嘉峪關(guān)關(guān)城城臺酥堿病害監(jiān)測方法探索

柳君君

摘 要：嘉峪關(guān)關(guān)城墻體酥堿病害主要分布在東閘門、光化樓馬道、柔遠(yuǎn)樓馬道和嘉峪關(guān)樓門洞等處。目前所采取的監(jiān)測手段是用定點拍照來記錄和觀察病害發(fā)育趨勢;用水分儀和鹽分計相結(jié)合監(jiān)測分析鹽分、水分運移關(guān)系;用數(shù)碼顯微鏡取樣觀察分析酥堿病害的微觀病理結(jié)構(gòu)。嘉峪關(guān)關(guān)城墻體酥堿病害的監(jiān)測目前處于初級階段，監(jiān)測手段和監(jiān)測分析技術(shù)都還處于不斷探索及完善的階段，目前最主要的工作任務(wù)還是繼續(xù)探索監(jiān)測方法，完善監(jiān)測技術(shù)，保存現(xiàn)階段監(jiān)測數(shù)據(jù)資料。

關(guān)鍵詞：嘉峪關(guān)關(guān)城;酥堿病害;監(jiān)測方法

1 關(guān)城墻體酥堿病害監(jiān)測概述

1.1 監(jiān)測目的

酥堿是指在水的作用下，土遺址中含有較多的可溶鹽，由于溫、濕度的變化引起土體內(nèi)部的可溶鹽反復(fù)溶解、結(jié)晶，并在土體遺址的表面富集。由于鹽分的結(jié)晶，溶解后體積的變化，在膨脹—收縮的反復(fù)作用下，土體結(jié)構(gòu)不斷疏松，在外營力作用下，土遺址表面不斷被掏蝕凹進(jìn)形成酥堿病害。

嘉峪關(guān)關(guān)城墻體酥堿病害主要分布在東閘門、光化樓馬道、柔遠(yuǎn)樓馬道和嘉峪關(guān)樓門洞等處。目前所采取的監(jiān)測手段是用定點拍照來記錄和觀察病害發(fā)育趨勢;用水分儀和鹽分計相結(jié)合監(jiān)測分析鹽分、水分運移關(guān)系;用數(shù)碼顯微鏡取樣觀察分析酥堿病害的微觀病理結(jié)構(gòu)。上述這些部位的酥堿成因可能主要是受地形地勢的影響使該部位地下水富集、鹽分運移頻繁，從而引起酥堿。如東閘門就處于下坡地勢，雨水容易在這里匯集，病害部位也最多。

2018年新增酥堿病害主要分布在嘉峪關(guān)樓馬道、西羅城南段北側(cè)和東側(cè)、西羅城北段西側(cè)等處。這些部位的病害主要在墻體頂部，初步分析可能是不當(dāng)?shù)木S修施工工序造成區(qū)域水分排出不暢，加之嘉峪關(guān)驟冷驟熱的氣候環(huán)境，時間久了慢慢形成了酥堿病害。如西羅城南段和北段區(qū)域酥堿。

1.2 監(jiān)測點位選擇的標(biāo)準(zhǔn)

①監(jiān)測點位病害特征明顯并具有代表性。

②區(qū)別于相對穩(wěn)定狀態(tài)的發(fā)展中的病害。

③便于攝影拍攝角度與高度可執(zhí)行方位的病害。

④監(jiān)測區(qū)域特征明顯，且具有較高的識別性。

⑤突發(fā)事件造成損傷的區(qū)域。

2 監(jiān)測設(shè)備

監(jiān)測設(shè)備的具體名稱、型號及監(jiān)測方法如表1所示。

3 監(jiān)測方法

3.1 含水率監(jiān)測

水分監(jiān)測是在病害區(qū)域內(nèi)，依據(jù)病害發(fā)育情況，橫向每間隔50厘米確定一個監(jiān)測點，縱向每間隔一層磚確定一個監(jiān)測點，每月分上旬和下旬兩次，用便攜式水分儀監(jiān)測墻體含水率。最后的監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)合同點位墻體含鹽率做橫向、縱向?qū)Ρ确治?，研究水分和鹽分含量變化、運移方向和發(fā)展趨勢。選取東閘門城臺東南面酥堿監(jiān)測點位水分監(jiān)測記錄表為例（表2）。

3.2 含鹽量監(jiān)測

鹽分監(jiān)測點位完全與水分監(jiān)測點位相匹配，即在病害區(qū)域內(nèi)，依據(jù)病害發(fā)育情況，橫向每間隔50厘米確定一個監(jiān)測點，縱向每間隔一層磚確定一個監(jiān)測點，最后的實驗數(shù)據(jù)做橫向、縱向?qū)Ρ确治?，研究水分和鹽分含量變化、運移方向和發(fā)展趨勢。但因為鹽分監(jiān)測要從病害磚塊取樣，屬于微損監(jiān)測，不宜經(jīng)常取樣，所以一年取樣兩次，定在冬、夏兩個氣候環(huán)境差異最大的季節(jié)取樣分析。而且有些部位由于病害趨于穩(wěn)定，磚塊表面結(jié)晶鹽不多，所以也沒有取樣。目前取樣監(jiān)測主要集中于東閘門城臺和嘉峪關(guān)樓城臺。

3.3 對比分析

圖1是東閘門城臺東南立面酥堿區(qū)域水分監(jiān)測點橫向和縱向的對比折線圖，從圖中可以看出，橫向比縱向含水率略高，變化幅度略大，但整體保持穩(wěn)定。這樣的對比是我們按照當(dāng)前測取的數(shù)據(jù)，基本上按每月、每季度、每年度的橫軸再作對比分析，意圖研究出酥堿區(qū)域水分運移變化規(guī)律。

表3東是閘門城臺東南立面水分鹽分監(jiān)測表，圖2、圖3是東閘門城臺東南立面酥堿病害鹽分與水分對比折線圖。鹽樣是從酥堿磚體表面取下的結(jié)晶，用0.5克的鹽樣，研磨后溶解在100毫克的蒸餾水中，攪拌過濾后測取溶液的電導(dǎo)率數(shù)值，電導(dǎo)率值越大，證明含鹽量越高。通過實驗分析，同一監(jiān)測點含水率同電導(dǎo)率基本呈正相關(guān)關(guān)系，可推斷出鹽分隨水分發(fā)生運移，鹽分運移與水分運移關(guān)系密切;在一定溫度下，隨著含水率的增大，鹽樣浸出液電導(dǎo)率呈冪函數(shù)關(guān)系減小;由于鹽分在遺址表層堆積，土體表面泛白酥解，嚴(yán)重時脫落。

3.4 定點拍照監(jiān)測

關(guān)城墻體酥堿病害的定點拍攝監(jiān)測點位基本上與水分和鹽分監(jiān)測點位相對應(yīng)，監(jiān)測頻率為一年中的冬夏兩季各一次，這樣便于從宏觀角度綜合分析病害的變化趨勢和成因。選取東閘門城臺東南立面定點拍攝監(jiān)測記錄表為例（表4）。

4 結(jié)論

嘉峪關(guān)關(guān)城墻體酥堿病害的監(jiān)測目前處于初級階段，監(jiān)測手段和監(jiān)測分析技術(shù)都還處于不斷探索、完善的階段，只是依據(jù)采集到的數(shù)據(jù)分析研究撰寫了相關(guān)論文，沒有全面、系統(tǒng)的分析研究。而且據(jù)近三年的監(jiān)測初步斷定，關(guān)城墻體的酥堿病害發(fā)展趨勢趨于穩(wěn)定，沒有發(fā)展到必須干預(yù)處理的階段，故目前最主要的工作任務(wù)還是繼續(xù)探索監(jiān)測方法，完善監(jiān)測技術(shù)，保存現(xiàn)階段監(jiān)測數(shù)據(jù)資料。