西安漢神明臺遺址的主要病害分析及保護對策

內容摘要：為了對神明臺遺址進行保護，通過實際調查，文章系統地分析了神明臺遺址的病害特征，認為神明臺遺址的主要病害有裂隙密布、雨蝕、根部酥堿、植物根系作用和坍塌，它的病害是人為與自然多種因素綜合作用的結果。同時通過對這些主要病害的分析得出了在重點區域應采取錨桿錨固聯合灌漿加固的防坍塌及防風化保護措施，同時應加強對其周邊環境綜合治理的結論。

關鍵詞：西安神明臺；病害；保護對策

中圖分類號：K854.3 文獻標識碼：A 文章編號：1000-4106(2007)05-0083-04

一 引言

神明臺是漢長安城建章宮極具代表性的建筑物，位于建章宮西北角今西安市三橋鎮孟家村北，又名承露臺。《漢書·郊祀志》記載：“立神明臺，井干樓，高五十丈，輦道相屬焉。”《三輔故事》曰：“神明臺在建章宮，故垂棟飛閣，從宮中西上跨城而出，乃達建章也。”《廟記》曰：“神明臺，武帝造，祭仙人處，上有承露盤，有銅仙人，舒掌捧銅盤玉杯，以承云表之露，以露和玉屑服之，以求仙道。”《長安記》：“仙人掌大七圍，以銅為之。魏文帝徙銅盤折，聲聞數十里”。由以上史料可知，神明臺是漢長安城外圍建筑建章宮的重要組成部分，建于漢武帝時期，建造的目的是承接天上的神露，為漢武帝求仙道而服務。神明臺原高“五十丈”，臺上曾經建造有承接天露的銅仙人。歷經歲月的滄桑，現在神明臺上的建筑已蕩然無存。據當地年長者回憶，在上世紀二三十年代，神明臺夯土基址頂部還曾有圍墻圍繞，南面圍墻上還曾有一門。經由夯土基址南面坡道，可登臺遠眺。現今圍墻及門也已經消失，但仍可通過基址南面坡道登臺。神明臺是漢長安城遺址保護區劃中現存的重要夯土基址之一，但是由于它緊靠居民居住區，周邊保存環境惡劣，因此夯土基址出現了一系列的病變及保護問題。近期我們專程赴神明臺遺址就其保存現狀、病變問題及相關保護對策進行了調查研究。

二 保存現狀

目前，神明臺殘留的夯土基址高約10米，底部東西長34米，南北寬26米。由于該夯土基址部分已處于村民住房的包圍中，所以人為因素的破壞很大。遺址東西兩面已經被人工掏挖出數個洞室。西面的洞內堆滿了玉米秸稈，曾被村民當成羊圈。南面的部分夯土已經被挖掉，并在原址上建房。東南角已經出現大面積坍塌。此外。遺址附近分布有高運輸流量的公路及鐵路，大量汽車和火車帶來的震動對神明臺的穩固保存也十分不利。再加上神明臺自身構造的缺陷，遺址表面裂隙遍布，已呈現出明顯的不穩態。

三 病害特征

1、裂隙

裂隙是指土遺址內不同原因形成的裂隙或裂縫，它往往是坍塌或沖溝病害發生的條件。主要包括變形裂隙、建筑工藝裂縫、卸荷裂隙和構造裂隙等。目前，神明臺遺址保存的最大問題就是裂隙的問題。神明臺的裂隙成因比較復雜，主要可分為內外兩方面因素，內因是神明臺自身結構的影響所致，而外因是人為取土、震動、雨水、溫度等所致。

(1)變形裂隙：變形裂隙是指由于應力的重分布引起土遺址開裂變形，產生的裂隙。神明臺遺址的變形裂隙主要是當地村民在土質臺基底部掏挖洞室所致。神明臺底部被當地村民掏挖已形成4處大的洞室。4處洞室的平均高度約5米，平均進深約3米，均出現頂部變形裂隙。這主要是由于土洞的掏挖引起應力的重分布，洞頂的最大豎向位移發生在洞底中部和拱頂中部，當土體受到與洞室垂直方向的震動時，震動所產生的應力將集中于洞頂，在洞頂形成縱向裂隙，造成土體開裂，進一步將導致崩塌。由此可知，變形裂隙和震動的產生息息相關。

神明臺所處地區并非地震活躍區。臺體遭受的震動主要是來自于周邊環境。距離神明臺大概300m左右是一家大型石油化工廠，石化廠門前的尤西公路每天都有大量重型運輸車經過，這些重型運輸車在行駛過程中產生的震動由于距離神明臺過近(僅100m左右)，會對遺址產生較大影響。除此以外，更為嚴重的是石化廠有一段連接廠內外的企業運輸鐵路。該鐵路的廠外部分距離神明臺遺址僅200m左右，火車經過這段鐵路所產生的震動相比起尤西公路上汽車產生的還要劇烈很多。這些震動傳遞到神明臺遺址上，直接的后果就是在其薄弱部位產生變形裂隙。

神明臺遺址的變形裂隙從洞口開始發育，寬度不等，洞口開裂較大，向里逐漸減小。

(2)建筑工藝裂隙：建筑工藝裂隙是指由于建筑工藝的原因，沿建筑工藝的結構縫、施工縫等產生的裂隙。神明臺夯土基址的整體由內外兩部分構成。對神明臺內部夯土的不同部位取樣分析，其結果見表1。由表1可知神明臺內部夯土平均干密度為1.83g/cm³，平均PH值為7.75。內部夯土夯筑結實、夯層明顯、厚度均勻(夯層厚5-6cm)、土質純凈、質地堅硬。而外部夯土夯層厚度不均，土質較內層松軟，土壤成分復雜，含有大量的瓦片和碎石。內外夯土存在明顯界面。由此可知，神明臺很有可能后世曾經補筑過。也就是由于這種結構，神明臺遺址的內外夯土之間就非常容易產生開裂、剝離等病變。神明臺東側的外部夯土基本全部坍塌，而西側及北側則保留較好。保留較好的外部夯土層厚度約為1.5-2.0米。臺基西側由于村民取土掏洞，將內外層的接合面暴露，可明顯觀察到這種建筑工藝裂隙(圖版18)。

2、雨蝕

神明臺雨蝕的主要表現是臺體側壁片狀剝落。神明臺所處西安地區，屬于暖溫帶大陸性季風氣候，四季分明，冬夏溫差大。南高北低的地形引起的受熱不均勻又導致了降雨量時空分布不均勻，特別在夏季易引起局部地區氣流的對流和動力抬升，促進和加強了不穩定天氣的發展，形成了遺址所處地區夏季常出現的暴雨的環境狀況。而片狀剝落就是在強降雨作用下土體表層首先遭受濺蝕作用，吸力銳減。隨著降雨的持續，打散的表層細質土顆粒進入土體，堵塞孔隙，引起雨水入滲深度較淺，致使土體表層飽和，從而導致表層土質變成流動土體，抗剪強度大幅度降低，與下覆土體間形成了水力梯度和抗剪強度的優勢面。表層土體沿優勢面在重力作用下剝落。這些剝落下的表層土體變成泥流附著在側壁上，在干濕交替的作用下形成泥皮，由于風等外營力的作用，泥皮逐漸脫落。

除此之外，神明臺自身結構的特點也促使表面雨蝕的發生。如前所述，神明臺由內外兩層夯土構筑而成。其外層夯土夯筑質量較差，包含雜質較多，在強降雨作用下較內層夯土更易于發生雨蝕。因此，在神明臺表面，殘留較多外部夯土的西側及北側雨蝕較嚴重，而外部夯士坍塌，內層夯土暴露的東側雨蝕現象則不明顯。

3、根部酥堿

神明臺地處地下水位較高地區，再加上遺址所處氣候環境夏季炎熱且多暴雨。更促使了遺址的根部酥堿的發生。當外界氣候炎熱，由于神明臺地下水位較高，故而，土壤中毛管水的上升運動占優勢地位。這時，毛管水的上升運動和溶解鹽類的上行聚積最為顯著。上升的毛管水主要消耗在蒸騰和蒸發作用上。土壤易溶鹽類以溶解形式進入土壤水中，通過毛管水流向土壤表面遷移，并隨其蒸發和蒸騰在土壤剖面的上層產生溶解物質的沉淀(結晶)分異；而當強降雨來臨時，土壤中水分的運動又以重力水的下行為主。在這種作用下，由于毛管水上升作用而聚集到土壤表面的流動性最大的易溶鹽類將再次溶解并進入土壤剖面的深層。如此往返循環，可溶鹽通過水的作用在遺址根部土體表面反復溶解一結晶。可溶鹽的溶解與結晶伴隨著其體積的膨脹與收縮。這種反復的膨脹一收縮過程會導致土體結構的不斷疏松，在風的作用下遺址基部不斷被掏蝕凹進。再加上遺址東西兩側緊接農田，周而復始的農業灌溉(尤其是夏季)更加速了根部酥堿的發生。

4、植物根系作用

植物的根系具有很強的鉆透性，當它鉆透土體后，其根系產生的孔洞，又會成為水進入土體內部的一個主要通道，進而會促進裂隙的發育，最終導致土遺址的失穩、坍塌。

由于缺乏日常維護，現今神明臺遺址上植物的生長已經相當嚴重。好在這些植物多為草本植物，其根系長度在20-30cm之間，根系相對不發達，對土體的鉆透能力及深度均較差，危害僅局限于遺址表面。但隨著耕地面積的逐漸減小，一些村民已經開始“開發”神明臺遺址頂部，將其作為自家的農田，種起了木本植物。木本植物根系發達，鉆透能力及鉆透深度均較大，它的大量種植必然會從根本上威脅到神明臺遺址的安全。

5、坍塌

在風、雨、自身結構、震動、人為破壞等作用的影響下，遺址破壞失穩，最終坍塌，是神明臺夯土遺址危害性最大的病害。它直接導致了神明臺夯土基址面積的縮小，同時也威脅到其周邊居民的生命及財產安全。在近期，就曾因為雨水沖蝕加速了人為取土造成的卸荷裂隙的發育，最終導致了遺址東南角大面積的坍塌。當地村民房屋緊接神明臺遺址建造，遺址坍塌同時也造成了村民房屋的塌毀(圖版19)。

四 保護對策

1、防人為破壞

從神明臺的保存現狀來看，人為破壞是最主要的破壞因素。當地村民的隨意取土，在臺體基部挖造洞室，在臺體頂部開墾農田、建造地窖(圖版20)、種植樹木等活動嚴重威脅著遺址的安全存在。此外，村民住房緊靠臺體建造，不僅對臺體會產生破壞，同時也威脅到了村民自身的生命財產安全。因此，對神明臺的保護要首先從加強管理和對當地村民進行文物保護教育著手，杜絕人為因素對臺體的進一步損害。同時對臺體南側緊靠臺體建造的住房，應采取搬遷、拆除的措施。

2、防坍塌加固

坍塌主要是人為在臺體根部取土及自然因素的根部酥堿掏蝕所致。應采用夯土填充掏挖部位，從而加固、穩定臺體。穩定處理后的臺體外表面可采用透氣性能良好，加固強度較大，穩定性能較高，抗水能力較強的加固材料進行加固處理。填充夯土所用土質應選用臺體坍塌土或與臺體本身類似的土質，其干密度必須達到1.78-1.9g/cm³。

對有裂隙的側壁，要采用木錨桿錨固和裂隙灌漿相結合的辦法進行加固處理。實踐證明，錨固與灌漿是加固土遺址最行之有效的方法之一。用木質桿件作錨桿錨固，主要是考慮到木質錨桿與土體有較好的黏接性和耐腐蝕性，完全可以承載土體荷重，而且也符合文物保護修復中盡可能使用傳統材料的原則。錨固的同時對裂隙部位應采用灌漿材料進行灌漿加固。

此外對于臺體西部暴露出來的外部夯土與內層夯土的建筑工藝裂縫也應采用錨桿錨固結合灌漿加固的方法加以穩定處理。

3、防風化加固

神明臺遺址的表面風化主要是雨水沖蝕連同風的作用而產生的。這種以雨水沖蝕為重要誘因的風化主要發生在臺體西、北兩側殘留外部夯土表面。由于外部夯土層夯筑質量較差，包含雜質較多，孔隙率較高，故而易于遭受該類侵蝕。對易于遭受該類侵蝕的部位可采用透氣性及加固強度均較好的加固材料滲透加固，從而加強土質抗雨水沖蝕能力的特點，減少該類侵蝕的發生。

4、綜合環境的治理

神明臺周邊的保存環境不利是神明臺產生病變的另一個主要原因。但是神明臺屬露天文物，對其保存環境中的溫度及濕度的直接治理難度較大。因此，只能從臺體周邊其他環境因素人手，對其進行治理，從而保護神明臺。

(1)震動：如前所述，震動是神明臺周邊綜合環境問題中的首要因素。神明臺的震動主要來源于其附近的石化廠鐵路及尤西公路。

對于這種情況，我們建議最好對石化廠進行搬遷，從而消除鐵路產生的影響，減少尤西公路產生的震動。如果無法立即搬遷石化廠，應盡量限制其鐵路的使用，同時對尤西公路大型運輸車的車流量進行限制，從而減少震動產生的幾率，維護神明臺遺址的穩固。

(2)植物：植物也是神明臺保存的一個主要問題，神明臺上雜草叢生，植物的根系對臺體也是一大威脅。因此，對周邊綜合環境的治理應包括祛除臺體表面生長的植物，尤其是村民在其上種植的木本植物。此外，在祛除植物后還應加強對臺體的常年維護，防止植物的再度生長。

(3)農田：神明臺東西兩側緊接農田，農田灌溉必然會導致遺址周邊過多的水的引入，再加上神明臺地處鹽堿度較高的地區，灌溉水會促進可溶鹽在神明臺基部反復溶解與結晶，從而加速根部酥堿的發生。此外，農田灌溉還有可能造成臺體地基的不均勻沉降，進而直接威脅臺體的安全。因此，對神明臺東西兩側的農田應進行遷移、平整，還神明臺一個安全的存在環境。

五 結論

1、神明臺的主要病害是裂隙密布、雨蝕、根部酥堿、植物根系作用和坍塌。

2、神明臺遺址的主要病害是人為因素和自然因素綜合作用的結果，二者相互促進、共同發展。

3、針對神明臺的主要病害，應采取阻止人為破壞，同時結合木錨桿錨固和加固材料滲透及灌漿加固的防坍塌及防風化保護措施。

4、應加強神明臺周邊環境的綜合治理。

責任編輯：齊雙吉