王文輝

(福建省建筑設(shè)計(jì)研究院，福州 350001)

福建曇石山遺址保護(hù)巖土工程勘察研究

王文輝

(福建省建筑設(shè)計(jì)研究院，福州 350001)

針對(duì)遺址保護(hù)區(qū)的工程特點(diǎn)，采用先進(jìn)的綜合勘探技術(shù)手段和方法，解決了遺址保護(hù)區(qū)無(wú)損勘察、試驗(yàn)及一系列巖土工程難題，為遺址保護(hù)建設(shè)的地基承載力、變形和防滲以及邊坡問(wèn)題提供了可靠的依據(jù)，同時(shí)也為我省今后類(lèi)似工程實(shí)踐提供了十分有益的借鑒和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)提高勘察技術(shù)水平具有重要的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)價(jià)值。本工程2013年獲得福建省優(yōu)秀工程勘察一等獎(jiǎng)和全國(guó)優(yōu)秀工程勘察一等獎(jiǎng)。

遺址保護(hù)區(qū)；綜合勘探技術(shù)

0 引言

福建閩侯縣曇石山遺址位于福州市閩侯縣甘蔗鎮(zhèn)曇石村，遺址范圍約3萬(wàn)多平方米，是一座5000年前原始部落遺址，是先秦閩族文明的發(fā)源地，被考古學(xué)界命名為“曇石山文化”。2001年6月25日曇石山遺址被國(guó)務(wù)院公布為全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位，同年12月5日被福建省委、省政府列為省級(jí)愛(ài)國(guó)主義教育基地。

遺址為長(zhǎng)條形山丘，面積5 000 m2；臨靠閩江，高出水面10～20 m，周?chē)情}江下游的沖積平原及低山丘陵，文化層堆積中包含大量的貝殼，是典型的史前貝丘陵。自1954年以來(lái)，遺址先后經(jīng)過(guò)8次考古發(fā)掘，出土新石器時(shí)代至商周時(shí)期墓葬80余座，多座陶窯、陶灶和大量灰坑遺跡以及石器、陶器、貝器、骨器等文物2 000多件，具有很高的考古研究?jī)r(jià)值。目前曇石山已揭露的面積約為2 000 m2，已挖掘的部分只占全部遺址的1/3，搶救性的考古發(fā)掘還將隨著保護(hù)工程的開(kāi)展繼續(xù)進(jìn)行。福建省文化廳在第8次考古發(fā)掘的現(xiàn)場(chǎng)修建了占地40多畝的“福建省曇石山遺址博物館”(見(jiàn)圖1)。

圖1 考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)及部分出土的遺址面貌

曇石山遺址規(guī)劃保護(hù)區(qū)范圍以曇石山山體為主體，東北至甘洪路口環(huán)島內(nèi)側(cè)，西南至安坪浦小溪外沿，西北至福古公路內(nèi)側(cè)，東南至?xí)沂灞笨拷z址的巷里路(又稱(chēng)古街路)內(nèi)側(cè)，占地112畝。保護(hù)區(qū)包括重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，即整個(gè)曇石山山體，占地面積1.89 hm2；一般保護(hù)區(qū)，在重點(diǎn)保護(hù)區(qū)外圍區(qū)域，占地6.289 hm2(見(jiàn)圖9)。保護(hù)區(qū)范圍外周邊50 m內(nèi)，為建設(shè)控制地帶。遺址保護(hù)和建設(shè)工程列入省政府預(yù)備重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目。

1 工程特點(diǎn)與難點(diǎn)

遺址保護(hù)區(qū)位于剝蝕山殘丘上，東南和西南側(cè)為曇石山村落和甘蔗鎮(zhèn)新區(qū)，西北為福古公路和閩侯縣政府所在地。遺址區(qū)內(nèi)(山坡及山腳)原為曇石山村莊居民區(qū)，曇石山種子站、荊溪管理站、閩侯恒心小學(xué)、曇石境和朱巖寺也分布于區(qū)內(nèi)。由于遺址區(qū)周邊道路建設(shè)及當(dāng)?shù)鼐用耖_(kāi)挖興建房屋等，山體周邊已形成高陡的巖、土質(zhì)邊坡，部分邊坡陡立，有崩塌現(xiàn)象；山體崩塌及周邊地下水滲透、水土流失等不良地質(zhì)作用已對(duì)出土的文物構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

本次遺址勘察主要針對(duì)的巖土工程問(wèn)題為：遺址場(chǎng)地及邊坡工程地質(zhì)；遺址區(qū)水文地質(zhì)條件，滲透水來(lái)源、賦存條件及徑流、排泄情況；場(chǎng)地南側(cè)修建博物館及重建遺址展廳對(duì)遺址的影響；遺址整體防排水系統(tǒng)等。

本次勘察主要在保護(hù)區(qū)內(nèi)進(jìn)行，由于遺址尚未完全發(fā)掘，仍有2/3遺址尚未挖掘，勘察期間不得破壞或損壞遺址，勘察成果必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

2 勘察特色與成果

2.1 對(duì)遺址保護(hù)區(qū)進(jìn)行地形圖測(cè)繪和核對(duì)

為獲得本保護(hù)區(qū)最新、可靠地理地形信息，勘察前對(duì)現(xiàn)有保護(hù)區(qū)及周邊附近地形圖進(jìn)行重新測(cè)量和繪制，標(biāo)明已發(fā)掘遺跡點(diǎn)的位置和范圍，并埋設(shè)相應(yīng)的坐標(biāo)控制點(diǎn)及導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)，作為保護(hù)區(qū)規(guī)劃建設(shè)的依據(jù)。

2.2 工程地質(zhì)調(diào)查和測(cè)繪

重點(diǎn)為保護(hù)區(qū)山體及周邊邊坡的地形地貌、地層、巖性、構(gòu)造、地貌、地表水的來(lái)源、賦存及排泄情況，水土流失、水患侵害原因等不良地質(zhì)現(xiàn)象；調(diào)查場(chǎng)地挖填情況，人工切坡的位置、坡度、坡高，調(diào)查人類(lèi)活動(dòng)對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響，并收集有關(guān)區(qū)域氣候水文條件、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與地震等資料。該項(xiàng)工作與地形測(cè)量項(xiàng)結(jié)合，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)攝像，為勘探、試驗(yàn)、建筑物的設(shè)計(jì)與施工等工作有關(guān)的工程地質(zhì)問(wèn)題提供依據(jù)。

2.3 采用綜合勘察技術(shù)手段和方法

由于遺址尚未完全發(fā)掘，為了不破壞遺址，本次勘察在遺址區(qū)僅布置少量鉆孔，采用多種物探綜合探測(cè)方法配合地質(zhì)鉆探和各種原位測(cè)試技術(shù)，各種方法綜合分析對(duì)比，相互佐證。共布勘探點(diǎn)78個(gè)，其中鉆孔39個(gè)(山腳25個(gè)，遺址保護(hù)區(qū)14各)，坑探9個(gè)，物探點(diǎn)53個(gè)；地質(zhì)測(cè)繪點(diǎn)42個(gè)；水文地質(zhì)試驗(yàn)孔(點(diǎn))2個(gè)；探地雷達(dá)測(cè)線(xiàn)3條；高密度電法測(cè)線(xiàn)4條；對(duì)稱(chēng)四極電測(cè)深5點(diǎn)；剪切波測(cè)試3個(gè)孔；地脈動(dòng)測(cè)試3點(diǎn)，探地雷達(dá)測(cè)線(xiàn)3條?？辈旆桨附?jīng)濟(jì)合理、手段先進(jìn)，目的性和針對(duì)性強(qiáng)，經(jīng)過(guò)各種方法綜合分析對(duì)比，取得了較理想的成果，達(dá)到了預(yù)期目的。勘探點(diǎn)(線(xiàn))布置及剖面圖如圖2、3所示。

圖2 勘探點(diǎn)(線(xiàn))布置及剖面圖

2.4 多種物探綜合探測(cè)方法

根據(jù)遺址保護(hù)區(qū)內(nèi)特定的地球物理?xiàng)l件，以及不同障礙物的特點(diǎn)和物性差異，有選擇地采用了探地雷達(dá)法、多道瞬態(tài)瑞利波法、高密度電阻率法、常規(guī)電測(cè)深、剪切波測(cè)試及地面脈動(dòng)測(cè)試等綜合工程物探方法，各綜合物探方法在不同物性角度對(duì)探測(cè)成果作出了貢獻(xiàn)。其中探地雷達(dá)法在5 m范圍內(nèi)對(duì)地下障礙物的探查效果較佳；而瑞利波法對(duì)30 m深度范圍內(nèi)巖土層的劃分比較有效。高密度電阻率對(duì)探明淺層覆蓋層厚度及障礙物效果較佳等。物探綜合探測(cè)先進(jìn)技術(shù)在本工程勘察中得到充分應(yīng)用和發(fā)揮，既達(dá)到勘察目的，又沒(méi)有破壞遺址，同時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)物探探測(cè)異常區(qū)域進(jìn)行了分析和說(shuō)明，為將來(lái)遺址的進(jìn)一步挖掘提供參考和建議。物探探測(cè)結(jié)果如圖4、5、6。

2.5 勘察成果

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地形測(cè)繪、工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查、多種物探綜合探測(cè)方法配合地質(zhì)鉆探和各種原位測(cè)試技術(shù)，查明了遺址區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、邊坡工程地質(zhì)條件，對(duì)遺址展廳的滲水侵害，氣候水文條件、地震、地質(zhì)災(zāi)害等有關(guān)巖土工程問(wèn)題進(jìn)行深入分析和研究，提供了詳細(xì)準(zhǔn)確的巖土層結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)和巖土體設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)，提出了重建遺址展廳基礎(chǔ)方案、周邊邊坡治理、保護(hù)方案和措施的建議，提出了遺址整體防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工等建議，分析了南側(cè)博物館建設(shè)對(duì)遺址的影響。

圖3 地質(zhì)剖面

圖4 探地雷達(dá)探測(cè)成果圖

圖5 高密度電法反演成果圖

本次勘察遺址得到很好的保護(hù)，主要成果被設(shè)計(jì)采納，治理過(guò)程中揭示的巖土條件與勘察吻合，提出的治理方案合理，效果良好，對(duì)遺址保護(hù)工程建設(shè)起了重要的作用。圖7、8為建設(shè)成的遺址保護(hù)區(qū)實(shí)景。

3 結(jié)語(yǔ)

圖6 面波層視速度彩色等值線(xiàn)圖

圖7 遺址區(qū)邊坡治理后實(shí)景

圖8 建設(shè)好的遺址展廳實(shí)景

本工程勘察針對(duì)遺址保護(hù)區(qū)的工程特點(diǎn)，采用的工程測(cè)量、工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查、鉆探、坑探、水文地質(zhì)試驗(yàn)和多種物探方法等先進(jìn)的綜合手段進(jìn)行勘察，并實(shí)現(xiàn)了無(wú)損勘察，對(duì)保護(hù)區(qū)巖土工程問(wèn)題進(jìn)行深入分析和研究，解決了遺址保護(hù)區(qū)巖土工程問(wèn)題，提出的治理、保護(hù)措施對(duì)遺址保護(hù)工程建設(shè)起了重要的作用，為我省今后類(lèi)似工程實(shí)踐提供了十分有益的借鑒和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)提高勘察技術(shù)水平具有重要的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)價(jià)值。

該遺址項(xiàng)目于2011年8月通過(guò)竣工驗(yàn)收，并于2012年1月投入使用，對(duì)社會(huì)免費(fèi)開(kāi)放，已接待參觀者及游客，項(xiàng)目產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益顯著。

TU41

A

1673-1093(2014)01-0088-04

王文輝(1968)，男，福建南安人，畢業(yè)于南京建筑工程學(xué)院，高級(jí)工程師，巖土工程師，現(xiàn)任福建省建筑設(shè)計(jì)研究院勘察分院監(jiān)測(cè)室主任，研究方向：巖土工程監(jiān)測(cè)、巖土勘察、地質(zhì)災(zāi)害。

10.3969/j.issn.1673-1093.2014.01.020

2013-10-13；

2013-11-25