王羿

摘 要：南京城墻始建于1366年，是目前世界上規(guī)模最大的都城城墻，2012年作為“中國(guó)明清城墻”的一部分被列入我國(guó)申報(bào)世界文化遺產(chǎn)的預(yù)備名單。然而600多年的歷史也給城墻帶來了很多病害，由于各類自然風(fēng)化及人為因素的影響，墻體出現(xiàn)了裂縫、鼓脹、傾斜、錯(cuò)位等問題，南京城墻解放門至太平門段尤甚。

關(guān)鍵詞：南京城墻;損傷;維修加固

1 開展試點(diǎn)工程的緣由

南京城墻解放門至太平門段位于玄武湖景區(qū)南側(cè)，總長(zhǎng)度為1700多米。雖然整段城墻結(jié)構(gòu)安全經(jīng)過長(zhǎng)年的修繕得到了一定程度的控制，但是多次的修繕也使墻體上修補(bǔ)痕跡層層疊加，情況復(fù)雜，因此需制訂一個(gè)整體的、系統(tǒng)的修繕計(jì)劃，延緩本段城墻的老化速度，消除災(zāi)害隱患，這具有極其充分的必要性。

然而本段城墻長(zhǎng)度過長(zhǎng)，工程量巨大，考慮到勘察和保護(hù)技術(shù)的局限性，一次性開展如此大規(guī)模的保護(hù)項(xiàng)目存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要優(yōu)先選擇城墻形態(tài)和存在問題有代表性，且面臨危險(xiǎn)比較突出的局部段落開展試點(diǎn)工程，確認(rèn)保護(hù)技術(shù)有效，確認(rèn)保護(hù)效果可以被接受后，再全面實(shí)施修繕保護(hù)。

南京城墻九華山段墻體，近年來的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化速度較快，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，還存在內(nèi)部廢棄人防隱患和局部墻體鼓脹、裂縫普遍發(fā)育的病害，并且該段城墻緊貼玄武湖環(huán)湖路，人流量巨大，一旦發(fā)生險(xiǎn)情，不僅會(huì)對(duì)城墻本體造成破壞，而且還會(huì)危及人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，因此選擇九華山段總長(zhǎng)133米范圍開展試點(diǎn)工程，是較為合理的選擇。

2 九華山段修繕試點(diǎn)工程實(shí)施范圍內(nèi)的現(xiàn)狀分析

九華山段修繕試點(diǎn)工程實(shí)施范圍內(nèi)的墻體屬于包山墻，外壁從上到下用城磚包砌，內(nèi)壁墻根據(jù)九華山段山體走勢(shì)而建，內(nèi)墻墻面高低不一，城墻內(nèi)側(cè)主要是佛教和政府機(jī)關(guān)用地。城墻外側(cè)為玄武湖公園。史料記載該段城墻多次發(fā)生坍塌事故，民國(guó)時(shí)期修建碉樓、壕溝等建設(shè)活動(dòng)也使城墻頂部及底部遭到破壞。存在以下主要病害。

2.1 墻體表層鼓脹、剝落明顯

墻體鼓脹，是城墻的外層拉接強(qiáng)度較低。砌塊區(qū)域由于受到周圍環(huán)境、降雨、積水、地質(zhì)災(zāi)害等影響，致使灰縫松動(dòng)、墻皮逐漸鼓起，并與內(nèi)層墻面脫開，形成空腔的現(xiàn)象，當(dāng)墻面的整體性過低時(shí)，就會(huì)伴隨著剝落現(xiàn)象。城墻最為普遍的病害是鼓脹，多發(fā)生在新修墻面或部分灌木生長(zhǎng)的根部，個(gè)別維修時(shí)間較早、表面破損嚴(yán)重的鼓脹區(qū)有大面積表層脫落的癥狀，部分未剝落的城磚懸掛于墻面上，存在安全隱患（圖1）。

2.2 外層磚體的風(fēng)化、斷裂、缺失現(xiàn)象嚴(yán)重

由于磚體的缺失，墻身出現(xiàn)明顯的孔洞。此外，大風(fēng)、雨水的沖刷作用，內(nèi)部的夯土層流失。砌塊表面的風(fēng)化現(xiàn)象是砌塊與空氣、水、二氧化碳等物質(zhì)長(zhǎng)期作用，發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，或是砌體在溫度、水及生物等的影響下，地表或接近地表的砌塊發(fā)生崩解和破碎，形成許多大小不等的砌塊表面孔洞。磚體內(nèi)可溶鹽堿還會(huì)隨溫度、濕度等外部環(huán)境的變化，在吸收水分、水分遷移、水分蒸發(fā)過程中發(fā)生“返堿”等化學(xué)反應(yīng)，“返堿”將會(huì)使磚表面出現(xiàn)灰白色的片狀、鱗狀、絮狀及針狀結(jié)晶體。此類病害將會(huì)造成磚石材料粉化、鼓脹、開裂和脫落，其多發(fā)生在砌體表面，調(diào)研中未見因?yàn)榇祟惒『σl(fā)的結(jié)構(gòu)性病害，但考慮到砌體表面破壞帶來的水分集聚和滲入，此類病害依然會(huì)造成后續(xù)的持續(xù)及加速破壞（圖2）。

2.3 墻體出現(xiàn)深淺不一、長(zhǎng)短不等的裂縫

墻體開裂有縱向開裂和橫向開裂兩種，縱向開裂指裂縫和城墻走向呈垂直方向，橫向開裂指裂縫與城墻走向呈水平方向，其中橫向裂縫對(duì)城墻危害更為嚴(yán)重。裂縫是城墻多種病害中出現(xiàn)頻率較高的一種。對(duì)于古城墻這種由砂漿、砌塊、夯土等各種不同材料構(gòu)成的砌體組合結(jié)構(gòu)，在其變截面處、不同材料交匯處等易形成應(yīng)力集中點(diǎn)，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。更有特殊的地質(zhì)原因，比如滑坡、水平位移也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，并且隨著區(qū)段的不同，裂縫的寬度、深度、長(zhǎng)度也不盡相同，裂縫的出現(xiàn)不僅影響結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，而且裂縫的存在還將削弱墻體的截面剛度、降低構(gòu)件的承載力及抗震性能。九華山段周邊墻體裂縫較多，個(gè)別位置甚至出現(xiàn)墻體錯(cuò)動(dòng)。當(dāng)前，部分裂開嚴(yán)重的裂縫，已放置測(cè)量設(shè)備持續(xù)監(jiān)測(cè)其裂縫寬度變化（圖3）。

2.4 九華山段城墻的墻體內(nèi)部有一處已廢棄的人防工程

九華山段城墻墻面潮濕，周邊喬木緊靠城墻，眾多喬木根部距離城墻小于1米。城墻墻身砌塊之間長(zhǎng)有很多的草本植物，墻面布滿青苔，并對(duì)灰縫與砌塊有一定的腐蝕。人防通道的存在對(duì)墻體內(nèi)部強(qiáng)度有削弱作用，對(duì)城墻整體穩(wěn)定性有損害。由于年代久遠(yuǎn)、常年閑置，加上地下水與雨水的常年滲透和浸泡，目前人防工事現(xiàn)狀堪憂，存在開裂、坍塌等嚴(yán)重的病害風(fēng)險(xiǎn)。排水系統(tǒng)的不完善，使現(xiàn)階段城墻內(nèi)部磚體尤其是人防設(shè)施內(nèi)貯存較多的水分，存在被破壞的趨勢(shì)。人防通道的拱頂為后期修繕，是用紅磚、城磚混合砌筑。圓拱與側(cè)墻交接處，墻磚被壓碎剝落，通道凈空高度減少，出現(xiàn)拱頂通縫，符合拱結(jié)構(gòu)破壞特征（圖4）。

2.5 生物性病

隨著植被的不斷生長(zhǎng)，城墻表面原有的灰縫寬度已經(jīng)不能滿足植物根莖的需要，逐漸脹裂砌體。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，由于排水口挑出有限，排水流線落在城墻墻面，使水分集聚、常年潮濕，導(dǎo)致城墻排水口下構(gòu)樹叢生。構(gòu)樹通常從砌塊間的灰縫中長(zhǎng)出，在樹根處多伴隨有剝落、鼓脹現(xiàn)象，磚體被擠脹破壞，形成墻面裂縫（圖5）。

3 九華山段修繕試點(diǎn)工程方案設(shè)計(jì)

九華山段修繕試點(diǎn)工程的核心目標(biāo)是保護(hù)城墻原有的真實(shí)性和完整性，并盡可能保存其攜帶的歷史信息。對(duì)原有材料的維修更換均應(yīng)堅(jiān)持使用原材料、原工藝、原形制的做法，并盡可能采用環(huán)境控制手段，避免對(duì)本體的直接干預(yù)。對(duì)九華山段城墻的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，研究采取以下主要的處理措施：

①對(duì)廢棄人防工程進(jìn)行支護(hù)加固方式處理，防止其對(duì)城墻后期影響破壞。

結(jié)合墻體現(xiàn)狀，考慮到目前人防設(shè)施的內(nèi)部不適宜工人過長(zhǎng)時(shí)間停留的現(xiàn)狀及加固防護(hù)的質(zhì)量，采用機(jī)械化程度較高的錨噴支護(hù)加拱圈的方式進(jìn)行加固。人防通道的加固采用立模澆筑，減少施工風(fēng)險(xiǎn)，施工期在外部采用臨時(shí)鋼支撐進(jìn)行側(cè)面防護(hù)。此種加固方式的噴層具有高黏附性，使噴層與城墻共同承受荷載;噴射混凝土應(yīng)充填裂隙并深入其內(nèi)部，減少城墻的應(yīng)力集中，能減少人防通道的位移或墜落，防止墻磚塌落，節(jié)約投資和勞力。關(guān)于混凝土噴射過程中回彈量大，粉塵較多影響操作人員健康的問題，可以采用水幕、水力旋流器和特殊噴頭，在輸料管內(nèi)增加混合料濕度，并加強(qiáng)通風(fēng)，采用水泥裹砂法。

②針對(duì)城墻表面的鼓脹、開裂問題進(jìn)行局部拆除，之后在進(jìn)行后期修復(fù)，加強(qiáng)內(nèi)層和外層磚體的拉結(jié)。

局部拆除時(shí)，應(yīng)將殘損、坍塌的砌體自上而下拆除至完好部位，還應(yīng)拆除槎子，以便新老砌體能搭接嚴(yán)密。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，裂縫深度10～50厘米，拆除時(shí)裂縫左右范圍各50厘米;拆除兩三皮磚，因不可預(yù)見因素，具體拆除區(qū)域應(yīng)在施工的過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整。所拆下的整石、整磚應(yīng)清理留做回砌使用，并按原規(guī)格式樣補(bǔ)配缺失的相同式樣或相似的磚石材料，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)接近原材料，過高過低均不宜。重砌前要小心、仔細(xì)地清理到密實(shí)部位，新砌部分與原體砌筑方法保持一致，并與舊墻體進(jìn)行可靠拉接。

③修復(fù)城墻排水、防水系統(tǒng)，改善流水的排放，減少水滲流對(duì)墻體的破壞。

城墻上部排水口形式多樣，既有早期原物，又有后期修繕中仿制的石質(zhì)排水槽，但共同問題是與女兒墻接口小、無防堵處理，經(jīng)常發(fā)生堵塞、排水不暢的現(xiàn)象。通過適當(dāng)提高海墁層的高度，在內(nèi)側(cè)增加現(xiàn)有排水明溝的高度，避免因疏于管理引發(fā)堵塞的可能性，也降低局部排水口因生物或者植物殘存物引發(fā)堵塞，降低城墻積水的風(fēng)險(xiǎn)。

城墻排水口的改造設(shè)計(jì)，通過在原城墻排水口上附加金屬件，減少排水口堵塞的可能，改進(jìn)出水口的滴水方式，避免排水口滴水造成的下部城墻面層形成水跡和伴生生物危害，另外滯水、含水量增加都會(huì)引發(fā)凍融和表面鹽析風(fēng)化危害。因此，本次修繕中建議對(duì)所有排水口都增加了金屬防堵格柵，在女兒墻與排水口相交的內(nèi)外兩側(cè)各設(shè)一道。在下部滴水部位風(fēng)化嚴(yán)重的區(qū)段，沿原石質(zhì)排水槽上覆蓋金屬扣板，順內(nèi)側(cè)弧形排水面彎折，考慮外觀效果，向外再出挑40厘米，顏色與石質(zhì)排水槽的顏色相同，在不改動(dòng)原排水槽排水構(gòu)造的同時(shí)，增加滴水的懸挑距離，并在金屬排水槽端頭打孔，在排水流速不同時(shí)，局部改變排水的落點(diǎn)，避免水滴落在墻體固定的部位，從而降低下部滴水墻體的風(fēng)化速度。伴隨下部病害部位的勾縫封閉、磚面修復(fù)和生物清理措施，能充分改善風(fēng)化狀況。

4 項(xiàng)目實(shí)施

項(xiàng)目自2019年6月開工，在各單位的通力合作下，全體參與人員用心組織、精細(xì)管理、規(guī)范施工，并加強(qiáng)項(xiàng)目實(shí)施過程中的質(zhì)量控制，至2020年下半年項(xiàng)目圓滿完工。

5 項(xiàng)目的意義

九華山段修繕試點(diǎn)工程遵循不改變文物原狀的原則，在最大可能保持原狀的前提下，消除了廢棄人防的過大變形、城墻排水系統(tǒng)失效、磚材風(fēng)化導(dǎo)致的殘損和孔洞等風(fēng)險(xiǎn)隱患。對(duì)廢棄人防加固應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的可行性，快速及時(shí)地采取注漿、噴錨、增加隔墻等手段消除人防設(shè)施的危險(xiǎn)狀態(tài)。對(duì)鼓脹區(qū)的拆除范圍審時(shí)度勢(shì)、依據(jù)內(nèi)部墻體的穩(wěn)定程度及時(shí)調(diào)整臺(tái)階高度、坡度，并注意墻體豎向坡度的協(xié)調(diào)。對(duì)裂縫區(qū)域的拆除遵循最小擾動(dòng)原則，拆除后的回砌加強(qiáng)了砌體的雙向拉結(jié)措施。

此修繕段落的病害表現(xiàn)基本涵蓋了南京城墻其他段落的典型病害，對(duì)南京城墻其他段落的維修有重要的借鑒意義。本項(xiàng)目的成功實(shí)施，可作為示范推廣到存在類似病害的區(qū)段。

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