北齐荷叶坪—王家岔9段长城保护技术措施探析

2019-12-03 07:09吕晓庄周炳臣刘宝兰
文物季刊 2019年6期
关键词:片石北齐砌筑

□ 吕晓庄 周炳臣 刘宝兰

北齐长城经过一千四百余年的岁月,由于各种自然和人为因素造成毁损、坍塌,破坏严重,甚至部分长城已经消失,作为不可再生的珍贵文化遗产,其原真性和完整性保护与研究十分迫切。

一、保存现状

1.概况

荷叶坪—王家岔9段长城位于山西省忻州市西部岢岚县王家岔村。王家岔村依山面水,紧邻长城,长期的人类活动对长城保存构成威胁。山西是北齐长城分布的重要区域,岢岚自古为护卫太原的西北屏障要塞,战略地位重要,根据文献记载,岢岚北齐长城在隋、宋仍发挥着重要作用。

王家岔9段长城总长1323米,共分为5个段落。是在北齐天保七年(556年)大规模长城建造活动中修筑的。沿王家岔村北东侧山脊一线砌筑,设有敌台和马道。墙体形制上窄下宽,两侧由片状灰岩或砂岩块石叠压砌筑,粘结材料根据实验分析结果为三合土,中部填充碎石与黄土。墙体两侧有孔洞呈梅花点排列,孔距0.35米,层距0.35~0.4米,孔洞边长0.1~0.15米,应该是长城建造时采用了木锚杆加筋的建造方法。根据评估,山西境内北齐长城本体毁损、坍塌严重,保存较好的仅占总长度的约13.81%,9段长城在北齐石砌长城遗存中墙体的完整性相对较好,具有典型性(图一)。

2.残损现状

经过实地勘察,长城墙体现状底宽2~4.4米,顶宽 1.3~2.4 米,外侧高 1.6~4.8 米,内侧高 1.4~4.6米。下部被堆积物埋藏的部分高度不详。制高点处墙体内侧敌台残高2.45~5.57米(图二)。第三段落墙体内侧马道现状最高点1.77米,宽度0.93米。

长城墙面表层风化严重,顶面碎(块)石墙芯裸露,凹凸不平,墙体多处外鼓、坍塌,或墙身开挖孔洞,碎(块)石墙芯裸露,加之墙体底部多处灌木发育,严重影响墙体整体稳定性,随时面临塌毁消失的危险。局部地段长城已全部塌毁不存,规格形制不可见,碎(块)石散落、堆积,积土覆盖,灌木草本植物丛生,生物病害严重(图三)。

二、病害分析

1.自然因素

(1)荷叶坪—王家岔9段长城砌筑时,就地取材,依照山体石质,所用石材分为灰岩和砂岩。岩性实验数据表明,含水率吸水率高、孔隙率大的石质裂隙发育,容易疏松,造成坍塌。灰岩抗压强度低于砂岩,更容易被腐蚀。温差、风蚀、雨蚀、冻融、冰蚀等自然力量的破坏,石砌长城表面风化严重,出现疏松、外鼓、剥落,甚至坍塌的现象。

(2)长城本体及周边植被茂盛,乔灌木、杂树丛生,直接破坏长城本体的稳定。勾缝长有大量苔藓、地衣等生物,对粘结部位造成破坏。

2.人为因素

(1)当地村民长城遗产保护意识淡薄,因捕蛇对长城本体人为挖掘,形成多处掏挖洞穴。

(2)在振兴经济的旅游开发热潮中,王家岔村居住、道路、景区开发建设等用地加大,生态环境影响严重,加之游客不文明攀登,加剧了长城残损速度。

3.病害类型

长城墙体主要病害类型:全部坍塌、局部坍塌、孔洞、外鼓、墙体下陷、上表面缺失、生物病害等。

(1)外鼓。容易导致墙体丧失自身稳定性,形成墙体下陷、坍塌,或形成规模相对较小的洞穴病害。

(2)孔洞。碎石土填心暴露,在外界因素影响下极易导致洞穴处的墙体出现坍塌(图四、图五)。

(3)坍塌。墙体坍塌导致其所保存的文物信息缺失,墙体内部裸露的碎石土易出现滑塌,导致墙体全部坍塌,并对两侧保存较好的墙体稳定性造成影响,会导致长城整体性的消失(图六、图七)。

(4)生物。乔木、灌木和草本植物破坏显著。大型植物生长发育,根部可以产生根劈作用,使墙体结构松动,为降水入渗提供通道。

综上所述,针对荷叶坪—王家岔9段长城的具体病害情况,为消除长城安全隐患,保证长城结构稳定、保护长城遗存的真实性、完整性和延续性,长城本体需要修缮加固,以最大限度地保护长城,避免价值载体的损失。

三、保护技术措施

近年来长城保护维修理念已逐渐形成社会共识,荷叶坪—王家岔9段长城的修缮加固,要严格遵循不改变文物原状和最小干预的原则进行维修加固。做到有效保护北齐长城的真实性、完整性和自然历史风貌,避免破坏性保护。

1.针对长城本体残损

在详尽的考古勘探调查和科学论证基础上,充分考虑地质结构、岩土构成、建筑力学等综合因素,先期进行现场试验,试验成功后对技术的可行性和施工工艺进行详细说明,严格控制实施范围。

局部拆卸长城构件时,事先拍照、登记、编号,采取修缮措施后原位归安。

出现风化但经过评估不影响结构稳定的石构件,不进行替换和过度干预。确需更换时,在实验基础上选用同材质、同工艺的方式进行更换。确需采用灌浆加固措施时,选用传统材料和工艺,进行现场试验,以保证适用于长城。

根据长城实际残损现状,分别采取以下措施进行维修。

(1)现状保护。塌毁的墙体不予恢复,保存现状,清理墙体遗址上部的乔灌木(图八)。

(2)墙体择砌。对墙体外壁坍塌,周边墙体砌体松动、歪倾,坍塌面积呈扩大趋势的段落给予择砌(图九)。

清理:清理坍塌墙体的残存墙基,若基岩出现断裂、滑坡等现象,需清理至稳定的基岩,或采用碎石垫平灌注白灰浆的方式。在确保基岩稳定,能够承载墙体荷重的前提下,进行后续工序。严格控制择砌范围。墙体砌筑前将片石分类码放,进行预摆,补配缺失的片石。

择砌:根据就近的墙体砌筑形式,浆砌砌体,灰浆用三合土。砌筑时要注意不同厚度、宽度的片石所处位置,根据周边墙体片石所处位置进行砌筑。重新砌筑的墙体,要保证与旧墙体之间的接茬牢固,必要时在接茬处垫塞拉结铁件。按照墙体梅花孔洞的布列方式及功能结构,用相同材料、原工艺横向设置木拉筋,做防腐处理。

填充:在外侧墙体砌筑时,用碎石砌筑内部空间,并用黄土浆灌注。

(3)墙体补砌。对墙体两侧数量众多被人为挖掘的孔洞和自然坍塌的孔洞给予补砌(图一〇)。

清理:长城墙体的两面存在数量众多的孔洞,挖掘和坍塌的片石均散落在孔洞附近,将片石对应洞口分类码放,以便砌筑时可原位原构件砌筑。

支护、清理:在洞口内支设脚手架和厚木板,防止在清理洞口的过程中发生坍塌,造成二次破坏。清理洞口内尚未跌落,但松动的片石,直至稳定处为止。清理洞口内的填充土、碎石,深度依据现状而定。

补砌:用现有的片石进行补砌,砌筑时注意与周边墙体的接茬,片石的垒砌要与周边砌体保持一致,灰浆选用三合土。

填充:墙体内侧回填碎石,并灌注黄土浆。

(4)墙体拆砌。对出现歪倾、外鼓、下滑、松动等残损导致失稳、存在险情的段落或部位给予拆砌(图一一)。

范围:根据墙体险情,确定拆除的范围。

支护:选用厚木板和脚手架支护墙体,防止在清理过程中,引起墙体倒塌,造成二次破坏。

拆除、清理:在拆除墙体前,编号、拍照、登记。拆除失稳的墙体时,拆除长度适当朝两边延伸,以便砌筑时与现存墙体接茬稳固。若基岩存在断裂、下滑等现象,需清理至稳定基岩。在确保基础稳定的情况下,才能进行后续工序。

回砌:根据拆除前墙体的样式进行回砌,在砌筑时按照墙体梅花孔洞的布列方式及功能结构,用相同材料、原工艺横向设置木拉筋,做防腐处理。砌筑时用原片石砌筑,并与现存墙体做好接茬处理,粘结材料采用三合土。

填充:墙体基础灌注白灰浆,墙体内侧回填碎石,灌注黄土浆。

(5)顶部整修。针对顶部孔洞、凹凸不平、排水不畅的段落予以整修。

清理:将保存尚好的城墙段顶部表面进行清理,包括乔、灌木与碎石等。

填补:拣选墙体两侧散落的原石材,填补顶部孔洞。

排水:平整凹凸不平的墙体顶部,疏通排水。

2.针对生物病害

影响长城本体的粗壮根系及影响排水的灌木丛全部给予铲除。

墙体上生长的灌木予以清除,墙体内外两侧1米范围内,影响墙体安全的深根灌木予以清除。墙体周围生长的浅根系灌木,可以保留,通过手工或机械逐根、逐片进行割除,在不扰动墙体前提下,尽可能去除根部。

清理应在植物生长盛期、种子成熟前进行。对已造成墙体失稳的灌木根系,结合归安、补砌、择砌、拆砌等施工措施进行彻底清除。

3.针对人为因素

加强科学管理,倡导长城遗产科学保护理念。由于荷叶坪—王家岔9段长城价值较高,可以制定科学规划,合理展示利用,消除人为破坏因素。

四、结 语

长城遗产保护是一项长期事业,荷叶坪—王家岔9段长城在北齐石砌长城遗存中墙体相对保存较好,其保存现状、病害及其保护技术措施研究具有典型性,可以为长城保护提供借鉴,对北齐石砌长城遗产的保护具有重要的示范和指导意义。

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