物探方法在清東陵裕陵文物保護工作中的應用

【摘 要】由于清東陵裕陵地宮墻壁不斷的出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，在保證不對裕陵造成破損的前提下，為查明滲水原因，工作中選擇高密度電阻率法、地震映像及探地雷達三種物探方法，分別對裕陵進行詳細勘查，為地宮滲水修繕保護工程提供了可靠的設計依據(jù)并為今后物探方法在文物保護工作中的應用提供了一定的借鑒。

【關鍵詞】清東陵裕陵；高密度電阻率法；地震映像；探地雷達；結語

1清東陵裕陵

清東陵位于河北省遵化縣境內，是我國現(xiàn)存規(guī)模最大、體系最完整的帝王后妃墓群。2000年被正式列入世界文化遺產名錄。

其中裕陵地宮精美的佛教石雕令人嘆為觀止，被譽為“石雕藝術寶庫”和“莊嚴肅穆的地下佛堂”，是研究佛學和雕刻藝術難得的實物資料。

然而，孫殿英的盜墓不僅把墓內寶物冼劫一空也使裕陵地宮遭到嚴重破壞。

裕陵地宮陸續(xù)開展了多次維修保護工作，如在墓道下口處打滲水井，進行明排以解決地宮積水問題，但地宮墻壁不斷的出現(xiàn)滲水現(xiàn)象沒有得到徹底解決，地宮內的建筑結構、壁畫、石雕等均遭受到不同程度的破壞，為裕陵地宮的長久保護埋下了極為嚴重的安全隱患。為查明滲水原因，在保證不對裕陵造成破損的前提下，選擇高密度電阻率法、地震映像及探地雷達三種物探方法，分別對裕陵的寶頂、啞巴院及地宮內進行詳細勘查，為地宮滲水修繕保護工程提供了設計依據(jù)[1]。

2高密度電阻率法

高密度電阻率法抗干擾能力強、野外布設方法簡單、數(shù)據(jù)采集快速精準，對地下空洞、斷裂裂隙的查明都有很好的效果，能夠獲得較豐富的關于地電斷面結構特征的地質地球物理信息。本次儀器選用的是WGMD-5A測量系統(tǒng)[2][3]。

2.1裕陵寶頂測量

結合裕陵似圓形形狀特點，采用“米”字形布線方法，布設高密度測線4條。采用裝置：溫納裝置，供電電壓：180V，點距1m，排列長度60～80m。

從插圖2-2可以看出，1-1’剖面深度在0～2m處，沿測線方向視電阻率較高，阻值為300～500Ω·m，其中40～50m視電阻率相對稍低，阻值為260～300Ω·m。地宮正上方相對較薄為2m左右，靠近菏葉溝側風化殼相對較厚為3m左右，此現(xiàn)象為裕陵寶頂表面一層風化殼剝蝕程度不同所致。深度2～6.5m夯土層呈現(xiàn)相對較低的高阻，阻值為160～260Ω·m。深度6.5m以下沿測線方向17～24m、30～42m為相對較低的低阻，阻值為110Ω·m。其對應的地宮位置為名堂券和金券，可推斷此處深度6.5m以下為阻值相對較低的大理石；中間24～30m為中高阻，其對應的地宮位置為二層門洞券到三層門洞券，可推斷此處的夯土層一直延伸到16m左右。裕陵寶頂其它3條測線反演結果，2-2’剖面：直地宮長度方向的兩側為阻值相對較高的夯土，地宮正上方夯土層較薄，隨深度增加為大理石。3-3’剖面：地宮的兩側為阻值相對較高的夯土，地宮正上方夯土層較薄，隨深度增加為大理石。4-4’剖面：地宮的兩側為阻值相對較高的夯土，地宮正上方夯土層較薄，隨深度增加為大理石。

2.2啞巴院測量

啞巴院布設高密度測線3條。

從插圖2-4可以看出：整體視電阻率較低，阻值為23～86Ω·m，視電阻率梯度變化較小。表層有一層3m左右厚低阻松散土層，下面為阻值稍高一點均勻土層，阻值為56～86Ω·m。其它6-6’線，整體視電阻率較低，阻值為23～62Ω·m，視電阻率梯度變化較小。沿測線方向兩邊阻值較低，阻值為23～33Ω·m，中間阻值稍高，阻值為33～46Ω·m。整體視電阻率呈現(xiàn)東高西低，可以推測地下地形呈現(xiàn)東高西低趨勢；7-7’線：整體視電阻率較低，阻值為17～95Ω·m，視電阻率梯度變化較小。60～80m出現(xiàn)局部高阻，阻值為54～95Ω·m，主要為啞巴院門口石砌路面。

3地震映像

地震映像方法其原理是對振動測量及波速測試等進行數(shù)據(jù)采集并進行綜合數(shù)據(jù)處理。能在有效的深度內檢測出地下空洞及斷裂裂隙的存在，彌補高密度不能埋設電極的不足，且兩種方法達到互相驗證的效果。本次儀器為WZG-24工程地震儀，工作采用地震映像為點距1m，炮檢距10m。分別在寶頂、馬道、啞巴院布設11條測線[4]。

由墻壁測量結果可以看出，隧道券前段和后段墻壁砌磚方式有所不同，波形較為均勻完整。沿測線方向深度1.51～3.02m出現(xiàn)一條由深變淺的扭曲波形，推測墻壁內部砌磚造成界面。罩門券墻壁波形出現(xiàn)明顯分層，推測表面為大理石，厚度為1.2m左右；內部為另一種材質約3m厚。

5結語

通過物探以上三種方法對裕陵各個位置勘查，可以看出，高密度電阻率法取得的效果較為理想；地震映像對于塌陷、沉降及錯斷效果明顯；探地雷達對于淺層勘查效果較好且沒有破壞性。

綜上推測裕陵地宮滲水主要原因：

1、啞巴院視電阻率10～100Ω·m，相對寶頂較低。推測水通過啞巴院滲透穿過散水下4m低阻土層，通過地宮墻壁磚縫滲透地宮內部。

2、通過高密度勘查，寶頂四周靠近女兒墻的部位阻值相對較低，可能該處為下坡段，風化殼剝蝕較嚴重，水通過該段滲透直到地宮。

3、水通過女兒墻與夯土接觸界面滲透到地宮內。

上述三種物探方法測量不僅為地宮滲水修繕保護工程提供了可靠的設計依據(jù)，也為今后物探方法在文物保護工作中的應用提供了一定的借鑒。

參考文獻：

[1]《河北清東陵裕陵地宮滲水修繕工程病害勘察報告》周鳳魁等遼寧有色勘察研究院，2014

[2]《城市工程地球物理探測規(guī)范》（CJJ7-2007）

[3]《電阻率剖面法技術規(guī)程》DZ/T0073-93

[4]《淺層地震勘查技術規(guī)范》DZ/T0170-97

[5]《鐵路隧道襯砌質量無損檢測規(guī)程》TB10223-2004

作者簡介：

楊鐵軍（1965年-），男。1987年畢業(yè)于昆明工學院地質系礦產勘查專業(yè)，高級地質工程師，現(xiàn)任地質勘查院院長。