淺談北京居庸關(guān)城墻的保護(hù)和修復(fù)

（北京建筑大學(xué)，北京 100044）

城墻是中國的歷史文物，古城墻在中國歷史上有過興盛和衰亡，中國城墻持續(xù)發(fā)展幾千年，明清時城墻就已有幾千座。夏和春秋戰(zhàn)國時期，城墻開始發(fā)展；秦代到元代，城墻持續(xù)發(fā)展。從秦代至宋代，為了穩(wěn)固皇權(quán)，開始增強城墻防御體系的建設(shè)。另外，從漢代至唐代，中國都城的建造規(guī)模增大。明代建造了很多城墻，現(xiàn)存的城墻大部分是明代新建或擴(kuò)建的，雖然跟之前相比基本形式未變，但在構(gòu)造方式和使用材料方面都有較大的完善。清代之后城墻只是在維修加固，很少再建。鴉片戰(zhàn)爭以后，中國經(jīng)濟(jì)、政治和軍事較為落后，城墻的作用也越來越小。城墻的防御使命也逐漸完成。中國古代城市大部分都有城墻，但保存下來的卻不多，有些城墻保存比較完整，有些只是保存了局部且分布散亂，也說明了其珍貴性。這些城墻現(xiàn)在都已經(jīng)融入了現(xiàn)代都市，在城市中散發(fā)著渾厚的歷史底蘊。通過閱讀文獻(xiàn)，了解了現(xiàn)代古城墻的保護(hù)與修復(fù)，古城墻保護(hù)與修復(fù)的難題是多方面的。本文通過現(xiàn)場勘查、分析、總結(jié)前人的經(jīng)驗探尋一種新的城墻保護(hù)和修復(fù)方案。城墻是一個城市的歷史記憶和文化沉淀，保護(hù)、繼承和發(fā)展前人留給我們的智慧是一種文化展現(xiàn)和發(fā)揚。

1 中國城墻歷史概況

居庸關(guān)的歷史悠久，其優(yōu)越的軍事地位一直受到關(guān)注（圖1）。自春秋時期設(shè)塞，東漢建關(guān)，元代建城，明代成為軍事要塞，現(xiàn)存城墻墻體最早應(yīng)建于明代。居庸關(guān)在元代是大都（北京）通往上都（今內(nèi)蒙古多倫）的重要交通大道。因皇帝經(jīng)常過往，因而，在關(guān)內(nèi)設(shè)有行宮、寺院、花園等建筑。明代居庸關(guān)成為軍事重鎮(zhèn)（圖2）。清代后期，由于年久失修，居庸關(guān)建筑日益頹壞。民國時期，居庸關(guān)經(jīng)歷了戰(zhàn)爭，戰(zhàn)亂、自然災(zāi)害，遭到極大破壞。

圖1 居庸關(guān)平面圖 （來源：作者自繪）

圖2 居庸關(guān)俯瞰圖（來源：作者自攝）

2 北京居庸關(guān)城墻遺存概況

南甕城平面呈U形，面積約為2 500 m2。甕城南側(cè)封閉，于西側(cè)設(shè)置甕城門，城門上有箭樓3間；東側(cè)有登城通道，北側(cè)為南城門與城樓。南甕城全長有128 m，墻高10 m，上寬7 m，底寬9 m。南甕城城墻采用外側(cè)包砌磚石墻體，內(nèi)部填充碎磚、石塊、土等骨料夯實，與其他明代長城墻體的構(gòu)造方式相同。城墻外側(cè)基礎(chǔ)采用花崗巖條石砌筑，上部為城磚十字縫砌筑；內(nèi)側(cè)墻體采用花崗巖塊石砌筑。城墻頂部采用城磚做棱角檐收頭；頂部外側(cè)采用雉堞，內(nèi)部為女兒墻。城墻馬道上的方磚是十字縫平鋪，向內(nèi)側(cè)找坡度，呈現(xiàn)外高內(nèi)低的總體趨勢。南甕城城墻完整性好，呈現(xiàn)為多次建設(shè)的結(jié)果。

3 城墻材料與構(gòu)造方式

居庸關(guān)城墻所用材料是磚石，墻基采用石頭，墻身、雉堞與女兒墻采用灰磚。居庸關(guān)的構(gòu)造組成是墻基、墻身、雉堞與女兒墻、馬道、灰縫、散水與基礎(chǔ)、地面與排水。磚的構(gòu)造方式有3種,分別是一順一丁、兩順一丁和一順兩丁砌式（圖3）。

圖3 城墻磚砌造方式 （來源：作者自繪）

4 城墻病害的分析

通過對居庸關(guān)的現(xiàn)場勘查、測繪和拍照記錄工作，可知目前居庸關(guān)存在墻體裂縫、磚的酥堿和灰縫脫落與破碎等病害現(xiàn)象（圖4）。

圖4 材料分布圖 （來源：作者自繪）

甕城的南面城墻大量的磚塊存在殘損和由于地基不均勻沉降引起的裂縫；南甕城的城門南面存在一個很長的裂縫，大量的磚塊也有殘損，由于城門正立面和城墻的正立面都存在透視，不能很好地對其編輯和記錄，因此，通過對城門的尺寸記錄和寫實的照片為后期軟件拼圖做好了準(zhǔn)備。我們不僅對居庸關(guān)的兩個地方進(jìn)行了詳細(xì)地勘查、測繪和拍照工作，還對墻體、墻基和城門3個部分存在的病害種類和范圍進(jìn)行了詳細(xì)的圖繪（圖5）。

圖5 病害分析圖（來源：作者自繪）

首先是城墻部分，我們把在現(xiàn)場拍照到的照片在軟件中整合拼貼，以形成沒有透視的正立面城墻；然后在畫圖軟件中描圖，把每一塊磚都詳細(xì)地描繪出來，使殘損的部分、酥堿的部分以及磚的砌筑方式都在圖中顯示出來。圖4顯示的是材料類別分布圖，圖6展示了每種病害的分布情況，深藍(lán)代表表面酥堿情況，橙色代表深度酥堿，紅色的線是由于地基不均勻沉降引起的裂縫，白色地方是灰縫脫落。其次是對城門的損壞分析，圖7是直接用拼貼好的圖片來分析的，這樣可以直接看到墻體的具體情況，圖7顯示了每一種病害的分布情況，通過這兩張圖可以很直觀地看到城門損壞的情況，以便對其進(jìn)行修繕和保護(hù)工作。

圖6 南甕城城墻病害分析圖（來源：作者自繪）

圖7 南甕城城門病害分析圖（來源：作者自繪）

5 城墻保護(hù)和修復(fù)的方略

5.1 城墻保護(hù)的原則

根據(jù)國際和國內(nèi)相關(guān)文件規(guī)定，真實性、系統(tǒng)性和可持續(xù)性是城墻保護(hù)的3項原則。真實性原則主要體現(xiàn)在對墻身的維修上；而系統(tǒng)性和可持續(xù)性原則則體現(xiàn)在宏觀的保護(hù)層面上[1]?？偟膩碚f，真實性、系統(tǒng)性和可持續(xù)性原則既體現(xiàn)了對歷史的尊重，又考慮到城墻以后的發(fā)展。城墻的保護(hù)不僅在于其本身的物質(zhì)性，更在于城墻所傳遞的歷史信息和價值意義[2]。我們對城墻的保護(hù)應(yīng)該做到“根植于過去，立足于當(dāng)代，放眼于未來”，在保護(hù)工作中應(yīng)做到對城墻本身全面的保護(hù)及其周邊環(huán)境保護(hù)，不僅考慮城墻當(dāng)下的保護(hù)，還對其未來進(jìn)行規(guī)劃。

5.2 城墻保護(hù)策略

5.2.1 宏觀動態(tài)保護(hù)理念

在城市中，建筑不是一個單獨割裂的物體存在于空間和時間中，它是屬于一個環(huán)境和城市的，對城墻的保護(hù)應(yīng)從宏觀的角度來思考，而不是割裂一個環(huán)境中的一個物體。同時城墻是在一個變化的時間中存在，對于城墻的保護(hù)不能是靜止不變的，而應(yīng)該靈活地看待，保護(hù)城墻的方案不是一定的，在維修和保養(yǎng)中應(yīng)根據(jù)實際情況來動態(tài)地改變解決方案。

5.2.2 合理利用，服務(wù)未來

古城墻保護(hù)的根本目的是能更好地給人們傳遞歷史價值和信息，能更好地服務(wù)未來社會。古城墻的保護(hù)可以通過開發(fā)利用來體現(xiàn)它的價值和意義，城墻屬于一個環(huán)境，總體保護(hù)規(guī)劃是城墻保護(hù)的一個范圍，而開發(fā)城墻的旅游，則是將歷史文化價值不斷傳承并發(fā)揚光大[3]。

5.2.3 城墻本體的保護(hù)

就城墻本體而言，可以從3個方面考慮：一是如何延緩甚至扼制病害的出現(xiàn)，延長城墻的壽命；二是阻止自然和人為的損壞；三是如何對已損壞城墻進(jìn)行維修和搶救。城墻本體的保護(hù)要落到實處，最終還是要通過修繕的技術(shù)手段得以實現(xiàn)。城墻本體的修繕保護(hù)，依其性質(zhì)主要可分為日常保養(yǎng)、維修和重建3大類。

(1)日常保養(yǎng)。對城墻本體的保護(hù)，日常保養(yǎng)是非常重要的方法之一，也是比較容易忽視的地方。日常保養(yǎng)是指在不改變城墻的現(xiàn)存結(jié)構(gòu)和材料等情況下所進(jìn)行的經(jīng)常性保養(yǎng)維護(hù)。在城墻墻體的保護(hù)過程中，應(yīng)當(dāng)貫徹古建筑的“保養(yǎng)為主，修繕為輔”的原則。①注意防、排水保養(yǎng)。造成城墻損害的諸多因素中，水是較為主要的破壞因素。水對城墻的沖刷和滲透，其破壞力是很大的。下雨時，若城墻上面的雨水沒能及時排出，水會順著雨墻滲入城墻，隨著時間的增加，灰因多次與雨水發(fā)生反應(yīng)，其黏結(jié)性就會降低，失去活性。城墻外層在受到上部壓力時，由于存在向外的力開始變形，呈現(xiàn)空鼓的現(xiàn)象；水滲入城墻之后，灰與水開始反應(yīng)失去效力，導(dǎo)致背里墻和外表城墻拉結(jié)力不夠；再加上雨水沖刷以及外來作用力，磚開始慢慢酥堿；在水涮完之后，城墻開始變形出現(xiàn)空鼓和移位，在城墻變形的同時，城墻的受力開始發(fā)生變化，丁磚的受力也發(fā)生了變化，丁磚不僅受到水平的拉力還有城墻沉降帶來的剪切力，這個剪切力足以把丁磚切斷[4]。老的防水工藝存在一定的問題，我們需要結(jié)合科技的發(fā)展，在保證舊有傳統(tǒng)防水工藝的同時還可以采用新技術(shù)新材料和新結(jié)構(gòu)[4]。對于現(xiàn)存的城墻而言，如果原有的防水層和排水系統(tǒng)受到損害，首先應(yīng)當(dāng)在日常保養(yǎng)中及時發(fā)現(xiàn)和修復(fù)。由于城墻墻頂經(jīng)常暴露在露天，受到日曬雨淋、雜草和落葉的危害,排水系統(tǒng)還極易發(fā)生堵塞，致使雨水容易滲入墻體內(nèi)部，所以要定期清掃城墻頂面，清除排水障礙。②清除和修整有害的植物。城墻上生長過多的植物，易加劇墻體膨脹、空洞、開裂、松動等現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展，生長的植物根部會將磚頂開使其松動，根部大的甚至?xí)斐蓧w裂縫。定期的修整植物可以有效地延緩城墻的壽命。

(2)維修。①城墻表面損傷的處理：針對城墻本體表面的損傷，可以采用磚皮挖補法、填補法、磚縫膠結(jié)恢復(fù)，重做網(wǎng)狀配筋砌體表層等方法進(jìn)行處理。如對損傷表皮深達(dá)一定厚度的城磚，可采取挖補法處理，局部剔除酥堿磚等，補以城磚；而對表面損傷較淺的磚則可保留原狀。②城墻墻體損傷的處理：墻體的損傷主要包括墻體的開裂、脫空、松動、變形、側(cè)移、坍塌等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象多由城墻內(nèi)部的“病發(fā)”引起，針對這些損傷常常需進(jìn)行搶險加固的維修。在檢測和鑒定墻體穩(wěn)定性后，若有必要，可采用橫向水平拉桿法和土釘法等措施進(jìn)行墻心加固，從而增強墻體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和整體穩(wěn)定性，防止墻體的下陷與坍塌。③城墻防水層的處理：城墻頂面的防水問題，是導(dǎo)致墻面和墻體損傷的關(guān)鍵。當(dāng)頂面的防水出現(xiàn)問題時，水滲漏到墻內(nèi)，水對墻內(nèi)土體浸泡后，引起土體含水量變化，很容易發(fā)生沉陷，使得墻面逐漸形成裂縫，而當(dāng)城墻上的裂縫、沉陷出現(xiàn)后，又成為雨水雪水下滲的通道，水通過裂縫下滲浸泡城墻內(nèi)部的土體，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致墻體變形、坍塌。因此，對頂面防水的維修，是根治多種城墻損傷的癥結(jié)所在，是維修需解決的重點問題。維修頂面的防水層可采用灰土防水層、剛性防水層、柔性防水層等方法。

(3)重建。在重建時應(yīng)注意遵守可識別性原則,要盡可能地保存歷史遺留下來的信息，合理科學(xué)的重建具有體現(xiàn)歷史風(fēng)貌的作用、具有一定的科學(xué)和藝術(shù)價值。還應(yīng)當(dāng)注意遵守原真性原則，這也正是尊重城墻保護(hù)真實性的一個體現(xiàn)。

6 結(jié)束語

城墻保護(hù)和修復(fù)是一個動態(tài)的過程，在保護(hù)原則上，既要從宏觀的角度考慮保護(hù)城墻的大環(huán)境[5]，也需從微觀上思考城墻本身的保護(hù)；在城墻的修繕策略上，要深入了解城墻的歷史，重視城墻日常的保養(yǎng)，防微杜漸，從長遠(yuǎn)考慮其發(fā)展，將城墻的歷史文化價值不斷傳承并發(fā)揚光大。