遵義海龍屯遺址飛龍關飛鳳關病害及成因分析

陳 憲 忠

(遵義海龍屯文化遺產管理局，貴州 遵義　563000)

1　海龍屯概況及地質條件

海龍屯位于貴州省遵義市匯川區的龍巖山巔，距離市中心有25 km，景區面積為3 km2，屬于婁山省級風景名勝區范圍內[1]。

海龍屯始建于唐朝，擴建于南宋及明朝，同時也在明朝被焚毀。海龍屯四周山谷環繞，四面陡峭，溝壑縱深，播州土司在屯頂圍筑土城、月城，其中還包括有樓房、倉庫、水牢等；而屯前設有銅柱、鐵柱、飛龍、飛鳳等九道關隘，而且各關之間還有護墻相互連通，隨陡峭的地形綿延十余里，是古代播州土司楊氏屯兵的軍事要塞，是全國唯一保存完好的中世紀軍事古堡，也是研究西南地區土司歷史的重要文物[1，2]。

1.1　氣候條件

海龍屯景區地處低緯度，冬無嚴寒，夏無酷署，氣溫垂直差異明顯。一年中，一月份平均氣溫最低，七月份平均氣溫最高，當地降雨充沛，年降雨量在1 100 mm～1 200 mm之間。由于氣候溫潤潮濕，所以景區植被較為茂盛[1]。

1.2　工程地質條件

海龍屯在大地構造上屬揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱，基底由元古代前震旦系板溪群淺變質巖組成，蓋層發育。出露地層為震旦系燈影組地層，地層傾角5°～15°，其巖性分上、下兩段不同，上段為白云巖、礫質砂巖、硅質角礫巖，下段為白云巖、硅質磷塊巖、粘土巖。海龍屯位于遵義—貴陽地震區域，而貴州地震基本上都屬于淺源地震，震源深度主要集中在7 km～11 km這一區間內。根據歷史記錄發現地震對海龍屯破壞嚴重，至今裂縫清晰可見，在日后保護工作中需要對其設防。

2　飛龍關、飛鳳關主要病害及成因分析

飛龍關、飛鳳關病害材料上存在砌塊老化，結構上存在裂隙發育、基礎沉降，穩定性上存在墻體鼓脹、孤墻失穩、拱圈失穩，賦存巖體上存在邊坡失穩、邊坡危巖體發育，賦存環境上存在雨水滲漏、生物病害[2]。

2.1　裂隙發育及成因

飛龍關與飛鳳關結構裂隙均較為發育，在飛龍關可見結構裂隙8條，飛鳳關結構裂隙31條，見圖1。

裂隙產生的主要原因有以下幾點：

1)基礎不均勻沉降，部分關體隨之產生位移，導致關體出現裂隙[3]。由于雨水等對巖石砌塊的風化作用以及墻體內填充物的沖刷，使得關體發生不均勻沉降進而導致裂隙發育；

2)關體砌縫粘結物粘結能力較差甚至已不復存在，為裂隙產生和發展提供了條件；

3)砌塊由于風化、抗拉或者抗壓強度不能滿足要求產生斷裂；

4)植物生長對關體的根劈作用：基礎不均勻沉降產生的；

5)關體坍塌導致關體結構失穩，應力重分配產生的裂隙；

6)凍融作用。

2.2　砌塊老化及成因

關上城墻的砌塊存在強度降低、裂隙發育等病害。在上千年風吹日曬的作用下，石材風化明顯，強度降低。尤其在關體變形的情況下，部分石材需要承受更大的剪力，在應力集中和日益加重的風化作用下，砌塊產生裂隙[3-6]。

飛龍關、飛鳳關石材主要分為砂巖、灰巖、泥質灰巖三種。泥質灰巖本身抗風化能力較弱，在不穩定環境條件下，自身風化速度較快。泥質灰巖在關體結構中主要起嵌補作用，泥質灰巖風化嚴重以后，不能作為受力構件，所承載的力傳遞到周圍其他砌塊上，使周圍產生應力集中的現象。

砂巖風化也比較嚴重，表面風化嚴重，在剪力作用下，延層理易產生裂隙，垂直層理時易剪斷整個砌塊。

灰巖抗風化能力較強，裂隙產生的主要原因是關體變形產生的應力集中。

為了建立海龍囤石材庫，采用回彈儀和超聲回彈法對1/4的石材(約700塊)進行了工程檢測，發現部分砌塊強度不能滿足現在的載荷要求，裂隙發育，影響關體穩定性[4，7]。飛龍關石柱隨邊坡向西北方向移動，已基本與墻體脫離，且向殺人溝一側傾斜，傾角86°。石柱底部存在拉裂隙，岌岌可危。尤其在地震等外力作用下，將徹底遭到破壞。

2.3　結構失穩及成因

飛龍關石柱隨邊坡向西北方向移動，已基本與墻體脫離，且向殺人溝一側傾斜，傾角86°，見圖2。石柱底部存在拉裂隙，岌岌可危。尤其在地震等外力作用下，將徹底遭到破壞。

飛鳳關拱券由于其拱腰兩側關體向東西兩個方向發生變形位移，關體給予拱券的反力變小，拱券結構相對松散，拱券裂隙發育，其中拱券南側一塊合龍石已掉落，其他合龍石(尤其北側部分)岌岌可危，如圖3所示。

飛龍關、飛鳳關局部結構失穩原因主要有以下幾點：

1)受關體坍塌影響，使得存留下來的關體自身結構遭到破壞，加上外界不利因素，從而產生失穩現象。

2)關體裂隙的逐漸發育，也是導致結構失穩的重要原因。

3)雨水滲漏。一方面使關體內部結構失穩，一方面使砌縫間的填充物質流失。

4)受地震影響。據管理人員介紹，在汶川地震發生以后，飛鳳關拱圈就產生一條新的裂隙。

2.4　關體坍塌及成因

飛龍關坍塌嚴重，現在仍可見關內構件四處散落。而飛鳳關東側墻體整體坍塌，北側圍墻坍塌嚴重，見圖4。構件四處散落，坍塌后的墻體穩定性受到很大影響，部分墻體出現傾斜，裂隙發育。

飛龍關、飛鳳關關體坍塌有以下幾個因素：

1)飛龍關坐落在殺人溝邊坡上。

邊坡由于巖層斷裂，向西北方向滑移，關體部分發生位移引發關體坍塌；而飛鳳關關體外部為砌塊堆砌，內部為片石堆砌石渣填土填充，這種結構在膠結物密度降低后，易發生錯位，使上部重力不能直接傳到基礎，對墻體產生向外的推力，導致墻體坍塌。而且墻體在建筑時向內部傾斜一定角度保證墻體的穩定性，但是當結構破壞后，這向內的分力為墻體破壞提供了內部動力[8-10]。

2)戰火破壞。

平播戰役中，官兵對關體進行了人為破壞，對使關體結構不完整，造成很大破壞的同時也一定程度上消弱了抵抗外力破壞的能力。

3)閃電。

據工作人員介紹，飛龍關北側墻體上部曾遭受閃電，頂部幾塊砌體被擊飛。

4)地震。

關體在地震作用下，關體結構整體性受到影響，可能會引起坍塌。

5)受其他病害如裂隙發育、砌塊老化、雨水入滲和生物病害等的影響，也加劇了對關體的破壞進程。

2.5　雨水滲漏及成因

雨水滲漏主要發生在飛鳳關頂部。頂部合龍石由于結構變形、雨水沖刷已發生嚴重位移，北側頂部已冒頂。而飛龍關關體內部填充的碎石和填土也由于雨水滲漏致使內部空洞、裂隙較多，見圖5。

關體整體基本無防滲能力，雨水可延關頂直接入滲至關體，由于雨水入滲使關體內部巖渣及填土向關體下部及外部運移，使關體頂部產生凹陷。對拱券、關體的細顆粒物質(包括鹽分)等運移至關體表面。雨水將鹽分遷移至拱門表層，存在很多鹽類的結晶，使關體產生鹽害，產生結皮。關內的巖渣顆粒及土也被雨水帶走，一方面使關體背部粘結能力降低，另一方面為石材表面風化提供了條件，從而導致關體結構失穩[11]。

2.6　生物病害及成因

1)關頂植物生長。

夏季地表植被生長旺盛，海龍囤植被主要為蘚苔植物、藤本科植物、灌木和雜草。關頂植物生長，尤其是木本植物的生長，對關體結構產生不利影響，并為雨水入滲提供更便利的條件。其中根系發達的藤本植物和蘚苔植物對固定一些松散土石有利。但是若植物根系直接生長至砌縫中，植物根系的根劈作用會使砌縫不斷張開，見圖6。

2)關體裂隙內植物發育。

植物在關體裂隙內生長，對裂隙的發育起到促進作用，根劈作用明顯，部分根莖直徑可達7 cm。同時植物在生長過程中產生的代謝物以及腐敗之后形成的腐殖質都會加速巖體的風化破壞進程。

3　結論與建議

海龍屯是全國唯一保存比較完好的中世紀軍事城堡，是研究南宋時期西南地區土司文化歷史的實物例證。它直接反映了南宋時期土司文化作為西南的政治、文化和社會文化狀況，具有很高的社會文化價值[1，2]。此次對海龍屯進行了詳細的地質調查工作，得出的結論如下：

1)飛龍關部分巖體風化剝蝕現象嚴重，表現為表面粉化脫落、鹽性結晶、表面溶蝕、層狀脫落、鱗片狀脫離脫落以及微孔等風化現象。

2)飛龍關、飛鳳關巖體出現滲漏水和雨水面流沖蝕現象，嚴重影響外觀和安全。

3)海龍屯景區內植被發育，植物水文地質效應和力學效應較為明顯，對巖體穩定性形成正負雙面效應。

4)飛龍關、飛鳳關現存的許多病害類型并不單一，它們相互影響、相互促進，從而加快了對關體的破壞進程。

為了使文物可以更長久地留存，應該對其現存的病害進行及時有效的治理。在遵守文物保護原則的前提下，對關體進行加固治理。

1)對于關體裂隙發育病害，可采用裂隙注漿、部分縫隙較寬處重新砌補的辦法進行治理。

2)對關體結構失穩的墻體需進行加固，對于較為危險的地方可進行拆砌歸安，同時對坍塌區域砌塊進行歸納整理。

3)對于降水對關體穩定性的影響，可在文物區域外沿設置截排水溝，將地表水引至遠離文物本體的一側，同時對裂隙進行注漿封堵，杜絕地表水下滲，截斷地表水面流。

4)對遭受風化、植物生化作用破壞嚴重的巖體，可進行防風化處理和生化處理或者對病害產生的環境進行控制及改變，減緩砌塊的強度損失速率，從而有效的保護維持關體的穩定。

參考文獻：

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