本發(fā)明涉及邊坡加固，尤其涉及一種用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、沖刷水毀是邊坡工程中常見的破壞模式。由于邊坡常暴露于自然環(huán)境下，受自然環(huán)境，尤其是強降雨、水位漲落的影響，大量水體沿邊坡表面向下流動帶走大量泥沙，使得邊坡表面遭到侵蝕，進(jìn)一步危害邊坡內(nèi)部的安全，給邊坡的安全問題帶來重大隱患。在現(xiàn)有處理技術(shù)中，主要以植物護坡和硬質(zhì)護坡為主，但是植物護坡的深度和處理效果有限，不能深層次的對邊坡內(nèi)部土體起到加固作用；硬質(zhì)護坡容易對邊坡的生態(tài)環(huán)境造成影響，對生態(tài)平衡造成破壞。

2、微生物誘導(dǎo)碳酸鹽沉淀技術(shù)(micp)是指微生物通過新陳代謝活動，產(chǎn)生代謝產(chǎn)物co32-，并且在環(huán)境適宜的條件下，與環(huán)境中ca2+相互作用而形成了碳酸鈣沉淀，對周圍土體進(jìn)行加固；其具有反應(yīng)速度快、環(huán)境條件要求低、應(yīng)用范圍廣、溫室氣體減排效應(yīng)顯著等特點，在地質(zhì)、土木、水利、環(huán)境的多個領(lǐng)域中均有廣泛應(yīng)用。而對于微生物誘導(dǎo)碳酸鹽沉淀技術(shù)在邊坡保護上的應(yīng)用，大部分以表面噴灑為主，而該表面噴灑的方式只能對邊坡表層起到加固作用，并不能對邊坡內(nèi)部土體進(jìn)行加固，所以導(dǎo)致加固深度有限，加固后的邊坡耐久性差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置及方法，解決了傳統(tǒng)的邊坡加固方式只加固邊坡表層，邊坡內(nèi)部土體加固效果差的問題。

2、第一方面，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置，包括若干個多通接頭，若干個多通接頭之間通過漿液管路相連通，漿液管路上設(shè)有注漿噴頭；其中一個多通接頭與注漿設(shè)備連接；

4、多通接頭底部連接有注漿錨管，注漿錨管埋設(shè)在邊坡內(nèi)部。

5、在本方案中，注漿設(shè)備將漿液通過漿液管路輸送至各個多通接頭，漿液從多通接頭底部進(jìn)入注漿錨管，并從注漿錨管注入邊坡內(nèi)部，實現(xiàn)邊坡的深層加固；輸送途中漿液經(jīng)過注漿噴頭，并從注漿噴頭中噴出，噴灑至邊坡表面，對邊坡表層進(jìn)行加固；該設(shè)計兼具向邊坡土體內(nèi)部注漿和向邊坡土體表面噴灑的功能，能有效提高防侵蝕土質(zhì)邊坡的加固深度和加固效果，提高微生物加固的加固均勻程度。

6、進(jìn)一步地，多通接頭為寶塔六通接頭，寶塔六通接頭在水平方向上周向分布有六個連通接口，相鄰兩個寶塔六通接頭相靠近的連通接口通過注漿管路連通，其中一個連通接口連接注漿設(shè)備；寶塔六通接頭在豎直方向上設(shè)置有注漿接口，注漿錨管連接在注漿接口上。

7、在本方案中，將多通接頭設(shè)計為寶塔六通接頭，寶塔六通接頭的周圍可繼續(xù)連接六個寶塔六通接頭，重復(fù)連接，形成一張由寶塔六通接頭和漿液管路組成的注漿網(wǎng)，能大面積的邊坡區(qū)域進(jìn)行注漿加固，提高注漿效率。

8、進(jìn)一步地，寶塔六通接頭上沒有連接注漿管路的連通接口上設(shè)置有接頭蓋帽。

9、進(jìn)一步地，注漿錨管為蛇皮仿生注漿錨管，蛇皮仿生注漿錨管的管壁上開設(shè)若干個注漿孔，每個注漿孔內(nèi)設(shè)置有過濾網(wǎng)。

10、在本方案中，注漿孔內(nèi)設(shè)置過濾網(wǎng)，保證漿液能順利從蛇皮仿生注漿錨管內(nèi)部流入邊坡土體的同時，周邊的土體不會進(jìn)入蛇皮仿生注漿錨管內(nèi)部，造成管體內(nèi)部堵塞。

11、進(jìn)一步地，蛇皮仿生注漿錨管的外壁上設(shè)置有倒刺。

12、在本方案中，蛇皮仿生注漿錨管的側(cè)壁上的蛇皮仿生倒刺可以有效的防止注漿過程中，在注漿壓力的反推力作用下管體從土體內(nèi)拔出，解決施工過程中蛇皮仿生注漿錨管固定不牢的問題。

13、進(jìn)一步地，漿液管路上設(shè)置有三通接頭；注漿噴頭連接在三通接頭的第三個接口上。

14、在本方案中，該設(shè)計可靈活實現(xiàn)土體表面各個漿液管路的連通，每根漿液管路上的注漿噴頭數(shù)量也可根據(jù)實際情況靈活選取，使用方便。

15、進(jìn)一步地，注漿設(shè)備包括注漿泵和漿料箱；漿料箱通過管路和注漿泵連接，注漿泵通過管路和其中一個多通接頭連接。

16、第二方面，本發(fā)明基于第一方面提供的一種用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置，提供一種用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固方法，包括以下步驟：

17、s1：平整待加固的邊坡場地；

18、s2：將注漿錨管打入平整后的邊坡內(nèi)部，并在注漿錨管頂部連接多通接頭和注漿設(shè)備；

19、s3：配置生物激發(fā)液，并將生物激發(fā)液注入至邊坡內(nèi)部；

20、s4：配置膠結(jié)溶液，并將膠結(jié)溶液注入至邊坡內(nèi)部；

21、s5：注漿完成，拔出注漿錨管；

22、s6：采用原位土體填埋注漿錨管的拔出位置，防侵蝕土質(zhì)邊坡加固完成。

23、在本方案中，先通過注漿錨管將生物激發(fā)液注入邊坡土體內(nèi)部，生物激發(fā)液可激發(fā)土體內(nèi)原有脲酶菌繁殖，使得土體內(nèi)脲酶菌繁殖加快，數(shù)量增多；再通過注漿錨管將膠結(jié)溶液注入土體內(nèi)部，繁殖的脲酶菌誘導(dǎo)膠結(jié)溶液產(chǎn)生沉淀對邊坡進(jìn)行加固，實現(xiàn)了邊坡土體的深層次加固，加固效果好。

24、進(jìn)一步地，s3包括：

25、s301：將酵母提取物、氯化銨、氯化鎳和尿素溶于水，混合均勻，得到生物激發(fā)液，

26、s302：將生物激發(fā)液裝入漿料箱；

27、s303：啟動注漿泵，注漿泵將漿料箱內(nèi)的生物激發(fā)液通過漿液管路運輸至各個多通接頭；途中部分生物激發(fā)液通過漿液管路上的注漿噴頭噴灑至邊坡表面，部分生物激發(fā)液通過多通接頭底部的注漿錨管注入至邊坡內(nèi)部。

28、進(jìn)一步地，s5中，將尿素、氯化鈣和水混合，得到膠結(jié)溶液。

29、在本方案中，繁殖的脲酶菌誘導(dǎo)尿素分解產(chǎn)生碳酸根離子，碳酸根離子和鈣離子結(jié)合生成沉淀，為邊坡的礦化提供充足的反應(yīng)物質(zhì)。

30、本發(fā)明的有益效果是：

31、本發(fā)明提供的用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置中設(shè)計注漿噴頭和注漿錨管，二者分別用于向邊坡表層和邊坡內(nèi)部進(jìn)行注漿，實現(xiàn)了對邊坡內(nèi)部土體和邊坡表層土體的加固，解決傳統(tǒng)噴灑注漿只能表面噴灑，處理深度有限的問題；能有效提高防侵蝕土質(zhì)邊坡的加固深度和加固效果，提高微生物加固的加固均勻程度。在完成邊坡加固工作以后，設(shè)備可以實現(xiàn)回收利用，防止資源浪費。

32、本發(fā)明提供的用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固方法中，利用生物激發(fā)液刺激原位土體中的脲酶菌繁殖，繁殖的脲酶菌誘導(dǎo)尿素分解并產(chǎn)生沉淀，實現(xiàn)對邊坡的加固；相對傳統(tǒng)的硬質(zhì)護坡方式，不會對環(huán)境造成污染，也不會對生態(tài)造成破壞。

技術(shù)特征：

1.一種用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置，其特征在于：包括若干個多通接頭(1)，若干個所述多通接頭(1)之間通過漿液管路(2)相連通，所述漿液管路(2)上設(shè)有注漿噴頭(5)；其中一個所述多通接頭(1)與注漿設(shè)備(3)連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置，其特征在于：所述多通接頭(1)為寶塔六通接頭(6)，所述寶塔六通接頭(6)在水平方向上周向分布有六個連通接口(61)，相鄰兩個所述寶塔六通接頭(6)相靠近的連通接口(61)通過注漿管路(2)連通，其中一個連通接口(61)連接所述注漿設(shè)備(3)；所述寶塔六通接頭(6)在豎直方向上設(shè)置有注漿接口(62)，所述注漿錨管(4)連接在所述注漿接口(62)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置，其特征在于：所述寶塔六通接頭(6)上沒有連接所述注漿管路(2)的連通接口(61)上設(shè)置有接頭蓋帽(63)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置，其特征在于：所述注漿錨管(4)為蛇皮仿生注漿錨管，所述蛇皮仿生注漿錨管的管壁上開設(shè)若干個注漿孔，每個注漿孔內(nèi)設(shè)置有過濾網(wǎng)(41)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置，其特征在于：所述蛇皮仿生注漿錨管的外壁上設(shè)置有倒刺(42)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置，其特征在于：所述漿液管路(2)上設(shè)置有三通接頭(7)；所述注漿噴頭(5)連接在所述三通接頭(7)的第三個接口上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置，其特征在于：所述注漿設(shè)備(3)包括注漿泵(31)和漿料箱(32)；所述漿料箱(32)通過管路和所述注漿泵(31)連接，所述注漿泵(31)通過管路和其中一個所述多通接頭(1)連接。

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1～7任一所述的用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置的方法，其特征在于，所述s3包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置的方法，其特征在于：所述s4中，將尿素、氯化鈣和水混合，得到膠結(jié)溶液。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于防侵蝕土質(zhì)邊坡加固的微生物加固裝置及方法，屬于邊坡加固技術(shù)領(lǐng)域，解決了傳統(tǒng)的邊坡加固方式只加固邊坡表層，邊坡內(nèi)部土體加固效果差的問題；具體包括若干個多通接頭，若干個多通接頭之間通過漿液管路相連通，漿液管路上設(shè)有注漿噴頭；其中一個多通接頭與注漿設(shè)備連接；多通接頭底部連接有注漿錨管。本發(fā)明中，注漿設(shè)備將漿液通過漿液管路輸送至多通接頭，漿液從多通接頭進(jìn)入注漿錨管，實現(xiàn)邊坡的深層加固；輸送途中漿液經(jīng)過注漿噴頭并從中噴出，噴灑至邊坡表面，實現(xiàn)對邊坡表層的加固；兼?zhèn)淞藢吰聝?nèi)部土體和邊坡表層土體加固的功能，能有效提高防侵蝕土質(zhì)邊坡的加固深度和加固效果，提高微生物加固的加固均勻程度。

技術(shù)研發(fā)人員：王春艷,魏志康,周儉,甄永飛
受保護的技術(shù)使用者：重慶大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22