西北干旱地区土遗址保护加固工程的影响因素研究——以骆驼城遗址加固工程为例

赵治瑞

（高台县博物馆，甘肃 张掖 734300）

西北干旱地区土遗址保护加固工程的影响因素研究
——以骆驼城遗址加固工程为例

赵治瑞

（高台县博物馆，甘肃 张掖 734300）

我国西北干旱区分布大量的土遗址,在分析干旱区土遗址加固工程的影响因素基础上,建立按病害成因、病害表现形式和形成机理分类的土遗址病害3级分类体系和定义。骆驼城遗址是西北地区现存汉唐时期的大型综合古文化遗址，遗址群以遗存丰富、保存完整、分布广泛而著称。遗址周围出土的大量彩绘壁画砖、木板画和彩绘木器，栩栩如生地反映了该时期中西文化交流的繁荣景象。

骆驼城遗址；遗址保护；加固工程

我国西北干旱环境下的土遗址主要有古城、长城、关隘、烽燧、土塔及陵墓等。土遗址主要是粉质黏土或粉质沙土夯筑，或直接利用生土挖造，或利用土坯砌筑，或用木模板筑泥建造，在干燥时有相对较高的强度，一旦遇水即强烈崩解。这就决定了土遗址是遗址文物中较难保存的一类。因西北干旱区干旱少雨的独特气候条件，使得露天土遗址得以保存下来。但是，千百年来，严重的风蚀和集中式强降雨冲刷破坏，大批的土遗址风化、大面积坍塌，正遭受毁灭性的破坏。

骆驼城遗址地处河西走廊中部，是我国古丝绸之路交通要道上的一处保存规模较大、较为完整的汉唐古城遗址，周围的墓群也是目前国内分布密集、保存完好的大墓群，而且南部戈壁地带分布有汉晋十六国时期的墓葬，充分反映了古代丝绸之路沿线经济开发、文化交流、民族融合的历史事实。对研究汉唐时期西部政治、经济、文化、军事和民族融合具有重要的历史文化价值。同时在弘扬中华民族优秀传统文化，加强爱国主义教育，促进文化传播和经济发展方面发挥着重要的作用，因此对骆驼城遗址的加固工作具有重要的意义[1]。

1 西北干旱区环境特征

西北干旱区位于欧亚大陆的中心，四周为一系列高山高原所环绕，远离海洋，湿润的海洋气流很难进入使本地区的气候特征如下：①干旱少雨，以集中式降雨为主，年内分配极不均匀，一般在200 mm一下。②大风、沙暴强劲且频繁，风速超过5 m/s的“起沙风”经常出现，且受西伯利亚内蒙古高压影响，西北风盛行且风力强大；③日照丰富、蒸发旺盛、温度变化大。

2 骆驼城遗址现状

骆驼城遗址位于高台县骆驼城乡西滩村，分南北二城，现存遗迹为城墙、马面、瓮城、腰墩、角墩、古井、夯土台基等，整体轮廓清晰、结构较完整。墙体系夯土版筑，夯层厚10～15 cm，夯土构成城墙主体，以楔形体自下而上夯筑而成。遗址虽然整体上保存较好，但是因其地处戈壁沙漠地带，自然条件比较差，所以导致遗址风化、雨蚀、洪水侵蚀十分严重；同时受到一些人为干扰，例如移民开荒、农村生产、古墓葬盗掘、采矿、取土等，导致遗址所遭受的破坏越来越严重[2]。

3 骆驼城遗址加固工程的影响因素

3.1 土体力学特质影响

土体力学特质主要包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。骆驼城夯土墙抗压强度比较小，因此遭受分化的程度也都不同，呈现随风化程度加深而减小的趋势；生土层因为沉积时间较长，其胶结良好，所以具有较好的抗压强度[3]。骆驼城高台夯土墙体抗剪强度和抗拉强度较差，因此使得部分墙体受风化较严重，同时高台夯土墙体由于施工时间间隔、位置差异、风化程度差异都不相同，导致抗剪强度指标分布较广，随风化程度的加深而不断减小。

3.2 土体化学特性影响

本文中土体化学特征主要指可溶盐的含量和种类，骆驼城遗址所在地层易溶盐化学成分与地貌单元的关系比较密切，且地下水可溶盐的含量非常高，气候十分干燥，在毛细力的作用下，盐分会大量的聚集在地表上。同时通过对浸出液的分析可知，水质类型主要为Ca-Na-SO4-Cl型。从现场调查的结果看，降水淋滤沿地表汇聚，易溶盐富集明显，土体呈现出白色、黄色的盐层，导致地表松软，不利于加固施工。

4 骆驼城遗址病害表现

骆驼城是利用天然土质材料经过夯土板筑施工而成，性质脆弱，在长期风沙场作用下容易遭受严重的侵蚀破坏，剧烈的温差引起土体热胀冷缩加速了土体本身的疏松、剥落。并且偶尔的集中降雨也对遗址带来了极大的破坏，包括雨水冲刷形成墙面冲沟和雨水面流及湿化引起的表面泥滑。其次就是基础掏蚀凹进病害，它可以造成裂隙发育及扩展、引起错落及崩塌。另外骆驼城的裂隙也比较严重，主要为墙体接缝、卸荷拉裂裂隙或在二者基础上进一步发展演化的风化裂隙，多近于直立，垂直墙面切断墙体，会造成墙体倾倒、崩塌。

5 骆驼城遗址需要加固的工作

5.1 遗址墙体表面的加固

在西部干旱区，温差和风雨天气对露天土遗址的破坏力是非常大的。因此要采取相应的措施来对土遗址表面进行防风化处理，提高其抗侵蚀能力。研究表明，粉土中的黏土矿物经PS（一种新型的无机加固材料）处理后，可使片状、离散、晶态的黏土矿物微观结构发生变化，形成一种致密的非晶态网状胶凝体，从而使其力学性能发生巨大变化。证明：①土遗址土体样品经PS渗透加固后，其耐风蚀强度提高10～13倍，②遗址土体耐水性显著提高，因此喷洒PS渗透处理后的土遗址有很好的防风蚀、雨蚀效果。

5.2 墙体悬空面和坍塌区的加固

在骆驼城遗址保护中，根据目前情况来看，需要采用土坯砌筑加固方式，来对生土和夯土墙体的悬空面与坍塌区进行加固。加固过程中要注意，土坯砌筑技术需谨慎使用，尤其要注意不能砌补过量，密实充填砌体与土遗址本体之间要留有一定的空间。要选择与遗址土相近的粉土来制备加固用的土坯，根据骆驼城遗址的实际情况确定土坯的含盐量、含水量、干密度等，并设计合理的砌筑泥浆所用粉土的加模数和水灰比，混合适宜浓度的PS浆液，同时需注意，使用锚杆连接来增强砌筑体与文物本体土坯砌补的加固效果。对于施作前期已经开裂破坏的土坯，要将其拆除，然后砌补新的土坯，以保证加固效果的长期性和稳定性。

6 结束语

骆驼城遗址为研究古代河西丝绸之路的历史，为研究五凉时期河西地区政治、经济、文化、军事和民族融合提供了极为重要的实物资料，具有重要的文化价值。文章根据骆驼城遗址的现状及施工后的成效，总结了骆驼城遗址加固工程的影响因素，并提出了一些加固过程中行之有效的办法，西北干旱地区土遗址保护人员在参考本意见时要结合实际情况，合理运用，保证遗址加固工作的顺利进行。

[1]裴强强,孙红强.土遗址加固保护工程资料应用与管理:新疆交河故城抢险加固工程[J].敦煌研究,2008(3):103-108.

[2]李最雄.锚固支护在土遗址保护工程中的应用与分析:新疆交河故城抢险加固工程[C]//第四届中国岩石锚固与注浆学术会议论文集.北京:中国岩石力学与工程学会锚固与注浆分会,2007:4.

[3]周丽珍.荆州市熊家冢遗址土化学加固和墓坑边坡稳定性研究[D].北京:中国地质大学,2014.

Study on the Factors Affecting the Reinforcement Project of Camel City Site

ZHAO Zhirui
（Gaotai County Museum, Zhangye Gansu 734300, China）

There are a large number of soil sites distribution in arid area of Northwest China.The paper analysis in arid area reinforcement engineering factors on the basis of established according to the cause of disease, disease manifestations and mechanism of classification of earthen sites 3 level classification and definition. The ruins of camel city is a large scale integrated ancient cultural site of the Han and Tang Dynasties in Northwest china. A large number of painted murals brick, wood and painted wood unearthed around the ruins, vividly reflects the prosperity of the cultural exchanges between China and the west.

camel city ruins；site protection；reinforcement works

K878

A

赵治瑞(1975-）男，文博馆员，本科，主要研究方向为可移动文物预防性保护及古遗址保护。

E- mail:gtzzr@163.com.