CN1693588A

CN1693588A - 一种土遗址加固剂与加固工艺

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Publication number: CN1693588A
Application number: CN 200510081268
Authority: CN
Inventors: 李最雄; 王旭东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2005-11-09

Abstract

本发明涉及土遗址加固保护中使用的加固剂与土遗址加固工艺。一种土遗址加固剂，其特征在于：它是模数3.7～3.9、浓度5～10％的硅酸钾溶液。一种土遗址加固工艺，按下述步骤进行：1.对需加固的松散土遗址土体钻孔，孔径25～80mm，孔间距500～1000mm，孔深0.5～18m；2.静压注浆渗透加固，向孔中灌注模数3.7～3.8、浓度5～10％的硅酸钾溶液，注浆压力0.3～1.0MPa；并对土体表层喷洒模数3.8～3.9、浓度5～7％的硅酸钾溶液，进行渗透加固。本发明的加固剂加固效果好、价格合理；本发明加固的土遗址，与原始样本比较，强度提高3～7倍，具有很好的耐强降雨冲刷和沙尘暴风蚀破坏的效果。实验结论表明：抗风蚀能力提高10倍左右。

Description

一种土遗址加固剂与加固工艺

技术领域本发明涉及古遗址的加固保护，特别是涉及土遗址加固保护中使用的加固剂，本发明还涉及土遗址加固工艺。

背景技术我国是世界四大文明古国之一，保存了大量的古遗址，仅我国西北的古丝绸之路保存大小古遗址1,000多处，被国务院列入国家级保护单位的古遗址100多处，目前被联合国科教文组织列入世界遗产的1处。这些古遗址是我国优秀文化遗产的重要组成部分，也是中华文明的象征。

古遗址主要包括两大类，一类是石窟遗址，另一类是土遗址。近三十年来，我国的文物保护科技工作者，针对各石窟不同类型岩石的特征，采用多种加固材料和各种工程措施，对大批石窟进行了有效地保护加固，但对土遗址的保护加固则是一个一直没有解决的难题。

由于丝绸之路的大部分地域干旱少雨，因此，才保存下这样一大批土遗址。初步调查，丝绸之路上保存下的古城、长城及烽燧等土建筑遗址也有600多处，被国务院公布为国家级保护单位的土遗址约80多处。但是，千百年来，由于受各种自然灾害的破坏和地质环境的影响，特别是强降雨的冲刷和沙尘暴的风蚀破坏，绝大多数古遗址，特别是土遗址开裂坍塌，变成一堆堆沙土。幸存为数不多的土遗址，也正面临灭顶之灾，急待抢救。

近年，我国实施西部大开发战略以来，国务院发出了加强文物保护、特别要加强大遗址保护的通知。去年，在苏州召开的第二十八届世界文化遗产大会上，提出将丝绸之路所有古迹遗址作为一个整体申报世界文化遗产，这充分说明全世界都在关注丝绸之路古迹遗址的保护，也充分体现出我国政府对丝绸之路古迹遗址保护的高度重视。

20世纪60年代初，文物保护工作者曾采用钠水玻璃对土遗址进行防风化加固试验，没有取得成功。近20年来又相继采用有机硅类加固材料进行干旱区土遗址的加固试验，效果也不好。采用5％硅酸锂(LS)或者10％有机硅(PL)加固采土遗址，其耐风蚀性较明显，但硅酸锂、有机硅在我国较昂贵，所以不可能将它们用在规模宏大的土建筑遗址保护上。而古代土遗址作为古代文化信息的宝贵遗产，有着极高的历史、艺术、科学研究价值，如何采取符合国情的有效措施，保护这些文化遗产，是古文化工作者的重要课题。

近十几年以来，我们一直致力于加强对土遗址保护的科学研究，经过大量的室内实验研究和现场试验，寻找到了一种用于土遗址加固的加固剂。

发明内容本发明要解决的技术问题在于提供一种加固效果好、价格合理的土遗址加固剂。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：一种土遗址加固剂，其特征在于：它是模数3.7～3.9、浓度5～10％的硅酸钾(K₂SiO₃)溶液。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种土遗址加固工艺，是按下述步骤进行：

1、对需加固的松散土遗址土体钻孔，孔径25～80mm，孔间距500～1000mm，孔深0.5～18m；依据被加固土遗址的土体积及厚度的大小，来确定孔径、孔间距、孔深，使加固剂注入孔中、渗透浸漫后汇连相接；

2、静压注浆渗透加固，向孔中灌注模数3.7～3.8、浓度5～10％的硅酸钾溶液，注浆压力0.3～1.0Mpa；并对土体表层喷洒模数3.8～3.9、浓度5～7％的硅酸钾溶液，进行渗透加固。注入孔中的加固剂量以保证相邻两孔浸湿渗透的半径相互浸漫、汇连相接为宜。

使用本发明的加固剂与加固工艺所加固的土遗址，与原始样本比较，强度提高3～7倍，具有很好的耐强降雨冲刷和沙尘暴风蚀破坏的效果。

上述原始样本是指处于自然状态的、未经加固处理的土遗址。

使用本发明的加固剂与加固工艺所加固的土遗址，委托中国科学院寒区旱区与环境工程研究所进行了抗风蚀性能的风洞模拟实验，该模拟实验是在中国科学院寒区旱区与环境工程研究所的风洞中进行的，实验结论表明：抗风蚀能力提高10倍左右；未加固样本的风蚀模数100～250kg/m²·h，经本发明加固后样本的风蚀模数10～25kg/m²·h；未加固样本的崩解速度为10～70g/min，经本发明加固后样本的崩解速度为0.3～3g/min。可以说，原始样本一年崩解的土块，使用本发明加固后，一般要在200多年后才能崩解。

经过专家论证评估和国家文物局同意，我们用本发明抢救加固了一批重要土遗址，如敦煌的玉门关、河仓城，宁夏的西夏王陵第3号陵，安西的锁阳城西北角墩，吐鲁番交河故城的瞭望台等。这些加固工程已经通过了国家文物局或甘肃省文物局组织的专家验收，也得到了专家们的好评。

具体实施方式实施例1 被加固的土遗址土约6m³，厚度0.8～1.2m；

1、对需加固的松散土遗址土体钻孔，孔径25mm，孔间距500mm，孔深0.5～0.8m；

2、静压注浆渗透加固，向孔中灌注模数3.7、浓度5％的硅酸钾溶液，注浆压力0.3Mpa；并对土体表层喷洒模数3.8、浓度5.5％的硅酸钾溶液，进行渗透加固。

实施例2 被加固的土遗址土约25m³，厚度1.8～2.3m；

1、对需加固的松散土遗址土体钻孔，孔径35mm，孔间距600mm，孔深1.5～2.0m；

2、静压注浆渗透加固，向孔中灌注模数3.7、浓度6％的硅酸钾溶液，注浆压力0.5Mpa；并对土体表层喷洒模数3.8、浓度6％的硅酸钾溶液，进行渗透加固。

实施例3 被加固的土遗址土约160m³，厚度2.5～3.3m；

1、对需加固的松散土遗址土体钻孔，孔径50mm，孔间距660mm，孔深2.0～2.8m；

2、静压注浆渗透加固，向孔中灌注模数3.7、浓度7.5％的硅酸钾溶液，注浆压力0.6Mpa；并对土体表层喷洒模数3.8、浓度7％的硅酸钾溶液，进行渗透加固。

实施例4 被加固的土遗址土约500m³，厚度3.5～5.5m；

1、对需加固的松散土遗址土体钻孔，孔径60mm，孔间距700mm，孔深3.2～5.2m；

2、静压注浆渗透加固，向孔中灌注模数3.8、浓度9％的硅酸钾溶液，注浆压力0.8Mpa；并对土体表层喷洒模数3.9、浓度7％的硅酸钾溶液，进行渗透加固。

实施例5 被加固的土遗址土约5000m³，厚度8.5～18.5m；

1、对需加固的松散土遗址土体钻孔，孔径80mm，孔间距1000mm，孔深8～18m；

2、静压注浆渗透加固，向孔中灌注模数3.8、浓度10％的硅酸钾溶液，注浆压力1Mpa；并对土体表层喷洒模数3.85、浓度7％的硅酸钾溶液，进行渗透加固。

Claims

1、一种土遗址加固剂，其特征在于：它是模数3.7～3.9、浓度5～10％的硅酸钾溶液。

2、一种土遗址加固工艺，按下述步骤进行：

(1)、对需加固的松散土遗址土体钻孔，孔径25～80mm，孔间距500～1000mm，孔深0.5～18m；

(2)、静压注浆渗透加固，向孔中灌注模数3.7～3.8、浓度5～10％的硅酸钾溶液，注浆压力0.3～1.0Mpa；并对土体表层喷洒模数3.8～3.9、浓度5～7％的硅酸钾溶液，进行渗透加固。