張公嶺環山工事群舊址加固保護研究

譚琳莉

摘 要：張公嶺環山工事群舊址反映了當年戰略戰術指導思想和軍事科技的發展水平，是研究我國軍事戰術思想和軍工科技頗有價值的歷史資料。本文對其病害調查、病因分析以及采取的保護措施等進行論述，以期推動張公嶺環山工事群舊址保護與利用，使文物“活起來”。

關鍵詞：張公嶺；病害；保護措施

張公嶺環山工事群舊址是柳州舊機場及城防工事群舊址的組成部分，2013年被國務院公布列為第七批全國重點文物保護單位。張公嶺環山工事群在1933年由當地駐軍和民眾修筑，為了防御日軍，后期進行了加固，并修建與柳州機場相連的鐵路，用于守衛柳州機場。[1]張公嶺環山工事群舊址占地面積約700畝，戰壕、碉堡皆用鋼筋混凝土構筑并深藏于山嶺內，其明碉、暗堡、地道、瞭望臺等設施布局合理，壕內有儲藏室、彈藥庫、指揮室、炮臺。受自然條件、人為破壞等因素影響，張公嶺環山工事群舊址所附坡面山體產生滑坡等不良地質現象，受地道墻體兩側土體側壓力及地下動靜水壓力的作用，地道墻體及碉堡本體受到不同程度的破壞，部分地段地道遭受嚴重擠壓變形、傾斜，導致地道內空間變小、地面起拱、頂板坍塌、兩側墻體發育有大量寬裂縫并伴有明顯的滲水痕跡，局部區段地道已完全傾斜倒塌，內部完全不能通行。

一、張公嶺環山工事群舊址概況

（一）地理位置

張公嶺環山工事群舊址位于廣西柳州市柳南區竹鵝村張公嶺上，該山最高點海拔135.89米，位于東經109°22'11"，北緯24°16'46"。文物所附山體為孤立的山嶺，其上部由第四紀耕（填）土覆蓋，周圍多為居民住房，西北側有一條河流。張公嶺地處柳州西郊，距柳州市中心十多公里，是從西面進入柳州的必經之處，軍事地理位置十分重要，為歷代兵家進據柳州的必爭之地。

（二）文物概況

張公嶺環山工事群舊址環繞于整座山，有19座出露的碉堡和1.7公里地道，據資料及實地調查，張公嶺環山工事群舊址地道南可連接舊機場，北可通往現今火車站處，但由于多年的城市發展建設，此兩條地道于勘察期間未能考證。張公嶺環山工事群舊址依山走向可劃分為東西方向兩個主要部分，東側方向地道為整個張公嶺環山工事群舊址的核心，東側從山腳至山頂分為兩環，每環地道大多分為上下兩層地道，每層地道內部高約1.9米，寬約1.2米，而張公嶺環山工事群舊址西側多以單環單層地道形式出現。張公嶺環山工事群舊址具有當時典型的軍事設施風格，環山而立，凸顯了當時軍事科技的發展水平和戰術指導思想，對我國研究當年的軍事科技和戰術思想有著重大意義。此外，張公嶺環山工事群舊址作為抗日戰爭時期的重要軍事設施，見證了抗日戰爭期間中國軍民在外敵入侵面前團結一致，勇敢捍衛自己的家園，對后人有深刻的愛國主義教育價值。

（三）自然環境

張公嶺環山工事群舊址所處的柳州市地處桂中北部，屬于亞熱帶季風氣候，影響柳州市大氣環流的主要是季風環流，夏半年盛行偏南風，高溫、高濕、多雨，冬半年盛行偏北風，寒冷、干燥、少雨。夏長冬短，雨熱同季，光、溫、水氣候資源豐富，但地區差異較大，北部各縣具有較明顯的山地氣候特征。太陽輻射量年平均為95～110千卡／厘米2，南部多于北部，一年中以7-8月最高，1-2月最低，日照時數1250～1570小時。

（四）保護歷史

1933年秋，當地政府組織當地駐軍和柳州民眾修筑張公嶺環山工事群，修建完成后歸當地駐軍管理使用。新中國成立，人民政府接管后，舊址已失去軍事設施意義。50至60年代，這里成了愛國主義教育點，經常有學校組織學生前來參觀學習。上世紀70年代，嶺上工事遭到破壞，此后，年久失修。2003年柳州市人民政府公布張公嶺環山工事群舊址為柳州市文物保護單位，并建立了文物標志，完善了文物“四有”工作。2013年，張公嶺環山工事群舊址被國務院公布為全國重點文物保護單位。2015年，文物部門修建了上山巡查小道。

二、張公嶺環山工事群舊址病害調查及成因分析

在自然和人為因素的共同作用下，舊址的文物病害類型主要表現為地道內部墻體發育寬大裂縫、墻體傾斜倒塌、地面起拱、地道內部滲水、地道內堆積大量混凝土殘渣和泥土、表面風化、雨水侵蝕、地道周邊土體塌陷、人為破壞和生物病害等。

（一）地道兩側墻體開裂、位移、變形、倒塌

1．病害現狀

地道墻體采用礫石混凝土澆筑，墻厚約0.36米，內寬1.2米左右，出現地道兩側墻體開裂、位移、變形、倒塌等病害。

（1）墻體開裂：墻體表面發育有大裂縫，主要發育在西面滑坡區的地道中，裂縫寬2～7厘米，大裂縫方向多與地面近平行，裂縫貫通墻體，在貫通大裂隙兩端或中部常出現豎向非規則性拉張裂隙，地道內西側墻體開裂跡象較嚴重，東側墻體所受影響較??；局部墻體表面發育有近垂直于地面方向小裂縫，裂縫多呈不規則狀，張開4～15毫米不等；部分地道內裂縫已被人為利用水泥砂漿修補過。

（2）側墻擠壓變形：地道墻體受兩側土體擠壓，發生位移、傾斜，墻體向山腳一側被擠壓變形，墻體傾斜角度5～10°，位移距離60～180厘米，墻體鼓脹距離最大約13厘米。裂縫的發育，常伴隨著滲水病害的出現，裂縫周圍有明顯的水漬，雨季有滲水，滲水病害的發育加速了地道的破壞程度。

（3）側墻倒塌：墻體已被嚴重擠壓變形、斷裂，出現倒塌現象，西側墻體近乎全部倒塌，兩側墻體頂部間距僅剩下0.2～0.4米，內部已無法通行。墻體大裂隙一般伴隨著墻體較大的變形或鼓脹現象，造成地道兩側墻體結構嚴重破壞，嚴重影響了地道的安全。

2．病害成因分析

（1）側墻結構單?。旱氐纼蓚葔w為混凝土結構，墻厚約0.36米，側墻內無鋼筋，結構上較單薄，墻體強度和結構穩定性相對較差；側墻基礎無埋深放大，底板為水泥砂漿底板，承受壓力較差，整體抗滑移能力較差。同時地道內的較大空間沒有橫向受力約束，為側墻兩側土體側壓力提供了應力釋放的臨空面。

（2）坡面滑坡影響：地道兩側的土體為第四紀的坡積物碎石土，土體處于中密-密實狀態，土體孔隙較大，雨水易下滲，為坡面土體滑塌提供了一定的條件，在突發暴雨誘發下，墻體傾斜，出現局部鼓脹、裂隙和變形，墻體結構受力失效，直至倒塌。

（3）側面土壓力及地下水影響：地道周邊未設有排水設施，降雨后，地表水沿著坡體漫流，表水下滲，土體應力向受力比較薄弱的臨空面集中，造成側墻外側局部出現應力集中。同時地道底部地基一般為黏土層，滲透性能較差，因為沒有設置地下泄水設施，地下水在地道上側集中得不到及時排泄，從而加劇了側墻的局部鼓脹和傾斜破壞。

（4）地道兩側約1米范圍內土體為回填土，其土體結構較松散、孔隙較多，經過長期自然固結，兩側回填土體逐漸自然壓緊、壓實，與周邊原生土體形成高差，在地道兩側形成一定的凹坑集水區域，造成兩側的回填土的含水率較高，加劇了對兩側土體結構和地道側墻的破壞影響。

（5）受人為破壞影響，局部地道的頂板（一層或二層）已嚴重破壞或缺失，地道側墻的局部橫向支撐減少，造成地道整體建筑結構的破壞，地道側墻臨空面加大，抵抗側向壓力的能力減少，加速了側向土壓力等外部因素對側墻的破壞影響。

（二）地道內地面起拱

1．病害特征

地道在修建時，基礎采用半挖半填的方式夯實處理。地道底板為水泥砂漿地面，下部持力層一般為密實的紅色黏土層。受兩側墻體位移的影響，地道底板被兩側墻體擠壓，當位移量超過底板所能承受的變形程度時，底面起拱、斷裂，地面呈倒“V”字形，起拱部位周圍堆積有混凝土碎塊和泥土；底板下部土體含水量很高，破開底板向下探挖，探坑在短時間內充滿積水。

2．病害成因分析

（1）地道下部底板為水泥砂漿地面，無鋼筋，結構上較簡單，結構穩定性相對較差，底板整體強度和抗張拉強度較低，底板下部鋪碎石，基礎無埋深放大，底板承受土壓力能力較差。

（2）整個地道為一個整體結構，地道下部底板與兩側墻體相連接，兩側墻體在外側主動土壓力和地下水壓力的作用下發生位移、傾斜和變形，底板斷裂，結構失效。

（3）地道基礎下部持力層為密實的紅色黏土層，隨著時間推移，黏土層逐漸被壓實，在雨季豐沛的地下水導致壓力增加，地道底板因壓力過大而變形，造成了底板的起拱斷裂。

（三）地道表面被風化和雨水侵蝕

1．病害現狀特征

整個裸露的地道表面均表現出程度不一的酥堿現象，地道頂部蓋板、兩側墻體和射擊口均為礫石混凝土結構，地道裸露部分表面被風化侵蝕嚴重，表面混凝土結構的膠凝材料部分已被侵蝕和雨水沖刷掉落，導致了骨料凸出，表面極其不平整，影響文物的觀賞性。

2．病害成因分析

（1）柳州市地處桂中，屬中亞熱帶向南亞熱帶過渡的氣候帶，降水充沛，雨熱同季，每年4-9月是降水集中時段。[2]集中降水的直接淋蝕和地道表面干濕交替作用促進了文物表面物理風化和化學風化的作用，對文物本體的穩定性和完整性具有一定影響。

（2）柳州市年平均風速為1.6米／秒。在風力作用影響下，文物表面的物理風化和化學風化，加速了文物表面的酥堿和對表面混凝土結構膠凝材料的剝蝕，加劇了文物破壞程度。

（3）部分地道直接出露于地表，露天保存，直接經受降雨和日光照射，不利于延長珍貴歷史文物等有效載體的保存期。

（4）地道頂板采用鋼筋混凝土結構，側面墻體采用礫石混凝土結構，當地降雨呈弱酸性，為輕度酸雨，根據實驗數據，雨水對混凝土結構有弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結構有微腐蝕性。

（5）受當時建筑材料價格、生產及施工技術、時間等因素影響，地道建筑的施工質量、整體強度、振搗密實度均不太高。

（四）人為破壞

部分人員因為缺乏文物保護意識，盜取地道內部結構鋼筋，頂板鋼筋保護層被鑿毀，砼板內鋼筋被盜取。部分砼板內鋼筋雖未被盜取，但鋼筋保護層已被人為破壞，導致鋼筋出現銹蝕現象。被盜取部位地上堆積殘留有大量的混凝土塊，導致地道整體結構被破壞，構件強度嚴重降低，承載力嚴重下降，構件會因承載力嚴重下降而無法承受自身重量，造成砼板坍塌，嚴重影響遺址的穩定性和完整性，危及文物長久留存，對建筑和進出人員均形成安全隱患。

（五）地道兩側土體塌陷

1．病害現狀特征

地道兩側土體為第四紀填土（腐殖土）、碎石土，山體坡度30～35°，周邊長滿雜草、灌木和喬木等植物，土體塌陷病害多出現在露于地表的地道、碉堡墻體兩側土體上。沿地道延伸方向，在自然因素作用下，地道周邊多出現不同程度的土體塌陷跡象，在地表形成坑洞、溝槽，土體塌陷深度0.2～1.0米，寬度0.5～1.5米，主要集中在地道西側（往山頂一側）。

2．病害成因分析

（1）地道墻體受土體側向主動土壓力和地下水動靜水壓力的作用，被擠壓變形、傾斜和位移，為側墻外側土體的滑塌、塌陷提供了空間，引起地道周邊土體出現小規模塌陷跡象。

（2）地道周邊約1米范圍內土體為回填土，土體密實度較低，在長期的自然作用下，土體自然固結，兩側回填土體逐漸壓緊、密實，與周邊原生土體相比，在地道周邊形成凹陷區域。

（3）地道兩側的土體為第四紀的坡積物碎石土，土體處于中密-密實狀態，土體孔隙較大，表水易下滲。隨著土體中局部成分隨地下水流失，最初的土中網狀細小地下滲流通道匯集為集中的脈狀流，造成了地下水局部滲流通道流量增大，在地下水滲流通道形成及擴大后，地下水滲流加劇對土體的沖蝕掏空，在鄰近滲流通道口的上方形成土洞，其斷面形態多為壇罐狀，在地表水增加或集中下滲時，下部土洞向上逐漸發展可形成地面局部塌陷。

（4）遺址所在地區屬于地下水富水地段，地下水活動較頻繁，在地道底板下部挖一坑洞，就能見到明顯的積水現象。在地下水長期浸泡下，土體強度大大降低（特別是靠近基巖面附近和地道基礎附近），土層呈軟—流塑狀，其抗拉、抗剪強度極低。

（六）滲水病害

1．病害現狀特征

受滲水作用的影響，水沿裂隙滲入墻體內部，導致內部鋼筋銹蝕、爆裂，逐漸引起鋼筋保護破裂，表面發育形成裂縫，破壞墻體的整體穩定性和安全性。

2．病害成因分析

（1）受山體滑坡影響，內壁上多發育形成有貫通墻體的寬大裂隙，為滲水提供了通道。

（2）山體表面長滿了喬木、灌木和雜草等植物，地道兩側土體結構較松散，降雨后，表水容易下滲，為地道內部滲水提供了物質基礎。

（3）施工技術和施工工藝的影響：在碉堡與兩側地道通道連接處、地道轉角處產生有施工縫，一般呈豎向，垂直于墻體方向，較規則，為地道滲水病害提供了通道。

（七）生物病害

1．病害現狀特征

張公嶺整座山上都已長滿雜草、灌木和喬木等植物，出露于地表的地道均已被植物覆蓋、隱匿。藤本科植物沿射擊口、通氣孔、裂隙或者已被破壞的地道頂板往地道內部伸展，布滿地道內墻體，加速了裂隙的發育和對墻體的破壞。局部地道頂部和邊緣處長有大型的喬木，植物根系發達，深入地道內部結構（但在地道內部尚未見到植物根系穿過），對建筑結構的穩定性存在安全隱患。出露于地表的地道表面多數已被苔蘚等覆蓋，呈青綠色，影響了文物的觀賞性，并對結構的穩定性具有一定影響。

2．病害成因分析

（1）本地屬亞熱帶季風氣候，地表植被生長茂盛，根系發達的藤本科植物和喬木對文物本體造成的影響較大，植物根系（尤其是大型木本植物）的根劈作用也會導致文物本體破裂的結構面不斷張開[3]，最終加大裂隙，嚴重影響文物本體的穩定性和安全性。

（2）生物在新陳代謝過程中，慢慢導致結構開裂破碎，對文物造成破壞，同時植物也分泌有機酸腐蝕巖石，加速了文物本體結構的風化破壞速度。植物與微生物的遺體腐爛后分泌有機酸和氣體，加速文物本體的風化和酥堿。[4]

（3）植物覆蓋文物本體，所分泌的有機酸類物質以及長期附積在文物表面的遺骸，對地道結構本體都具有腐蝕作用和遮蓋作用，導致表面發黑變色，損害了文物的觀賞性和文物價值。

三、張公嶺環山工事群舊址加固保護措施

依據《滑坡防治工程勘查規范》（國土資源部DZ/T0218—2006）第6.3.2條規定，張公嶺環山工事群舊址發生傾斜、失穩、滲水和倒塌，不但對文物本體造成嚴重的損毀，價值不可估量，而且將對管理人員的生命財產安全造成巨大威脅。

（一）保護原則

依據《中華人民共和國文物保護法》等法律法規、規范規程及參照的技術標準，編制加固保護方案。

1．遵循“保護第一、加強管理、挖掘價值、有效利用、讓文物活起來”的新時代文物工作方針。[5]

2．以安全可靠、經濟合理為主，保護工程必須按照“保持原貌，修舊如舊”“不改變文物原狀”的原則[6]，保證文物的真實性和完整性。

3．保護工程應遵循可識別性和可持續性（可逆性）的保護原則。

4．所用材料和工藝應遵循“原工藝、原材料”的原則，用到的漿液配制，需要在施工現場進行試驗，選擇最佳的材料、配比及最佳施工工藝，運用于實際施工項目。

5．根據工程地質勘察資料，分析文物保護區內的巖土破壞機理，同時考慮暴雨、洪水、地震等突發因素。

（二）保護措施

1．西側滑坡防治工程

滑坡防治工程要根據《滑坡防治工程設計與施工技術規范》（DZ/T0219-2006）、巖土體工程地質參數、《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）具體施行。在西側滑坡區坡面上部的地道前5米位置設置一排C30鋼筋砼抗滑樁，在西側坡面的前部地道前2米位置設置4排鋼管樁，為減小地表水對地道的不利影響，分別于抗滑樁前部、鋼管樁前部1米位置設置2道M10漿砌片石排水溝，將地表水引至地道外側。

2．地道、碉堡本體加固

（1）對地道及碉堡內部側墻上的所有裂縫采用裂縫注漿加固和表面粘貼碳纖維布相結合的方法，增加側墻的整體強度和整體密實度，以防止地下水沿裂隙滲出。裂縫注漿材料根據裂縫寬度決定。

（2）對地道底部地板起拱破壞的區域采用清理和恢復的方式進行加固處理。首先對地面受損區域的損壞砂漿底板地面進行清理平整，再進行人工夯實，可根據清理后基礎土體的潮濕及密實情況適當拌制一部分白灰夯實，然后鋪設15厘米厚的C25素混凝土。

（3）對頂板下部鋼筋缺失破損的區域，采用在頂板混凝土下底面增設一層10厘米厚的C30鋼筋混凝土來增強頂板的整體強度。對頂板完全破損缺失和側墻已完全傾倒或破壞變形的區域，采用鋼筋混凝土按照原樣式現場澆筑的方式進行恢復。

（4）對地道及頂板兩側塌陷的區段，采用下部鉆孔注漿和上部灰土回填夯實相結合的方式進行整體加固。

（5）靠近地道及碉堡兩側的植被及樹木，現已局部影響地道及頂板的安全。地道及頂板兩側1米范圍內的樹木及灌木在原則上要全部清除，清除時若樹木的根莖已影響地道或碉堡，要直接將樹木根莖切割，然后人工小心對樹根進行開挖去除。

（6）地道側墻滲水主要是受墻體裂隙或施工縫影響而產生的滲水現象，主要結合側墻裂隙注漿加固封堵。

四、結 語

張公嶺環山工事群舊址始建于上世紀30年代，為柳州市抗戰時期重要的軍事設施，蘊含著偉大的抗戰精神，具有很高的歷史、科學價值。做好張公嶺環山工事群舊址病害調查、分析，制定科學的防治措施，對其保護利用、發揮抗戰文物的愛國主義教育作用具有重要的意義。

（柳州市軍事博物園）

參考文獻

[1] 柳州市軍事博物園．柳州抗戰文物[M]．南寧：廣西科學技術出版社，2021：44.

[2] 夏小曼，張凌云，李家文．近58年柳州市汛期降水特征分析[C]//中國氣象學會．第27屆中國氣象學會年會城市氣象，讓生活更美好分會場論文集．[出版者不詳]，2010：357-364.

[3] 黨冰．龍山石窟危巖體穩定性評價及加固措施[D]．蘭州：蘭州大學，2013.

[4] 同[3].

[5] 何文娟．蹄疾步穩落實新時代文物工作方針[N]．中國文物報，2023-01-31（1）.

[6] 呂舟．中國文物保護原則的發展與演變[J]．遺產與保護研究，2016（3）：1-8.