浅议不可移动文物本体与周边环境整体保护

李建荣

摘要：嘉峪关长城第一墩是明代万里长城西端的第一座墩台，由于受到修筑材料本身特性和自然、人为等因素影响，本体产生各种病害;另外第一墩赋存载体崖壁下方常年受到河水冲刷和侵蚀，受自然重力卸荷因素的影响，墩台东西两侧的崖壁顶部形成贯通性裂隙，导致墩台近1/5崩塌，严重危及墩台本体安全。通过对墩台本体的保护维修，延缓了墩台病害的加剧，同时对墩台赋存环境进行保护，对墩台的长期保存起到了积极作用。

关键词：长城第一墩;病害;本体与周边环境整体保护

一、概况

嘉峪关长城第一墩又名“讨赖河墩”和“头墩”，位于嘉峪关关城南7.5km讨赖河北岸56m的崖壁之上。它是明代肃州西长城的尽头，又是明代万里长城最西端的第一座墩台。该墩台由肃州兵备道李涵于明嘉靖十八年至十九年（公元1539-1540年）监筑。

为了确保长城第一墩文物安全，嘉峪关市政府于2010年实施了长城第一墩本体加固和崖壁锚固工程，对墩台本体结构进行了补强;2012年实施了嘉峪关长城第一墩文物保护防洪工程，阻隔了河水对第一墩赋存崖壁的掏蚀;2013年又实施了第一墩崖壁锚固二期工程，对第一墩下方及墩台东西312米跨度崖壁进行了系统锚固，这些工程的实施保证了第一墩的文物安全。

二、保存现状

长城第一墩原高14.5m，底邊长、宽均为14.5m，现存墩台长13m、宽10m、最高处高约9m。由于常年风吹雨蚀，墩台表面产生各种病害，另外墩台下崖壁常年受到讨赖河水冲刷、风雨侵蚀等原因多次崩塌，导致墩台约1/5随着崖壁的崩塌坠入河谷。

1.第一墩本体病害

（1）片状剥离

片状剥离是指土遗址表面在外营力和内营力的作用下疏松起壳，在外力和重力的作用下片状或块状脱落。长城第一墩长期处于干旱环境中，温、湿度变化大，土遗址表面的较脆弱部位易出现剥离。

（2）酥碱

酥碱是指土遗址在水的作用下，内部的盐分在表面富集，由于盐分反复结晶溶解，内部不断疏松，在外营力的作用下土遗址出现掏蚀凹进。

（3）冲沟

冲沟是指在雨水长期作用下，土遗址表面低洼部分形成较明显的冲蚀痕迹。第一墩墩台由于长期的受到风雨侵蚀，北侧顶部至中部形成明显的冲沟。

（4）裂隙

裂隙是指土遗址在外力和内力等因素作用下形成的裂缝。长城第一墩本体由于长期强烈的温湿差引起土体反复胀缩、冻融、卸荷和地震等自然因素影响下产生裂隙，主要有卸荷裂隙和冲沟裂隙。

（5）病害成因分析

1）组成墩台的土体性质是本体病害产生的内因。土体的抗冲刷、抗崩解、抗侵蚀的能力较差，在长年的风沙雨雪侵蚀下，土体结构逐渐松散，孔隙率增大，密实度变小，风化病害日益严重。

2）第一墩所处的自然地理环境是本体病害产生的外因。嘉峪关的戈壁气候对墩台本体的耐久性产生着不利影响，主要表现：区域内年温差和日温差较大，使得墩台土体经受着频繁的热胀冷缩循环;区域内强降雨多集中于夏季，强烈的冲刷作用对墩台表层土体产生了极大的破坏;区域内常年多风，风沙吹蚀造成了墩台表面土体的损伤和流失。

2.第一墩赋存环境病害

（1）崖壁裂隙

长城第一墩赋存的崖壁顶部东西两侧，分布有三条延伸较长贯通性卸荷裂隙，其中一条在墩台东侧距崖壁边缘3.8m处，可见长度为45m，裂隙宽度为2 5cm，第一墩本体就在该区域，直接关系长城第一墩本体的安全。另一条裂隙则距崖壁边缘2.0-5.6m，裂隙宽度为2-80cm，可见长度78m，裂隙向墩台延伸趋势明显。还有在第一墩西侧，也存在裂隙，宽度1-3cm，长约90m。这些卸荷裂隙走向与崖壁面走向平行，表现为上宽下窄，危岩体底部悬空。裂隙的存在威胁着第一墩的稳定。

（2）崖壁底部河水掏蚀

第一墩墩台下的讨赖河属于季节性河流，常年有水，尤其6-9月的径流量占年径流量的一半以上，尤其在丰水期产生洪水，对崖壁基础形成十分严重的冲刷和掏蚀。

（3）病害成因分析

墩台赋存的崖壁由于河水常年冲刷、侵蚀，高差有56米，崖壁顶部边缘在卸荷作用影响下，易形成拉力带，产生卸荷裂隙。崖壁岩性均为卵石，胶结强度低，整体性差，易于变形失稳。

崖壁位于讨赖河边缘，由于河流在此河谷坡降大，流速高，6-9月份洪峰时流量剧增，水流对河床的冲刷掏蚀，会引起河岸岩体崩塌。另外河水的浸泡，使崖壁底部泥质胶结软化，造成岩体强度降低，使崖壁失稳。

三、病害治理措施

1.墩台本体的保护措施

（1）墩台临空侧土体补强加固

墩台临空侧（南侧）土体被裂隙切割，处于不稳定状态，采用锚固和注浆的方式对其进行补强加固，结合锚固对主要贯通裂隙进行注浆加固，浆液采用水玻璃类浆液。

（2）片状剥离、酥碱修复补强

为贯彻“最小干预”的文物修缮原则，对存在于文物本体表面的众多片状剥离、酥碱进行重点局部加固。采用局部嵌补的方式仅对墩台底部的、影响墩台稳定的主要片状剥离、酥碱进行嵌补加固，局部嵌补采用灰土材料。

（3）冲沟加固

由于雨水的冲刷，墩台顶部及中部土体上存在冲沟，冲沟日益加深，对墩台本体的稳定性、耐久性均产生了不利的影响。为防止和减缓冲沟的进一步深化，对冲沟部位的土体进行微型钻孔注浆加固，表面加固采用PS浆液。

（4）墩台表面防风化加固

由于工程直接实施于文物本体表面之上，为了达到既保护墩台本体又不对文物外观造成太大影响，对文物本体采用喷涂PS防风化浆液的方法进行防护处理。

2.赋存环境的保护措施

（1）崖壁锚固 墩台赋存的崖壁顶部主要分布有三条贯通张开的卸荷裂隙，对裂隙稳定性处理，对墩台安全至关重要。在2010和2013年实施崖壁锚固时，考虑到文物安全，锚固体设计安全系数为2.2，锚杆筋体设计安全系数为1.8。拉力分散型锚索采用4ФPs15.2高强度、低松弛钢绞线制作，长10m。普通锚杆采用钢筋锚杆，长度8-12m，为非预应力锚体。抗剪加强锚杆采用10#槽钢和Ф28的螺纹钢筋制作，单根长12m。通过在危岩体上交叉设置12排锚杆、锚索，在崖壁上形成了一张约15600m²密织形的网，阻止了崖壁裂隙的继续发育，确保了崖壁的稳定性。

（2）崖壁底部冲蚀凹槽嵌补 对危岩体进行锚固和注浆加固的同时，采用C25素混凝土对河水冲刷掏蚀形成的崖壁底部凹槽进行嵌补，嵌补高度2.5m，厚度1.5m，对悬空的崖壁形成强有力的支撑，加强了崖壁的稳定性。

（3）地表排水

对崖壁顶部卸荷裂隙注浆后表面宽大裂隙采用粘土夯填处理，对场地进行平整，在距离崖壁15m位置设置排水沟和集水井，均采用C25水泥现浇，防止外渗，在雨天可以有效将雨水进行收集，避免雨水流入裂隙，造成崖壁坍塌。

（4）重修拦水坝

讨赖河常年流经长城第一墩区域，原有260m简易拦水坝，由于渗漏严重，不足以阻断河水对墩台下崖壁的冲刷、浸泡。2012年嘉峪关市政府在该区域按照100年一遇防洪标准修建了全长500m的拦水坝。坝体采用卵石堆砌，坝体断面为梯形断面，并采用浆砌石砌筑，坝体高6.3m，坝体宽8m，坝体距崖壁约25m，为了增加坝体防洪和抗洪能力，坝体迎水面设置了5座导流丁坝，有效的保护了防洪坝堤脚，起到延长拦水坝使用寿命、保护文物本体的目的;同时由于坝体距崖壁约25m，也有效地的防止了河水渗透至崖壁底部。

四、结论

长城第一墩由于其自身建筑材料的物质特性，其保存受到日照、温度、湿度、降雨、降雪、风沙等因素的影响较大，病害也是由这些自然因素长期作用而形成，对本体进行适度人为科学干预，如对本体裂隙锚固注浆、对冲沟进行嵌补、表面防风化处理等，可以有效地减缓本体病害的发生。同时通过对墩台赋存载体崖壁进行锚固，对墩台赋存载体崖壁底部河水掏蚀凹槽进行混凝土嵌补，提高了崖壁稳定性;在崖壁下方重修拦水坝，很好的阻隔了河水对崖壁的掏蚀和侵蚀，杜绝了崖壁失稳垮塌，导致墩台灭失。墩台本体与其所赋存环境的整体保护，有利于文物本体的保存，也是促进文物本体长期保存的有效手段。由于不可移动文物本体所处环境不尽相同，如何进行整体保护，措施必须因地制宜。嘉峪关长城第一墩本体与周边环境的整体保护，效果十分明显，为移动文物保护工作的拓展延伸提供了借鉴。