一种石质文物锚固方法与流程

本发明涉及一种文物修复领域，更具体地说，它涉及一种石质文物锚固方法。

背景技术：

石质文物作为我国优秀文化遗产的重要组成部分，遍布全国，它具有重大历史、艺术、科学、社会和文化价值。但长期以来受到自然环境因素及人类活动的严重影响，大部分石质文物处于濒危状态，内部产生较多的缝隙，十分脆弱。为延缓石质文物的劣化，提高石质文物的寿命是当前研究的一个重要课题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种石质文物锚固方法，达到提升石质文物安全稳定性、寿命的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种石质文物锚固方法，包括如下步骤：

step1：在石质文物上通过钻头钻出固定孔；

step2：高压泵通过气管往所述固定孔吹高压气；

step3：将除锈后的锚杆组件穿入到固定孔中；

step4：注浆泵将固定浆料通过所述锚杆组件注入固定孔中。

通过采用上述技术方案，通过钻头在石质文物上打出固定孔，继而将高压气吹向固定孔中，将固定孔中的粉砂和黏土吹干净，继而将锚杆组件穿入到固定孔中，将固定浆料通过锚杆组件注入到固定孔中，使固定浆料渗入到石质文物内的缝隙中，在固定浆料凝固后，即可使石质文物更为坚固，有效提升寿命和安全稳定性。

本发明进一步设置为：所述的固定浆料采用硅酸盐水泥制成。

通过采用上述技术方案，硅酸盐水泥具有抗冻性好、凝结硬化快、抗碳化性能好、干缩小的特点，使得固定浆料渗入到石质文物内的缝隙中能够迅速实现石质文物的固化，使石质文物在较快的时间内具有较好的安全稳定性。

本发明进一步设置为：所述的锚杆组件包括中空杆体、止浆塞、定位机构、多个注浆孔，多个所述注浆孔开设于中空杆体的外壁上，所述止浆塞套设于中空杆体上并穿设于固定孔中，所述定位机构与中空杆体连接并与止浆塞抵触。

通过采用上述技术方案，固定浆料注入到中空杆体中，继而从注浆孔注入到固定孔中，继而从固定孔渗入到石质文物的缝隙中，同时，通过止浆塞封堵固定孔，在持续往中空杆体中注入固定浆料的过程中，固定孔中的固定浆料的内部压力增加，从而提升固定浆料渗透的距离，进一步提升石质文物的安全稳定性。

本发明进一步设置为：所述的定位机构包括托盘和锁紧件，所述托盘套设于中空杆体上并与所述止浆塞远离固定孔的一端抵触，所述锁紧件与中空杆体螺纹连接并与托盘抵触。

通过采用上述技术方案，旋转锁紧件，与托盘抵触，并对托盘施加往靠近石质文物方向的压力，将托盘定位，同时，将止浆塞定位，使固定浆料不易从固定孔中溢出，节约资源。

本发明进一步设置为：所述的中空杆体上套设有多个扩径止浆环，所述扩径止浆环与注浆孔间隔排布，所述扩径止浆环包括环体和设置于环体上的密封机构，所述密封机构与固定孔的内壁抵触。

通过采用上述技术方案，多个扩径止浆环的设置，使相邻两个扩径止浆环之间的固定浆料的压力增加，从而能够将固定浆料输送较长的距离，进一步提升了石质文物的安全稳定性。

本发明进一步设置为：所述的密封机构包括膨胀盘、定位件和密封圈，所述密封圈套设于膨胀盘上并与固定孔的内壁抵触，所述定位件固定于环体上并与所述环体之间形成用于放置膨胀盘的容纳腔。

通过采用上述技术方案，在膨胀盘吸收少量固定浆料中的水分后，发生膨胀，通过容纳腔的限位作用，对密封圈施加扩张力，继而使密封圈与固定孔的内壁之间产生一定的挤压力，使得相邻两个止浆环之间具有较好的密封性，从而使固定浆料能够传输较远的距离，提升石质文物的安全稳定性。

本发明进一步设置为：所述的密封机构包括压盘、密封圈和第一弹性件，所述第一弹性件的一端与环体连接另一端与压盘连接，所述压盘滑动连接于中空杆体上并与所述环体之间形成用于放置密封圈的夹持腔。

通过采用上述技术方案，固定浆料从注浆孔导出后，注入到固定孔中，随着固定浆料填充注浆孔，固定浆料对压盘施加压力，使压盘往靠近密封圈的方向移动，并对密封圈施加压力，密封圈发生形变，提升密封圈与固定孔之间的挤压力，从而提升密封圈与固定孔之间的密封性，使得相邻两个止浆环之间具有较好的密封性，从而使固定浆料能够传输较远的距离，提升石质文物的安全稳定性。

本发明进一步设置为：所述的中空杆体的内部设置有止回机构。

通过采用上述技术方案，在停止对中空杆体注入固定浆料后，通过止回机构的设置，可以有效防止已经注入到石质文物内的固定浆料大量从固定孔中溢出。

本发明进一步设置为：所述的止回机构包括止回板、止回孔、弹性止回膜，所述止回板固定于中空杆体的内壁上，所述止回孔开设于止回板上，所述弹性止回膜固定于止回板背对止浆塞的一侧并覆盖于止回孔上。

通过采用上述技术方案，将固定浆料由中空杆体远离注浆孔的一端注入到中空杆体中，通过压力的作用，将弹性止回膜顶起，从而能够从注浆孔注入到固定孔中，在停止注入固定浆料后，固定浆料产生往远离注浆孔的方向从中空杆体导出的趋势，弹性止回膜覆盖于止回孔上，起到较好的止回效果，从而不易造成大量固定浆料从固定孔中溢出。

本发明进一步设置为：所述的止回机构包括止回板、止回孔、止回塞、第二弹性件，所述止回板固定于中空杆体的内壁上，所述止回孔开设于止回板上，所述止回塞铰接于止回板背对止浆塞的一侧并通过所述第二弹性件与止回板连接。

通过采用上述技术方案，将固定浆料由中空杆体远离注浆孔的一端注入到中空杆体中，通过压力的作用，将止回塞顶起，从而能够从注浆孔注入到固定孔中，在停止注入固定浆料后，固定浆料产生往远离注浆孔的方向从中空杆体导出的趋势，通过第二弹性件的弹力作用，止回塞盖设在止回孔上，起到较好的止回效果，从而不易造成大量固定浆料从固定孔中溢出。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

固定浆料由中空杆体通过注浆孔注入到固定孔中，通过止回机构和扩径止浆环的设置，固定浆料可以具有较高的内压力，可以传输较远的距离，使石质文物具有较好的安全稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为实施例1的结构示意图；

图3为图2的a处放大图，用以体现扩径止浆环的结构示意图；

图4为实施例2的结构示意图；

图5为图4的b处放大图，用以体现密封机构的结构示意图。

附图标记：1、固定孔；2、锚杆组件；21、中空杆体；22、止浆塞；23、定位机构；24、注浆孔；31、托盘；32、锁紧件；4、扩径止浆环；41、环体；42、密封机构；51、膨胀盘；52、定位件；53、密封圈；6、止回机构；61、止回板；62、止回孔；63、弹性止回膜；71、压盘；72、第一弹性件；82、止回塞；83、第二弹性件；84、引导斜面。

具体实施方式

参照附图对本发明做进一步说明。

实施例1：如图1所示，一种石质文物锚固方法，包括如下步骤：

step1：成孔，在石质文物上通过钻头钻出固定孔1，钻头为双层岩心管，固定孔1的轴心与水平面、竖直面之间的夹角偏差均小于0.5°~1°；

step2：清孔，将高压泵通过气管往固定孔1吹高压气，将固定孔1中的粉砂和黏土吹干净；

step3：固定，将除锈后的锚杆组件2穿入到固定孔1中；

step4：注浆，注浆泵将固定浆料通过锚杆组件2注入固定孔1中。

固定浆料采用硅酸盐水泥制成，并且氯盐含量（重量）小于0.1%，水灰比（重量）为0.5，灰砂比（重量）为1。

锚杆组件2包括中空杆体21、止浆塞22、定位机构23和多个注浆孔24，中空杆体21呈长管状，一端设置有外螺纹。将注浆孔24开设在中空杆体21远离外螺纹的一端，并且这些注浆孔24沿着中空杆体21的长度方向排布。止浆塞22呈圆筒状，并且外径逐渐增加，且具有一定弹性，本实施例中，采用橡胶制成。将止浆塞22套设于中空杆体21上，并且将外径较小的一端朝向固定孔1。将止浆塞22塞入到固定孔1中，外径较大的一端小部分从固定孔1中露出。

定位机构23包括托盘31和锁紧件32。托盘31为圆环状硬质金属薄片，套设于中空杆体21上，并且将托盘31与止浆塞22的端部抵触。锁紧件32为螺母，螺纹连接在中空杆体21上，旋转螺母，使螺母与托盘31背对止浆塞22的一侧抵触，托盘31产生往靠近止浆塞22移动的趋势。

如图2所示，在中空杆体21远离锁紧件32的一端套设有多个扩径止浆环4。两个扩径止浆环4之间设置一个上述的注浆孔24。如图3所示，扩径止浆环4包括环体41和密封机构42。

密封机构42包括膨胀盘51、定位件52和密封圈53。环体41呈圆环状，套设并固定于中空杆体21（见图1）的外壁上。定位件52呈圆环状，也套设并固定于中空杆体21的外壁上，将定位件52与环体41平行设置，并且定位件52、环体41的外径略小于固定孔1（见图1）的内径。使定位件52与环体41之间形成用于放置膨胀盘51的容纳腔，并使膨胀盘51的两侧分别与定位件52、环体41抵触。将密封圈53套设在膨胀盘51上，并使密封圈53与固定孔1（见图1）的内壁抵触。膨胀盘51采用高吸水树脂制成。

在中空杆体21内设置有止回机构6。止回机构6位于中空杆体21（见图1）靠近止浆塞22的一端，包括止回板61、止回孔62、弹性止回膜63。止回板61呈圆盘状，固定于中空杆体21的内壁上。在止回板61的表面上开设多个上述的止回孔62。弹性止回膜63呈条状采用橡胶制成，端部与止回板61背对锁紧件32的一侧，并覆盖在止回孔62上。

综上所述，使用时，注浆泵将固定浆料注入到中空杆体21中，通过压力的作用，使弹性止回膜63的中部拱起，固定浆料通过止回孔62和注浆孔24注入到固定孔1中，并渗透到石质文物的缝隙中，凝结、固定，提升石质文物的安全稳定性；随着进一步注入固定浆料，膨胀盘51吸收少量的水后，体积变大，继而使密封圈53发生扩大的趋势，提升与固定孔1之间的密封性，随着注入的固定浆料的增加，使固定浆料延伸的距离较远。在停止注入固定浆料后，弹性止回膜63覆盖在止回孔62上，固定浆料便不易大量从止回孔62溢出。

实施例2：如图4所示，一种石质文物锚固方法，与实施例1的区别之处在于密封机构42免去了膨胀盘51（见图3）的设置，止回机构6免去了弹性止回膜63（见图3）的设置。

如图5所示，密封机构42包括压盘71、密封圈53和第一弹性件72。止回机构6包括止回板61、止回孔62、止回塞82、第二弹性件83。第一弹性件72和第二弹性件83均为弹簧。

压盘71套设并滑动连接于中空杆体21（见图1）上，第一弹性件72的一端固定在环体41上，另一端固定在压盘71上，并使第一弹性件72始终对压盘71施加往靠近环体41方向的弹力。拉开压盘71，使压片与环体41之间形成用于放置密封圈53的夹持腔。在压盘71的边缘处开设引导斜面84。使密封圈53的内壁与引导斜面84抵触。

止回塞82铰接于止回板61朝向环体41的一侧上，将第二弹性件83的一端固定在止回塞82上，另一端固定在止回板61上，使第二弹性件83始终对止回塞82施加往靠近止回孔62方向的弹力，使止回塞82盖设在止回孔62上。

综上所述，使用时，注浆泵将固定浆料注入到中空杆体21中，通过压力的作用，将止回塞82顶起，固定浆料可以通过止回孔62和注浆孔24注入到固定孔1中，并渗透到石质文物的缝隙中，凝结、固定，提升石质文物的安全稳定性；随着进一步注入固定浆料，固定浆料对压盘71施加压力，使压盘71提升对密封圈53的压力，使密封圈53发生扩大的趋势，提升与固定孔1之间的密封性，随着注入的固定浆料的增加，使固定浆料延伸的距离较远。在停止注入固定浆料后，止回塞82盖设在止回孔62上，固定浆料便不易大量从止回孔62溢出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。