摘要:文化層通常是指古代人類活動遺留下來的痕跡、遺物和有機物所形成的堆積層,每一層代表一定的時期,考古工作即是從地層上正確劃分出上下文化層的疊壓關系。本文所涉及的文化層為太原市晉陽古城遺址中二號建筑基址東區探方中的東北壁一段,選擇此處進行搬遷保護及修復展示,主要是因為其遺存豐富、層次分明,能夠清晰展現各個時期的文化層及其人類活動遺存,包含了不同時期的文化內涵與積淀,真實體現出各個時代的歷史信息。通過制定科學合理的保護方案,按照保護要求使用恰當的保護技術,將原始的文化層原汁原味地在博物館進行展陳,具有深刻的歷史學、民族學、社會學和人類文學等多學科的文化價值。
關鍵詞:文化層;晉陽古城;搬遷保護;修復展示;文化價值
一、 文化層基本信息與保存狀況
(一)文化層基本信息
此次搬遷的文化層總高4米,分上下兩部分,各高2米,呈階梯式,階梯寬 1米。二號基址在 2017年完成考古發掘工作,下半部分文化層(2米以下)已回填掩埋,裸露2米的文化層表面風化嚴重。該文化層分為9層,由上而下分別為近現代耕土層、明清文化層、宋元文化層、晚唐五代文化層、東魏至唐建筑廢棄層、東魏建筑基址營建層、十六國至北魏層、漢晉文化層、東周文化層、生土層。其中,上半部分為5層,表面基本平整,可看到灰坑、少量陶片及瓦片等遺跡;近現代耕土層上發現有多個螞蟻洞,致使層面土質酥松,搬遷前必須進行清理加固。下半部包括4層,從保存狀況來看,南側較為平整,北側為夯土層,中間有排列整齊的磚石,接近底層有大量的小石塊及磚瓦等,整體土質較為堅硬。底部為生土層,以細沙為主。
(二)保存狀況
一是文化層由于發掘后裸露時間較長,表面保存狀況較差,尤其是上層較為復雜,土層中夾雜著各類不規則磚石、瓦片,螞蟻、蚯蚓隨處可見,導致表面土質酥松,因此在干預前必須采取保護措施;二是在整個文化層中包含有疏密不均的包含物,包含物的穩定程度不一,在清理中為最大限度地保持現狀,對每一塊包含物都要謹慎清理與加固;三是在上半部分的中間發現有一個明顯的灰坑,灰坑保護給搬遷保護加大了難度;四是文化層的下半部分包含物較多,堆積密集,凹凸不平;五是在文化層的底部為細沙,在操作中一定要保證實施過程中整個文化層的安全。
二、文化層保護搬遷
(一)文化層搬遷技術思路
一是由于該文化層是搬遷至博物館進行展示,展陳的空間要求是高4米、寬2米、厚0.08米,但土質文化層在提取中必須留出操作與損耗的空間,所以決定搬遷的文化層高4.2米、寬2.1米—2.2米、厚0.4米—0.5米。
二是為保證文化層操作與運輸安全,整個文化層分為上下兩部分搬遷。每部分需要修整為梯形,即文化層分為上下兩部分搬遷→劃線標識搬遷文化層尺寸→土質加固保護→人工挖掘文化層周邊→修整文化層呈梯形→整體石膏包裹→制作鋼結構底座及框架→運輸至博物館。
(二)文化層土質加固保護試驗
在搬遷前為保證文化層安全,必須對土質實施加固保護措施,但加固方法與加固材料必須進行反復試驗后方可確定。其中,要求加固材料不改變文物本體顏色,同時強度也必須適中。
試驗位置與面積的選擇:選擇文化層北側一處90×120cm的區域作為試驗區,并按照30×40cm大小劃分編號為1區—9區試驗塊。
加固材料:分別配制1%、3%、5%、10%五種不同比例的聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液+硅丙乳液、ParaloidB72三種加固材料。
加固方法:分別在 9個試驗區內均勻噴灑不同濃度、不同劑量的加固劑,通過觀察滲透速度、滲透深度及表面土質的色差、強度變化,判斷加固效果。
試驗結果:1.ParaloidB72滲透性好,滿足土質的強度要求,但土層顏色明顯變深。2.濃度為3%的聚醋酸乙烯乳液滲透性較好,在表面會有粉狀顆粒脫落;濃度為5%的強度適中,土層表面顏色基本無變化;10%的加固劑,滿足土質強度,但土層表面顏色泛白。3.丙烯酸+硅丙(1:1)濃度為1%加固劑,加固強度較弱,土層顏色基本沒變化;1.5%—3%濃度加固劑滲透性較差,干燥后土層表面顏色變化明顯,已形成硬殼。最終選用5%的聚醋酸乙烯乳液作為文化層表面的加固材料。
(三)搬遷保護方法
文化層周邊的擴方:根據現場實際情況,上下兩部分文化層所采取的保護技術相同,只是方式上采用的方法略有差異。因上部文化層表面已顯露出,下部文化層還埋藏在地下,所以上部文化層三面采用人工挖掘、下部文化層采用機械和人工相結合的方式,先用機械將正面挖開,明確文化層信息后再分別從三面逐層擴方。
控制確定具體的范圍:因文化層表面不是完全規整的,尺寸標識存在一定偏差,所以首先使用水平儀對搬遷區域劃線標識。
干預前的預加固:因上下兩部分的環境有所區別,所以土質的保護有所區別,上半部分土質酥松干燥,下半部分較為潮濕,加固劑的滲透效果有所區別;在表面文化層加固完成干透后,使用海綿、木板、方木制作保護板臨時進行支頂。
在表面與正面加固支護的前提下進行三面的擴方:為減小擴方時對文化層的震動與變化以及操作方便,避免土質酥松與剝落,一是采用人工三面同時自上而下進行挖掘的方式;二是在三面擴方寬度不少于1.5米的距離,保證操作空間;三是為了保證剔除減薄后的文化層穩定,防止斷裂等危險,在擴方至一半時,使用工具按照預定好的梯形尺寸修整支頂,在萬無一失的前提下繼續向下移動至底部;四是上半部分完成后,及時對文化層表面外圍實施保護。
保護目的是保證文化層在運輸過程中安全,即在保護文化層的表面貼附一層薄膜,用石膏、麻布包裹,在麻布中間排列多根木龍骨與石膏,形成一個整體,起到防震穩定的作用,下半部分的干預與前述基本相同。
文化層整體加固完成后,通常使用槽鋼制作底部支撐體,經估算文化層的重量約10噸,采用16#槽鋼作為支撐材料:一是使用水平儀確定底部水平線,并圍繞在文化層水平線6厘米以下焊接框架,作為底部支撐體的底座;二是使用較小的工具在水平線與框架間的6厘米處,打方孔穿插槽鋼,為防止打孔引發的文化層因重力不勻導致的變形,選擇從中間開始,均勻地向兩端排列進行,打孔與穿插槽鋼同步實施,保證文化層的穩定;三是插入槽鋼與底部框架焊接。
按照文化層的尺寸,在四邊固定角鐵形成長方形框架與底部支撐體焊接,形成“井”字形套箱框架。框架與文化層留有2厘米的間距,插入2厘米厚木板,在木板與文化層的空隙填充較輕且強度、韌性較好的發泡劑,最后四面框架連成一體。
三、文化層室內修復與展陳
(一)保護修復技術思路
一是根據博物館的展陳空間尺寸及樓層承重要求。在固定尺寸與厚度的前提下,要求文化層的總重量不能超過4噸。因此,從陳展的需求出發,支撐鋼材與文化層的總厚度需控制在15厘米左右,鋼材支撐體架厚度不超過7厘米,文化層減薄至8厘米,即可滿足展陳要求;二是套箱拆卸程序。為保證拆卸過程中文化層的安全,打開上端與背面逐層減薄至一定厚度時,再拆除左右套箱木板;文化層減薄至預定厚度時,實施加固保護措施,制作人工支撐體,再修復加固正面,即拆除文化層上端與背面→逐層減薄文化層→再拆除套箱兩側→繼續背面減薄→加固保護文化層背面→ 制作人工支撐體→拆除正面套箱正面修復→展陳安裝。
(二)修復措施
背面減薄:為有效避免在減薄過程中發生下滑、錯位、擠壓變形等突發情況,在干預前先將文化層向前傾斜45°并支撐固定,再使用工具從套箱兩側進行切割分離。按照減薄尺寸,使用手動或電動工具由上至下逐層減薄至8厘米。
背面加固保護:平放減薄后的文化層,再次對上層文化層中的螞蟻洞、灰坑等病害進行有效治理;為滿足展陳條件,對所有文化層進行全面的消毒殺菌,分別多次間隔噴灑適量的霉敵、殺蟲劑,對其滅菌治理,并悶蓋薄膜保障效果;在病害治理的前提下,依據試驗結果再次噴灑丙烯酸乳液實施加固;在加固后背面文化層貼麻布圍裹四周,在麻布上抹加固劑,等泥漿緩慢陰干,使麻布與文化層成為一體。
在背面保護完成后,一是選用經過防銹處理不易變形的10號角鋼與烘干不變形的木板,制作文化層展陳的人工支撐體,將角鋼與框架連接,與嵌入木板穩定后呈一個平面,形成九宮格框架,并能夠保證上下兩層連接時不變形;二是在文化層背面有規律地隔40厘米插入錨桿,以進一步錨固文化層,保障其承重均勻;三是角鋼框架為精確直角,保證文化層的嵌入,避免移位等情況的出現。
正面保護修復的思路:一是針對正面蟲害、微生物病害進行有效的治理;二是穩定加固文化層表面在運輸或減薄中灰坑、磚石瓦塊及瓷器殘塊等松動的堆積物;三是重新加深劃線標識,清晰明了地展現文化層各時代層位體現與生產活動遺跡。即文化層翻轉至正面,去除正面套箱并清理表面,對減薄過程中松動的磚石瓦塊與瓷片進行編號記錄并一一重新檢查固定,在操作過程中對文化層也一并加固,干燥后再次檢查每塊包含物的穩定性。因灰坑雜物多、顆粒較大,為防止喪失信息,依據干預前的照片資料為依據,分類、分片地謹慎加固保護,適當提高加固劑的濃度,按照灰坑原顏色逐層進行粘接加固,保證不改變原貌。
(三)展陳安裝
上下兩塊文化層連接后較高且較重,所以選擇較厚的方鋼焊接“田”字支撐架作為文化層現場固定的支撐體。先用工程線固定墻面安裝位置及角度,通過導鏈把下半部分文化層放置在既定位置,背后用角鋼與方鋼焊接固定。同樣用導鏈把上部文化層安放在已固定的文化層上,調整角度后,用角鋼與方鋼焊接固定,并將上下文化層銜接處焊接。
(四)文化層四周及銜接位置的處理
兩塊文化層的銜接處,四周角鋼因表面粗糙都需進行處理,尤其是銜接的地方,要充分考慮到上下文化層的土質顏色協調性及包含物的時代特性,并按照文化層高度進行修補協調 。
四、搬遷與修復展陳中的感受
一是此文化層被搬遷至室內保存,原環境完全改變,選用的保護材料要求不改變原有土質顏色,并保證適中的強度,完全符合展陳要求,效果也差強人意。
二是文化層病害治理中采用的是土木工程中錨固法,可有效對文化層多點支撐、減輕底部壓力起到很好的作用,同時對整體文化層與人工支撐體的有效結合也起到了不可代替的作用。
三是搬遷和修復中支撐體采用鋼結構的優勢:1.鋼結構底座與套箱外鋼材框架連接,文化層整體更加緊固;2.鋼結構強度高,在吊裝、運輸、展陳運輸過程中不會受重力影響彎曲變形,且耐老化性更持久。
參考文獻:
[1]裴靜蓉,李在青.晉陽古城大遺址公園構想[J].中國文化遺產,2008(01):32-35.
[2]袁傳勛.土遺址保護材料綜述[J].敦煌研究,2002(06):103-105.
[3]孫滿利.土遺址保護研究現狀與進展[J].文物保護與考古科學,2007(04):64-70.
[4]李璐.干旱環境下石窟與土遺址保護加固施工工藝研究[D].蘭州大學,2014.
作者簡介:
劉俊(1983—),男,漢族,河北武強人。本科學歷,文博館員,研究方向:文物保護。