2025年3月,崔凱團隊成員在陝西定邊磚井堡調查風雪對修復效果的影響。受訪者供圖
風有形狀。
在西北荒原上,土遺址受狂風、沙塵暴無數次撞擊,風沙合謀把它們悄然蠶食出底部空腔,最後失去支撐,便轟然傾塌成歷史的殘章;在東部海隅,咸澀的海風在夯土表面覆蓋一層結晶,日日剜割著土體的筋骨,致其一寸寸坍縮。
我國土遺址數量巨大。據蘭州理工大學土木工程學院教授崔凱指導的團隊統計,2019年國家文物局公布的第八批全國重點文物保護名單,167處古遺址中有160處為土質遺址;762處全國重點文物保護單位中,超過190處為土遺址。該團隊介紹,這只是統計為國保單位的土遺址數量,實際的數量遠不止於此;同時,土遺址正以一定速度消失。
在崔凱指導下,團隊依託蘭州理工大學紅柳創客夢工廠的培育平台,組建了跨學科創新創業項目。團隊的「土遺址典型病害科學防治」技術項目,針對土遺址表層風化病害二元特殊結構,研發乾涉加固方法與配套裝置。近日,該項目與來自全國101所高校的118個創新項目,一起亮相中國國家博物館「青春之歌——全國大學生創新成果展」。
找准病因才能對症下藥
在接受中青報·中青網記者專訪時,崔凱介紹,風只是摧殘土遺址的外力之一,由於建造工藝的局限及長期受到自然和人為破壞的影響,現存的土遺址面臨片狀剝離、裂隙、坍塌、掏蝕等危及穩定性的病害。其中,片狀剝離分布面積可達土遺址表面積80%以上,破壞時整塊脫落,裸露的新鮮土體又逐漸形成新的風化層,如此循環,直至消失殆盡。
我國從20世紀90年代起重視對土遺址等不可移動文物的保護。針對土遺址表層風化的問題,業內先後提出噴滲、滴滲兩種手段。使用噴壺向風化層表面噴洒加固漿液,但加固深度不足5厘米,表層與遺址本體不兼容,形成「兩張皮」,再次脫落;使用軟管深入遺址內部滴加加固漿液,但效率低,滲透半徑不均勻,加固過程長達48小時。舊有的手段遠遠達不到加固要求。
在前人的基礎上,崔凱團隊首創提出了電滲注漿加固技術方法,基本原理是用電力帶動加固液在土體內滲透,將電極和注漿管平行布置在遺址表面病害發育區,像醫生控制輸液速度一樣,精準調節藥液滲透的深度和範圍,將注漿時間縮短為8小時,之後使用衝擊回壓裝置對電滲後的遺址進行加固。
團隊的研究成果,需要走出實驗室到自然環境現場,經過現實的檢驗觀察,才能最終證明其有效性。於是,崔凱團隊一開始在人們居住的土牆上做實驗,後來與急需防風化的地方文物局聯繫,申報項目並進入國家文物局審批,進行小體量示範。例如,團隊獲得陝西文物局的批准,在乾旱區域的榆林地區、濕潤區域的陝南地區的明長城遺址,進行各一平方米的加固示範。
團隊還先後奔赴寧夏銀川磨石口長城,四川的三星堆古城遺址西側城牆,浙江的良渚遺址,甘肅的大地灣遺址、嘉峪關城樓、烏鞘嶺長城等地進行加固示範。一平方米的示範只是團隊成功的一小步,未來需要確保加固材料耐久性、工藝兼容性及遺址本體安全性等均達標後,方可進入國家文物主管部門的技術推廣目錄。
奔赴歷史的現場
到現場去,是土遺址保護領域最基本的要求。
20多年來,崔凱從地質工程專業的學生到土木學院教授,從跟隨前輩到帶領自己的學生團隊,在內蒙古、陝西、寧夏、新疆、西藏多地的百餘處遺址現場留下了足跡。
在遺址現場進行技術示範之前,團隊需要多次前往遺址現場勘查、取樣。目前可使用三維掃描技術,再現土遺址表面的起伏程度;通過輕微的解剖面進行少量取樣,測試物質組成和鹽分含量。崔凱表示,團隊嚴格遵守文物法,在可行範圍內尋找機會到土遺址現場。
他坦言,有些學生一開始比較抵抗到土遺址現場的工作,「有些土木專業的學生認為他們是建造大樓和大橋的人」。崔凱對此也表示理解,因為自己也曾經認為土遺址沒有意義,「修建破土堆,我才不去」。
後來,崔凱在老師的引領下,才慢慢對文物保護萌生出了使命感,「我在文物里發現了趣味,還想知道為什麼祖先能建造得這麼結實,這麼長久」。他舉例,西漢時期至今2000多年,漢長城在敦煌沙漠戈壁的惡劣環境下,依然屹立在那裡。「從工科建築材料角度看,耐久性非常好。我們祖先的建築思想中蘊含的科學價值,還沒有得到充分挖掘。」
一張餅、一袋榨菜、一個水壺,這是崔凱從前跟隨老師在野外勘查時帶的口糧,「現在年輕人可以吃火腿腸、喝礦泉水,條件比我們好一點」。有的土遺址距離固定居民點雖然不遠,但上山下溝,來回需要一天時間。為了充分利用時間,團隊會露宿,晝夜不停地觀測數據。
碩士生代佳駿從本科期間開始跟隨崔凱團隊,去過陝西定邊縣磚井堡、陝西吳起長城鎮秦長城城牆遺址段落、寧夏銀川磨石口長城等遺址現場。站在吳起長城鎮的長城遺址面前,他感到身處文化歷史的長河之中,走兵運糧彷彿在眼前發生,「中華血脈不斷被喚醒,這可能就是我們保護土遺址的意義,把它們保留下來,讓人們可以切身感受到華夏歷史的魅力」。
文物保護迎來最好的時代
20多年來,崔凱感受到人們對文化遺產的嚮往和保護意識在逐漸提高。「以前我們去山西一些地方,老百姓把長城上的磚搬回家蓋豬圈和房子。現在全民保護意識提升了,不會隨意破壞文物。」
近些年,承載著深厚歷史文化的文物也愈發吸引遊客的目光。崔凱認為,大眾對土遺址等文物的嚮往和重視,使他們所從事的保護工作發揮出更大價值。但他也表示,一些中小型的文物點沒有設立相應的遊客管理機制,對文物仍存在一定的負面影響,「年輕人保護文化遺產還有很長的路要走,有很多事情要去做」。
文化遺產保護是一個融合多學科的綜合性領域,崔凱團隊有敦煌研究院、蘭州大學、西北工業大學和河南大學的指導老師,還有經管、文化遺產和生物學等其他專業的學生。
崔凱特別想說,文科在文物保護中能發揮很大作用,包括闡釋文化遺產的價值,展示歷史的變遷,「例如歷史上王朝衰敗的原因是什麼?衰敗後這些遺產經歷了怎樣的變化?這是我們在工科領域不清楚的問題」;文科可以從古文獻中明確其初始建造方法,詳細還原文物的建造過程,將其轉化為文化遺產保護的「最小干預」原則。
來源:中國青年報