張曉紅
蒲州故城相傳為堯、舜帝故都,是一座具有政治、經(jīng)濟(jì)、文化和軍事意義的歷史名城,是中華民族遺留下來的寶貴文化遺存。通過對蒲州故城遺址土遺址病害的類型、成因進(jìn)行深入解讀,以提出針對性的保護(hù)措施,保護(hù)好這一珍貴的歷史文化遺產(chǎn),并為華北地區(qū)的土遺址保護(hù)提供實(shí)例與借鑒。
2019年10月,國務(wù)院核定公布了第八批全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位,我國國保單位總數(shù)達(dá)到5058處,古遺址類1189處,古建筑類2162處。作為土遺址類典型代表的各類城墻、城址、軍事設(shè)施、防御工程等其數(shù)量約400處,約占古遺址、古建筑類別總數(shù)的12%。其中第七批與第八批所公布的土遺址類(城墻、城址、軍事設(shè)施、防御工程類)數(shù)量之和遠(yuǎn)超前六批之和??梢?,隨著土遺址類文物保護(hù)研究的深入,我國對于土遺址的保護(hù)愈發(fā)重視。
土遺址是人類歷史遺留下來的以原土為主的建筑形式,是歷史優(yōu)秀文化遺存。土遺址代表了一個民族集體化、聚落化的程度,蘊(yùn)含著一個民族或某個聚落群體獨(dú)有的精神價值,體現(xiàn)著一個民族、聚落群體的生命力和創(chuàng)造力。伴隨著文物保護(hù)力度的加強(qiáng),土遺址的保護(hù)也逐漸進(jìn)入到人們的視野中,相關(guān)的研究也在逐步展開。目前關(guān)于土遺址的研究主要集中在歷史研究、病害成因、建筑性質(zhì)、保護(hù)技術(shù)等方面。
土遺址建筑原材料強(qiáng)度低,水穩(wěn)性差,更易受到自然環(huán)境的影響進(jìn)而損傷,加上人們對土遺址的價值認(rèn)識不深入,也遭受到人為因素的影響,許多土遺址在歷史的進(jìn)程中逐漸堙滅,乃至消失。因此,如何對土遺址類文物采取合理措施進(jìn)行保護(hù)迫在眉睫。
文章以山西省永濟(jì)市蒲州故城遺址為研究對象,重點(diǎn)剖析土遺址的病害形式及其形成原因,結(jié)合土遺址環(huán)境、建筑工藝等,針對病害提出切實(shí)、可行的保護(hù)措施。
蒲州故城遺址概況
蒲州故城遺址東西長2.49千米,南北寬1.71千米,占地面積4.258平方千米。創(chuàng)建于北周時期,唐時最為繁盛,先后兩次設(shè)為中都,后升為四輔之一,視為京畿之地。金正大八年(1231)元兵攻城,金將截故城之半守之,形成現(xiàn)今東、西兩城的格局。自此之后,西城成為主要城池,歷代不斷予以修葺,元至正十年(1350)增修;明洪武四年(1371)重筑,建四門,城墻上建有門樓、角樓、敵臺、月城等,并以磚裹堞,東、南、北三面護(hù)城河環(huán)繞;明嘉靖三十四年(1555)毀于地震,復(fù)即重修;隆慶元年(1567)復(fù)加磚甓;清康熙元年(1662)和嘉慶二十一年(1816)予以重修,同治七年(1868)修補(bǔ)四面城墻、四門重樓及角樓。東城系金元戰(zhàn)爭時所截之余,人稱“東關(guān)城”,明嘉靖二十年(1541)重建,嘉靖三十四年(1555)地震時盡圮,隨即復(fù)筑,有東、南、北三門,西與西城相接。各門上均建樓,崇禎九年(1636)加磚;清康熙元年(1662)修葺。明、清以來,黃河水害頻仍,城池屢遭水浸,甚至漫灌。1959年,因三門峽水庫蓄水,故城將淹,城內(nèi)居民全部遷出,蒲州城就此廢棄。由于黃河水中的泥沙堆積和自然條件變遷,現(xiàn)在的自然地平面比原來有不同程度的提高,使得城外的護(hù)城河、城內(nèi)的街道路網(wǎng)體系和古建筑遺址均被埋于地下,僅剩古城墻、西城的四門甕城、東北角臺及弓城、鼓樓、東城的東北角臺遺址部分裸露于地表。
蒲州故城土遺址的病害因素分析
蒲州故城在時間的流逝中歷經(jīng)滄桑,風(fēng)雨在其身上留下了歷史的痕跡,加上長期處于荒置狀態(tài),損毀嚴(yán)重。其病害主要由自然因素和人為因素兩方面構(gòu)成。文章將對蒲州故城土遺址的病害進(jìn)行總結(jié)分類,歸納其成因本質(zhì),以提出切實(shí)可行,有針對性的保護(hù)措施。
片狀剝蝕:土遺址在外力作用或內(nèi)力作用下,出現(xiàn)土體表層疏松、起殼,殼層在外力、重力單獨(dú)或聯(lián)合作用下,造成層片狀或塊粒狀剝落。分為風(fēng)蝕剝離和雨蝕剝離。其區(qū)分方法在于觀察剝蝕面:土遺址表面有大量的結(jié)石小突起的殘留系因風(fēng)力長期作用,吹蝕松散土粒,僅殘留相對硬質(zhì)或結(jié)合緊密的部分。土遺址表面成松散、層殼狀,系因暴雨沖蝕后日光照射蒸發(fā)水分,土遺址表層泥漿化收縮成層片。
裂隙(縫):主要有兩種形式:一種由于遺址內(nèi)部水分蒸發(fā),墻體急劇變干收縮而形成裂隙,由于裂隙面土體存在環(huán)境發(fā)生變化,裂隙斷面風(fēng)化,土粒脫落使得裂隙寬度逐漸變大。另一種是在自然、人為破壞單獨(dú)或共同作用下,土遺址的夯土結(jié)構(gòu)受力發(fā)生了變化引起的卸荷裂隙,即墻體垂直坍塌后,結(jié)構(gòu)應(yīng)力重新分布,向一面或多面釋放,從而引起土體變形,產(chǎn)生裂隙。
掏蝕:在風(fēng)、雨、水、鹽等多種因素下單獨(dú)或者組合作用下,土體發(fā)生掏蝕凹進(jìn),其內(nèi)部的可溶鹽在表面富集,在多重因素下不斷結(jié)晶、溶解,體積發(fā)生變化,導(dǎo)致土體反復(fù)膨脹和收縮,土體結(jié)構(gòu)疏松,在風(fēng)力、水流的共同作用下形成凹進(jìn),其與沖溝的區(qū)別在于掏蝕多為橫向,沖溝為縱向,其多分布在地勢較低處的夯土下部。
沖溝:由于流水在墻體頂部形成匯水,形成徑流后侵蝕墻體表面,帶走表面松軟的土體,長期作用下形成沖溝,匯水沖溝一旦形成,會不斷地加劇沖溝兩側(cè)及沖溝內(nèi)土體的沖刷,對夯土土體結(jié)構(gòu)安全形成威脅。
崩塌:是諸類病害中對土遺址本體原貌性造成最嚴(yán)重破壞的一種,其形成原因有:夯土墻體凹進(jìn)過深時,上部土體缺乏支撐,釋放應(yīng)力造成坍塌;排水不暢,造成局部土體吸收水分,增加自重,進(jìn)而發(fā)生塌落;深根系植物根系不斷生長,枝干粗大外擴(kuò)土體,應(yīng)力變化,偏向植物的夯土土體向臨空面發(fā)生坍塌。
植被破壞:夯土墻體上常年植物生長,生長于墻體頂部邊緣或立面的植物倒伏,進(jìn)而帶落土體;根系較為發(fā)達(dá)的植物,隨著根系的生長擴(kuò)大,直接破壞夯土內(nèi)部,松散土體,形成隱患,同時影響了城墻觀感外貌。
孔洞:是指在土遺址表面出現(xiàn)的各類小型孔洞,其主要是動物巢穴、鼠洞、蟲洞以及人為掏洞兩種。動物洞穴不斷對土體進(jìn)行機(jī)械破碎,在外營力的作用下,加速城墻自然侵蝕,人為掏洞不僅松動土體,還易造成雨水匯聚軟化墻體。
人為破壞:包括取土、農(nóng)田水利、生產(chǎn)建設(shè)性破壞等,對遺址的完整性構(gòu)成破壞,影響遺址的安全穩(wěn)定性。
水蝕:是破壞土遺址的最主要的因素,對各種病害的形成和繼續(xù)發(fā)展起著主要的作用。蒲州地處山西南部,西鄰黃河,東靠中條山,年均降水量為500~650mm,具有明顯的季節(jié)性特征,主要集中在夏季和秋季。夏季集中降水沖刷表面土體,形成泥皮。持續(xù)降雨導(dǎo)致土體含水量劇增,天氣干燥后水分快速蒸發(fā),使表層土體形成片狀剝蝕。部分降水順夯土墻體的低洼處滲透,匯聚成流形成溝壑。蒲州冬季寒冷漫長,長達(dá)5個月(11月至次年3月),吸附水在低溫狀態(tài)下轉(zhuǎn)化成凝結(jié)水,形態(tài)體積膨脹,導(dǎo)致土體形成新的裂隙。另,在溫度的變化下,可溶鹽反復(fù)出現(xiàn)溶解、結(jié)晶現(xiàn)象,體積膨脹收縮使土體疏松,更易導(dǎo)致土遺址發(fā)生酥堿。
風(fēng)蝕:風(fēng)蝕是破壞土遺址的動力之一,是各類病害發(fā)生、發(fā)展的催化劑。由于蒲州地區(qū)緊鄰黃河,東為中條山,早晚溫差較大,年平均風(fēng)速3.23m/s,風(fēng)向多為東北風(fēng),最大風(fēng)力25m/s。強(qiáng)風(fēng)會對遺址產(chǎn)生破壞作用,在多重外力共同影響下,易導(dǎo)致土體出現(xiàn)片狀剝蝕、土體掏蝕等病害。
溫度變化:蒲州緊鄰黃河,在溫差的作用下,土體內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)累積收縮、膨脹,使表土疏松,強(qiáng)度降低。
生物侵蝕:分為動物活動和植物生長。動物活動指老鼠、螞蟻、蚯蚓及其他穴居類動物在夯土上挖洞筑居;植物生長是指植物根系扎根夯土內(nèi)部,破壞土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
地震:地震會直接造成土體的松動、開裂甚至坍塌,明嘉靖三十四年(1555 年)蒲州地震,建筑全毀。雖未有關(guān)于城墻損毀情況具體記載,亦嚴(yán)重破壞城墻本體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,根據(jù)史料所載明隆慶元年(1567)年對城墻加固,可見地震對土遺址類破壞性。
人為破壞:主要分為對土遺址本體和周邊環(huán)境的破壞。蒲州故城遺址位于鸛雀樓——黃河灘——普救寺旅游區(qū)內(nèi),城內(nèi)布有魚塘、耕地、道路、水渠、廢棄廠房等,部分城墻高度較低,缺乏圍護(hù)設(shè)施,村民、游客可隨意攀登踩踏,或人為取土掏洞,此類生產(chǎn)生活建設(shè)都會對故城遺址的安全性、完整性構(gòu)成潛在的影響,使遺址整體風(fēng)貌失調(diào)。
具體保護(hù)措施
針對蒲州故城土遺址所出現(xiàn)的不同病害及成因,在遵循文物保護(hù)原則的前提下,采取針對性的保護(hù)措施,消除隱患,盡最大程度地保存遺址的真實(shí)性與完整性。
片狀剝蝕:采用PS(高模數(shù)的硅酸鉀溶液)、硅丙乳液等經(jīng)過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)優(yōu)良的材料對土遺址表面進(jìn)行噴灑或點(diǎn)滴滲透方法處理,使層片狀、松散的土體微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,提高土遺址表面強(qiáng)度,延緩病害發(fā)展。
裂隙:裂隙處入滲雨水導(dǎo)致土體的軟化,促使遺址本體裂隙進(jìn)一步發(fā)育,嚴(yán)重影響城墻的穩(wěn)定性,導(dǎo)致土體剝離,嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致城墻坍塌。對于較小的裂隙,使用石灰、當(dāng)?shù)仞ね良?xì)砂及適量清水制備的灰土漿進(jìn)行灌漿。灌漿的原理是將漿液采用無壓或者低壓的方式滲入土體孔隙,固化后成為具有強(qiáng)度且粘接周圍土體的固體,充填原有的空間。對于危險的土體,應(yīng)在灌漿加固的基礎(chǔ)上合理埋設(shè)錨桿以增強(qiáng)土體與灌漿之間的拉結(jié)。
掏蝕:對于墻體根部因自然、人為因素造成缺失,基礎(chǔ)不穩(wěn)的情況,采用土坯方法進(jìn)行加固。主材為當(dāng)?shù)丶儍敉林苽淙斯ね僚鞔u,并摻加比重5%~10%的麥秸草作為粘結(jié)物。先對土體失去粘結(jié)力的土層進(jìn)行剝離,并適當(dāng)修正;采用小竹釘結(jié)合病害區(qū)域自上而下順序成排布設(shè),增加原土體與砌補(bǔ)土坯的粘結(jié)力,砌筑后的土坯之間縫隙使用草拌泥進(jìn)行填補(bǔ),并最后進(jìn)行表面處理,使砌體外形結(jié)構(gòu)和觀感與原土體協(xié)調(diào)。
沖溝:清理沖溝及溝兩側(cè)、底部的虛土層及風(fēng)化疏松層,使用石灰、黏土、細(xì)砂攪拌好的三合土進(jìn)行夯補(bǔ)。夯土與原土體間縫隙灌漿加固,最后進(jìn)行表面處理,使外形結(jié)構(gòu)和觀感與原土體協(xié)調(diào)。在夯填時應(yīng)注意頂面排水方向,避免后期雨水沖刷再度形成沖溝。
崩塌:對于崩塌部位的墻體,應(yīng)根據(jù)歷史照片、周邊墻體走勢及考古資料補(bǔ)夯。首先清理地表虛土至基礎(chǔ)層,使用三合土逐層人工夯打,夯打中應(yīng)根據(jù)夯筑土體情況采用錨固法增強(qiáng)補(bǔ)夯土體與原土體的粘結(jié)性。
植被破壞:植物對土遺址具有破壞和保護(hù)的雙重作用,在具體實(shí)施過程中應(yīng)區(qū)別對待。對于根系發(fā)達(dá)、粗壯的喬灌木,應(yīng)在日常巡查中及時檢查和清除。對于根系弱小的草本植物,應(yīng)充分研判對土遺址的破壞作用大小,適當(dāng)保持密度,美化環(huán)境,亦防止土體表面水土流失。
人為破壞:首先應(yīng)加強(qiáng)遺址區(qū)的土地使用管理,對于蒲州故城遺址保護(hù)范圍的土地,合理調(diào)整土地使用性質(zhì)。征購各甕城、鼓樓及重要遺址周邊土地,對于遺址范圍內(nèi)的魚塘、農(nóng)房及其他構(gòu)筑物,應(yīng)實(shí)施清除及搬遷。管理機(jī)構(gòu)應(yīng)建立長久有效的監(jiān)測和保養(yǎng)維護(hù)制度。在日常管理中加強(qiáng)巡查及必要的養(yǎng)護(hù)作業(yè)。整體做好環(huán)境整治工作,恢復(fù)自然景觀視線,保護(hù)遺址區(qū)的景觀環(huán)境。
蒲州故城土遺址上文中所提及的各類病害其成因?yàn)轱L(fēng)蝕、水蝕、溫度變化、生物侵蝕、地震及人為破壞單獨(dú)或者復(fù)合作用下形成,在具體的保護(hù)中應(yīng)針對不同病害,對癥下藥,根據(jù)成因制定具有針對性和操作性的保護(hù)措施。
蒲州故城土遺址自北周始,至唐而盛,明清延續(xù),集歷朝筑城工藝,見證歷代經(jīng)濟(jì)、軍事發(fā)展變遷,為研究各歷史時期古城構(gòu)成提供了寶貴資料,其保護(hù)工作對于研究城市功能的組成和發(fā)展具有重要的歷史意義。蒲州故城土遺址的保護(hù)在文物本體保護(hù)的同時,也應(yīng)加強(qiáng)周邊賦存環(huán)境的整治。保護(hù)好這一珍貴的文化遺存,發(fā)揮其促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的作用。
作者單位:永濟(jì)市文物保護(hù)中心
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