研究性保護(hù)加速破解西北長城夯筑“秘訣”

　　新華社蘭州12月4日電 題：研究性保護(hù)加速破解西北長城夯筑“秘訣”

　　新華社記者何問

　　在我國文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域的首個(gè)多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室，1:1基于傳統(tǒng)工藝制備的夯土墻體試驗(yàn)樣品正在經(jīng)歷“太陽”的照射。“太陽”由9盞架設(shè)在屋頂?shù)臒艚M成，經(jīng)過人工調(diào)節(jié)，一次照射周期就能模擬一輪太陽的東升西落。

　　“實(shí)驗(yàn)室可以加速模擬漫長而微妙的自然變化，幫助更快獲知長城對(duì)不同環(huán)境的響應(yīng)機(jī)制，以及對(duì)不同保護(hù)措施的耐候性。”敦煌研究院保護(hù)研究所副所長裴強(qiáng)強(qiáng)說。

　　這是敦煌研究院國家古代壁畫與土遺址保護(hù)多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)場(chǎng)景。（受訪者供圖）

　　西北地區(qū)多以黃土夯筑長城為主，在漫長時(shí)光中，墻體根部掏蝕凹進(jìn)、墻面風(fēng)化剝落、裂隙發(fā)育等病害都在加速長城的“衰老”。

　　“文物保護(hù)要從搶救性保護(hù)向預(yù)防性保護(hù)轉(zhuǎn)變，就必須搞清楚文物劣化的深層次機(jī)理。”敦煌研究院副院長郭青林說。

　　長城體量大、周邊自然環(huán)境復(fù)雜。老一輩文物工作者在專注對(duì)長城本體進(jìn)行“搶救”的同時(shí)，通過開展小體量的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和足尺現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)積極探索預(yù)防性保護(hù)之道。國家古代壁畫與土遺址保護(hù)多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室就是我國文物科技領(lǐng)域一次全新探索。

　　多場(chǎng)耦合，指模擬溫濕度、光照、降雨、降雪多因素時(shí)序性自然環(huán)境條件。裴強(qiáng)強(qiáng)介紹，實(shí)驗(yàn)室從規(guī)劃到建成，前后歷時(shí)近15年，他們基于不同區(qū)域10年間的基礎(chǔ)氣候資料，分析總結(jié)提取了對(duì)長城影響較大的極端天氣和氣候環(huán)境，并想方設(shè)法在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)模擬加載。

　　2020年底，多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室正式投運(yùn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室不僅具有時(shí)間可控、變量可控、條件可重復(fù)、能進(jìn)行足尺模型試驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)，還能承載數(shù)噸重的大型土遺址樣品，可在較短時(shí)間內(nèi)模擬土遺址長期受自然環(huán)境影響出現(xiàn)的病害。

　　截至目前，甘肅省已經(jīng)突破并掌握了包括錨固灌漿加固技術(shù)、支頂加固技術(shù)、表面防風(fēng)化技術(shù)在內(nèi)的一系列土質(zhì)長城保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)，并形成了一整套成熟的保護(hù)理論和工藝技術(shù)規(guī)范。針對(duì)根部掏蝕土遺址病害發(fā)育機(jī)制與穩(wěn)定性問題，多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室獲得了相關(guān)理論性指標(biāo)。

　　這是9月11日在敦煌研究院國家古代壁畫與土遺址保護(hù)多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室冬季倉拍攝的正在試驗(yàn)中的土遺址監(jiān)測(cè)樣品。新華社記者 張智敏 攝

　　裴強(qiáng)強(qiáng)介紹，目前長城保護(hù)修復(fù)最大的難點(diǎn)還是對(duì)古代傳統(tǒng)工藝的科學(xué)認(rèn)知。

　　萬里長城“因地制宜”建造，在千百年中矗立不倒，其背后體現(xiàn)了古人獨(dú)特的建造智慧。

　　甘肅東西綿延1600多公里，從東向西，土壤中沙子、石頭逐漸增多，土壤黏性逐漸降低。古人便利用紅柳、蘆葦?shù)戎参餅殚L城“加筋”，通過植物的拉接力提高墻體的整體穩(wěn)定性。長城的營造技術(shù)可以形容為傳統(tǒng)夯筑工藝的“升級(jí)版”。

　　裴強(qiáng)強(qiáng)說，古代技藝的傳承主要依靠工匠口口相傳，沒有留下詳盡的文字資料，科研人員只能通過分析試驗(yàn)來模仿、模擬。比如，相傳在夯土中加入粥漿、羊桃藤、紅糖水等物質(zhì)，可增加墻體強(qiáng)度。他們也用試驗(yàn)證實(shí)了它們的作用，但具體的配方、工藝仍需摸索。

　　在與多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室相距不遠(yuǎn)的另一座實(shí)驗(yàn)室里，記者還看到許多不同的夯錘和各種圓柱狀的夯筑樣品。

　　“我們?cè)跓o限趨近長城建造的真相，但總有距離和困惑。”裴強(qiáng)強(qiáng)說，未來他們希望通過研究試驗(yàn)，不斷構(gòu)建不同區(qū)域環(huán)境下長城建造技藝的指標(biāo)性理論，深化對(duì)長城建造智慧的認(rèn)識(shí)。

　　這是5月17日在甘肅省嘉峪關(guān)市拍攝的懸壁長城（無人機(jī)照片）。新華社記者 陳斌 攝

　　2022年9月，明長城西端起點(diǎn)所在的嘉峪關(guān)在實(shí)施一項(xiàng)長城保護(hù)修繕工程中，融合運(yùn)用了研究性修繕理念。在修繕中，文物工作者除了在長城表面滲透PS材料（一種高模數(shù)的硅酸鉀溶液）進(jìn)行加固外，還實(shí)施了紅柳麻絲加筋、麻撮加筋、草泥抹面、夯筑砌補(bǔ)等傳統(tǒng)工藝保護(hù)措施。

　　甘肅省文物局副局長仇健說，當(dāng)前長城保護(hù)正由注重?fù)尵刃员Ｗo(hù)向搶救性與研究性、預(yù)防性保護(hù)并重轉(zhuǎn)變。