临淄东周殉马坑的隔水保护措施及效果评价

周双林，王嘉堃，韩伟东

(1. 北京大学考古文博学院，北京 100871； 2. 首都师范大学历史学院，北京 100048； 3. 山东省淄博市临淄区文物管理局，山东淄博 255400)

0 引 言

在潮湿环境下保存和展示的土遗址，病害与水有很大的关系，例如发霉、生苔藓、长草甚至积水等。影响考古遗址保护和展示的水的来源有很多，包括地下水、雨水和空气凝结水等。

潮湿环境下的土遗址由于受水的影响，保护难度非常大。所以我国西北干旱地区的土遗址容易原地保护展示，而南方潮湿地区的土遗址一般很难原地保护展示。

为了保护潮湿环境的土遗址并进行展示，国内外进行了很多的研究。潮湿条件下的土遗址保护是个综合性的工程，包括化学保护措施、生物技术措施、工程技术措施等[1]。化学保护措施是使用化学材料对土遗址进行加固处理，生物保护技术措施是采用各种方法对潮湿遗址的生物因素进行杀灭和控制，而工程技术措施包括保护性建筑的构筑(目的是阻挡阳光直射和雨水的冲刷，控制小环境的温湿度)，地下水的隔断或控制(隔水防潮)，排水系统的设置等。地下水的控制措施是保护潮湿土遗址的重要手段，也是保护潮湿土遗址的关键措施，国内很多的遗址在展示过程中受到水害影响，就是对水的控制考虑不足[2]，而少量的遗址能得到很好的保护，也是采用了隔水措施[3]。

山东临淄河堐头东周殉马坑遗址，发掘于1972年，发掘完成后部分马骨遗迹进行了原地展示并修建了保护房。但是起初饱受地下水的侵害，马骨遗迹生霉发潮。为保护马骨遗迹等不受侵害，首先采用化学隔水方法进行保护但没有解决问题，后采用拱券法隔水措施进行保护起到了很好的效果。本工作试图对其30年的保护效果进行简单总结和评价。

1 遗址概况

河崕头车马坑遗迹，1964年发现于山东淄博市临淄齐国故城大城东北部，今河堐头村西，属于一座春秋晚期的墓葬。该墓葬1972年发掘[4]，后考证是春秋晚期齐景公的陵墓，此处也是西周至春秋时期齐国君王墓地。

墓葬附属的殉马坑非常庞大，勘探得知殉马坑成曲尺“冂”形，东西各长70 m，北面为75 m，全长215 m，宽5 m。东面遗迹由于距离地面近早年被毁。1964年发掘了北面54 m，发现殉马145匹；1972年又发掘清理了西面南端30 m，发掘殉马83匹。据此排列密度推算，全部殉马当在600匹上下。其数量之多，规模之大，所见空前。经鉴定殉马全系壮年马，是被处死后人工排列而成。马分两行，井然有序，马头向外，昂首侧卧作奔走状，排列在前的五匹，颈系铜铃，是临战威姿。

殉马坑发掘后进行了陈列展示，修建了保护房，现陈列106匹马骨。为了控制环境因素，在殉马坑的上部修建了铝合金框架的有机玻璃罩子，保护房内外的情况见图1和图2，保护房的平面图见图3。

图1 早期保护房Fig.1 Early protection house

图2 室内保护罩Fig.2 Indoor protection cover

图3 遗址保护房的平面图Fig.3 Plan of the site protection house

虽然有了以上的保护展示措施，殉马坑遗迹在展示开始，马骨就开始出现破坏，春季时开始潮湿，夏季雨水上升，马骨发霉并生苔藓，严重影响了马骨和殉马坑的保护和展示。

为了保护的目的，进行了多次的保护处理。主要目的是隔绝地下水，采取的措施包括化学材料隔水和工程技术措施[5]，其中有失败的做法，也有成功的做法。

2 保护措施

2.1 早期的化学隔水防护措施

由于遗址展示区有106匹马骨遗迹，面积大，又处于半地下，地下的潮气和夏季的渗水向展示区渗透，导致遗迹非常潮湿，影响马骨。为了避免遗迹破坏，最开始使用的保护方法是采用化学材料隔断潮气。操作的具体方法是将马骨之间的土去掉一定厚度，从马骨的下部向内注射化学防水材料，形成隔水层。然后在挖空的地方铺设塑料板再覆盖起来，进行隔水处理，使与马骨下面的隔水层连接起来，试用材料为水溶性聚氨酯材料，但是由于防水层无法彻底隔绝地下水，最后操作失败。

后来为了防止马骨的破坏，又在马骨上涂刷了有机的保护涂料，但是经过若干年的时间，涂层变黑且卷起，失去效用，见图4。

图4 发黑的马骨照片Fig.4 Photograph of a blackened horse bone

2.2 拱券法隔水措施

由于化学隔水和表面加固无法解决水患问题，马骨的糟朽破碎以及附近土体的生霉长苔藓比较多，严重困扰着遗址的保护工作。考虑到岩土工程和矿业的排水技术，保护机构尝试采用工程技术措施对马坑遗迹进行隔水防护，根据巷道开挖的原理，将遗迹局部架空，然后在马骨下使用混凝土曲拱支撑将遗迹部分与大地隔离的治水方法[1]。

具体的操作是在展示坑的两边开挖沟槽，便于施工。沟槽要低于马骨的地面下1.5 m，以便横向从侧面向马坑遗迹的下部开挖。但是由于展示设施已经完成，开挖沟槽非常困难，只能形成很窄的工作坑。

南北向的施工沟槽完成后，从一边开始垂直沟槽向马骨下面的土体掏挖圆拱形孔洞，直到另一边。为了防止坍塌，将总长度根据圆拱形孔洞的宽度分割成多份，先逢单开挖，双数的第二次开挖。单数圆拱形孔洞开挖完成后，在地面上铺设油毛毡等防水材料，并用钢筋混凝土形成拱券结构，地面再进行硬化处理。然后再开挖双数的部位的拱券，进行同样的防水和硬化处理。最后使马骨的下部土体彻底形成连续的拱券，并在两个长边构筑回廊，联通各拱，顶部覆盖水泥板，且留出检查的通道和出口。

全部施工完成后，马坑遗迹的靠近马骨的部分土体形成了一个与前后、左右和底部五面土壤相隔绝的“大盒子”，下面由拱券支撑着，与附近的土体不再联系。马骨就像放在一个大盒子中，水分不再通过土壤影响马骨。拱券施工后的实际状况见图5，拱券的平面图和剖面图见图6和图7。

图5 内部混凝土拱券Fig.5 Internal concrete arch

图6 遗址展示厅平面图和拱券位置Fig.6 Floor plan of the site exhibition hall and arch location

图7 遗址展示厅剖面图和拱券结构Fig.7 Section plan of the site exhibition hall and arch structure

拱券结构实施后，遗址的土体开始变得干燥，且以后常年处于干燥状态，马骨遗迹得到了很好的保护。

在2008年对封闭拱券内部和外部的温湿度进行，测量结果见表1。

表1 拱券结构内部和外部温湿度监测数据Table 1 Monitoring data of internal and external temperature and humidity of arch structure

通过数据发现内外部的温湿度差别很小，内部的湿度与外部接近。一般情况下，夏季湿度在65%左右对于土体保护还是可以接受的。

虽然总体保护效果良好，但是在殉马坑的南部目前观察土体潮湿，封护的有机玻璃罩内部出现结露，说明这个部位比较潮湿，见图8。在对拱券进行调查时，也发现这个部位的拱券底部有积水，说明南部的拱券有问题。在拱券的顶部可见有盐霜类的物质存在。

图8 马坑遗迹的南部潮湿状态Fig.8 Damp conditions in the south part of the horse pit site

根据博物馆人员的回忆，在进行地下隔断操作时，由于南部由于已经修建博物馆建筑，侧面比较狭窄，因此马坑南部无法进行拱券施工，导致这个部位的土体仍与周围的土体联通，导致毛细水渗透进来，高的含水量导致局部湿度增加，因此南部4 m左右的土体一直处于潮湿状态。

对采集自马坑遗迹南部的盐类结晶进行了红外分析，结果是无水芒硝、方解石和石膏，其中无水芒硝的溶解能力最强，估计是土体中含有的，被渗漏的水带到遗址中；而方解石和石膏，估计和建筑材料的溶解和有关。

图9 南部盐结晶的红外谱图Fig.9 Infrared spectrum of salt crystals in the south part

3 讨 论

在中国东部和南部的考古土遗迹的保护中，控制地下水的影响是必须的措施。

河堐头遗址殉马坑的保护总体达到了效果，但是南部仍出现潮湿现象，说明拱券法隔水一定要做得彻底，避免留有空隙，才会达到预期的效果。

另外从观察可见殉马坑土体的表面有降尘和踩踏的痕迹，原因是虽然采取了封闭措施，但是空气中的灰尘仍然会降落到土体上。为了除尘和维护工作人员就要经常进入遗址，结果出现如下的问题。所以对于遗迹的密封和降尘问题，还需要采取更细致的保护措施，例如化学加固稳定土体，可避免灰尘的出现。

4 结 论

在修建了地下隔断的拱券后，根据长期的观察，临淄河堐头东周殉马坑遗迹的保护和展示得以安全的进行，潮湿影响马骨保存的问题得到了解决，发潮、生青苔的问题不再出现。该保护措施经过将近30年的时间，遗迹的保护情况仍然良好。

该保护方法在成功以后，20世纪90年代在临淄后李殉马坑的保护中也采用了同样的方法，取得了良好效果。国内相似的遗址隔水保护，还有新郑郑王陵遗址博物馆的五号墓葬遗迹，保护工程实施于2006年。

事实证明，地下隔断的拱券法是一个保护潮湿情况下土遗址和遗迹的好办法。