[發明專利]電滲聯合微生物循環注漿的軟黏土處理裝置及處理方法

有效

• 申請號: 201811239819.8
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109339028B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 李金柱;劉建興;謝新宇;王文軍
• 申請（專利權）人: 浙江大學寧波理工學院
• 主分類號: E02D3/11
• 分類號: E02D3/11
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

1.一種電滲聯合微生物循環注漿的軟黏土處理裝置，其特征在于，包括電極棒、直流電源（2）、導線（3）、空壓機（4）、真空泵（5）、微生物注液箱（6）、膠結液注液箱（7）、注液管路（8）、閥門（9）；電極棒包括陽極電極棒（1.1）和陰極電極棒（1.2），平行交錯布置；

直流電源（2）的正極通過導線（3）與陽極電極棒（1.1）相連，直流電源（3）的負極通過導線（3）與陰極電極棒（1.2）相連；空壓機（4）通過注液管路（8）分別與陽極電極棒（1.1）和陰極電極棒（1.2）相連； 真空泵（5）通過注液管路（8）與陰極電極棒（1.2）相連；微生物注液箱（6）和膠結液注液箱（7）通過注液管路（8）以間隔的方式與陽極電極棒（1.1）相連；在注液管路（8）上設有多個閥門（9），用以控制空壓機（4）、真空泵（5）、微生物注液箱（6）和膠結液注液箱（7）與電極棒的連通狀態。

2.根據權利要求1所述的電滲聯合微生物循環注漿的軟黏土處理裝置，其特征在于，所述的電極棒為導電塑料空心管。

3.根據權利要求1所述的電滲聯合微生物循環注漿的軟黏土處理裝置，其特征在于，所述的電極棒側壁開孔，孔內設有土工濾膜。

4.一種采用根據權利要求1所述的電滲聯合微生物循環注漿的軟黏土處理裝置的軟黏土處理方法，其特征在于，利用電滲法，通過電極棒排出擬處理軟土層中的水使擬處理軟土層固結，監測電流-時間曲線，在電滲電流-時間曲線出現拐點時停止電滲，向電極棒中壓入高壓空氣使地基劈裂形成滲流通道，然后向平行交錯排列的一排電極棒中間隔加入微生物菌液和膠結液，在另一排電極棒中抽真空，利用真空梯度使微生物菌液和膠結液向地基中均勻擴散并混合，生成碳酸鈣沉淀加強土顆粒的膠結；所述的微生物菌液采用產脲酶微生物巴氏芽孢桿菌Sporosarcina pasteutii培養，美國菌種保藏中心編號ATCC 11859，中國普通微生物菌種保藏管理中心編號 CGMCC 1.3687，膠結液采用尿素和氯化鈣按0.5~1.5mol/L的濃度配制而成；

具體包括以下步驟：

（a）向擬處理軟土層（10）中按一定排列插入電極棒；

（b）將陽極電極棒（1.1）、陰極電極棒（1.2）分別與直流電源（3）的正極、負極相連，啟動電源開始電滲；

（c）在電滲電流-時間曲線出現拐點時停止電滲；

（d）將電極棒與空壓機（4）之間的管路開通，向地基內壓入高壓空氣使地基劈裂產生裂縫；

（e）將微生物菌液加入微生物注液箱（6），將膠結液加入膠結液注液箱（7）；

（f）關閉電極棒與空壓機（4）之間的管路，將電極棒與真空泵（5）、微生物注液箱（6）和膠結液注液箱（7）之間的管路開通，開啟真空泵（5）開始抽真空，使微生物菌液和膠結液在真空梯度作用下從陽極電極棒（1.1）流向陰極電極棒（1.2）并產生礦化反應；

（g）改變管路連接，使微生物菌液、膠結液的流向為從陰極電極棒（1.2）到陽極電極棒（1.1）；

（h）循環（d）~（g）直至地基達到處理要求。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述的直流電源（3）的電壓根據電極棒間距，電勢梯度設置為0.2~0.5V/cm。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟（d）中，所述的高壓空氣，氣壓為0.2~0.5MPa，持續1~2小時。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟（f）中，所述的礦化反應時間為5~7d。