化边坡的方法，其特征在于，采用微生物矿化填充方法对土石高填方边坡内部的缝隙进行固化、采用氧化镁碳化喷浆方法对边坡的表层进行固化，具体步骤如下：

步骤1，微生物矿化填充材料和氧化镁碳化喷浆材料的制备

步骤1.1，微生物矿化填充材料包括菌液及胶结液，菌液和胶结液的制备如下：

采用美国菌种保藏中心推荐配方ATCC 1376 NH4-YE配置培养液，具体的：将培养液在121℃～123℃下灭菌20min～30min，再放置在超净工作台上进行紫外灭菌并通风，待培养液的温度降至室温时待用；

取培养液置于容器中，用无菌移液器将巴氏芽孢杆菌加入到培养液内得到菌液，巴氏芽孢杆菌与培养液的容量比为1∶100；然后将菌液放入培养箱内进行培养，培养箱温度设定为28℃～32℃，振荡频率设定为200rpm～320rpm，培养时间为48h～72h；

取摩尔比为50∶50的氯化钙与尿素溶液置于烧杯中，加入去离子水进行搅拌，溶解后构成胶结液，胶结液中氯化钙与尿素的质量浓度均为1.0％；

步骤1.2，氧化镁碳化喷浆材料为氧化镁碳化喷涂浆液，制备如下：

在土石高填方边坡现场附近取现场土，进行表面杂物的清理，置于场地附近进行平摊风干处理，风干后对该土进行粉碎并过5mm-10mm的筛；

将上述处理过的现场土称为现场干土；

取活性氧化镁并对其进行烘干处理和过5mm-10mm的筛；

将上述处理过的氧化镁称为氧化镁干粉；

将氧化镁干粉均匀的拌在现场干土中后，加入水，制备成为氧化镁碳化喷涂浆液，氧化镁干粉、水、现场干土的质量份数依次为(20-25)∶(25-30)∶100；

步骤2，在待固化的土石高填方边坡场地中布置注浆孔，具体的，在土石高填方边坡的坡面上与坡顶平行布置N排注浆孔，第一排位于坡顶，每排间距为5m-7m；在每一排中包括M个注浆孔中，且两个相邻注浆孔间距为2m-3m，注浆孔深度6-10m，在注浆孔内嵌入注浆管；

步骤3，微生物矿化填充进行内部缝隙固化

定义一次填充的概念如下：先在步骤2得到的M×N个注浆管内同时注入菌液500L-1000L，静止4h，然后再在M×N个注浆管内同时注入与菌液相同体积的胶结液，再静置4h；

每隔24h-48h反复进行上述一次填充2-5次；

将已经完成上述微生物矿化填充的土石高填方边坡记为填充后的土石高填方边坡；

步骤4，内部缝隙固化的检测

微生物矿化填充结束七天之后，在填充后的土石高填方边坡上钻孔取样，并记为缝隙固化土样，将该缝隙固化土样密封保存至实验室后，检测该缝隙固化土样的渗透系数δ₁：

若δ₁的数量级＞10^-7cm/s，返回步骤3重新进行微生物矿化填充；

若δ₁的数量级≤10^-7cm/s，内部缝隙固化满足要求，进入步骤5；

步骤5，氧化镁碳化喷浆进行表层固化

在填充后的土石高填方边坡场地中，利用喷浆机将氧化镁碳化喷涂浆液均匀喷洒至土石高填方边坡的表层土上，然后用黑色塑料膜覆盖填充后的土石高填方边坡场地以防止水分蒸发，插入通气管进入黑色塑料膜内，并通过该通气管进行CO₂气体碳化24h-48h；

将经过步骤5完成氧化镁碳化喷浆的土石高填方边坡记为两次处理后的土石高填方边坡；

步骤6，表层固化的检测

在两次处理后的土石高填方边坡场地中取适量土样并记为小微裂隙固化土样，将该小微裂隙固化土样密封保存至实验室后，检测小微裂隙固化土样的渗透系数δ₂：

若δ₂的数量级＞10^-7cm/s，返回步骤5重新进行氧化镁碳化喷浆；

若δ₂的数量级≤10^-7cm/s，表层固化满足要求，固化结束。

2.根据权利要求1所述的一种微生物矿化填充-氧化镁碳化喷浆固化边坡的方法，其特征在于，所述美国菌种保藏中心推荐配方ATCC 1376 NH4-YE配置的培养液的组成为：20g酵母提取物、10g(NH₄)₂SO₄、0.13mol/L Tris Buffer，加去离子水至1L，用1mol/L HCl调节培养液pH＝9.0。