專利名稱：考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于文物保護(hù)學(xué)領(lǐng)域，涉及一種考古發(fā)掘現(xiàn)場進(jìn)行土質(zhì)固化的保護(hù)方法及其所使用的固化材料，該方法尤其適用于南方的考古發(fā)掘現(xiàn)場。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外考古發(fā)掘現(xiàn)場及其珍貴遺跡文物需要原貌原地保護(hù)，以期建造博物館，促進(jìn)旅游事業(yè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展，如陜西西安出土的秦始皇兵馬俑、湖南澧縣城頭山出土的6500年前的古水稻田等。但是，由于文物出土后改變了原來保存的環(huán)境，除滲水這一大病害之外，另一大病害就是土質(zhì)腐殖，例如土壤干裂粉酥、鹽析泛白。特別是在南方，空氣濕度大，易遭螞蟻、蚯蚓、苔蘚等生物危害，致使土壤腐殖變質(zhì)，甚至毀滅考古現(xiàn)場。所以，過去遇到此類文物時(shí)，或者按照考古挖掘要求徹底挖掉，毫無保留；或者復(fù)土深埋保護(hù)，不能向后人展示和從事學(xué)術(shù)研究，因而達(dá)不到更好保護(hù)文物的目的。尤其是在南方，當(dāng)空中氣溫低于地下溫度時(shí)，將有大量水分結(jié)珠于固化體底面，使得固化體底部土層泥化，加上氣體的作用，致使固化體上鼓變形，這將縮短固化體壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述文物保護(hù)時(shí)存在的重大技術(shù)難題，研究出了一種防霉、防老化、 防氧和憎水的考古發(fā)掘現(xiàn)場保護(hù)固化材料和施工工藝及固化體保護(hù)方法，能使其延長固化體壽命，達(dá)到保護(hù)文物的目的，尤其適用于南方的考古發(fā)掘現(xiàn)場的固化保護(hù)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是本發(fā)明根據(jù)南方土質(zhì)，選擇特殊的施工工藝和固化液體材料施于需要固化的地表，讓液體材料滲入土壤中，使之填滿所有空隙，在物理化學(xué)作用下，使固化體凝固結(jié)石，成為一個(gè)密實(shí)無隙的石狀體，從而改變土壤的內(nèi)部和外表結(jié)構(gòu)，使之與光、氣體、水分等一切有害物質(zhì)隔絕，達(dá)到保護(hù)文物的目的。本發(fā)明所述的考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法，包括如下步驟(1)首先，清理考古發(fā)掘現(xiàn)場。(2)布施錨釘。根據(jù)地質(zhì)確定錨釘?shù)牟季址绞?，一般是按照^^^！或^^^！成方形的方式布局錨釘，再在方形中間增加一釘；或者，也可以選擇呈波浪形或三角形布釘，錨釘間隔為an或:3m。具體是，先用一略粗于錨釘?shù)膱A鋼打孔或鉆孔至所需深度，然后插入錨釘，錨釘?shù)捻敹说陀诘乇?0mm-20mm，致使固化表層不能見到錨釘，而錨釘頂端又必須固定在固化體內(nèi)。錨釘?shù)淖饔檬羌訌?qiáng)固化體與地層的結(jié)合，即防止固化層因水分、氣體而上鼓變形。(3)進(jìn)行施液工藝，將固化液體材料充分稀釋，并攪拌到位，然后根據(jù)環(huán)境溫度，限在M-72小時(shí)之間，一般在M小時(shí)內(nèi)反復(fù)向固化體表面澆灑該液體材料，使之完全滲透，滲透深度可達(dá)50mm-100mm。(4)接著，設(shè)置排水分孔和排氣孔。這些孔布局的面積一般為4m2_9m2見方，孔徑為10-20mm，孔深剛好穿透固化體，孔內(nèi)再放置與孔徑相符的銅管，銅管下端與固化體底面相平，上端低于地面5-10mm。其作用是排出地下熱空氣和水分，使得固化體底部不上鼓，并防止因凝水珠而造成底部土層的泥化。(5)最后，進(jìn)行固化體保護(hù)。包括a.固化體底層的保護(hù)，定期向排氣孔內(nèi)注灌適量殺除植物、動(dòng)物的藥劑。例如，除草劑、滅鼠藥。在高溫枯燥季節(jié)，注灌適量水，以補(bǔ)充高溫下水分的不足。b.固化體表層的保護(hù)，在固化體表面置避光罩，以防空氣、紫外線朽蝕，以及吸潮防凍。本發(fā)明還提供一種適用于上述工藝所使用的固化材料，由主劑和輔劑兩部分組成。主劑所述是主劑具有凝性的、能被土壤滲透的與土壤緊密粘合在一起的且具有強(qiáng)度的物質(zhì)，選用EP環(huán)氧樹脂、PU聚氨酯或UP不飽和聚酯(均為已知材料)中的一種，也可以選用一種更經(jīng)濟(jì)的其他主劑；所述輔劑包括防霉劑(如，對(duì)氯間二甲基苯酚)、防老劑(如，AW 液體)、防氧劑(如，抗氧劑16 、憎水劑(如，有機(jī)硅外墻防水劑TB-6)，前三種輔劑混用于主劑中，后一種單用于固化體表面。本發(fā)明固化液體材料的稀釋劑一般選用丙酮或者二甲苯等材料，按照各自的產(chǎn)品說明書使用。


圖1為本發(fā)明考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法的施工流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法的具體工藝流程做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。1.清理考古發(fā)掘現(xiàn)場對(duì)考古發(fā)掘現(xiàn)場做一遍仔細(xì)認(rèn)真的清理，致使土表顏色如新，平面遺跡和剖面地層清晰，并刻劃出遺跡、地層線條，這是保證固化液體材料滲透和被固化的固化體表面透明而不改變文物顏色和原貌的關(guān)鍵所在。2.澆灑固化液體材料首先稀釋固化液體材料，并攪拌到位，致使粘度低，滲透性強(qiáng)，一般采用丙酮、二甲苯為稀釋劑。液體材料凝膠時(shí)間可隨意調(diào)節(jié)，并能準(zhǔn)確控制，根據(jù)環(huán)境溫度，限在M小時(shí)-72小時(shí)之間，一般在M小時(shí)內(nèi)可反復(fù)向固化體表面澆灑液體材料，這也是保證液體材料滲透的關(guān)鍵。液體材料可深透50mm-100mm。凝固后使固化體成為一個(gè)密實(shí)無隙的石狀體。此方法不但改變了土壤的內(nèi)部、外表結(jié)構(gòu)，還與光、氣、水分等有害物質(zhì)隔絕，達(dá)到了保護(hù)文物的目的。3.進(jìn)行固化體加固在南方，當(dāng)空中溫度低于地下溫度時(shí)，將有大量水分結(jié)珠于固化體底面，加上氣體作用，致使固化體上鼓變形，這將縮短固化體壽命。為此，本發(fā)明采用錨釘法加固固化體。所述錨釘?shù)牟牧弦糟~桿為宜，銅桿粗2-10mm，長100-500mm，根據(jù)地質(zhì)來確定，或更粗或更長， 以錨桿的下端釘固在堅(jiān)固地下地層為宜。錨釘布局一般是anXaii或:3mX;3m成方形布局，也根據(jù)地質(zhì)確定，如方形中間可再加一個(gè)錨釘；或者呈波浪形、三角形布釘。用一略粗于錨釘?shù)膱A鋼打孔或鉆孔至所需深度，然后插入錨釘，錨釘頂端低于地表10mm-20mm，致使固化體表面不能見到錨釘，而錨釘頂端又必須固定在固化體內(nèi)。4.設(shè)置排水分孔和排氣孔排水分孔和排氣孔的布局一般是4m2_9m2見方，根據(jù)實(shí)際需要而調(diào)整，孔徑 10mm-20mmo當(dāng)固化體徹底凝固后，用電鉆打孔，孔深剛好能穿透固化體為宜，孔內(nèi)插置與孔徑相符的銅管，銅管下端與固化體底面平，上端低于地表5mm-10mm，并固之，銅管的上端面用泥土隱蔽。5.對(duì)固化體進(jìn)行保護(hù)(1)固化體下的土壤易被植物根系和蟻、鼠、蛇的巢破壞。防治辦法是，定時(shí)向上述排氣孔內(nèi)注灌適量殺除植物、動(dòng)物的藥劑，例如除草藥、滅鼠藥，一般在高溫夏季進(jìn)行，讓藥劑的水分充分自然地排除；另外，在高溫枯燥季節(jié)應(yīng)注入適量水，以補(bǔ)充空中水分不足。(2)固化體上面置避光罩，以防空氣、紫外線朽蝕，以及吸潮防凍。最好采用一種避光強(qiáng)、能吸潮而又輕便的材料制作而成。在不展示期間，覆蓋于固化體表面。本發(fā)明還提供一種適用于上述工藝的固化液體材料，由主劑、輔劑兩部分組成。A.主劑凡是具有凝性的、能被土壤滲透的與土壤緊密粘合在一起的且具有強(qiáng)度的物質(zhì)都可用作本發(fā)明的固化主劑?？紤]到南方地質(zhì)和氣候惡劣等條件，本發(fā)明的固化主劑選用(I)EP環(huán)氧樹脂，或(2) PU聚氨酯，或(3) UP不飽和聚酯。根據(jù)情況任選其中一種，也可以選用更經(jīng)濟(jì)的其他類似主劑。B.輔劑本發(fā)明的固化輔劑包括(1)防霉劑化學(xué)名對(duì)氯間二甲苯酚:para-chloro-meta-xyIenol本品在樹脂材料中的持久性強(qiáng)，殺霉菌效果好、溶于甲苯，一般用量為主劑重量的 1-2%。(2)防老劑防老劑AW(6-乙氧基-2，2、4_三甲基1，2-二氫化喹啉)液體，能溶于苯、丙酮，對(duì)防老化、特別是防龜裂效果好。用量為主劑重量的1_2%，或適當(dāng)減少。(3)防氧劑產(chǎn)品名稱抗氧劑168中文名三[2,4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯。英文名TnS-(2. 4-di-tertiary-butyl)-phosphite 適用于聚酯樹脂，溶于丙酮、甲苯。用量為主劑重量的左右。上述防霉劑、防老劑、防氧劑，先用主劑之稀釋劑充分溶解后，再與主劑混用。(4)憎水劑
名稱新型有機(jī)硅外墻防水劑TB-6。直接噴涂于固化體表面，具有防潮、防滲功能。上述防霉劑、防老劑、防氧劑與主劑混用，而憎水劑施于固化后的固化體表面。下面參見圖1所示施工流程圖，對(duì)本發(fā)明考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法整體施工進(jìn)行詳細(xì)說明。(1)地質(zhì)勘測這是很重要的首道工序，以了解固化體下面的土質(zhì)。由有中級(jí)以上技術(shù)職稱且考古挖掘經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員進(jìn)行，用Φ20πιπι洛陽鏟手工探孔勘測，探孔布局不確定，以能夠了解地層又不破壞文物為準(zhǔn)，并繪制探孔平面圖和剖面圖。(2)編寫工程規(guī)劃方案根據(jù)勘探圖確定工作面及工程量，用材、所需設(shè)備等方案和造價(jià)預(yù)算等。(3)編寫施工方案包括施工具體細(xì)則，包括施工組織及管理、安全措施等。(4)施工前準(zhǔn)備設(shè)備研制，購買材料(包括錨釘、銅管)，路、水、電三通，施工現(xiàn)場操作平臺(tái)搭建等。(5)施工組織施工人員到位。(6)施工面清理施工面掃除清理，重新刻劃平面、剖面線條。(7)錨釘布局與施工按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行錨釘布局和施工。(8)澆灑固化液體材料按照上文所述的主劑和輔劑成分和用量配制固化液體材料，并向固化體表面澆灑。(9)固化固化期在Μ-72小時(shí)，安凝期一般在15-30天；若高溫季節(jié)，固化面 12-24小時(shí)后濕少量水。(10)排氣孔和排水分孔布局打眼按照設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行排氣孔和排水分孔的布局和打眼施工。(11)孔內(nèi)置銅管在排氣孔和排水分孔內(nèi)置相符的銅管。(12)進(jìn)行全面檢查，補(bǔ)施漿液材料，周邊用石材壓邊實(shí)施加固處理。(13)置避光罩在固化體表面置避光罩，以防空氣、紫外線朽蝕。本發(fā)明技術(shù)方案的特點(diǎn)南方地質(zhì)為河積相和湖積相粘土，含有一定的膠粘度，故土呈塊狀，不易吸收固化材料；而且南方氣候惡劣，諸多因素將會(huì)減少固化體壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案解決了以上難題。固化材料內(nèi)加入防霉等輔劑，銅桿錨釘法，設(shè)置排水分孔、排氣孔及殺除生物，置避光罩設(shè)施等管理措施，均為目前國外同行中所不見。特別是固化體厚度達(dá)到5-lOcm，甚至更厚， 而且其透明度高，不改變文物的顏色和原貌，此工藝為國內(nèi)外所不見。
權(quán)利要求
1.一種考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法，包括以下步驟a、清理考古發(fā)掘現(xiàn)場；b、布施錨釘在待固化的固化體表面上布局錨釘，先用一略粗于錨釘?shù)膱A鋼打孔或鉆孔至所需深度，然后在孔內(nèi)插入錨釘；C、施液將一種固化液體材料用稀釋劑充分稀釋，然后將稀釋的液體材料反復(fù)向待固化的固化體表面澆灑；d、設(shè)置排水分孔和排氣孔在固化體內(nèi)設(shè)置排水分孔和排氣孔，這些孔的孔深穿透固化體，孔內(nèi)再放置與孔徑相符的銅管；e、進(jìn)行固化體保護(hù)包括固化體底層保護(hù)和固化體表層保護(hù)；所述固化液體材料包括主劑和輔劑，其中，所述主劑選用EP環(huán)氧樹脂、PU聚氨酯或者 UP不飽和聚酯中的一種；所述輔劑采用防霉劑、防老劑、防氧劑和憎水劑，前三種輔劑混入所述主劑內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法，其特征在于在步驟c中，向固化體表面澆灑所述液體材料的時(shí)間限在M-72小時(shí)之間，向固化體表面反復(fù)澆灑所述液體材料，使之滲透50-100mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法，其特征在于在步驟b中， 所述錨釘被布局成aiiX ail或:3mX : 的方形，并在該方形中間再增加一個(gè)錨釘；錨釘?shù)捻敹说陀诘乇?0-20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法，其特征在于所述錨釘為銅桿， 銅桿粗 2-10mm,長 100_500mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法，其特征在于在步驟d中， 所述排水分孔和排氣孔的布局面積為4m2-9m2見方，孔徑為10_20mm，所述銅管的下端與固化體底面相平，上端低于地面5-10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法，其特征在于在步驟e中，所述固化體底層保護(hù)方法是定期向所述排氣孔內(nèi)灌注適量殺除植物和動(dòng)物的藥劑，所述固化體表層保護(hù)方法是在固化體表面設(shè)置避光罩。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4任一項(xiàng)所述的考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法，其特征在于在步驟e中，所述固化體底層保護(hù)方法是定期向所述排氣孔內(nèi)灌注適量殺除植物和動(dòng)物的藥劑，所述固化體表層保護(hù)方法是在固化體表面設(shè)置避光罩。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法，其特征在于所述稀釋劑為丙酮或者二甲苯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4任一項(xiàng)所述的考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法，其特征在于所述稀釋劑為丙酮或者二甲苯。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法，其特征在于所述輔劑中的防霉劑是對(duì)氯間二甲苯酚，用量為主劑重量的1-2% ；所述防老劑是AW液體即6-乙氧基-2， 2、4_三甲基1，2_ 二氫化喹啉液體，用量為主劑重量的1-2% ；所述防氧劑是三[2、4_ 二叔丁基苯基]亞磷酸酯，用量為主劑重量的左右；所述憎水劑是有機(jī)硅外墻防水劑TB-6。
全文摘要
一種文物保護(hù)學(xué)領(lǐng)域的考古發(fā)掘現(xiàn)場固化保護(hù)方法，先清理考古發(fā)掘現(xiàn)場，再在待固化的固化體表面布局錨釘，然后將一種可凝性的固化液體材料施于土表并滲入土中空隙，固化體凝固后成為密實(shí)無隙的石狀體，接著在固化體內(nèi)設(shè)置排水分孔和排氣孔，最后進(jìn)行固化體的底層和表層保護(hù)，底層保護(hù)是定期向排氣孔內(nèi)注灌適量殺除動(dòng)植物的藥劑，表層保護(hù)是置避光罩，以防空氣和紫外線朽蝕。該方法不但改變了土壤內(nèi)部外表結(jié)構(gòu)，使固化體不變形，還與光、氣體、水分等隔絕，達(dá)到保護(hù)文物目的。所述固化液體材料包括主劑和輔劑，主劑為EP環(huán)氧樹脂、PU聚氨酯或UP不飽和聚酯，輔劑為防霉劑、防老劑、防氧劑、憎水劑。該方法尤其適用于南方考古發(fā)掘現(xiàn)場的固化保護(hù)。
文檔編號(hào)E02D3/12GK102493429SQ20111035866
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者曹傳松 申請(qǐng)人:曹傳松