会议议程

国家文物局 2018年砖石质长城保护管理培训班 课程精华·肆

摘要: 国家文物局2018年砖石质长城保护管理培训班课程精华·肆《长城修缮施工质量通病》授课教师:北京市文物工程质量监督站副站长焦占红。焦占红副站长长期从事文物保护维修工程质量监督工作,具有非常丰富的工程管理、质量控制等方面的实践经验。焦占红副站长的分享主要分为两大部分,第一部分文物主管部门对参建各单位的要求;第二部分长城保护维修工程的相关要求。第一部分 文物主管部门对参建各单位的要求根据《文物保护工程管


国家文物局

2018年砖石质长城保护管理培训班

课程精华·肆

《长城修缮施工质量通病》

授课教师:北京市文物工程质量监督站副站长焦占红。焦占红副站长长期从事文物保护维修工程质量监督工作,具有非常丰富的工程管理、质量控制等方面的实践经验。焦占红副站长的分享主要分为两大部分,第一部分文物主管部门对参建各单位的要求;第二部分长城保护维修工程的相关要求

第一部分 文物主管部门对参建各单位的要求

根据《文物保护工程管理办法》中的相关规定,业主单位、设计单位、施工单位、监理单位应重点关注的事项:

1业主单位

(1)在施工过程中出现的设计变更,或补充已批准的技术设计,应由工程业主单位、设计单位、施工单位共同现场洽商,并报原申报机关备案;如需变更已批准的工程项目或方案设计中的重要内容,必须经原申报机关报审批机关批准。

(2)应组织文物保护工程按工序分阶段验收。其中,重大文物保护工程告一段落时,业主单位应当组织或者委托专业单位,进行阶段性验收。

(3)文物保护工程竣工后,应会同设计单位、施工单位、监理单位对工程质量进行验评,并提交工程总结报告、竣工报告、竣工图纸、财务决算书及说明等资料,经原申报机关初验合格后报审批机关。审批机关视工程实际情况成立验收小组或者委托有关单位,组织竣工验收。

(4)对工程验评、竣工验收中发现的质量问题,应及时组织整改。

2设计单位

(1)应出具能够充分反映文物历史状况、固有特征和损害情况的勘察报告、实测图、照片。

(2)应出具经过上级主管部门审批(并已修改)的保护工程方案、设计图及相关技术文件。

(3)应尽最大可能编制详细的工程设计概算。

(4)必要时,应提供考古勘探发掘资料、材料试验报告书、环境污染情况报告书、工程地质和水文地质资料及勘探报告。

3施工单位

(1)应依据设计文件,编制施工方案。

(2)施工人员进场前,应对其进行文物保护相关知识培训。

(3)应按照文物保护工程要求,作好施工记录和施工统计文件,收集有关文物资料。

(4)应进行质量自检,对工程的隐蔽部分必须与业主单位、设计单位、监理单位共同检验并做好记录。

(5)应提交完整、详尽的竣工资料。

(6)应按合同约定负责文物保护工程保修。除保养维护、抢险加固工程以外,保修期限自竣工验收之日起计算应不少于五年。

(7)施工过程中,如发现新的文物、有关资料或其它影响文物保护的重大问题,应立即记录,保护现场,并经原申报机关向原审批机关报告,请示处理办法。

4监理单位

应对所文物保护工程进行全过程的监督管理,包括工程质量、安全与程序,尤其是核算工程量方面。

第二部分 长城维修工程特点及要求

1长城概述

今天常说的万里长城主要是指明代修建的长城。明长城西起嘉峪关,东至山海关(老龙头)。长城,作为世界上规模最大的单体线性文化遗产。明长城全长8851.8 公里。

明长城

2长城构筑方法及构成特点

长城构筑方法主要有板筑夯土(干打垒)、土坏垒砌、青砖砌、毛石砌、砖石混合砌筑、条石砌筑、泥土连接砖砌筑等。

从左至右依次为石长城、土长城、双边砖石长城

长城由城墙、敌楼、敌台、烽火台、屯兵城堡及关口等组成。毛石边墙为单面垛口,毛石地面,关外侧设垛口墙无箭孔(俗称单边墙)。

单边石墙

砖石边墙

长城地面

各式样箭孔

敌楼、关口等为砖石砌筑,基座为条石或条石加城砖,其建造形式有墙台、单层敌楼、双层敌楼。

单层敌楼设门、窗,楼顶有上人孔,内有砖台阶,无台阶者则用木梯,楼顶结构为城砖车棚券,门窗为车棚券,楼顶方砖铺墁,四周设垛墙(雉堞)带箭孔。

单层敌楼及其内部结构

双层敌楼做法之一,是在单层敌楼中间设木梁、木楼板做为地面,其上为砖木结构的房子,筒瓦屋面带望兽,称“更房”或“铺房”。

双层敌楼

烽火台多为独立墩台,距边墙远近不一。遇敌情时放狼烟(点燃狼粪)。

独立烽火台

3长城损坏原因分析

(1)年久失修,再加上未进行必要的文物本体日常维护保养,导致雨水、冻胀等自然力对文物本体造成影响。

(2)人为因素包括附近村民拆毁墙体砖、石用于自家盖房、以及游人无序攀爬等对文物本体造成直接破坏。

(3)长城墙体骑山脊而建的,因地基水平落差,较低一侧多为软土层,形成不均匀下沉,造成墙体歪闪坍塌。

(4)长城墙体倚岩体而建的,因贴砌一侧下窄上宽,岩石地基内高外低,造成墙体歪闪坍塌。

(5)长城墙体陡峭段较长,且与水平段连接点为弧形的,因窝水导致外孤形一侧墙体歪闪坍塌。

(6)长城墙体低洼段积水处,地基较低的一侧墙体出现坍塌。

(7)长城墙体条石有灰浆连接,衬里为干槎的,易出现墙体外皮条石鼓闪坍塌。

(8)长城墙体属毛石边墙且为干槎做法的,因垫石风化压碎造成双侧墙体坍塌。

(9)长城敌楼中层拱券的侧压力造成外侧墙体鼓闪坍塌;敌楼四角基岩高低落差大,形成不均匀沉降造成墙体坍塌;敌楼上层木结构年久失修、糟朽造成坍塌。

(10)长城墙体地面位于陡峭部位的,易出现滑坡松散;位于平缓部位的,因积水冻融等导致酥碱风化;此外,游人无序踩踏、灌木树根拱胀等,也会造成地面损坏。

自然因素对文物造成损害

人为因素对文物造成损坏

4长城维修所用材料(构件)

其中,长城维修所用白灰为泼灰,泼灰要求焖至20天以上,才可使用。严格控制熟化时间是保证白灰质量的关键。

长城各类石质构件

长城维修所用青砖烧制工艺

长城维修所用部分构件需要结合

所在点段具体特征进行定制

5长城维修难点与重点

自然环境制约:施工现场往往不具备“三通一平”条件,且较长的施工线路不便于施工管理和机械化施工。因此,需要为所有管理人员配备对讲机;施工用水需采用多级高山泵与蓄水箱结合方式解决;现场用电需配备便携式发电机。施工人员用餐也需专人送到山顶。

施工现场大多地形恶劣

轨道运料

材料运输艰辛:运输途径主要有汽车、畜力、机械、人力,需专门成立运输队并根据现场道路、地形、地势情况选用。通常为汽车运料至集料场,畜力用于缓坡山路,机械用于陡峭山路(如上山机械运输系统),人力用于近距离陡峭部位或墙体上搬运。

施工中采用部分机械运输,提高效率,保证工期

施工中采用蓄力和人力搬运材料

人文环境特殊:长城占地范围较大,周边农林用地性质复杂。占地过路费用问题等,需要发挥地方政府协调作用,与当地村委会及村民耐心协调解决,这是影响施工进度和成本的重要因素。值得注意的是,占地过路等补偿费用较难在计价中实现,是亟需解决的问题。

不可预见因素多:文物维修工程的不可预见性是不可忽视的特点。考古清理及施工过程中,往往会有与设计文件不同的新的问题显露出来。就长城而言,主要是坍塌掩埋部分损坏程度的不可预见性。丰富的施工经验是应对风险的法宝,需制定各项预案或以最不利因素考虑施工,以保证工期质量目标的实现。

清理掩埋的构件,原构件虽可用于修缮,

因其工程量不可预见性,也多与设计文件不同,

因此给施工组织造成困难

攀爬者对施工的影响:施工季节都是旅游盛季,要通过封闭上山道路、设置引导标志牌及专职人员进行疏导等方式,阻止攀爬野长城的游客进入施工区域,促使游人有组织地绕行或离开,以保证正常施工开展和游人安全。

修缮技法灵活:各段长城都有自己的手法特点,不能硬套施工工艺标准。例如,垂直度、平直偏差等在长城维修中不适用,应以旧墙收升为标准;在衔接变形后的墙体时,要校正测量收升百分比;砌筑水平挂线不能超过5米,遇转弯处基本不能挂线,否则整个墙体会呈折线状,显得死板、僵硬,脱离文物原本自然缓和的感觉;此外,对新修缮的部分,要做到随层、随坡、随弯、随旧、随残。

与变形墙体衔接(随弯就弯)

挂线直线段过长,影响观感

(注:该段长城1987年某地村民自然修复)

影响最终实施效果的关键技法:(1)勾缝应与实施维修的长城墙体段落原做法一致。明长城勾缝一般有荞麦棱、泥鳅背、平缝三种。施工过程中切忌防止污染墙面。(2)保护维修不完全恢复墙体,留槎是关键。仿自然损坏要高低错落有致,看似随机实为精心设计布局,必要时可把砌好的墙拆破处理。(3)新墙体在颜色上与老墙有着明显的区别,适当采取非工程手段处理,使其达到“远看相似,近看有别”,做到“无修缮痕迹”。具体方法因活而定。

留槎

做旧

修缮效果社会认可度:文物维修工程在当前社会呼声很强烈的情况下,不仅要满足保护文物的要求,而且要满足大众审美的需求。所以不能把长城仅仅当做一个工程来完成,更要把它理解为一件艺术品来保护。把文物带给人的感受作为体现文物价值的标准并不为过。新旧砌体融合是修缮效果的关键。可通过拆破做残、做旧处理达到坚固安全、古朴自然、与环境融为一体的目标。

6长城维修工程管理要点

(1) 常规技术管理

认真会审图纸,编写能指导施工的施工组织设计,完善有针对性的施工方案及各项技术措施,认真做好分项技术交底、安全交底、三级安全教育工作,做到技术资料整理真实并与工程同步。

(2) 各项施工流程

工程管理流程:施工段确定→运输方案确定→临时用地运输道路征用→协调村民临时占地→施工道路及场地平整→现状清理→施工工序安排→材料运输→全面施工阶段→验收清理阶段。

施工工艺流程:清理所有施工部位的碎石、碴土和灌木→设计、监督部门和有关专家进行勘察、确定样板墙→按要求拆砌和补砌坍塌部位的条石砌体、城砖砌体→修补加固原砌体开裂部位→条石城砖墙面勾缝→铺墁边墙顶面底层城砖、面层方砖、方砖勾缝→竣工清理→竣工验收。

边墙石活砌筑工艺流程:现状清理→拴线排活→石料铺砌→背里灌浆→勾缝→清理。

砖边墙、敌楼砌筑工艺流程:砌城墙上身→仗墙砌筑→出檐→稚碟砌筑→补砌敌楼券体→勾缝。

地面砖工艺流程:基层清理→补砌基层衬砖→找平压线冲趟→水槽安装→方砖铺墁→台阶铺砌→勾缝。

(3) 质量及观感控制要点

长城墙体位于陡峭部位的,对因滑坡造成坍塌的敌楼、边墙进行归砌应将岩石地基做成阶梯倒马蹄形状。

长城敌楼、边墙因地基高度落差造成坍塌的,对其进行归砌应将地基清至老土层或基岩,并做成阶梯倒马蹄形状,宽度不小于1米。

陡峭滑坡部位岩石地基处理和地基高度落差

造成坍塌部位岩石地理处理

归砌条石应选择硬质石垫背实,随层、随弯、随收分;控制拉丁石间距不大于2米;背里毛石控制平稳严实,灰浆饱满。

马道铺墁应满足排水要求,补砌的垛口墙随旧做法,顶面做成自然残状。

拉丁石安装示意和补砌垛口墙做残示意

勾缝:应自制镏子,配合轧子使用。砖墙、石墙勾缝分乔麦棱和泥鳅背及平缝3种。当前维修设计通常要求勾缝灰中加生桐油3-5%(重量比)。

地面铺墁:衬砖为城砖十字缝铺墁,面层为尺二方砖十字缝铺墁。随坡度变化有平墁和台阶两种。白灰是气硬性材料,需一定干燥时间,因此勾缝完成时间是保证工程质量的关键。长城所在地区往往10月底气温已接近0度,不利于白灰干燥。因此,砖墙勾缝应在冬施(连续5天稳定低于5°C的施工阶段)前 25天结束,石墙勾缝冬施前 45天结束。这是必须遵守的原则,否则灰缝将被冻酥造成损失。

地面铺墁

修缮后的长城

最后焦占红副站长强调长城抢险修缮工程是当前群众和媒体重点关注的项目。人们看惯了现有长城的沧桑状态。因此,对长城维修必须考虑观感的接受程度,做到最小干预、排除隐患、不改变文物原状,保持其原形制、原结构、原材料和原工艺的原则,保护长城的完整性、真实性、安全性严格按设计图纸施工,严格坚持使用传统材料、传统工艺做法,在各个细节上追求更加完美,造型把握得更加古朴自然。对新修缮的部分做到随层、随坡、随弯、随旧、随残。体现长城沧桑的韵味。

(文中所有图片均来源于焦占红副站长课件)


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