敦煌研究院副院长 郭青林 —— 我们的土遗址保护

　　原标题：丝路大讲堂丨敦煌研究院副院长 郭青林 —— 我们的土遗址保护

　　完整演讲稿：

　　敦煌烽火台坍塌

　　说起土遗址就不得不提我们敬爱的李最雄先生，他是我们国家石窟和土遗址保护团队的奠基人，也是我们国家的这方面的非常有名的专家。他是1985年从甘肃省博物馆调到我们院，他在做壁画保护方面经验非常丰富，在做壁画保护的过程中，发现我们国家尤其是西部，包括像好多土遗址面临着分化和坍塌，如果不加以管理的话，这些文物未来面临着消失的一些问题。李先生也比较着急，就开始把他的研究转向了土遗址保护，他不但研究做的非常好，而且在人才培养方面非常的重视人才培养，这也是我们敦煌研究院能在文物保护中走在全国前列的一个最主要的原因之一。李先生经常说的就一句话，好多问题是要在现场去解决。就是现在流行说的一句话，“在家里都是问题，出去都是办法”，他经常会在现场去指导我们的一些工作。

　　另外，不得不提的就是我们院的第四任院长王旭东先生，他跟李先生不一样，李先生是学化学的，他是学工程地质的。他们两个很好的（组合），一个是从化学保护，一个是从物理加固，很好的结合起来组建团队，从1992年就开始了土遗址保护的探索。我们经常会到现场一起开展一些讨论，他也是培养了很多的人才，对我们壮大，包括成立我们成立文保中心、设计公司，对我们团队由五、六个人，发展到两百多人的过程，也发挥了非常大的作用。

　　有好多年轻都成长起来了。我们敦煌尽管很艰苦，但是我们事业比较好，我们平台比较好，也有好多人是愿意在那去工作，愿意为祖国的这种遗产保护做出一些贡献。

　　交河故城坍塌

　　我们国家有76.7万处的遗址，其中土遗址能占到1/3，所以是土遗址的量可以就是说非常大的。因为土遗址它价值也是比较大的，它是实证中华文明5000年的一些实物证据，还有它是代表着咱们文化的一种直接的、物质的一个见证。甘肃主要的汉长城，有锁阳城，还有玉门关、河仓城，列入咱们的世界遗产范围。

　　土遗址就是大家好奇，它有哪些方面的病害呢？因为土遗址它就是土做的，它本身比较脆弱，大多数都在露天保存，坍塌、风化这都容易导致遗址的快速消失。一旦消失以后，看不见以后我们就没有办法证明还原和证明过去的历史，所以它是比较大的一个价值。土遗址的病害也是比较多的，我们这个图片中给出了八种病害，其实它不止八种病害，我们也最近在编写土遗址的一个行业标准，我们大概分类都到十几类，接近二十类的土遗址，文物保护，它必须要遵守文物保护的原则，不是说所有的技术都能用在上面。再一个现在的好多岩土工程的方法，是没有办法直接用在上面的，所以导致土遗址保护还是比较（困难），加上它的保护的条件，露天的这种条件，就导致了土遗址是我们整个文物（保护）行业里面，属于一个世界级的保护难题。

　　在这个过程中，包括李先生、王旭东老师带领我们以问题为导向，来根据土遗址发生的问题。我们通过科技部，还有国家文物局，还有省科技厅课题的支持下，我们来构建它的学术的基础研究理论的一些体系，还有研究它的相关加固材料。我们经常把文物保护比作是给人看病，看病的话，材料就相当于药，你要没有好药的话，你没有办法把病给它治好。再就是它的后期的一些保护技术，包括它的一些技术装备，这都是我们整个从有到无的研发的一个过程。另外，我们也进行了很多的推广应用，也对我们国家的申报世界遗产提供了很好的一个支持作用。

　　这张照片是最早我们土遗址开始实验的一个过程，当时是王旭东院长来敦煌大概就是一年左右，他和李老师两个去锁阳城做实验，他们观察到古代的土遗址的木头，尽管经过了一千多年、两千多年，还是非常完好的。所以我们就把岩土工程中多用的钢制锚杆变成木质的锚杆，灌浆材料也是的，太强了也不行，太弱了也不行，要略高于土的强度，基本上要跟它要匹配，包括它的变形、收缩都要基本和土的一致，这样才能保证它的保护效果。

　　李先生在博物馆就开始研究一种叫PS材料，研究它架构分化的、松散的土体以后对它结构改变以后，能够很好地提升风化物的强度和结构。上面那四块土是风化的，中间的两块是没有用材料加固的，我们看它风洞里面风化的时候，它是非常快的。旁边两块是用材料加固过的，在风洞里面在每秒22米的携沙风下，它还是依然保存的比较好。下面的这个就是它耐水性的问题，其实我们在西北的话，主要解决的还是强降雨后对它的破坏，就是耐雨湿的问题，还有大风天气沙尘暴对它的破坏，耐风蚀的问题。

　　我们开始就研究古代的人是如何夯筑夯层的，是如何通过加筋、加锚杆来提高土体的抗震性能和土体的耐水性能，土体的稳定性。西夏陵其实是从1999年开始准备，2000年我们正式进入去做西夏陵的保护，筛选不同的材料，找适合它的材料，通过制定锚固，通过制定加固来实现它土体的稳定性。

　　通过将近20年的时间，现在西夏陵整体的保护还是处于一个比较安全的状态，这也是我们技术的进步，两个图片的对比，它有时下雨以后表面一层脱落，土胚就露出来了，这就不符合文物保护修旧如旧的这种原则，原材料、原工艺的原则，所以我们就不断地改进，研究夯筑的工艺，它究竟原来古人他是怎么夯筑的，它里面土的成分是什么，然后他用多大的夯锤夯了多少次以后，他能夯到这么厚的厚度，铺几层土？

　　说到交河有好多病害，交河本身它的工艺相对比较复杂，它有深土挖造的，就是在深土里面直接挖出来的窑洞、房间，还有剁泥的，我们看到下面三个最右下面这个图片，明显看到剁泥，把泥剁好一块放在上面的。这个工艺我们从现在的伊朗、伊拉克也能看到类似的工艺，它也能反映出丝绸之路上，原来先民们之间的一些文化方面的交流，再就是它的崖体面临着很严重的坍塌的风险，这是我们也是急需要解决的一些问题。为了不让它的加固材料渗的比较深一些，我们就发明了这种给遗址打吊瓶的方法，提高它的抗风蚀的强度。

　　包括下面我们喷洒PS材料的时候，是用人工的方式喷洒，一个不均匀，我们也研究了一套如何把它喷洒的工艺和方法，这使我们的施工水平和施工质量得到大大地提高。还有它的锚固，遗址开裂就跟人的骨头断裂一样，打铆钉把它连起来，提高它的整体稳定性，铆钉里面用的浆液，如何把它锚好，我们中间也是在现场做了大量的研究。我们这些措施看起来非常简单，但是我们后面都有很多的研究在做它的支撑，中间的这张照片是我们发明的一种叫楠竹复合加筋杆，因为土它不像岩石之类的，它本身的强度要比岩石低很多，如果特别强的锚杆进去以后，它就像豆腐里面插个筷子一样，其实是达不到锚固的作用，这是我们李先生发明的，就是如何通过一层一层的把它强度减下来，跟土匹配以后就能达到比较好的锚固力的这种锚杆，获得咱们国家的发明专利，现在也推广应用的比较好。

　　我们的岩土质的文物保护我们要求它的一个精细化，我们以往看到的，像有学岩土的人肯定知道，用大型的锚杆和空压机、灌浆机这些大型的（器械），我们其实像拿着针管一样，就像给病人打针一样的，一点一点的给它的缝隙进行填充，包括这种灌浆材料，需要我们经过大量的研究，如何让它灌浆材料进到里面以后，不发生大的收缩，还能跟遗址比较好的粘接在一起。秦安大地湾遗址是仰韶时期6000年前的一个遗址，有个F901地面，F901地面强度非常高，能达到C25混凝土的强度，所以我们受这个启发，然后研发了“仰韶混凝土”，就是烧料礓石的这种材料，把它掺杂在土里面掺杂很少一份材料，就能起到很好的抗风蚀、雨蚀的效果。

　　我们做过统计，像掺加这个材料以后，抗风蚀性能提高6倍以上，不同的遗址的夯层厚度是不一样的，夯筑方法也是不一样的，我们在做每一个遗址保护之前，我们都会研究它的夯筑方法和它用的多大的夯锤，我们去夯的土，铺土厚度是多少，它的力的传导的问题，我们都做了大量的研究，这样的话我们就比较好的能够完整的了解这一套程序以后，能够很好的把实验室内研究的东西搬到现场去，也能很好地控制施工质量。

　　光研究它目前的方法是不够的，我们就把它做到一个比较长时间的保存，必须要研究它的机理，研究机理的时候，我们最早是用很小的样品，大概有5×5立方厘米的小样品，做雨蚀实验，一下雨它就下透了，一冻融整个就冻透了，其实跟现场的好多条件是很不相似的，在室内研究的成果没有办法很好地移植到现场去，所以我们就从2008年开始，王旭东院长就提出来，我们要建一个能够做大样品模拟，甚至能够了解遗址的前世、今生和未来过程的实验室。我们从那时候开始有想法，直接做成这个实验室，我们正式开始运行到2020年整整也花了12年的时间，它总共包括三个仓，一个叫夏季仓，它研究高温、高湿的这种环境，也可以模拟太阳光一天的变化，光照对它的影响，还有一个就是风雨仓，可以模拟降雨，我们的降雨几率能达到85%，还可以模拟冬季仓，就是模拟降雪的、低温的这种环境。

　　多场耦合环境模拟实验室

　　另外我们就是研究它里面的一些保护技术的效果，比方说我们做了防风化加固，我们来通过自然环境的劣化，看它究竟能不能跟原来的遗址保持一致，劣化过程，它的抗裂化，抗风蚀、雨蚀的效果究竟怎么样，我们也知道大多数土遗址都分布在这个地震带上，地震对它的损毁其实是个毁灭性的，所以我们一直研究它在这种地震作用下究竟能够抗多大的震，需不需要进行一些加固，加固的措施是不是要进行抗震的一些处理，这是我们在兰州地震研究所地震台做的大型的模拟实验，这也是咱们国家首次做足尺大型的地震模拟的实验，这个实验为未来我们整个的工程保护能够起到非常大的作用。

　　这是我们跟牛津大学合作开展的，一个在锁阳城开展的现场的一个实验，我们看到的下面那四个小小的墙，咱们也知道锁阳城所在地方瓜州，它叫世界风库，风和沙尘暴都比较多，我们也就研究风对它长期的影响，我们这个实验不是说做一年或做两年，我们现在已经做了七、八年了，我们准备在20年、30年这样的一个时间尺度里面来观察它的这个变化。

　　我们也是把英国的老师请过来，我们共同来设计方案，共同来实施它的保护，然后来现场评估它的保护效果，我觉得对我们团队的成长其实影响也挺大的，通过这种学习也可以提升我们年轻的这一代研究员的国际视野，我们最近实施的全球土遗址同步劣化实验，全球不同的地点，不同的研究机构设置土遗址样品，看看它在有遮挡、没有遮挡，就是阳光暴晒、没有暴晒的这种状况下遗址的这种劣化速度和劣化过程，然后我们用相同的方法，当然这些方法都不是最先进的，就是我们大家都能够实现的，来检测的一些方法，相同的测试周期、测试时间，我们在全球来对比土遗址劣化的过程。如果一旦把劣化比较做好了，我们的一些技术也是可以直接就往遗址比较多的，像非洲、像中亚一些国家进行推广和移植的，这个其实是目前也是我们比较看重的，包括现在设的地点有美国的盖蒂保护研究所，美国的盖蒂保护研究所，我们也知道是世界上最著名的文物保护机构之一，还有英国的牛津大学，还有咱们国家的，包括像三星堆秦东岭考古现场的一些问题，我们也都在关注，我们也想把这个技术推广出去。

　　所以目前来说的话，我们国家制定的几部土遗址的标准，保护的标准，包括勘察的，有设计的，有实验的，病害分类与分级的这种图示，都是在敦煌研究院团队的带领下，我们在联合其他的单位在开展相类似的标准的编制，我们也提出了一套土遗址保护的程序，什么样的情况下需要上工程，什么样的情况下需要日常养护，如何养护。而且我们把土遗址技术体系就从不同的环境，逐渐的由干旱向湿润，向潮湿环境逐渐的过渡，通过这样的话，我们希望未来在我们年轻人的努力下，能够整个的扩展到全国的各种环境下的土遗址的保护中。

　　这张图是展示的，是我们院这些年从事的土遗址保护工程，能够看出来主要还是集中在咱们甘肃和丝路的沿线，这一代的其实大一些包括咱们甘肃长城，甘肃的像锁阳城玉门关，比较有名的土遗址，包括嘉峪关都是我们院在牵头做这些遗址保护，西夏陵做的一些保护，包括它开裂的，我们通过锚固的方式对锚的方式把它铆在一起，然后把它的这些裂隙用灌浆的方法把它加固了，让它能够保持在一个健康完整的一个形象。

　　锁阳城也做了很多夯筑支顶的工作，夯筑完以后，基本上能保证它在地震作用下，或者是在降雨以后，让它消失的速度减弱，能保证遗址的稳定性。这些都是很好地发挥了应该有的作用，潮湿环境，最近跟良渚遗址那边探索，有干保、湿保，包括它的剖面的一些保护，从这些照片来看，目前来说都取得了相对比较好的效果。但是我们也需要长时间的去观测，长时间的去评估，未来我们也想在一带一路沿线中亚的国家，他们的气候环境和他们的遗址夯筑工艺、做法都跟我们这边比较接近，未来我们也希望我们的一些技术也能向一带一路进行一些辐射和应用。

　　在国家的大力支持下，在我们这一代年轻的土遗址保护工作者的努力下，我们一定能够实现典范高地的建设。好了，我今天就讲这么多，谢谢大家。

　　（甘肃卫视丝路大讲堂）