石窟结构裂隙低压力稳压微生物注浆装置及裂隙修复方法

本发明涉及一种结构表面裂隙微生物注浆修复装置及裂隙方法。

背景技术：

1、石窟结构在自然环境、人为因素作用下常常会产生裂隙，裂隙的存在危害了石窟结构的安全、稳定，且进一步加速侵蚀性物质的侵入，造成更大的破坏。

2、石窟结构常用的裂隙修复措施主要包括：环氧树脂灌注密封、超细水泥浆灌注密封、高聚物灌注密封等，微生物技术在结构裂隙修复中的应用是近20年来的研究热点，在工程应用实践中也已展现一定的效果。但对于微裂隙的微生物灌浆修复，仍存在一定的难点，如：微裂隙尖端裂隙宽度极小，微生物浆液也难以充分扩散注入；目前采用微生物生成碳酸钙更加依赖于其自身微生物特性，难以提高生成碳酸钙的密实度等。

技术实现思路

1、发明目的：针对上述现有技术，提出一种低压力稳压微生物注浆方法及装置，以提升微生物注浆修复石窟结构微裂隙效果。

2、技术方案：一种石窟结构裂隙低压力稳压微生物注浆装置，包括微生物浆液储存装置、加压装置、浆液管道、压力管道、浆液阀门、压力阀门、浆液传输装置、加压装置；

3、柔性的微生物浆液储存装置用于粘贴固定于石窟结构表面的裂隙外侧，将裂隙围合于其空间内；微生物浆液储存装置连接浆液管道的一端，浆液阀门设置在浆液管道上，浆液管道的另一端连接浆液传输装置；

4、加压装置粘贴固定于微生物浆液储存装置的外侧，将微生物浆液储存装置整体围合于其空间内；加压装置连接压力管道的一端，压力阀门设置在压力管道上，压力管道的另一端连接加压装置。

5、进一步的，所述微生物浆液储存装置的材质为橡胶或高分子柔性材料。

6、进一步的，所述加压装置的材质为橡胶或高分子半刚性材料。

7、进一步的，所述加压装置能承受不小于1mpa的压力。

8、一种石窟结构裂隙修复方法，包括如下步骤：

9、步骤1：在石窟结构的裂隙外侧粘贴固定微生物浆液储存装置及加压装置，并连接浆液传输装置、加压装置；

10、步骤2：按照常规结构裂隙微生物注浆修复方法选取微生物菌种并进行浆液配置；

11、步骤3：开启浆液阀门，并开启浆液传输装置，将配置好的浆液注入到微生物浆液储存装置围合的空间内，待注微生物浆液储存装置注满后，关闭浆液阀门；

12、步骤4：开启压力阀门，并开启加压装置，通过气压或水压对微生物浆液储存装置施加一定的低压力，该压力为0.01mpa-1mpa内的压力值；压力达到设定值后关闭压力阀门以及加压装置，保持压力；

13、步骤5：至预定时间后，开启压力阀门释放加压装置中的压力，然后开启浆液阀门，排出微生物浆液储存装置中的浆液，以此完成一次低压力稳压微生物注浆；

14、步骤6：重复执行步骤3至步骤5，完成若干次低压力稳压微生物注浆后，结束操作。

15、有益效果：本发明公开了一种高效修复石窟结构裂隙的方法及装置，通过向石窟结构裂隙中注入微生物浆液，并持续施加稳定压力，提高微生物浆液对裂隙修复效果的方法和微生物浆液保存及加压装置。本方法是在传统的石窟结构裂隙微生物注浆方法基础上提出的一种新型的提高石窟结构裂隙微生物修复效果的方法，与现有技术相比，具体有以下优点：

16、（1）稳定低压力的施加，促进了微生物浆液在石窟结构微裂隙中的渗透，从而促进碳酸钙产物在裂隙尖端的沉积及裂隙壁面孔隙中的渗透；

17、（2）稳定低压力的施加，增加了石窟结构微裂隙中碳酸钙产物的沉积密实度；

18、（3）浆液储存装置的应用增加了浆液在裂隙中存留时间，提高了微生物浆液利用率。

技术特征：

1.一种石窟结构裂隙低压力稳压微生物注浆装置，其特征在于，包括微生物浆液储存装置（3）、加压装置（4）、浆液管道（5）、压力管道（6）、浆液阀门（7）、压力阀门（8）、浆液传输装置（9）、加压装置（10）；

2.根据权利要求1所述的石窟结构裂隙低压力稳压微生物注浆装置，其特征在于，所述微生物浆液储存装置（3）的材质为橡胶或高分子柔性材料。

3.根据权利要求1或2所述的石窟结构裂隙低压力稳压微生物注浆装置，其特征在于，所述加压装置（4）的材质为橡胶或高分子半刚性材料。

4.根据权利要求3所述的石窟结构裂隙低压力稳压微生物注浆装置，其特征在于，所述加压装置（4）能承受不小于1mpa的压力。

5.根据权利要求1-4任一所述装置的石窟结构裂隙修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种石窟结构裂隙低压力稳压微生物注浆装置及裂隙修复方法，通过对结构裂隙注入微生物浆液时，配合裂隙外部的微生物浆液储存装置以及加压装置，实现裂隙内浆液持续维持一定的压力，该压力的存在可以促进微生物浆液在微裂隙中的渗透扩散，一方面实现裂隙尖端浆液的充入，另一方面提高浆液在裂隙壁面孔隙中的渗透扩散深度，从而提高石窟结构裂隙微生物注浆效率、裂隙修复效果。

技术研发人员：张建伟,徐向春,刘涛,程传绍,边汉亮
受保护的技术使用者：河南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10