秦俑坑土遗址的加固保护

【秦俑百问微讲堂】秦俑坑土遗址的加固保护陕西学习平台2021-03-09订阅

不同方法加固隔墙示意图。秦兵马俑坑为地下坑道式土木结构建筑，俑坑的边壁和坑内的一道道土隔墙，就像房屋的围墙和屋内隔墙一样，是支撑房顶的重要结构体。从陪葬坑角度讲，兵马俑是随葬的主体，俑坑建筑是载体，二者密不可分。因此，原来的俑坑建筑也就是我们现在说的俑坑遗址，自然应当与陶俑陶马和青铜兵器一样，受到重视，得到保护。秦兵马俑原来排列在坑下的过洞中（坑道），由于俑坑的土隔墙和坑顶上的填埋土坍塌，坑内的过洞及陶俑陶马等随葬品被掩埋。考古发掘后，俑坑过洞中的坍塌土被清理取走，坑的边壁和坑内的土隔墙被暴露出来，成为孤立的状态。被孤立的俑坑隔墙失去了原来的地下毛细水循环环境，加之秦俑坑遗址保护大厅使得俑坑遗址长期处于比较干燥环境中，导致俑坑遗址失水干燥，土壤颗粒收缩。久而久之，隔墙和坑壁上就形成了许多裂缝，且随着时间的推移，裂缝不断变宽、加长。若不及时治理，随时都有垮塌的危险。如果隔墙因开裂而垮塌，不仅是土遗址遭到破坏，也会砸倒过洞中的陶俑陶马。为了妥善保护好这一珍贵的人类文化遗产，文物工作者在土遗址的保护方面做了大量探索性工作。1988年专家们开始就土遗址加固和防风化进行研究，很快确定了几种方法对秦俑坑中的土隔墙进行加固。第一种是“U”型和“H”型钢支架加固法。“U”型支架用于过洞内陆面无遗迹处；“H”型支架用在过洞地面上有遗迹的部位。根据一号坑土隔墙已出现的裂缝迹象高度，确定连接支架两端支柱的横杠高度。共加装支架18个。加固前支架经过防锈蚀处理，加固后再进行作旧修饰。虽然这种方法起到了加固隔墙、防止坍塌的作用，但是不甚美观，并且影响到过洞内兵马俑的准确复位，是在当时条件下的一种临时性防护方法。第二种是钢板相夹加固法。为了不影响土遗址的整体风貌，1991年在初期“U”型和“H”型方法加固实践的基础上，对一号坑土隔墙采用改进方法进行了二次加固，工作原理是：先在隔墙两侧地面上预埋地桩，在地桩正上方约2/3高度处打孔，然后在隔墙两侧面各放置一块钢板，上面用钢筋穿过钻孔牵拉，下面用固定好的地桩夹持，将危块稳固住，最后在钢板上覆泥遮盖，使钢板与整体遗址环境相一致。钢板相夹法工艺简单、安全可靠、耐久性好，但使用时需要在隔墙上打贯通性孔，有可能造成隔墙的另一侧面受损。第三种是网状钢架加固法。1989年，文物工作者采用了这种方法对一号坑东坑壁加固了148平方米，并将东坑壁中部50平方米木质结构进行了复原，使一号坑东坑壁得到了安全保护。这种方法是依据加固部位的高度和面积，加工出数根槽钢作为立柱。按照槽钢的宽度和厚度，在壁面上钻眼、刻槽，将槽钢嵌入坑壁，与预先埋置的地桩相连，然后根据槽钢立柱之间的尺寸和壁面形状，加工出角钢。在墙壁上刻槽后，将角钢通过螺栓固定于槽钢立柱之间，构建成网架结构，在坑壁上面的表土之下，用水平向的槽钢，一端与立柱顶端相连，另一端固定于一号坑大厅观览台下方的挡土墙上，使网架起到加固坑壁的作用，最后用泥土充填嵌槽，并对表面进行修饰处理。第四种是砂灰锚杆加固法。1999年至2001年期间，先后两次使用这种方法对秦俑一、二号坑内的土隔墙上进行加固。这次采用的工具是专为秦俑坑土遗址加固而设计的，锚杆用铝合金制作。专用工具的优势在于有良好打孔和填充砂灰料的功能，钻杆可以续接，便于在狭窄过洞内进行施工。砂灰锚杆加固法的加固效率高、外观状态好、质量安全可靠、成本低廉，并且在干、湿土遗址上都可以施工，是未来俑坑土遗址加固的首选方法。上述提到的多种加固方法均属于物理加固方法，实际上，在多年来的土遗址加固探索实验中，也尝试过物理化学联用加固法。但从实验结果来看，这类加固法可操作性较差、安全系数较低，所以在未来的加固工作中不主张使用此种方法。作者单位：秦始皇帝陵博物院