文得根水利樞紐文物保護(hù)設(shè)計(jì)

崔興宇，趙 佩

（中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021）

1 工程概況

兩家子古城堡址為國家級保護(hù)文物，地處扎賚特旗西北部，興安盟扎賚特旗巴彥烏蘭蘇木兩家子嘎查北1 000 m處，古城位于平緩的山谷坡地中，文得根水庫庫尾段，附近為耕地及草場。

城址平面呈方形，四墻輪廓清晰，平均長度340.0 m，面積約102 400 m2。南城墻中部開有1座10.0 m寬的城門，外有甕城，甕城呈正方形。

其中，東墻底寬10.8～11.4 m、頂寬1.5～1.8 m、高1.4～1.6 m，現(xiàn)存馬面3座。東墻外有壕溝，距墻體16.0 m。南墻底寬10.5～10.8 m、頂寬2.1～2.3 m、高1.4～1.6 m，現(xiàn)存馬面2座。南墻外有壕溝，距墻體18.5 m。南墻中部存有城門，寬8.2 m，門外有半圓形甕城，墻體底寬8.5～9.0 m、頂寬1.9～2.2 m、高1.3～1.5 m。其南墻至城垣南墻25.0 m，甕城東西最大跨度35.5 m，東南角開門，門寬7.0 m。西墻底寬11.0～13.0 m、頂寬1.6～1.9 m、高1.7～2.0 m，現(xiàn)存馬面3座。西墻外有壕溝，距墻體19.0 m。北墻底寬11.7～12.4 m、頂寬1.8～2.3 m、高1.6～1.8 m，現(xiàn)存馬面3座。北墻外未見壕溝。城址四角均存有角樓。

兩家子古城地表遺物比較豐富，采集標(biāo)本有灰陶素面罐卷沿殘片、白色素面瓷碗底部殘片和黑色素面陶罐口沿殘片，根據(jù)標(biāo)本該堡址可定為金代遺跡。古城高程371.0 m，堡址在水庫淹沒區(qū)內(nèi)。

2 水庫淹沒文物分析

根據(jù)SL 290-2009《水利水電工程建設(shè)征地移民安置規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》及GB 50201-2014《防洪標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，文得根水庫淹沒文物古跡的淹沒處理設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水，淹沒處理高程為378.12 m。

兩家子南城墻高程370.1～372.7 m，其中，東墻高程372.6～374.1 m，南墻高程372.3～373.7 m，西墻高程372.3～374.2 m，北墻高程373.1～374.1 m，全部處于淹沒處理高程范圍內(nèi)。

3 兩家子古城堡址防護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 防護(hù)原則及范圍

防護(hù)原則：原則上不做開挖，保持古城原貌；如果文物部門進(jìn)行發(fā)掘，對發(fā)掘處做局部防護(hù)；在墻址處采用防護(hù)措施，以免蓄水后淘刷；對城門、布局等進(jìn)行勘探，在個別地方進(jìn)行解剖，進(jìn)行小規(guī)模的發(fā)掘；對遺址界限設(shè)立永久標(biāo)識，水上也設(shè)置標(biāo)識。

防護(hù)范圍：古城東墻、南墻、西墻、北墻的軸線長均為340.0 m，以墻體軸線內(nèi)側(cè)全部范圍、外側(cè)20.0 m作為防護(hù)范圍。

3.2 防護(hù)方案選擇

古城堡的防護(hù)形式根據(jù)防護(hù)材料可分為剛性護(hù)面和柔性護(hù)面，剛性護(hù)面材料有混凝土類、漿砌石等，柔性護(hù)面有不透水的瀝青混凝土和透水的石籠等。

瀝青混凝土護(hù)面具有粘彈性的特性，有較好的柔性，適應(yīng)基礎(chǔ)變形能力較強(qiáng)，有良好的整體性和不透水性，而且還有相當(dāng)強(qiáng)的抗水流沖刷能力。但瀝青混凝土材料價格較高，在寒冷地區(qū)容易出現(xiàn)裂縫。

混凝土類護(hù)面具有強(qiáng)度高、不透水和抗水流沖刷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但適應(yīng)沉陷的能力差，容易產(chǎn)生裂縫，甚至使護(hù)面遭受破壞。

透水的石籠護(hù)面適應(yīng)基礎(chǔ)沉陷的能力強(qiáng)，使用壽命長。

基于以上各種材料的特點(diǎn)，此次防護(hù)工程措施考慮了兩種比選方案，即格賓石籠和模袋混凝土。

兩家子古城所處高程371.00～374.20 m，文得根水庫的運(yùn)行水位在351.00 m（死水位）～377.00 m（正常蓄水位）之間，這樣兩家子古城會在水庫運(yùn)行期間有時在水下，有時露出水面，在洪水期會淹沒的更深，這樣古城就免不了遭受淘刷，并伴隨岸坡不同程度的變形，而格賓石籠的最大優(yōu)點(diǎn)就是能適應(yīng)變形，且抗沖刷能力強(qiáng)，并具有運(yùn)輸方便、施工簡單、工期短、造價低、使用壽命長等優(yōu)勢，所以兩家子防護(hù)措施選擇格賓石籠。

3.3 防護(hù)措施

兩家子古城堡址城墻在平面上呈方形布置，根據(jù)城址現(xiàn)狀及文物保護(hù)要求，在不破壞原城墻的情況下采取如下防護(hù)措施：沿著現(xiàn)有地形在防護(hù)范圍內(nèi)鋪設(shè)格賓石籠，將古城墻及其城內(nèi)古跡完全保護(hù)在格賓石籠之下。在東墻、南墻、西墻、北墻、甕城及城內(nèi)防護(hù)范圍內(nèi)鋪設(shè)0.3 m厚的格賓石籠，格賓石籠下鋪設(shè)土工布。在古城4個角位置埋設(shè)混凝土墩，用于固定水上漂浮標(biāo)志，混凝土墩尺寸1.0 m×1.0 m×2.9 m（長×寬×高），埋入地下2.4 m?；炷炼丈舷的猃埨K，繩的另一端系0.5 m直徑的橙色漂浮球，在城門兩側(cè)及甕城門兩側(cè)系0.5 m直徑藍(lán)色漂浮球。

3.4 石籠規(guī)格及填充料優(yōu)化設(shè)計(jì)

1）尺寸：可定制，該項(xiàng)目推薦6.0 m×2.0 m×0.3 m，網(wǎng)孔為8 cm×10 cm，網(wǎng)面抗拉強(qiáng)度為42 kN/m，網(wǎng)片標(biāo)稱翻邊強(qiáng)度為35 kN/m，網(wǎng)面絲徑為2.70 mm，邊端絲徑為3.40 mm，綁扎鋼絲直徑為2.20 mm，鋼絲直徑公差為±0.07 mm，鋼絲最小鍍層量為215～265 g/㎡。

2）材質(zhì)：符合ASTMA975-97石籠網(wǎng)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，高爾凡（5%鋁鋅合金+稀土元素）鍍層鋁含量不低于4.2%，PVC包塑厚度不小于1.00 mm。

3）填充石料：該設(shè)計(jì)優(yōu)化采取現(xiàn)場可取的卵石填充，填料應(yīng)具有耐久性好、不易碎、無風(fēng)化跡象，填料的中值粒徑宜介于12～15 cm之間，不在外表面的填料可有15%超出該范圍，填充后生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)的空隙率應(yīng)小于30%。

4 施工方法

格賓籠的橫隔板網(wǎng)片與網(wǎng)箱應(yīng)垂直相交，經(jīng)人工綁扎形成長方形網(wǎng)箱組，綁扎線采用與格賓籠同材質(zhì)的鋼絲；石料填充施工時必須均勻地向同層的各箱格內(nèi)投料，嚴(yán)禁將單格網(wǎng)箱一次性投滿，應(yīng)控制每層投料厚度在15 cm以下，按格賓籠高分層投料，并在填料施工過程中盡量避免損壞石籠上的鍍層；填料施工完成后，人工綁扎網(wǎng)箱蓋板。

5 結(jié)語

此次對文物的防護(hù)工作大大保護(hù)了水下文物的完整性，對國家的考古事業(yè)發(fā)揮了重要價值，且該項(xiàng)目所用防護(hù)材料具有高耐久性及抗腐蝕性，通過對工程的文物防護(hù)設(shè)計(jì)，可以擴(kuò)展到為江河流域等水下防護(hù)的工程提供參考思路。