大树树干孔洞修复方法以及用于孔洞修复的支撑结构

技术领域

本发明涉及大树养护技术领域，尤其涉及一种大树树干孔洞修复方法以及用于孔洞修复的支撑结构。

背景技术

园林绿化景观中通常会有许多树木景观，既能够供人们观赏，又能够为人们提供阴凉休憩之处。绿化植物容易受到病虫害的侵害，树木也不例外，例如树木的树干容易因受害虫啃食出现中空现象或者因感染病菌出现腐朽现象。树木通常比较高大，假若大树树干出现中空或者腐朽，大树可能会因树干支撑不住上方的枝干而倾倒，对人们的生命财产安全造成威胁。在各种树木当中，一些生长了几十上百年的珍贵树木是具有历史文化的印记的，这些树木如果倾倒损坏，是一种文化财产损失。因此，树木如果出现树干中空或者树干腐朽的情况，应当及时对树干进行修补，防止树木倾倒死亡。现有的树干修复方法通常是：第一步，现场查看树干损伤部位(即孔洞)，清理掉树干损伤部位处已腐朽的或者已被虫蛀的木质部；第二步，对该孔洞进行杀虫消毒，涂抹愈伤涂膜剂，促进愈伤组织再生；第三步，手动测量孔洞的尺寸，然后根据所测得的尺寸，采用金属管在孔洞内制作一个“井”字形的支撑结构，然后使用铁丝制作一个与孔洞内壁贴合的铁丝网，并把该铁丝网固定在孔洞内壁上；第四步，采用木炭、木屑填入铁丝网内，把整个孔洞填充满；第五步，封住孔洞并对孔洞位置进行树皮美化处理。上述树干修复方法是根据工作人员手动测量的孔洞尺寸来制作支撑结构，人工测量容易存在测量误差，例如测量结果小于孔洞实际尺寸，又例如切割金属管制作支撑结构时也容易存在切割误差，因此，制作出来的支撑结构可能小于孔洞的对应尺寸，导致支撑结构不足以抵住孔洞内壁，如此则起不到有效的支撑作用，大树依然有倾倒风险。

发明内容

本发明所要达到的目的是提供一种大树树干孔洞修复方法以及用于大树树干孔洞修复的支撑结构，该方法能确保支撑结构稳固地抵住孔洞内壁，起到有效的支撑作用。

为了达到上述目的，本发明提供了一种大树树干孔洞修复方法，包括：

孔洞清理步骤：清理树干孔洞中已腐朽的或者已被虫蛀的木质部；

杀虫消毒步骤：对孔洞内壁进行杀虫消毒；

孔洞三维模型构建步骤：采用3D扫描仪扫描孔洞内壁从而构建得到孔洞三维模型，或者采用景深摄像头拍摄孔洞在多个不同角度下的照片，根据这些照片构建得到孔洞三维模型；

支撑结构三维模型构建步骤：根据孔洞三维模型的竖向高度和横向宽度，构建包括左右排布的至少两根竖杆和上下排布的至少两根横杆的支撑结构三维模型，其中，各竖杆和各横杆纵横交错连接在一起，横杆在相邻的两根竖杆之间的连接部位串接有弹簧；

支撑结构打印步骤：按照支撑结构三维模型，采用金属材料进行3D打印，得到支撑结构；

支撑外网构建步骤：根据孔洞三维模型，采用橡胶制作与孔洞内壁相匹配的支撑外网，给支撑外网表面涂抹碳化木复合水柏油；

孔洞填充步骤：把上述支撑结构固定在支撑外网内，然后把支撑外网固定在孔洞内壁上，如此则支撑外网和支撑结构固定在孔洞中，然后往支撑外网内填充木炭和木屑从而把孔洞填满；

孔洞封紧步骤：根据树干的圆周形状，采用铁丝制作洞口网，把洞口网固定在孔洞洞口处以罩住孔洞内的填充物，在洞口网外侧包裹无纺布；

树皮美化处理步骤：制作仿制树皮，把仿制树皮固定在孔洞洞口处覆盖上述无纺布。

进一步地，支撑外网构建步骤中，在支撑外网撑开至预设程度的状态下在其表面涂抹碳化木复合水柏油。

进一步地：

支撑结构三维模型构建步骤中，竖杆与横杆交错连接的各个位置处设有径向贯穿的圆柱形通道，该圆柱形通道左右两侧壁上沿着通道开有裂缝；

包括在支撑结构打印步骤与孔洞填充步骤之间执行的支撑结构组装步骤：往各个圆柱形通道中装入螺杆，螺杆头部比圆柱形通道宽，螺杆头部和尾部分别在圆柱形通道两端露出，然后在螺杆的伸出圆柱形通道外的尾部装上螺母；

孔洞填充步骤中，在支撑结构的各个圆柱形通道中的螺杆尾部朝前的状态下，把支撑外网和支撑结构固定到孔洞中，然后旋转各个圆柱形通道中的螺杆尾部上的螺母以使螺杆向前移动，螺杆头部沿着圆柱形通道往前移动从而把圆柱形通道顶壁和底壁从裂缝处挤开，进而挤入圆柱形通道中。

进一步地，包括在孔洞清理步骤之前执行的大树复壮步骤：疏松受损大树周边根系土壤，在大树根冠外围土壤中添加促根混合肥并定时浇水。

进一步地，孔洞清理步骤中，在清理掉树孔洞中已腐朽的或者已被虫蛀的木质部之后，给孔洞内壁涂抹愈伤涂膜剂。

进一步地，孔洞填充步骤中，先往支撑外网内填充粒径2～5cm的木炭填充，然后再往支撑外网内填充煮沸风干后的木屑以填满各块木炭之间的缝隙。

进一步地，杀虫消毒步骤中，在杀虫消毒完毕后，给孔洞内壁涂抹愈伤涂膜剂，待愈伤涂膜剂干燥后，在给孔洞内壁喷涂清漆以防止病虫害通过裸露的孔洞内壁侵害树干健康的木质部。

本发明还提供了用于树干孔洞修复方法的支撑结构，包括左右排布的至少两根竖杆和上下排布的至少两根横杆，至少两根竖杆和至少两根横杆纵横交错连接在一起，横杆在相邻的两根竖杆之间的连接部位串接有弹簧。

进一步地，竖杆与横杆交错连接的各个位置处设有沿竖杆径向贯穿的圆柱形通道，该圆柱形通道左右两侧壁上开有裂缝；每个圆柱形通道配有螺杆和螺母，螺杆长度长于圆柱形通道长度且头部比圆柱形通道宽。

上述大树树干孔洞修复方法的孔洞三维模型构建步骤中采用3D扫描仪或者景深摄像头来构建孔洞三维模型，可以准确地得到孔洞的各个位置的尺寸，减少人工测量带来的误差；支撑结构三维模型构建步骤构建得到的支撑结构三维模型，其横杆在相邻的两根竖杆之间的连接部位具有弹簧，故支撑结构打印步骤中3D打印得到的支撑结构其横杆在相邻的两根竖杆之间的连接部位串接有弹簧，使得支撑结构横杆具备弹性形变能力；支撑外网构建步骤采用橡胶制作支撑外网，使支撑外网具备弹性形变能力；孔洞填充步骤中往支撑外网内填充木炭和木屑时，假若支撑结构的相邻竖杆的长度小于其当前在孔洞的所在位置处的孔洞高度，上下端没有抵住孔洞内壁，那么往相邻竖杆之间填充木炭和木屑的过程中，木炭和木屑会挤压两边的竖杆，由于相邻的两根竖杆之间的横杆连接部位串接有弹簧且支撑外网也可弹性形变，两边竖杆受到挤压，会拉动两边竖杆之间的横杆连接部位的弹簧伸长同时拉动支撑外网形变伸长，从而往两边偏移，直至支撑结构相邻竖杆上下端抵住孔洞内壁无法再偏移为止。本方法把支撑结构和支撑外网设计为可形变的，即使支撑结构的竖杆长度略小于孔洞高度，依然能够确保支撑结构的竖杆可以稳固地抵住孔洞上下内壁，起到有效的支撑作用。

附图说明

图1是支撑结构的结构简示图。

图2是支撑结构的横杆与竖杆交错连接处的简示图。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明创造作进一步详细说明。

如果大树树干因受害虫啃食出现中空或者因感染病菌出现腐朽，养护人员就可以采用如下的大树树干孔洞修复方法来对大树进行修复：

在大树生长势头较好的情况下对大树进行修复，大树的成活率会更高。因此，养护人员执行第一步、对大树进行复壮：疏松待修复大树周边半径3m内的根系土壤，清除石块、垃圾等不利于大树生长的物质，并在大树根冠外围挖一条沟槽，在沟槽中添加适量的促根混合肥(由草木灰和过磷酸钙混合得到)，然后使用透水透气良好的土壤回填沟槽；施好肥后，给大树浇水，每隔3天浇水一次。

进行大树复壮7天后，养护人员就可以开始对大树进行修复，即执行第二步、清理树干孔洞：为了尽量避免损伤健康的木质部，先用气动凿刀由外向内清理孔洞内主要的腐朽部位，剩下贴近健康木质部的腐朽薄层则采用大规格凿刀小心清理至健康木质部表面，然后用小规格凿刀再次清理缝隙、小孔洞等大规格凿刀清理不到的地方；清理完毕后，养护人员在孔洞内壁上涂抹愈伤涂膜剂，在外露的健康木质部表面形成保护层，促进愈伤组织再生。愈伤涂膜剂涂抹量为0.05g/cm

清理完孔洞后，养护人员就执行第三步、对孔洞进行杀虫消毒：先喷洒内吸型杀虫剂噻虫啉，重复3次；待杀虫剂晾干后，喷洒多菌灵杀菌剂，同样重复3次；1天后再涂抹愈伤涂膜剂，促进愈伤组织再生，待愈伤涂膜剂晾干后喷一层清漆，喷涂量为4g/cm

杀虫消毒后，养护人员就执行第四步、获取孔洞尺寸：由于人工测量容易产生误差，为规避人工测量误差，本实施例由养护人员采用3D扫描仪扫描孔洞内壁从而构建得到孔洞三维模型，据此得到孔洞三维尺寸。其他实施例可以改为由养护人员采用景深摄像头拍摄孔洞在多个不同角度下的照片，根据这些照片，通过现有的基于多角度照片进行3D建模的方法，构建得到孔洞三维模型，据此得到孔洞三维尺寸。

得到孔洞三维模型后，养护人员就可以据此执行第五步、通过电脑三维模型绘制软件构建支撑结构三维模型：根据孔洞三维模型的竖向高度和横向宽度，在电脑三维模型绘制软件中构建如图1所示的支撑结构三维模型，该支撑结构三维模型具体包括左右排布的至少两根竖杆1和上下排布的至少两根横杆2，各竖杆1和各横杆2纵横交错连接在一起，横杆2在相邻的两根竖杆1之间的连接部位串接有弹簧21；如图2所示，竖杆1与横杆2交错连接的各个位置处设有径向贯穿的圆柱形通道22，该圆柱形通道22左右两侧壁上沿着通道开有裂缝23。

构建好支撑结构三维模型后，养护人员就可以执行第六步、打印支撑结构：按照支撑结构三维模型，采用金属材料进行3D打印，得到支撑结构。需要说明的是，打印得到的支撑结构尚不完整，缺少与每个圆柱形通道匹配的螺杆和螺母。该螺杆和螺母可以是额外从市面上直接采购现有规格的螺杆和螺母，只需要保证螺杆长度长于圆柱形通道长度且头部比圆柱形通道宽即可；也可以改为专门根据圆柱形通道尺寸绘制对应的螺杆三维模型和螺母三维模型，再分别采用金属材料进行3D打印，得到螺杆和螺母。获得螺杆和螺母后，往支撑结构的各个圆柱形通道22中装入螺杆，螺杆头部和尾部分别在圆柱形通道22两端露出，然后在螺杆的伸出圆柱形通道22外的尾部装上螺母，至此组装成一个完整的支撑结构。

接着养护人员就执行第七步、构建支撑外网：根据孔洞三维模型，采用橡胶制作与孔洞内壁相匹配的支撑外网，在支撑外网撑开至预设程度的状态下在其表面涂抹碳化木复合水柏油，如此则可防止橡胶材质的支撑外网对孔洞内壁上的健康木质部产生影响。

制作好支撑结构和支撑外网后，养护人员就执行第八步、对孔洞进行填充：把上述支撑结构固定在支撑外网内，然后在支撑结构的各个圆柱形通道22中的螺杆尾部朝前(即朝向养护人员)的状态下，把支撑外网固定在孔洞内壁上，如此则支撑外网和支撑结构固定在孔洞中；如果支撑结构的竖杆1长度小于其当前在孔洞的所在位置处的孔洞高度，竖杆1上下端没有抵住孔洞上下壁，养护人员就旋转各个圆柱形通道22中的螺杆尾部上的螺母以使螺杆向前移动，螺杆头部沿着圆柱形通道22往前移动从而把圆柱形通道22顶壁和底壁从裂缝23处挤开，进而挤入圆柱形通道22中，如此则把支撑结构的竖杆1往上下撑开一些(原理可参考膨胀螺丝的工作原理)，即增长了竖杆1的长度，在竖杆1长度仅略小于当前在孔洞所在位置处的孔洞高度的情况下，通过螺杆挤开圆柱形通道22的方式可以使得竖杆1上下端能够抵住孔洞上下壁，起到有效的支撑作用；然后先往支撑外网内填充粒径2～5cm的木炭填充，然后再往支撑外网内填充煮沸风干后的木屑以填满各块木炭之间的缝隙，从而把孔洞填满。在往支撑外网内填充木炭和木屑过程中，假若通过螺杆挤开圆柱形通道22的方式未能够使得竖杆1上下端能够抵住孔洞上下壁，那么往相邻竖杆1之间填充木炭和木屑的过程中，木炭和木屑会挤压两边的竖杆1，由于相邻的两根竖杆1之间的横杆2的连接部位串接有弹簧21且支撑外网也可弹性形变，两边竖杆1受到挤压，会拉动两边竖杆1之间的横杆2的连接部位的弹簧21伸长同时拉动支撑外网形变伸长，从而往两边偏移，直至支撑结构相邻竖杆1上下端抵住孔洞内壁无法再偏移为止。本方法把支撑结构和支撑外网设计为可形变的，即使支撑结构的竖杆1长度与孔洞高度差距较大，通过螺杆挤开圆柱形通道22的方式未能够使得竖杆1上下端能够抵住孔洞上下壁，依然能够进一步确保支撑结构的竖杆1可以稳固地抵住孔洞上下壁，起到有效的支撑作用。

填充完孔洞之后，养护人员就执行第九步、封紧孔洞：根据所需修复的大树树干的圆周形状，采用铁丝制作洞口网，把洞口网固定在孔洞洞口处以罩住孔洞内的填充物，然后在洞口网外侧包裹无纺布，用小铁钉将无纺布绷紧固定。

封紧孔洞之后，养护人员就执行第十步、对孔洞洞口进行树皮美化处理：根据所需修复的大树树干的圆周形状，制作仿制树皮，把仿制树皮固定在孔洞洞口处覆盖住上述无纺布；然后根据健康树皮的颜色调配颜料，然后采用该颜料对仿制树皮进行上色；待颜料风干后，根据整棵树的纹理进行打磨细处理，使得仿制树皮在外观上接近真树皮，然后给仿制树皮喷涂抗紫外线的清漆，涂抹量为0.08g/cm2，这样就完成树皮美化处理。至此就完成了大树树干孔洞修复。

如上所述仅为本发明创造的实施方式，不以此限定专利保护范围。本领域技术人员在本发明创造的基础上作出非实质性的变化或替换，仍落入专利保护范围。