西北干旱地區土遺址保護加固工程的影響因素研究
——以駱駝城遺址加固工程為例

趙治瑞

（高臺縣博物館，甘肅 張掖 734300）

西北干旱地區土遺址保護加固工程的影響因素研究
——以駱駝城遺址加固工程為例

趙治瑞

（高臺縣博物館，甘肅 張掖 734300）

我國西北干旱區分布大量的土遺址,在分析干旱區土遺址加固工程的影響因素基礎上,建立按病害成因、病害表現形式和形成機理分類的土遺址病害3級分類體系和定義。駱駝城遺址是西北地區現存漢唐時期的大型綜合古文化遺址，遺址群以遺存豐富、保存完整、分布廣泛而著稱。遺址周圍出土的大量彩繪壁畫磚、木板畫和彩繪木器，栩栩如生地反映了該時期中西文化交流的繁榮景象。

駱駝城遺址；遺址保護；加固工程

我國西北干旱環境下的土遺址主要有古城、長城、關隘、烽燧、土塔及陵墓等。土遺址主要是粉質黏土或粉質沙土夯筑，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，在干燥時有相對較高的強度，一旦遇水即強烈崩解。這就決定了土遺址是遺址文物中較難保存的一類。因西北干旱區干旱少雨的獨特氣候條件，使得露天土遺址得以保存下來。但是，千百年來，嚴重的風蝕和集中式強降雨沖刷破壞，大批的土遺址風化、大面積坍塌，正遭受毀滅性的破壞。

駱駝城遺址地處河西走廊中部，是我國古絲綢之路交通要道上的一處保存規模較大、較為完整的漢唐古城遺址，周圍的墓群也是目前國內分布密集、保存完好的大墓群，而且南部戈壁地帶分布有漢晉十六國時期的墓葬，充分反映了古代絲綢之路沿線經濟開發、文化交流、民族融合的歷史事實。對研究漢唐時期西部政治、經濟、文化、軍事和民族融合具有重要的歷史文化價值。同時在弘揚中華民族優秀傳統文化，加強愛國主義教育，促進文化傳播和經濟發展方面發揮著重要的作用，因此對駱駝城遺址的加固工作具有重要的意義[1]。

1 西北干旱區環境特征

西北干旱區位于歐亞大陸的中心，四周為一系列高山高原所環繞，遠離海洋，濕潤的海洋氣流很難進入使本地區的氣候特征如下：①干旱少雨，以集中式降雨為主，年內分配極不均勻，一般在200 mm一下。②大風、沙暴強勁且頻繁，風速超過5 m/s的“起沙風”經常出現，且受西伯利亞內蒙古高壓影響，西北風盛行且風力強大；③日照豐富、蒸發旺盛、溫度變化大。

2 駱駝城遺址現狀

駱駝城遺址位于高臺縣駱駝城鄉西灘村，分南北二城，現存遺跡為城墻、馬面、甕城、腰墩、角墩、古井、夯土臺基等，整體輪廓清晰、結構較完整。墻體系夯土版筑，夯層厚10～15 cm，夯土構成城墻主體，以楔形體自下而上夯筑而成。遺址雖然整體上保存較好，但是因其地處戈壁沙漠地帶，自然條件比較差，所以導致遺址風化、雨蝕、洪水侵蝕十分嚴重；同時受到一些人為干擾，例如移民開荒、農村生產、古墓葬盜掘、采礦、取土等，導致遺址所遭受的破壞越來越嚴重[2]。

3 駱駝城遺址加固工程的影響因素

3.1 土體力學特質影響

土體力學特質主要包括抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度等。駱駝城夯土墻抗壓強度比較小，因此遭受分化的程度也都不同，呈現隨風化程度加深而減小的趨勢；生土層因為沉積時間較長，其膠結良好，所以具有較好的抗壓強度[3]。駱駝城高臺夯土墻體抗剪強度和抗拉強度較差，因此使得部分墻體受風化較嚴重，同時高臺夯土墻體由于施工時間間隔、位置差異、風化程度差異都不相同，導致抗剪強度指標分布較廣，隨風化程度的加深而不斷減小。

3.2 土體化學特性影響

本文中土體化學特征主要指可溶鹽的含量和種類，駱駝城遺址所在地層易溶鹽化學成分與地貌單元的關系比較密切，且地下水可溶鹽的含量非常高，氣候十分干燥，在毛細力的作用下，鹽分會大量的聚集在地表上。同時通過對浸出液的分析可知，水質類型主要為Ca-Na-SO4-Cl型。從現場調查的結果看，降水淋濾沿地表匯聚，易溶鹽富集明顯，土體呈現出白色、黃色的鹽層，導致地表松軟，不利于加固施工。

4 駱駝城遺址病害表現

駱駝城是利用天然土質材料經過夯土板筑施工而成，性質脆弱，在長期風沙場作用下容易遭受嚴重的侵蝕破壞，劇烈的溫差引起土體熱脹冷縮加速了土體本身的疏松、剝落。并且偶爾的集中降雨也對遺址帶來了極大的破壞，包括雨水沖刷形成墻面沖溝和雨水面流及濕化引起的表面泥滑。其次就是基礎掏蝕凹進病害，它可以造成裂隙發育及擴展、引起錯落及崩塌。另外駱駝城的裂隙也比較嚴重，主要為墻體接縫、卸荷拉裂裂隙或在二者基礎上進一步發展演化的風化裂隙，多近于直立，垂直墻面切斷墻體，會造成墻體傾倒、崩塌。

5 駱駝城遺址需要加固的工作

5.1 遺址墻體表面的加固

在西部干旱區，溫差和風雨天氣對露天土遺址的破壞力是非常大的。因此要采取相應的措施來對土遺址表面進行防風化處理，提高其抗侵蝕能力。研究表明，粉土中的黏土礦物經PS（一種新型的無機加固材料）處理后，可使片狀、離散、晶態的黏土礦物微觀結構發生變化，形成一種致密的非晶態網狀膠凝體，從而使其力學性能發生巨大變化。證明：①土遺址土體樣品經PS滲透加固后，其耐風蝕強度提高10～13倍，②遺址土體耐水性顯著提高，因此噴灑PS滲透處理后的土遺址有很好的防風蝕、雨蝕效果。

5.2 墻體懸空面和坍塌區的加固

在駱駝城遺址保護中，根據目前情況來看，需要采用土坯砌筑加固方式，來對生土和夯土墻體的懸空面與坍塌區進行加固。加固過程中要注意，土坯砌筑技術需謹慎使用，尤其要注意不能砌補過量，密實充填砌體與土遺址本體之間要留有一定的空間。要選擇與遺址土相近的粉土來制備加固用的土坯，根據駱駝城遺址的實際情況確定土坯的含鹽量、含水量、干密度等，并設計合理的砌筑泥漿所用粉土的加模數和水灰比，混合適宜濃度的PS漿液，同時需注意，使用錨桿連接來增強砌筑體與文物本體土坯砌補的加固效果。對于施作前期已經開裂破壞的土坯，要將其拆除，然后砌補新的土坯，以保證加固效果的長期性和穩定性。

6 結束語

駱駝城遺址為研究古代河西絲綢之路的歷史，為研究五涼時期河西地區政治、經濟、文化、軍事和民族融合提供了極為重要的實物資料，具有重要的文化價值。文章根據駱駝城遺址的現狀及施工后的成效，總結了駱駝城遺址加固工程的影響因素，并提出了一些加固過程中行之有效的辦法，西北干旱地區土遺址保護人員在參考本意見時要結合實際情況，合理運用，保證遺址加固工作的順利進行。

[1]裴強強,孫紅強.土遺址加固保護工程資料應用與管理:新疆交河故城搶險加固工程[J].敦煌研究,2008(3):103-108.

[2]李最雄.錨固支護在土遺址保護工程中的應用與分析:新疆交河故城搶險加固工程[C]//第四屆中國巖石錨固與注漿學術會議論文集.北京:中國巖石力學與工程學會錨固與注漿分會,2007:4.

[3]周麗珍.荊州市熊家冢遺址土化學加固和墓坑邊坡穩定性研究[D].北京:中國地質大學,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

趙治瑞(1975-）男，文博館員，本科，主要研究方向為可移動文物預防性保護及古遺址保護。

E- mail:gtzzr@163.com.