[发明专利]一种基于微生物固化的防波堤加固方法

说明书

本发明公开了一种基于微生物固化的防波堤加固方法，属于微生物学和岩土工程技术领域。该方法是：通过间隔布置注浆管和回流管，将配制好菌剂通过高压注入注浆总管输送，与此同时使用真空泵抽吸回流总管使菌剂循环流动形成回路，在防波堤坝体形成注浆液的渗流场，加速微生物矿化，注浆进行一段时间后回收注浆管和回流管。本发明采用的微生物防波堤加固技术具有以下优势：通过间隔设置注浆管和回流管能加速菌液的循环，进而能减少注浆时间，提高效率；本技术用来修复防波堤时无需破坏其整体结构，相比于水泥注浆加固方式，微生物固化有着更好的经济效益和环境效益，本技术是一种适用于修复及加固防波堤的环保技术。

技术领域

本发明涉及微生物学和岩土工程领域，尤其涉及一种基于微生物固化的防波堤加固方法。

背景技术

防波堤(breakwater mole)用来防御波浪入侵，可形成一个掩蔽水域所需要的水工建筑物。位于港口水域的外围，兼防漂砂和冰凌的入侵，赖以保证港内具有足够的水深和平稳的水面以满足船舶在港内停泊、进行装卸作业和出入航行的要求。由于长期受到波浪的拍击和冲蚀，防波堤内部的细颗粒极易被水流带走，使防波堤结构之间的粘结逐渐丧失，对防波堤的长期稳定性造成十分不利的影响。针对建、构筑物本身加固以及地基和基础加固，目前主要有水泥注浆胶结技术。但是由于水泥对海洋环境有污染，破坏原有的生态系统因此不便采取水泥注浆胶结技术来加固防波堤；此外目前的注浆方式一般很少考虑浆液的回流反复利用，因而注浆效率较低

针对以上问题，本发明拟提出微生物矿化的防波堤加固技术及施工方法。近些年来微生物研究者利用一些特定的微生物，通过为之提供丰富的钙离子和氮源营养液，快速析出具有优异胶结能力的方解石碳酸钙结晶，这一生物矿化作用常被称为微生物诱导碳酸盐沉积技术，即MICP(Microbial induced calcite deposition)技术。本发明利用MICP技术胶结防波堤中松散的块石以及填充砌块之间的空隙，增加其黏结性和整体稳定性，反应污染小，对地层扰动小。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于微生物固化的防波堤加固方法，该技术目的是以最小的经济和环境代价对防波堤进行修复和加固，提高防波堤的抵御自然灾害的能力，提高防波堤的耐久性；此外本发明采用间隔布置注浆管和回流管，能加速菌液的循环，提高固化的效率。

本发明采取以下技术方案：

一种基于微生物固化的防波堤加固方法，是将菌液和营养盐配成菌剂，在防波堤的块石间插入若干注浆钢管和回流钢管，注浆钢管和回流钢管交替间隔设置且垂直于防波堤斜面，注浆钢管上开有注浆孔，回流钢管上开有回流孔，数根注浆钢管端部通过一根接头管连至注浆总管，数根回流钢管端部通过另一根接头管连至回流总管，将配制好的菌剂通过高压注入注浆总管输送，与此同时使用真空泵抽吸回流总管使菌剂循环流动形成回路，注浆进行一段时间后回收注浆钢管和回流钢管。

上述技术方案中，进一步的，所述的回流钢管的插入深度为注浆钢管插入深度的1.5倍。

进一步的，所述的注浆孔、回流孔均为等间距设置，且注浆孔与回流孔为相对开设。

进一步的，所述的菌剂为：微生物采用巴氏芽孢杆菌，培养基采用CASO AGAR+尿素(20g/L)，在30℃、pH为7.3的条件下培养至OD600＝1.0，制成菌液，以醋酸钙和尿素混合溶液为营养盐，醋酸钙浓度为1mol/L，将每100mL菌液与1L营养盐混合，制成菌剂。

采用该方法通常每1L菌剂处理25cm³待处理防波堤。

本发明具有以下优点：