一种利用磷石膏与微生物矿化技术用于膨胀土边坡生态防护的施工方法技术

一种利用磷石膏与微生物矿化技术用于膨胀土边坡生态防护的施工方法，其特征是该方法包括：（1）将巴氏芽孢杆菌放入培养基中配制成微生物溶液，将尿素、氯化钙与水混合配制成胶结液；（2）将磷石膏、粉煤灰和土配制成混合料，然后将混合料、微生物溶液和水混合搅拌均匀，再加入胶结液与水混合配制成改良混合料泥浆；（3）采用湿喷方法，将改良混合料泥浆喷射至边坡表面，覆盖无纺布并绑扎牢固。该方法可以满足边坡生态绿化、抗雨水冲刷并防止浅层滑坡的要求，并可消耗磷石膏，减少对耕地的占用，且有效磷可以促进植物生长。微生物培养采用廉价培养基，降低了使用成本，经微生物改良后的磷石膏，可以固化有害元素，降低对环境的污染。

【技术实现步骤摘要】
一种利用磷石膏与微生物矿化技术用于膨胀土边坡生态防护的施工方法
本专利技术涉及边坡工程领域，具体涉及一种利用磷石膏与微生物矿化技术用于膨胀土边坡生态防护的施工方法。
技术介绍
膨胀土含有诸如蒙脱石、伊利石等丰富的粘土矿物，具有遇水膨胀、失水收缩的特性。开挖边坡在降雨情况下，抗侵蚀能力弱，易产生渐进开裂，导致膨胀土浅层滑坡灾害。传统方法多采用拱形护坡、框格梁护坡、浆砌片石护坡等工程措施。这些方法一方面造价高，另一方面灰色防护设计与周边景观形成较大的反差，且易引发二次滑塌风险。磷石膏是化工厂用磷石灰与硫酸作用，湿法生产磷酸时产生的副产品，制取1吨磷酸产生约5吨磷石膏。磷石膏是一种粉状材料，几乎没有可塑性，并残存有磷酸、硫酸和氢氟酸，偏酸性，并含有丰富的有效磷，可以供植物生长。我国的磷石膏年产生800余万吨，到2011年底，中国已累计堆积了超过3亿吨磷石膏。如果可以通过一定的技术措施，将磷石膏应用到工程设计中，将可以大量消耗磷石膏的堆存，一方面节约了土地资源，避免磷石膏坝发生溃坝灾害，另一方面又可以变废为宝，发挥磷石膏的有益作用。土壤中含有大量微生物群，选取具有一定功能的微生物，经过培养，可以用于边坡防护中，起到胶结土壤颗粒，抗雨水冲刷，并促进植物生长的作用。微生物的加入，有利于与周边生态环境形成和谐统一。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种利用磷石膏与微生物矿化技术用于膨胀土边坡生态防护的施工方法，一方面防止膨胀土边坡发生浅层滑坡，另一方面，可以消耗固体废弃物磷石膏，节约土地资源，形成与周围生态环境的和谐统一。本专利技术的技术解决方案是：一种利用磷石膏与微生物矿化技术用于膨胀土边坡生态防护的施工方法，包括以下步骤：（1）培养基与微生物溶液的配制：培养基中的混合溶质包括豆粕、(NH4)2SO4、Na2HPO4、NaOH，以质量份数计，称取40份豆粕、10份(NH4)2SO4、3.55份Na2HPO4、40份NaOH，配制成培养基混合溶质，将培养基混合溶质与水混合调配成液体培养基，液体培养基中豆粕的含量控制在20~60g/L，将液体培养基在121℃的高压灭菌锅内密封灭菌25分钟后，冷却至30±2℃备用，以体积份数计，将1份巴氏芽孢杆菌液加入到100份液体培养基中制成微生物溶液，把微生物溶液放入30℃条件下的恒温震荡培养箱内，以200rpm转速振荡培养24小时以上，直到微生物溶液内巴氏芽孢杆菌的OD600为1.5±0.2；（2）胶结液的配制：胶结液中的混合溶质包括尿素和氯化钙，以质量份数计，称取2份尿素和1份氯化钙，尿素为颗粒状，氯化钙为粉末状，混合溶质与水混合配制成0.5±0.1mol浓度的胶结液；（3）混合料的配制：混合料包括磷石膏、粉煤灰和土，以干燥状态下的质量份数计，称取磷石膏19份，粉煤灰1份，土40~50份，混合搅拌均匀，配制成混合料，混合料中的土为膨胀土、粘性土、粉土、壤土或种植土；（4）改良混合料泥浆的配制：以体积份数计，称取100~1000份混合料、1份微生物溶液和10份胶结液，先将100~1000份混合料、1份微生物溶液和水混合搅拌均匀，加入水量的控制标准为：使混合料中的土的含水率达到液限状态，然后再加入10份胶结液与水搅拌均匀后，配制成改良混合料泥浆，加入水量的标准为：使得改良混合料泥浆的稀稠程度达到可以采用绿化湿喷方法从喷射管中喷出的泥浆状态，整个过程只加入一次微生物溶液和一次胶结液；（5）铺设三维植被网：将开挖边坡刷坡整平，在坡顶设置截水沟，坡脚设置排水沟，坡面设置排水槽，将三维植被网自上而下铺于坡面，并将三维植被网固定，铺于坡顶时需延伸40~80cm，埋于土中并压实，三维植被网的纵横向拉伸强度要求大于1.0kN/m；（6）喷播施工：采用湿喷方法，将改良混合料泥浆分两次喷射至边坡表面，每次喷射厚度为4±1cm，喷射施工顺序为从上到下、从左到右，然后将改良混合料泥浆与草籽拌和均匀，一次喷射至边坡表面，喷射厚度为4±1cm，坡面喷射改良混合料泥浆总厚度不小于10cm，草籽用量为每平方米坡面喷播质量不小于25g，要求在6小时内，将配制好的改良混合料泥浆喷射到边坡表面，然后覆盖无纺布并绑扎固定，每天进行喷水养护。本专利技术优点：该施工方法简单，可以满足膨胀土边坡生态绿化、抗雨水冲刷并防止发生浅层滑坡的要求，同时可以消耗固体废弃物磷石膏，减少对耕地的占用，且有效磷可促进植物生长，变废为宝。微生物培养采用廉价培养基，降低了使用成本，经微生物改良后的磷石膏，可以实现对有害元素的固化，降低对环境的污染。本专利技术适用范围：适用于公路工程、铁路工程及其它类型边坡工程中的生态绿化防护及有抗雨水冲刷防护要求的边坡。具体实施方式：实施例：一种利用磷石膏与微生物矿化技术用于膨胀土边坡生态防护的施工方法，包括以下步骤：（1）培养基与微生物溶液的配制：称取8kg豆粕、2kg(NH4)2SO4、0.71kgNa2HPO4、8kgNaOH，配制成培养基混合溶质，将培养基混合溶质与200kg水混合调配成液体培养基，将液体培养基在121℃的高压灭菌锅内密封灭菌25分钟后，冷却至30℃备用，将2L巴氏芽孢杆菌液加入到液体培养基中制成微生物溶液，把微生物溶液放入30℃条件下的恒温震荡培养箱内，以200rpm转速振荡培养24小时以上，直到微生物溶液内巴氏芽孢杆菌的OD600为1.5；（2）胶结液的配制：称取240kg尿素和120kg氯化钙，与水混合配制成0.5mol浓度的胶结液2020L；（3）混合料的配制：称取磷石膏43.0t，碱性矿渣2.2t，壤土106.2t，混合搅拌均匀，配制成混合料；（4）改良混合料泥浆的配制：将101.0立方米混合料、0.2立方米微生物溶液和20立方米水混合搅拌均匀，然后再加入2立方米胶结液和8立方米水搅拌均匀后，配制成改良混合料泥浆，混合料的松散密度按1.5g/cm3计算；（5）边坡防护：将开挖边坡刷坡整平，在坡顶设置截水沟，坡脚设置排水沟，坡面设置排水槽，边坡表面铺设三维植被网，采用湿喷方法，将改良混合料泥浆分两次喷射至边坡表面，每次喷射厚度为4cm，喷射施工顺序为从上到下、从左到右，然后将改良混合料泥浆与草籽拌和均匀，一次喷射至边坡表面，喷射厚度为3cm，然后覆盖无纺布并绑扎牢固，每天进行喷水养护。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷石膏与微生物改良膨胀土边坡的设计施工方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）培养基与微生物溶液的配制：培养基中的混合溶质包括豆粕、(NH

【技术特征摘要】
1.一种磷石膏与微生物改良膨胀土边坡的设计施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）培养基与微生物溶液的配制：培养基中的混合溶质包括豆粕、(NH4)2SO4、Na2HPO4、NaOH，以质量份数计，称取40份豆粕、10份(NH4)2SO4、3.55份Na2HPO4、40份NaOH，配制成培养基混合溶质，将培养基混合溶质与水混合调配成液体培养基，液体培养基中豆粕的含量控制在20~60g/L，将液体培养基在121℃的高压灭菌锅内密封灭菌25分钟后，冷却至30±2℃备用，以体积份数计，将1份巴氏芽孢杆菌液加入到100份液体培养基中制成微生物溶液，把微生物溶液放入30℃条件下的恒温震荡培养箱内，以200rpm转速振荡培养24小时以上，直到溶液内微生物的OD600为1.5±0.2；
（2）胶结液的配制：胶结液中的混合溶质包括尿素和氯化钙，以质量份数计，称取2份尿素和1份氯化钙，尿素为颗粒状，氯化钙为粉末状，混合溶质与水混合配制成0.5±0.1mol浓度的胶结液；
（3）混合料的配制：混合料包括磷石膏、粉煤灰和土，以干燥状态下的质量份数计，称取磷石膏19份，粉煤灰1份，土40...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志清，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11