001工程设计

整，可能是挡水石，与东院墙隔成一道排水沟。

目前，排水孔略残或已堵，无法排出积水。导致排水不畅，雨天在墙体根部形成大片积水。

⑦ 人为破坏

龙王庙中的祠堂建筑群除宋公祠地面尚存外，其余大部埋藏于距离地表0.01-0.6米的现代扰土层下。现代扰土层可以从整体上分为两类：一类为“文革”时期龙王庙建筑群被整体破坏，以及修建、使用、废弃学校所形成的现代地层堆积，多为现代生活和建筑垃圾，可分层；一类为2006年，规划部门为编制保护规划清理寻找建筑基址以及相关设施所回填垫土及建筑垃圾，形成大量沟状或片状堆积，不可分层。两类地层堆积之上都覆盖有厚薄不均的一层表土。

因此，由于人为因素的影响，地面铺砖松动，砖与砖之间缝隙加大，个别铺砖碎裂缺失，导致雨水不从排水口流出，而是直接渗入夯土层，使夯土过量含水而膨胀收缩。

4 工程设计总体说明

4.1设计依据

4.1.1法律法规

(1)《中华人民共和国文物保护法》(2007)

(2)《中华人民共和国文物保护法实施细则》(1992)

(3)《文物保护工程管理办法》(2003)

(4)《纪念建筑、古建筑、石窟寺等修缮工程管理办法》 （1986 )

4.1.2 参考文件

(l)《考古遗产保护与管理宪章》(1990)

(2)《中国文物古迹保护准则》(2000)

4.1.3 参考标准

(1)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)

(2)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)

(3)《 室外排水设计规范》（GB50014-2006）

4.2 设计目标

（l）通过科学、可行的保护措施，保证遗址本体的安全性和稳定性。

（2）通过科学合理的保护及展示设施，尽可能展现遗址的整体格局及原有风貌。

4.3 设计原则

（l）坚持《 中华人民共和国文物保护法》 确定的“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”的文物工作方针。

（2）确保遗址现有的真实性、完整性，全面真实地保存并延续大运河遗产南旺枢纽水利工程所包含的全部历史信息。

（3）遵循“不改变文物原状”与“最小干预”原则，在保护措施的选择上，以传统材料、工艺、技术为主，适当辅以现代科技手段。

4.4 设计内容

（l）汶运交汇口河道及河道堤岸的保护工程方案。

（2）分水龙王庙遗址的保护工程方案。

5 分项工程设计

5.1 汶运交汇口保护工程设计

(1) 遗址清理

对汶运交汇口河道及砖石堤岸进行考古清理，清除杂乱堆积物、杂填土及植被，揭露遗址。清理出河道的路线及连续的堤岸，并清理出分水口形态。河道及砖石堤岸清理至距现地表约1.5米处。

(2) 地貌修复

对堤岸两侧地表进行回填，重新堆砌汶运交汇口东西两座沙山，使由于取土烧砖造成的历史地貌破坏得到恢复。回填料无具体要求。

(3) 回填保护

回填汶运交汇口处的3号、4号、5号、7号考古探沟。

河道西北段不进行展示处将河道、堤岸及木桩以素土回填至现地坪，并种植浅根系植被，详见《 大运河遗产南旺枢纽分水遗址展示设计》。

(4) 补砌加固

对堤岸砖石砌体歪闪变形或危及结构安全的砌体进行补砌加固。 将散落的砖石砌体进行补砌归安，并以白灰浆勾缝。

(5)防风化加固

对揭露展示的砖石堤岸砖砌体采用化学材料进行防风化加固，详见6 砖砌体防风化加固设计

(6)石子铺设

河道展示段于清理后的河道底部铺设150 厚级配料粒及200 厚卵石，以保护河床及木桩并标识河道格局。

(7)河道剖面加固

根据展示设计要求，于河道东南段拟开挖一条31 米长3 米宽4 米深的考古探沟，以对河道剖面进行现场展示。

拟采用木箱结构对探沟四壁进行加固，木板、木支撑的具体材料、规格及节点设计将在河道工程地质勘察完成后确定。拟于探沟边坡顶部铺设人工防渗层，以维护边坡稳定。

对河道剖面的展示，拟采用地层剥离技术，将探沟西壁地层进行剥离，附于加固后的探沟东壁木板之上。

地层剥离技术：．采用地层剥离剂完整地将地层断面和层序完整地剥离下来，将原本难以搬走的地层标本化，以便收集、研究和展示。

地层剥离剂化学名称：聚氨酷预聚物。

平均剥离厚度：l-3cm 。

(8)搭建保护设施

于小码头遗迹两侧刻字砖处搭建玻璃保护棚，保护并标识砖砌体铭文。保护棚采用可移动式，以便于日常维护。

于河道剖面展示处搭建轻质封闭式保护建筑，以防止降水破坏，详见《 运河遗产南旺枢纽分水遗址展示设计》。

(9) 场地排水

详见《 大运河遗产南旺枢纽分水遗址展示设计》 。

5.2 龙王庙遗址保护工程设计

5.2.1病害成因分析

由于龙王庙遗址结构的原因，砖面返潮泛碱，砖体酥碱、碎裂、脱落。地面底部黄土夯筑，上部铺青砖，雨水渗入内部的夯土层中，水分向下渗入，底部夯土长期处于潮湿状态，与之连接的外部砖长期受潮，从而地面返潮。青砖中的盐碱成分向外析出，地面表面泛出白色的碱，随着时间的流逝，砖体慢慢酥碱，呈片状剥落，加之沉重的地面本身受压，部分砖体碎裂脱落。广各建筑遗址所处位置和地势不同，受自然因素和人为因素的影响也就不同。雨天地势较低的原始地

层表面积水较多，水分无法排出，就渗入底部的夯土层，使底部板石基础以上的地面返潮泛碱，砖体酥碱剥落。

另外，雨势较大时，地势较低的积水淹没板石3 一7 厘米。积水从板石基础的缝隙渗入底部，之后板石基础以上的砖体返潮。上部的铺地青砖松动，排水设施不畅，致使积水直接渗入到内部的夯土中，受此影响，夏季易积水，冬季易积雪，加之人为堆积土层，使砖体受潮，而冬季寒冷冰冻，天暖后解冻，冷热交替，使砖体冻融，造成酥碱，片状剥落。长年的风吹雨淋加剧了病害的发展。 经调查分析，形成裂缝的原因有别。部分黄土夯筑底部，有版筑接缝，接缝处的土体强度较小，雨水冲刷容易形成冲沟，经过几百年雨淋日晒，在干湿交替变化中，墙体从夯段连接处裂缝。底部的砖体受潮酥碱后，质量发生了变化，承重程度减弱，出现裂缝。

另外，砖体底部夯土受潮后，在夯土中可溶盐的活动下，夯土酥碱，土质变得疏松，墙体的局部支撑力降低，就沿夯层而层状剥落坍塌。

5.2.2治理措施

1. 遗址清理

将遗迹上覆盖的考古回填土清理至原始地坪，清除杂乱堆积物及杂填土，并将现地表临时垒砌的砖砌体拆除。

拆除后期砌筑的围墙及大门。

将遗址周边乔木进行清理。

(2) 回填保护

对揭露的龙王庙遗址除房屋基址及主要道路以外的部分采用素土进行回填保护，并将回填后的地表整平。

(3) 补砌加固

对砖石砌体歪闪变形或危及结构安全的砌体进行补砌加固。

将散落的建筑构件进行补砌归安。

对房屋墙基严重缺失的建筑单体，如龙王大殿等，采用仿古青砖、白灰浆及原工艺进行适度补砌，以展示建筑原形制。

将倒塌及转至他处保存的石碑在原位立起，进行展示。

(4) 防渗加固

对龙王庙遗址进行回填的同时进行防渗处理，铺设人工防渗层。

(5) 防风化加固

对揭露展示的砖石堤岸砖砌体采用化学材料进行防风化加固，施工前需进行防风化加固试验。详见6 砖砌体防风化加固设计。

加固范围主要为运河北岸及小汉河东西两岸。运河南岸的砖石堤岸基本无存或尚未发现。

(6) 搭建保护设施

于龙王庙遗址的房屋基址处搭建保护棚，以防止降水破坏。

于龙王庙遗址原轴线道路上铺设木栈道，以保护路面，同时标识路网格局。其他人工设置小路采用卵石散铺路面。

(7) 场地排水

基址多处返潮泛碱的病害均与排水不畅有关，需及时改变排水方式，以减少病害的发生和蔓延。因考古工作未找到完整的原有排水系统，使原有排水系统无法加以利用，因此对整平后的地表进行重新组织排水。

① 场地生态雨水排放系统构建（地表的排水）

设计理念：生态 低影响建设 雨水最大程度入渗地下

整体设计思路：

- 对区域内可回收的雨水资源进行有效的回收，通过合理构建人工蓄水湖体，不但使得区域内与水资源得到了有效的蓄积下渗，同时形成了区域雨季与非雨季形成不同景观效果。

- 雨水收集系统采用乱石与穿孔管结合的渗透式生态雨水收集系统，与景观有机游步道体系结合，将配套设施建设对景观的影响程度降至最低。

② 精细化雨水排放系统构建（建筑基址基坑的排水）

设计理念：安全可靠 有效 低影建设

系统描述：

- 设置真空压力雨水排水系统—套用于排除重点文物展示区域基坑雨水，每个基坑内设置—套过滤取水头及液位控制电信号阀，基坑内雨水通过提升进入木栈道下的重力流雨水管，最终进入停车场处设置的真空泵站，并通过真空泵站内的排水管道排至市政雨水系统。

(8) 防治人为破坏

加强日常管理，对游客进行文物保护宣传，及时清理周边的垃圾。

冬季及时清扫地面、防止积雪。

6 砖砌体防风化加固设计

针对风化的文物，目前普遍认可的化学保护方法是，用一种与保护对象结合比较好的、具有一定渗透深度及加固强度的材料对己风化而濒临危险的文物进行渗透加固保护，也就是说，保护这些文物的入手点应是设法恢复其自身应有的强度及防止进一步风化，所以保护材料是这一保护加固工作的关键。

介于目前对砖石结构文物的保护材料，使用较多的仍旧是有机硅类。长期以来，人们认为有机硅是具有长效功能的保护材料。BiscontinG 等肯定了有机硅对一种威尼斯岩石和砖质的表面封护效果．因此，经揭露的汉汇交汇口砖石堤岸及龙王庙遗址砖砌体也可采用有机硅类材料进行保护加固。

对于缺失砖体的补修，可考虑如下加固方法：在砖体表面将加固剂慢流加固、连续喷洒、浸泡、涂刷等。对于残损严重的部分，为了增加加固剂与文物表面的接触时间，可用纱布将表面包裹或处理间隔及处理完后用塑料纸包裹表面。必要时，用潮湿的海棉挤压包裹的表面。

6.1 保护加固原则和目的

6.1.1保护加固目的

对经揭露的龙王庙遗址砖、石等构件进行浸渍加固，增强其抗风化破坏能力，确保文物安全。

6.1.2 保护加固原则

遵循文物保护的基本原则

― 必须不改变文物本体的原状，不允许对文物体造成新的破坏和影响。― 最小干预原则，尽量通过环境控制等预防性保护手段保护，在必要时才采用主动保护手段。

― 达到可识别性和可持续性（可逆性）的保护原则。

― 全过程要严格执行保证文物体真实性的原则。

6.2 主要保护加固项目

6.2.1 表面清洗材料及工艺

污垢的分析

现场观察，通过对不同类型污垢采样，在试验室进行定性、定量分析附积物的物质组成和

性质。并评价附积物质对砖石表面的影响。

试验区选择面积为10X10cm 污垢面2-3块。

试验方法

灰尘的去除拟采用机械方法，用软毛刷，超细纤维，海绵等和洗尘设备清除。油烟清除采用物理机械方法，辅以去离子水，酒精等化学试剂，利用脱脂棉或专用吸附材

料擦除。

由于清洗过程的不可逆性，所以选择清洗方法、材料的原则是既要考虑清洗的效果，同时

更要注重文物的安全，也要保护修复操作人员与环境的安全。

清洗效果检测

清洗前后照片对比，色差比较，微观图像分析表面形貌的变化。

6.2.2 风化砖石渗透加固材料及工艺

(1) 风化物的分析

采用室内X 荧光分析（XRF ）、X 衍射分析（XRD ）、扫描电镜（SEM ）、差热分析（DTA ) 等手段，通过取样分析砖石样品和风化产物的化学组成和矿物成分及结构，进一步分析风化的机理和影响因素。

(2) 加固材料

目前国内外的研究和保护工作的实践表明：对于砖石的加固，最佳的加固材料是有机硅类，固化后产生类似二氧化硅的凝胶，填充胶结于风化砖石的颗粒之间，从而起到固结的作用，提高强度。

Zzm_3 有机硅加固体系，该材料具有渗透深度大，强度适中，对砖石中的盐类和少量水有一定适应性，施工操作简单等优点。

Remmer300：此材料为德国雷马士公司的石材加固材料，主要成分是不含溶剂的硅酸乙酷。，该材料在全世界各地的砂岩及砖石保护方面己有十多年的使用经验。

Remmer5O0ste ：此材料为德国雷马士公司的石材加固材料，主要成分是不含溶剂的硅酸乙脂。

(3) 加固试验

包括现场试验和室内实验两部分，包括以下几项：

① 通过室内分析，确切了解分析要加固部位的状况，包括孔隙率、含盐量，风化深度，含水量等物理性能和化学物质组成。

② 通过室内检测分析加固处理前后微观结构、孔隙率，成分的变化等来评估保护处理效果，同时估算材料的消耗量。划出一定的试验区用于现场加固试验，通过处理前后光学评定（颜色变化），强度检测、渗透性测试、渗透深度，耐水性测试现场评估材料处理效果。

③ 评估材料的效果和施工工艺、程序的可行性。

7 监测与安防