某古城墙南小城抢险加固工程范本

1、第一章 总论 .、项目概况二、报告编制依据及原则三、结论第二章 文物概况、文物概况二、地理位置三、价值评估第三章 项目建设的必要性、项目建设的必要性二、项目实施的紧迫性三、项目实施的可行性第四章 遗址现状及主要病害及成因、病害类型及分布规律二、病害成因第五章 项目建设选址、地点与地理位置二、场址土地权属类别及占地面积第六章 工程方案、研究试验施工前准备工作三、墙体加固121712121417212524242425282939第七章 节能节水措施 TOC o 1-5 h z 一、编制依据 39二、设计原则 41三、综合能耗计算 41 HYPERLINK l bookmark14 o Curre

2、nt Document 第八章 环境保护设计42一、场地环境现状 42二、项目对环境的影响 42三、环境保护措施 42 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 第九章 项目实施与组织管理43一、项目实施 43二、组织管理 43 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 第十章 实施进度计划 45一、项目建设工期 45二、项目实施进度 45三、项目进度计划表 45 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 第十一章 工程招投标47一、概述 47二、招标内容 47 HYP

3、ERLINK l bookmark22 o Current Document 第十二章投资估算 50一、投资估算依据及说明 50二、投资估算 51 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 第十四章资金筹措 56一、资金筹措 56二、资金使用计划第十五章效益分析一、社会效益二、经济效益第十六章结论与建议一、结论 二、建议 .56575758. 595959大同古城墙南小城抢险加固工程 第一章 总论一、项目概况1、项目名称某古城墙南小城抢险加固工程2、项目单位某市城墙管理处3、项目建设地点某古城南城墙外侧。4、建设范围及内容本项目拟对某古城墙南小城现存的

4、18段零星城墙遗址（总长1000米，总面积约 6000 余平方米）进行抢险加固。5、项目总投资及资金来源本项目总投资 3550.41 万元，其中：工程费用2834.19万元，工程建设其他费 453.22万元，基本预备费 262.99万元。资金来源：申请国家重点文物保护专项补助经费。6、项目建设工期两年半（2017年2月一2019年8月）二、报告编制依据及原则2.1编制依据（1）某南小城北段城址抢险加固工程勘察报告；（2）中华人民共和国文物保护法（ 1997修订）；(3)中华人民共和国文物保护法实施条例(2003 );(4)文物保护工程管理办法(2003);(5)中国文物古迹保护准则(2015)

5、;(6)建筑抗震设计规范(GB50011-2001 );(GB50223-95 );(CECS22:90);(GB50330-2002 );(JGJ120-99 );(7)建筑抗震设防分类标准(8)土层锚杆设计与施工规范(9)建筑边坡工程技术规范(10)建筑基坑支护技术规程 (11)岩土工程勘察规范( GB 50021-2001 , 2009年版) (12)有关工程设计规范及手册2.2编制原则(1)本项目为文物本体的抢险加固工程；(2)本着 “不改变文物原状”的原则进行设计；(3)遵循文化遗产保护真实性、完整性的原则；(4)在保证遗址稳定的前提下， 尽量减少对遗址及周边自然 环境的工程干预；(

6、5)在设计中尽量采用传统的工艺和材料，保证遗址环境的原始状态；(6)本工程主要采用锚杆锚固、裂隙充填注浆、渗透注浆、 支顶加固等技术方对遗址本体进行加固；(7)工程实施过程中，应按照文物保护工程法规要求进行相 应的考古调查。三、项目概况及建设条件3.1项目概况南小城位于某古城南瓮城两侧，北依南城墙，南邻北都街。交通便利。周边地势平缓，北侧略高。地理坐标N40 0453.68 ，E113 17 27.70 ，海拔高程 1024 米。南小城位于某古城南城墙外侧，明代天顺年间巡抚韩雍修筑，原城墙周长 3684米，南北垂直距离为1230 米，北距主城80米。中间筑护城河，有吊桥与主城相通。形状相当于

7、一把“悬桂的钥匙”。南小城北端略呈棱形，南侧为纵长方形。其中北墙东西长 630米，东西最宽处 795米，最窄处214米。 修筑敌台约 30座。设四门，上各建阁楼；东、南、西名为“迎 晖”、“永和”、“永丰”。南小城后多次增修、加高、力口砖、力口 女儿墙。万历二十年（1592）南小城北门楼阁改建为文昌阁。南小城独特的形制设计，对于控制某城南开阔的平地，具有十分重要的战略意义。拟进行抢救性加固工程的某古城墙南小城，共有18段零星城墙遗址，总长1000米，总面积约 6000 余平方米。南小城是某古城的重要组成部分，2016年与某古城墙一起被列入省级文物保护单位。与某古城墙、东小城、北小城形成的独 特

8、的凤凰单展翅的城防格局，在中国的城防设置中是仅有的一 例，为研究我国古代城防体系提供了宝贵的实物资料。历经600余年悠久的历史，南小城城墙早已失去原有的军事防御功能，但这城墙所蕴含的古代军事政治制度、生产生活方式、工 程技术与材料、城市变迁等信息，永远是我们民族珍贵的历史 文化遗产。3.2主要建设条件该项目符合某市城市总体规划要求、符合古城保护规划要求，符合城市用地规划要求；项目选址落实，场地满足建设和 施工条件。水、电等各项配套条件良好，能够满足项目建设需 要。三、结论本项目符合国家法律政策要求，既能使历史的文脉延续，又能反映着城市的个性和特性，以及独特的艺术魅力。在保护有形的 文物古迹、开

9、发新的建设之外，更加保护和发展了名城的无形物， 即文化内涵，既保护名城的历史真实，又保护名城的生活真实。使得城市的发展融合了丰富的传统文化和历史深度，使其具有历史感，历史文化名城才真正成为人类的瑰宝。本项目的建设符合某市规划要求，建设规模合理，工程技术 方案可行，国民经济评价可行。第二章文物概况一、文物概况某有2300多年的城建史，残存有战国、汉、北魏、辽金、 明代的城墙遗迹，是某城市建设最重要的历史见证。考古调查发 现：在操场城东、北、西三面从外向内依次倾斜叠压着明代、北 魏、汉代、战国时期的夯土墙体。战国、汉代时期的平城南墙到 达明府城主城北墙位置。现武定门西门东侧附近保留四个时期的 夯土

10、墙。府城主城北墙中段与操场城南墙对应部分从北向南依次 有明代、北魏、汉代和战国夯土墙夹层。府城主城北墙两侧及东、 南、西三墙从外向里依次有明代、唐代、北魏时期夯土墙体。北 魏夯土层选土较纯，一般用深浅二色土夯成。 夯层厚度在713厘 米间，用圆底石夯具和平底圆形金属夯具夯筑。包含物有汉代陶 片瓦片和少量北魏前期陶片，但不包含磨光黑瓦等平城晚期的遗 物。现存的某城墙是明代徐达在旧城墙的基础上增筑的。明正德某府志卷二城池记“洪武五年（1372）大将军徐达因旧土城南之半增筑，周十三里，高四丈二尺，壕深四丈五尺，以砖外包。 门四：东曰和阳，南曰永泰，西曰清远，北曰武定。上各建楼， 角楼四座，敌台楼五十

11、四座，窝铺九十有六西北角楼，制模 宏敞，往来缙绅，多留题咏”。明初增筑完工的某府城，仅是有四 门瓮城的大城。东西长1876米，南北长1768米，周长约13里， 面积约3.28平方公里。城墙基础是石条垒砌，墙体用“三合土” 夯筑，外包青砖。城墙高约 14米，上筑580对垛子。四面伫立 54座望楼、4座角楼(控军台)、96座窝铺。城墙外侧筑 52座 马面(墙墩子)。四门内侧各有斜坡马道，可通车马。“景泰间，巡抚年富于城北筑小城，周六里天顺间，巡 抚韩雍筑东小城、南小城，各周五里，池深一丈五尺。南小 城门凡四”。三座小城既独立成城，又与主城间有吊桥相连，相互 配合，互为椅角，坚固防守。“嘉靖三十九年

12、，巡抚李文进加高南 小城八尺。万历二十年，南小城北门楼改建文昌阁。二十八年， 总兵郭琥砖整女墙。三十年巡抚记房守士重修”。大自然的作用与 战争的侵害，使城墙受到一定程度的损伤，故不断修补、完善。顺治五年，姜壤降而复叛，清军屠城、削城墙 5尺，某废， 成为一座荒城。乾隆十二年，知县谢廷俞详请重修大城、南小城、 北小城。二十八年，知县宋乾金详请重修南关城门、吊桥基址， 大城女墙，西门马道、吊桥、南门、西门。三十九年，知县吴麟 重修南门城楼。从洪武五年(1372)到隆庆年间(1567 1572)南小城的完工，某城墙的建造费时约200年。敌楼、角楼林立，瓮城、月城、罗城护卫，再加上护城河的有效阻挡，防

13、 御作用巨增。从明代开始在土筑的城墙外侧包砖，并不断增高、 加宽城墙，进一步强化了城池的防御能力。2008年，某市人大常委会关于某古城保护和修复的决定拉开了修复某古城墙的序幕，到 2015年基本完工。修复后的城墙本体长度为7153米，其中东城墙长 1800米，瓮城本体长度 628米，月城长度1326米。南城墙外侧修复关城 437米，耳城 364米。城墙、瓮城的本体高度 12米，外加女墙2米，内外两 侧均用砖包。修复城门大门楼、二门楼各4座，望楼48座，箭楼、月楼各4座，控军台（角楼）4座。南城墙外侧至北都街北 侧的北小城北段，拆除了周边建筑，平整了周边地形，并做了绿 化处理，遗址周围增设了石质

14、护栏，予以现状展示。这次修复基 本恢复了明代某城墙的格局，以崭新的面貌呈现在世人面前。二、地理位置南小城位于某古城南瓮城两侧，北依南城墙，南邻向阳街。交通便利。周边地势平缓，北侧略高。中心地理坐标 N40 04 53.68 ，E113 17 27.70 ，海拔高程 1024 米。三、价值评估历史价值某于汉代始置平城县。北魏天兴元年（398）在平城建都，用汉平城为“平城宫”后，汉平城消失，仅存土城墙痕迹。从汉代， 经北魏、东魏、北齐、隋唐、辽金、元代，平城一直在原地存在， 洪武五年（ 1372）大将军徐达缩其“南之半”而改为“新某城” ， 某城墙时至今日依然是某城的象征，一座城池，历经千年，原地

15、 未动，这在中国都城史上是罕有的一例。某是晋商文化最早的起源地。马可波罗行纪 中记载元代某 路境内的居民，很大部分“以商工为业”。明代，某军镇经济的畸形繁荣，带动了某全省商贸行业的蓬勃兴起，某境内唯一的对外 口岸就设在塞北的长城古堡，某马市的开放，促进了对外贸易的 发展。某军镇经济的畸形发展是“茶马古道”开通的诱因。明代， 中央为了防止蒙古贵族不断南侵，沿长城一带设“九边” ，某镇因“东连上谷，南达并恒，西界黄河，北控沙漠，居边隅之要害， 为京师之藩屏”的重要军事地位而倍受关注。除了不断增筑的某 城外，还在某一线布置了雄厚的军事力量。长年战争的军费及人 员开支，一度占到明王朝财政收入的1/4。

16、“开中法”的实施，促使商人把军粮饲草积极运送边城，以换取一定数额的食盐经营权，从而保障了边疆地区的军饷供应。同时某的军械制造业亦十分发 达，药材、皮货、煤炭等商贸活动异常活跃，使某成为一座物产 丰饶的府城。明王朝将某镇的功能定位为既能扼守京师安全的门户，又能 确保京师对外联络的“陆路口岸”。北方各少数民族“进贡”中央， 需在某接受查验、候旨进京。西域各国贡使进京也需在某“候旨 进京”。对于外国商人实行全程跟踪服务，因而某算得上是一座对外开放城市。陆路口岸的存在，促进了某经济的繁荣。明代马市的设置，使某成为对外贸易的场所。马市的开放， 促进了双边贸易的繁荣，活跃了某各项经济的发展，使某城为远 近

17、闻名的互市之都。带动了明代晋商的不断兴起。无形中发展起 一支庞大的晋商大军，带动了整个某经济的发展。南小城作为某古城的重要组成部分，默默记载了某古城从北 魏国都到明清重镇的城市历史。艺术价值明初“增筑”的某府城，是在旧土城的基础上修成的，略成 方形。作为明代边防重镇又兼府城的某，独特的设计、强化了城 池的防御功能，在城池建制上有其自己独特的风格。(1)南小城与与某古城墙、东小城、北小城形成的独特的“凤 凰单展翅”的城防格局，是中国古城建造史上是仅有的一例，体 现了某古城的营造艺术。(2)不方亦方的主城设计， 是功能和城建艺术的完美结合。 明代修筑的某城墙，周 13里，四面城墙距离不等，随地势高

18、低 曲直变化，合围成一座大型府城。 中轴线大致与地理子午线吻合。 后续的南小城与主城的中轴线重叠，成为主城与翼城的中脊，控 制了府城的规模与容量。墙体外侧下层以石条、石板、石方、石 柱构筑基础，土衬石以上砌砖。墙体内部用三合土夯筑。美观坚 固，有效防止“火铳”等武器的攻击。城墙上设置580座垛口，便于射击和保护自我。主城设四座城门，外置方形瓮城，旁辟偏 门。外侧再筑月城，形成主城、瓮城、月城三位一体的镇城建筑， 也就是说如果要进入主城，需通过三道城门才能进入。而且城门 均不在一个方位上，需拐弯变向才可进入，有效防止骑兵的冲击。(3)小城的设置，因地制宜，体现了明代城防艺术的高超水平。景泰年间(

19、14501456)筑北小城，周 6里。天顺年间(14571464)筑东小城、南小城，各周 5里。池深一丈五尺。3 座小城的设置，拱立于主城之外，成为主城的外围屏障。特别是 南小城“丫”字形的结构，十分奇特，从现有城墙基础部分来看， 是因地制宜，充分利用了该段地形的一个长条形的坡地而建，构 成某城“凤凰城”的独有形制。(4)坚固的城墙与马面，增加了城墙的节奏感与造型美。某城墙的外墙采用齿形设计， 马面一般突生墙体约 1315米，宽 一般在1725米间，马面间距96115米。城墙四面共置 48个 马面、4座角楼，不但增加了监视策应、侧射和夹击登城敌人的诸多防御能力，而且造型变化具韵律美，突显城墙雄

20、伟气势。(5)城楼的设置，体现由“非壮丽无以重威”的立意，展示由城的大势磅礴。“某某东南西三门城楼与城同为洪武五年(公元1372)大将军徐达所建，为现在明代木构之最古者，诸楼平面均 为凸字形，后部广五间，其前突由部分广三间，全部周以回廊。楼之外观，分上中下三层，檐三层。下两层檐之上缘，即紧沿其上层窗之下口。每层均较下一层收入少许，屋顶前后两卷相连，均为九脊顶”。城墙下设窝铺96处，用于屯兵备战，便于迅速反应、快速由击。(6)文峰雁塔，体现了古城某浓郁的人文气氛。天启四年(1624) 由知府陈文卿于南城墙的南偏东处建一座八角七级空 心砖塔，是中国传统文化与建筑艺术相结合的产物。某府城雁塔 选址在

21、城墙上，寓意高过别山。塔形高耸，隐喻文笔尖峰，企盼大同古城墙南小城抢险加固工程ii“昌我文人”。(7)护城河与桥梁，是城市防御和景观的完美结合。在距 主城约40米处，修筑护城河，一来为修城取土方便，二来设置 护城河，加强镇城的军事防御能力。吊桥的设置，便于行走与主 动管理。护城河的设置对历来缺水的某古城来说，无疑也是一条 靓丽的风景。3.3科学价值(1)某城作为晋北防御体系的中心，与长城沿线的卫所、堡 城、关隘等构成严密和军事防御体系，某坚固的城防设施达到了 中国古代城墙建设的最高水平。至今“凤凰单展翅”的整体形态、 四面环护的城墙都基本保存完好，城内十字中轴线、棋盘式路网 和标志性建筑均严格

22、遵循礼制建设。对研究明清府城规模形制具 有较高的科学研究价值。(2) 土遗址是古代文化遗产中重要的一部分，某境内存在大量的古堡、古镇遗址，均属此种类型。而我省在此方面没有专业 的保护队伍开展此项工作。通过对南小城的建筑工艺、历史修复 技术的研究，以及病害调查、病害机理、加固保护技术等方面的 研究，可以总结由一套完整的适合于某土遗址保护的技术，为保 护同类遗址提供技术支撑，同时也可在项目运作过程中培养一支 属于我们某本土的土遗址保护队伍。大同古城墙南小城抢险加固工程 第三章项目建设的必要性一、项目建设的必要性南小城的18段城墙中，绝大部分墙体结构损毁较严重，基础 条石及外包被无存，仅存夯土墙体，

23、并且不同程度残损，墙体顶 部地面无存，顶部杂草众生，保存状况较差，其中09、10号墙体 主要墙体被毁，仅存基础。残损面积共计约12000平米。现场调查表明，现存的病害类型包括：城墙墙面豉胀、剥落，表面风化 酥碱，顶面和侧墙面裂隙、崩塌，植被病害，以及人工开挖造成 的洞穴、残断、崩塌等等。长期的风雨侵蚀和多年来社会保护意 识的缺乏导致的人为破坏等是造成城墙病害的主要因素。建国以来，由于基本建设，城市改造拆除，自然倒塌等原因 造成墙体降低、断开、变窄。其次是城墙包砖被拆除、使防水， 防风化性能减弱，加上居民依墙建房、挖洞、取土，使排水不畅、 底部潮湿，上部开裂又无力维修造成塌方，逐渐形成了自生自灭

24、 的后果。 除01、09、10、11、16、17、18号墙体全部及04、12 号部分墙体周边较为空旷具备修复条件外，其余的9段墙体被小区、民房包围，甚至成为民房的一部分，多处墙体缺口成为居民 来往通道，没有任何保护措施。南小城墙体存在的病害及险情严 重影响文物本体及附近居民的安全，南小城的抢救性加固工程迫 在眉睫。二、项目实施的紧迫性南小城所处区域为大陆性半干旱气候，一年冬夏和一日早晚 温差大，雨水少但相对集中，春秋风大，南小城各段城墙由于长 时间暴露于室外，冻融、风吹雨蚀等自然和过去无人看管等因素， 导致墙体存在裂隙、崩塌等病害，严重影响文物的稳定性，对周 围居民的生产生活也存在极大的安全隐

25、患。南小城建于明代天顺年间， 原城墙周长3684米，经历600多 年风雨侵蚀，毁损严重，病害较多，由于常年无人管理，保护不 善，导致人为破坏及其严重。特别是解放后，城门、敌楼毁坏殆 尽，仅残存墙体痕迹，且被北都街、迎宾街、永泰南路等街道和 居民区等现代建筑和道路分割为数段。调查中发现，现有的18段墙体，最高还保存有 56米的高度，宽度亦达 7 -8米，墙体 时断时续，残存总长度1000米，曾经宏伟的城墙大多湮灭于现代修建的楼群中，但其基本格局在残存痕迹中还可辨识。根据某市第十一届人民代表大会常务委员会1998年8月28日作曲的关于保护某古城的决议、2000年3月2日通过的某古城保护管理条例，某

26、古城的保护已列入城市总体规划， 是市政府及全体市民不可推卸的责任和义务。2008年以来，某市开展了 “某古城保护修复工程”，先后完成了东半城城墙、东城门楼及瓮城、南城门楼及瓮城、北城门楼 及瓮城、西半城城墙、西城门楼等修复工程，南小城作为某古城 不可分割的重要部分，具保护工作应当尽快开展，以适应某古城 修复保护的大格局。基础工作2004年11月15日至2004年12月底，由市古建所组织， 历时45天，由10多位文物工作者对现存城墙进行了实地勘察、 丈量。此次调查共分以下几个方面进行：对市内现有城墙的长度、高度、厚度进行实地丈量，对已毁 墙段亦进行了丈量，从而精确统计由明城墙的周长数据。对城墙有

27、险情的地段重点勘察，记录在案，提由抢险措施和 方案，并做由估算。对城墙现状进行了照片拍摄及电脑图片的资料留存。绘制了城墙现状示意图。对城墙周围12米控制带内现有民居情况进行了普查。除主城墙外，将北小城和南小城也列入调查之列。1981年第二次全国文物普查对某城墙遗址进行详细调查。2008年第三次全国文物普查对某城墙遗址进行详细复查。2008年开始对某城墙遗址实施保护性修复2010年9月东城墙修复完成并对外开放。2011年3月，为了配合城墙修复工程，某市考古研究所对 城墙现状进行了实地调查，并进行考古探沟发掘。管理情况南关城的管理单位为某市城墙管理处。负责城墙的历史研究、文物保护等方面工作；负责城

28、墙保护规划的编制，维修工程项目的计划和日常保护修缮；负责景区内的道路、绿化、治安、环境 卫生等方面的管理工作；负责文物及展品、物品的安全，消防、 技防、安全保卫等工作；负责旅游资源的合理开发、利用、保护 及旅游设施的建设。正科级建制，核定领导职数1正2副。核定自收自支事业编制 20名，其中管理人员编制5名，专 业技术人员编制13名，其他人员编制 2名。符合城市发展要求某古城的整体保护和修复，是市委确定的“加快转型发展、实现绿色崛起”思路的重要内容之一。多年来，历届市委、市政 府在推进名城保护方面做了大量卓有成效的工作。某市第十一届 人民代表大会常务委员会 1998年8月28日作由关于保护某古

29、城的决议、2000年3月2日通过某古城保护管理条例，2008年，市委、市政府抓住国务院由台历史文化名城名镇名村保护 条例的历史机遇，在市第十二届人民代表大会常务委员会第四 十次会议上通过了关于某古城保护和修复的决定。随后，某市开展了轰轰烈烈的“某古城保护修复工程”先后完成了东半城 城墙、东城门楼及瓮城、南城门楼及瓮城、北城门楼及瓮城、西 半城城墙、西城门楼等修复工程，某古城的风貌得以重现云中。作为某古城的重要组成部分，做好南小城的保护工作是传承 历史文化、提高某知名度、开发利用旅游资源的需要，也是产业 结构调整、资源型城市转型、发展方式转变、科学发展的需要， 更是着眼于城市长远发展，提升某文化

30、软实力和城市竞争力，打造世界文化遗产旅游城市和历史文化名城品牌的需要。南小城的 加固保护工作必将对某经济社会发展产生极大的推动作用和深远 的影响。第四章遗址现状及主要病害及成因南小城遗址从现存的遗迹来看，当时的修筑方法主要有：1）粘土版筑；2）黄土夹砂石版筑；3）粘土与砂石互层夯筑等。南小城遗址现存城墙残长约1002 米，此次调查的 27号段、1416号段墙体共计 432米，各墙体基础数据见表 4.1 o残存夯土墙体历经600余年的风雨，在各种自然因素的作用和人为因素的破坏下，存在多种病害。一、病害类型及分布规律（1）表面风化调查区域内墙体的风化层较厚，风化层表现形式不同，主要形式有两种，一种

31、表面结皮形成硬壳，特征为外部坚硬，但 土体松散，手摸即碎，内部疏松。第二种为表面形成小裂纹， 风化层较薄。造成此类风化作用的主要原因为风的吹蚀搬运与 雨水冲刷作用。 表面形成比较明显的风蚀影响痕迹，在综合自然力作用下，表面在剧烈温度变化、水盐运移等作用下，遗址 本体表面起翘， 在瞬间外力作用下胶结力失效，遗址本体表层发现层状块体剥离破坏，胶结差的部位容易被风吹蚀，形成典型的风蚀病害，从遗址本体表面现状看，在风、雨水和温度急 剧变化的综合自然力影响下，遗址本体以片状、颗粒状等多种形式脱落，长期以来表面形成掏蚀凹槽、层状脱落等明显的表面风化痕迹。 此类病害主要分布在城墙遗址的下部，毛细水作用范围内

32、尤为明显。(2)裂隙(缝)调查发现裂隙主要有风化裂隙、卸荷裂隙、构造裂隙、建筑工艺裂隙等。风化裂隙是指遗址本体薄弱区域，在自然力作用下沿着薄弱区域逐渐深层次风化，形成次生裂隙，形状上小下大，张开 度10100 毫米，多平直，无充填物，长度大小不等。卸荷裂隙，遗址本体坍塌变形后所产生的宽大裂隙及伴生的裂隙，裂隙张开度100500 毫米，呈折线、直线、曲线等形态，多有后期充填物，充填物多松散剥落土。卸荷裂隙多集 中于遗址变形、坍塌严重的部位，主要发育于遗址顶部、本体 集中受拉、受压区域等；此类裂隙，多为贯通裂隙，严重影响 遗址本体的整体稳定。构造裂隙是指由于新构造活动产生的裂隙，或者沿构造活动遗留

33、的裂隙或薄弱结构面形成的裂隙。它包括断层、节理面、地震作用产生的裂隙，以及在它们影响下土遗址产生的新的裂缝。构造裂缝是薄弱的结构面，在其他因素作用下，结构面张 开、扩大、变形。在生土墙基一 本身受节理的影响，同时其上覆墙体必然随着发生变化，产生构造缝。建筑工艺裂隙， 即遗址本体之间接茬夯筑缝隙裂隙，夯层之间的夯筑缝隙、不同时期修筑的接茬缝隙、裂隙张开度 30300毫米，多为贯通性裂隙，夯层之间缝隙比较平直，附 近无次生裂隙，其主要分布于遗址本体墙体接茬及夯层强度比 较薄弱的层面；不同类型、不同规模的裂隙切割遗址本体，裂 隙为风化提供了有利的通道，从而加剧了裂隙的发展，最终导致遗址本体局部坍塌。

34、(3)坍塌坍塌是由于局部卸荷或者应力变化导致墙体失稳造成坍 塌或即将坍塌的病害。调查区域内墙体失稳严重，局部地段已经坍塌消失，另外，具坍塌造成局部区域悬空，或由于在长期 自然力作用下，根部掏蚀凹进也是形成悬空区域的主要途径和 方式，区域悬空为上部土体的继续坍塌提供了有利的条件。悬空区域遗址本体在自重作用下，由于下部、左右侧面失去了约束力，块体将朝着约束力更弱的方向逐渐发展变形，应力随之变化处于动态分布， 块体与遗址本体连接部位的剪切应力、弯矩、局部压应力和拉应力随之而不断变化，并始终处于动态变化过程，外部表现为约束区内沿着本体构造裂隙或风化裂隙逐 渐形成贯通性裂隙，或局部压碎、拉裂等，直至内聚

35、力小于块 体自重引起的破坏力时坍塌破坏。在自然应力作用下，遗址本体不断的寻找新的平衡和稳定，将不稳定和趋于失稳的本体局部能量不断释放，释放的结果造成遗址本体不断的坍塌损毁。 坍塌的主要形式表现为：倾倒式坍塌和错落滑移式坍塌。(4)酥碱由于特殊的气候条件、高含盐量及建造工艺和建筑材料的差异性、人为圈养牲畜的生物侵蚀，城墙遗址的酥碱病害表现由其独特的形式。 土体中易溶盐含量较高，由于空气湿度和盐的溶解度的变化，引起盐分的结晶与溶解，以及生物粪便的滋生和侵蚀等综合作用，遗址墙体根部表现由不同的酥碱病害形 式：1) 土体结构不断疏松，在外营力的作用下，表面不断被 掏蚀凹进，形成酥碱病害；2)盐分在表面

36、富集，形成一层较坚硬质密的硬壳，有利于遗址抵抗风、雨侵蚀，而硬壳下则是 极为疏松的松散结构土体。(5)人为破坏人为活动对城墙遗址的破坏也较为严重，主要表现为以下几种。1)附近居民人为开挖城墙遗址。为了生活和生产的需 要，人工开挖窑洞作为住所和储物地洞。为了生产、生活方便，使原来洪水冲生的缺口不断扩大。2)人为搭建房屋。部分居民以城墙为后檐搭建居住的房屋， 对城墙土体的开挖， 影响了墙体的稳定性， 目前虽已全部拆除， 但仍有大量建筑基础残余，影响了城墙遗址的观赏环境。3)人工开挖洞穴。因对方家用柴火、农用工具等人工开挖洞穴， 战争等需要开挖防空地道，地道贯穿于整个城墙遗址，局部有雨灌入水后， 长

37、期浸泡城墙遗址造成局部坍塌，后期人为扩大 明显，对城墙遗址的的稳定性和完整性造成威。二、病害成因南小城遗址地处北方干旱地区，属于亚欧内陆半干旱大陆性季风气候，本地区具有以下气候特征：1)四季分明季度温差、昼夜温差大，区域温差明显，冬长秋短，日差较大；2)降水量不足且年际变化大，时空分布不均。常年多风，具有阵 性特点，加剧湿蒸发量，尤以35 月多见；3)风向，多西北风，东南风次之，其他风向较少，春季风速大于其他季节； 4)沙尘灾害天气频繁；5)某处于地震带。从以上对南小城遗址所处环境的调查、城池历史沿革与人类活动现状可以看由， 使此遗址由现以上各种病害的外部原因 主要为温度变化的破坏，水的作用、

38、风的作用及人类活动的破坏作用。内部原因为土体自身的组成、营造技法、技术工艺以 及结构特点等。土体自身因素从城墙遗址的建造工艺可以看由，城墙是由黄土夹杂当地沙土、碎石土、砾石还有少许汉代陶瓦碎片及少量北魏前期陶 片等夯筑而成，级配良好且属于典型版筑生土建筑，夯层明显,其自身的特性决定容易受自然因素的侵蚀。一般都从粘结力较薄弱的夯层间逐渐破坏。(2)温度变化由于遗址本身所含有的矿物成分的差异性，不同矿物的 热膨胀系数不同，在温度急剧变化的条件下，产生差异膨胀，使土体的结构不断疏松，强度降低。另外，温度的变化会引起可溶盐的溶解与重结晶，对土体产生破坏。 当温度在水的冰点附近反复变化时，土中水将会产生

39、结冰、消融的反复作用，破坏土体结构的完整性。(3)水的作用气温的升降引起土体的干湿变化，会使土体沿着已有的软弱连接部位形成新的裂隙，或者使原有的裂隙进一步加深加宽进而延展扩大。当温度低于冰点时，充填于裂隙的水结晶膨胀，形成水的冰劈作用。虽然该地区干旱少雨，但大雨也是存在的，遗址表层的土体由于长期的风化作用，抗剪强度较低，抗雨蚀能力较差， 雨滴对土遗址会产生很大的冲击力，水分充填在土体的空隙中，使土体迅速崩解。雨水会沿着裂缝下渗，一方面使裂缝不断扩大，另一方面降低了裂缝处的力学性能，最后墙体失稳坍塌。对于有些墙体顶部面积较大，有汇水面，雨水汇集成径流，顺地势而下，在台体表面形成冲沟，破坏台体的外

40、貌并且雨水渗入土体裂隙，降低土的力学性能，引起土体失稳坍塌。同时，雨水改变了墙体表面的含水量，加速土体 风化，加速了基础的酥碱作用。(4)风的作用风对城墙遗址的破坏主要有三种方式，吹扬作用、磨蚀作用和旋磨作用。风本身的冲击力及上升产生的上举力将地面碎 屑吹扬到空中或者剥离原地的作用。风以挟带的沙砾为工具，运动中对地表岩石的碰撞，摩擦作用。风中的沙砾在岩石的裂隙中或表面坑洼处表现由强烈的旋动作用，形成旋磨作用。 风会在墙体表面产生各种凹凸不平的圆形或者不规则椭圆形的坑穴和凹坑。 这些风蚀空洞将逐渐变大，与遗址本体构造裂隙等脆弱区域逐渐连接起来成片而最终剥离，形成较大的孔洞， 在长期自然力作用下，

41、逐层剥蚀脱落， 形成影响遗址本体局部稳定和强度的坍塌和悬空区域。因此，遗址本体的风蚀凹进是遗址本体逐渐失去强度，局部应力集中形成坍塌面和悬空区域的最主要途径。(5)人类活动破坏人类为生活生产的需要，搭建房屋、开挖洞穴、开挖生产生活交通由行门洞，军事防空洞的开挖、家畜生活践踏等， 造成城墙遗址破坏极为严重，尤其破坏后的次生病害如裂隙、 坍塌、变形等直接威胁到现存遗址体的安全保存。第五章项目建设选址一、地点与地理位置南小城位于某古城南城墙外侧，明代天顺年间巡抚韩雍修筑，原城墙周长 3684米，南北直线距离为1230 米，北距主城80米。中间筑护城河，有吊桥与主城相通。形状相当于一把“悬桂的钥匙”。

42、南小城北端略呈棱形，南侧为纵长方形。其中北墙东西长630 米，东西最宽处 795米，最窄处 214米。修筑敌台约 30座。设四门，上各建阁楼；东、南、西名为“迎晖”、“永和”、“永丰”。南小城曾多次增修、加高、加被、加女儿墙。万历二十年（1592）南小城北门楼阁改建为文昌阁。南小城独特的形制设计，对于控制某城南开阔的平地，具有十分重要的战略意义。二、场址土地权属类别及占地面积现存的18段零星城墙遗址，总长1000米，总面积约6000余平方米。以上占地为国有土地，规划用地性质为文物古迹用地。第六章 工程方案一、研究试验根据文物保护相关规定及多年土遗址保护工程实践经验，由 于不同遗址还存在环境、土

43、质等多方面的特殊性，因此在工程实 施前，需对关键的技术措施在室内试验，并在此基础上有针对性 的进行材料性能、配比和用量的施工工艺方面的筛选，加固措施 有效性的验证现场试验，并细化材料使用及工艺措施，同时根据 试验情况制定工程质量控制指标与措施。结合南小城城址所处区 域环境、城墙遗址现状，遗址土性质，针对南小城城址遗址病害 特征，需在施工前开展以下几项试验：(1)理化性质分析试验通过室内试验对遗址原用土样粒径、化学成分、矿物成分进 行检测分析，并进行相关的性能测试实验包括击实试验、耐水性 测试、吸水系数测试、强度测试、透气性测试。(2)锚杆锚固试验试验目的：通过前期试验，检测拟采用玻璃纤维锚杆的

44、锚固 力，以及在该遗址中锚杆的施工工艺及浆液配比等，以确保锚固 的有效性。试验原则：1)应采用非预应力锚固，只对锚头进行锁定； 2) 应选择与土体弹塑性接近的主筋材料， 应通过现场实验来确定；3) 注浆材料应与夯土体完整性加固注浆材料一致，应通过现场实验来确定。试验方法：城墙失稳主要发生在裂缝和不同时段墙体的维修 界面上即新旧夯土的接合面。这些部位在环境变化（地震、降雨、 以及排水不利等）的工况下，易产生失稳。现场选取典型的病害 区域进行锚杆锚固试验。通过对采用不同锚杆加固效果的分析， 确定在最不利的工况下，内、外墙的安全系数。同时，确定不同 情况下锚杆的纵向抗拉强度、耐酸碱盐腐蚀性。从而通过

45、现场试 验确定拟选材料的适用性、安全性和有效性。（3）表面防风化试验试验目的：不同遗址病害程度、所处环境不同，对其进行表 面防风化加固时，所用防风化材料的浓度和实施工艺也不同，需 要通过现场试验确定南小城遗址不同区段防风化加固时防风化材 料的浓度，喷洒（滴渗）渗透量以及实施工艺。通过现场的模拟 试验确定施工工艺和材料。由于本次工程的主要内容是解决墙体 的稳定性问题，同时土遗址防风化工作也是一项长期且艰巨的任 务，对防风化材料的要求也比较高，现在多处于试验阶段，而且 必须通过长期的观察、试验最终确定防风化的治理措施，故本次 表面防风化仅是试验性质，不做大面积处理。试验方法：在表面防风化现场试验中

46、，首先根据不同病害情 况、所处环境拟设定四个试验条件：1）采用表面喷洒和滴渗工艺对比；2）所使用的防风化材料浓度与渗透数量对比；3）间隔时 间；4）喷洒或滴渗次数对比。通过不同情况下试验区域表面防风 化前后表层强度、表面防水与抗渗性能的变化情况确定施工工艺 与材料，以保证施工的安全性和有效性。(4)裂隙注浆试验试验目的：通过对不同类型裂隙进行注浆试验，根据试验效 果确定施工工艺与材料。试验方法：首先对城墙夯土体内部裂缝和松散带、密实度进 行详细调查，根据不同情况分别进行试验，主要针对遗址墙体的 贯通性较大裂隙的充填注浆和一般裂隙的裂隙注浆进行现场试 验。其中，裂隙充填注浆主要通过现场试验，确定

47、裂隙注浆材料 的配比、填充土块的直径大小，以及间断式、间歇式和逐层注浆 的周期控制、注浆量的多少、注浆过程控制、加固后表面协调性 处理等。裂隙注浆主要通过现场试验确定遗址墙体裂隙注浆材料 和配比。(5)夯筑砌补试验目的：受自然力和人为因素的影响，坍塌区域和孔洞较 多，夯筑砌补是此次工程的主要手段，通过现场夯筑砌补试验确 定施工工艺与材料，从而有效的加固遗址墙体。试验方法：根据城墙原有土样的理化性质分析试验结果，选 择与其各项性质相近或相同的士作为试验主材料，通过模拟原始 工艺进行夯筑试验，在试验中通过1)原夯土墙体与加固夯筑砌补墙体之间的粘结实施工艺和评价；2)夯筑过程中的打夯震动带来负面影响

48、的防范和消除；3)夯土材料的主要成分和配比；4) 夯层厚度；5）粘土夯层、粘土与沙石土互层夯筑、粘土夹杂砂石 土三种主要夯筑形式的实施工艺等，完成夯筑砌补工艺与材料的 选择。二、施工前准备工作考古勘察此前，因墙体周边建筑较多，不具备勘察条件，工程区域内 还没有进行过系统的考古勘察工作，根据以往保护加固工程经验 和相关法规，为防止对文物的破坏和文物信息的流失，在文物遗 址区工程活动，必须进行考古发掘工作。因此，在工程实施前， 为配合工程实施，在工程施工过程中必要的地段进行考古清理发 掘工作，局部地段与施工结合进行。考古勘察方法：墙体截面位置均要设置一条探沟，墙体两侧 根据情况每隔1020m挖一道

49、探沟，查明墙体遗迹及基础宽度、做法、土衬石位置等信息，以此修正设计中基础的宽度和做法，以 及是否采取必要的展陈措施。同时探明地基承载力，确定外包墙 体的基础做法，以保证基底地基承载力不低于170kpa。安全支护由于遗址本体发育裂隙的不断发展，遗址本体的坍塌卸荷， 工程项目的实施扰动可能会遇到再次坍塌或坍塌变形、倾倒变形 等局势，要对坍塌体、人为孔洞、裂隙及其它影响施工安全的部 位进行刚性支护加固，确保现场施工人员安全及遗址本体的安全， 并保障保护加固措施的实施。三、墙体加固调查区域内墙体坍塌、人为孔洞、裂隙等病害较为严重，周 边居民因生产、生活等原因削墙取土的情况也比较多，导致部分 墙体厚度小

50、于500mm,且多数不规则，墙体的稳定性极差。为解 决这一问题，参考历史资料并通过现场调查，墙体的基础厚度应 该在68m,高度39m,借鉴某城墙的保护方法，延城墙基础厚 度砌筑城砖，收分12%至33.6m,墙体下部不足夯筑至与砖体同 高。墙体加固施工中，先进性刚性支护，再进行人为孔洞填补、 裂隙注浆加固、锚杆加固，然后砌筑城砖，夯筑加固。城砖砌筑 0.5m高度开始三七灰土填充夯筑，随砌筑高度逐步夯筑，直至达 到设计要求。高于砌体部分宽度不足2m的墙体采用原材料原工艺人工夯筑至2m宽度。人为孔洞加固填补针对施工墙体存在的人为孔洞，深度大于1m的孔洞，内置机红砖刚性支护，沙袋填充，深度小于1m的孔

51、洞直接沙袋填充（详细做法见图纸）。填充后洞口与原墙外表面留100mm空间，距基础33.6m的孔洞后期砌筑城砖，三七灰土夯筑隐蔽，超由 夯筑范围的孔洞采用改性料磁石、石英砂，偏高岭土和墙体原状 土比例：1:0.4:0.6 ，水灰比0.2 混合物表面处理，上抹34遍裂隙注浆裂隙必须进行注浆充填，否则一旦裂缝中入渗雨水会导致土 体软化，促使墙体裂隙进一步发育或坍塌；另外，裂隙中不断填充沙土，或裂隙两侧长期风化，逐渐对遗址本体局部造成不良影 响。因此，对于遗址本体表面发育的密集微型裂隙，卸荷后表面 形成的次生裂隙，已经位移或歪闪的贯通性裂缝都必须进行注浆 封闭加固，否则在长期风雨和其它自然外力作用下，

52、将成为破坏 突破口，逐渐的使遗址本体发生剥离和剥落，局部坍塌等。因此， 裂隙注浆是遗址本体病害治理主要措施。针对不同宽度裂隙，具体工艺如下：1、轻微裂隙加固工艺(小于10mm)(1)裂隙清理。人工清理配合气泵，0.10.2MPa气压对钻孔残留的虚土、杂质等进行清理。(2)改性料僵石浆液表面渗透。采用改性料磁石、150目石英砂、偏高岭土比例：1:0.4:0.6 ,水灰比1:1对裂隙预注浆湿 润内部土体，以达到防止土体吸水改变水灰比的目的。(3)改性料磁石浆液及混合砂浆配制。采用改性料磁石、150目石英砂，偏高岭土和墙体原状土制成混合砂浆，比例： 1:0.4:0.6 ,用水灰比 0.2 混合砂浆做

53、封堵裂隙泥；水灰比 0.50.7混合浆液做灌浆料。要保证一定的搅拌转动速率，搅拌 时间一般不小于 30min ,同时不能采用配置时间超过 2小时的浆 液，随用随拌。(4)裂隙封堵及埋设注浆管。用配好的封堵砂浆封闭裂隙， 按照不小于300mm的间距，顺着裂隙的走势埋设注浆管。注浆管 采用直径依裂隙宽度不大于10mm的塑胶注浆管。注浆管埋深对穿透墙体的裂隙要求两侧在不同高度同时埋设，两侧相邻两注浆 管的距离不大于 200mm,且两注浆管的末端的搭接长度不小于 100mmi(5)压力注浆。注浆采用孔底注浆法，注浆压力控制在0.20.4MPa ,采用气泵将浆液按自下而上的次序通过注浆管进行； 注浆时，

54、当相邻的上方注浆管中由现浆液溢由时应停止注浆，并 堵塞该注浆孔，再向上方的注浆管中注浆；若裂缝较窄小，可适 当增大水灰比以减小浆液粘度，增大可灌性。同时要掌握一次性 注浆量不宜太大，按照实际情况进行注浆，一般采用不同裂隙间 隔注浆法，防止注浆过量。(6)封闭注浆孔。注浆结束后用水灰比0.2 砂浆封闭注浆口 2、宽大裂隙加固工艺(大于10mm)(1)裂隙清理。人工清理配合气泵，0.10.2MPa气压对钻孔残留的虚土、杂质等进行清理。(2)改性料僵石浆液表面渗透。采用改性料磁石、150目石英砂、偏高岭土比例：1:0.4:0.6 ,水灰比1:1对裂隙预注浆湿 润内部土体，以达到防止土体吸水改变水灰比

55、的目的。(3)裂隙填堵。裂隙内填筑1025mm砾石(根据裂隙宽度适当调整)，增加注浆后的强度，保证裂隙充实。(4)改性料磁石浆液及混合砂浆配制。采用改性料磁石、150目石英砂，偏高岭土和墙体原状土制成混合砂浆，比例： 1:0.4:0.6 ,用水灰比 0.2 混合砂浆做封堵裂隙泥；水灰比0.50.7混合浆液做灌浆料。要保证一定的搅拌转动速率，搅拌 时间一般不小于 30min ,同时不能采用配置时间超过 2小时的浆 液，随用随拌。(5)裂隙封堵及埋设注浆管。用配好的封堵砂浆封闭裂隙， 按照不小于300mm的间距，顺着裂隙的走势埋设注浆管。注浆管 采用直径10mm的塑胶注浆管。注浆管埋深对穿透墙体的

56、裂隙要 求两侧在不同高度同时埋设，两侧相邻两注浆管的距离不大于 200mm!且两注浆管的末端的搭接长度不小于100mmb(6)压力注浆。注浆采用孔底注浆法，注浆压力控制在0.20.4MPa ,采用气泵将浆液按自下而上的次序通过注浆管进行； 注浆时，当相邻的上方注浆管中由现浆液溢由时应停止注浆，并 堵塞该注浆孔，再向上方的注浆管中注浆；若裂缝较窄小，可适 当增大水灰比以减小浆液粘度，增大可灌性。同时要掌握一次性 注浆量不宜太大，按照实际情况进行注浆，一般采用不同裂隙间 隔注浆法，防止注浆过量。(7)封闭注浆孔。注浆结束后用水灰比0.2 砂浆封闭注浆口。注：对于宽大裂隙特别是贯通裂隙，侧面裂隙封堵

57、后应采用 模板全支护防止浆液渗漏。对于墙体顶部与墙体平行的建筑工艺 裂隙等，应当在锚杆锚固后再裂隙注浆。以上注浆的材料级配比及水灰比均为参考值，具体参数应当 在现场试验的基础上具体确定。混合砂浆中加入墙体原状土主要目的是使砂浆颜色与墙体颜色保持一致。3.3锚杆锚固锚杆锚固是指遗址本体在失去一定的粘聚力而局部失稳，通过锚杆给失稳本体新的连接力的技术措施，遗址本体可依赖锚杆 连接提高本体的整体稳定性。这种工艺技术方便、简洁、隐蔽性 好、强度提高较明显，是治理遗址本体局部失稳的重要措施。玻璃纤维锚杆。主要针对遗址本体较大，局部失稳、裂隙发育、倾斜等遗址病害，锚固范围不超过10m。玻璃纤维锚杆已在内蒙

58、元上都遗址及新疆北庭故城遗址取得成功应用。该材料具有 耐潮、耐腐蚀、强度大等特点。比较适合遗址本体加固。具体性 能详见下表。表两米长玻璃纤维锚杆性能指标杆体抗拉建 度(Mpa)杆体益剪强度 (Mpa )扭姬 1N m)锚周力(KN)，尾部连林部仲及螟 故螺母嫉就力 1KN)托盘承载力 KN)244754058858858.8根据文物保护中使用新材料、新技术和新工艺，必须遵循先 试验再使用的原则，在南小城一期保护加固中，玻璃纤维锚杆使 用前必须进行现场拉拔试验，单根锚杆的设计极限锚固力n4.0kN/m。采用人工成孔，浆液采用改性料磁石、石英砂，偏高岭土和 墙体原状土比例：1:0.4:0.6 ,水

59、灰比0.50.7 灌注。注入浆液 后应随即插入锚杆，以保证杆体与孔壁接触密实。锚孔斜插角根 据对锚的需要确定，穿透墙体两边锚固。尽量保持垂直于失稳块体。根据锚具的尺寸以锚杆中心为中心凿槽，深度 30mm左右， 并保持表面的平整协调。1）根据遗址本体的实际情况，对悬空遗址本体做临时安全 支护，确保施工过程中人员及遗址的安全。遗址本体支护不能与 操作脚手架连接，形成独立稳定的支护体系，避免施工过程中的 操作扰动的不利影响。2）定位放线。根据要锚固的遗址本体范围，锚固结构布置的 位置，锚固的结构形式和隐藏形式等对遗址本体进行锚固结构位 置布置的放线，根据设计要求结合实际情况，选中持力点和锚杆 作用力

60、的角度、锚杆长度等。3）成孔。采用机械钻孔和螺纹钻人工钻孔相结合的方式，钻 孔深度一般为1.5m9m （根据墙体厚度决定，穿透墙体对锚），钻孔过程中应注意成孔角度，一般略向上倾斜，倾斜角度不大于5 ,成孔直径为 60150mml4）清孔。采用有一定风力的豉风机，对钻孔残留的虚土、杂质等进行清理。5）安装锚杆。根据墙体厚度选择合适长度锚杆，锚杆放入钻孔之前，应检查孔道是否阻塞，查看孔道是否清理干净，并检查 锚杆体的质量，确保锚杆组装满足设计要求。安放时，应防止锚 杆压弯、弯曲，注浆管宜随锚杆体一同放入钻孔，锚孔一端采用 水灰比0.2改性料磁石混合砂浆封堵，并模板支护，注浆管端距 管底宜为5010