张公岭环山工事群旧址加固保护研究

谭琳莉

摘 要：张公岭环山工事群旧址反映了当年战略战术指导思想和军事科技的发展水平，是研究我国军事战术思想和军工科技颇有价值的历史资料。本文对其病害调查、病因分析以及采取的保护措施等进行论述，以期推动张公岭环山工事群旧址保护与利用，使文物“活起来”。

关键词：张公岭；病害；保护措施

张公岭环山工事群旧址是柳州旧机场及城防工事群旧址的组成部分，2013年被國务院公布列为第七批全国重点文物保护单位。张公岭环山工事群在1933年由当地驻军和民众修筑，为了防御日军，后期进行了加固，并修建与柳州机场相连的铁路，用于守卫柳州机场。[1]张公岭环山工事群旧址占地面积约700亩，战壕、碉堡皆用钢筋混凝土构筑并深藏于山岭内，其明碉、暗堡、地道、瞭望台等设施布局合理，壕内有储藏室、弹药库、指挥室、炮台。受自然条件、人为破坏等因素影响，张公岭环山工事群旧址所附坡面山体产生滑坡等不良地质现象，受地道墙体两侧土体侧压力及地下动静水压力的作用，地道墙体及碉堡本体受到不同程度的破坏，部分地段地道遭受严重挤压变形、倾斜，导致地道内空间变小、地面起拱、顶板坍塌、两侧墙体发育有大量宽裂缝并伴有明显的渗水痕迹，局部区段地道已完全倾斜倒塌，内部完全不能通行。

一、张公岭环山工事群旧址概况

（一）地理位置

张公岭环山工事群旧址位于广西柳州市柳南区竹鹅村张公岭上，该山最高点海拔135.89米，位于东经109°22'11"，北纬24°16'46"。文物所附山体为孤立的山岭，其上部由第四纪耕（填）土覆盖，周围多为居民住房，西北侧有一条河流。张公岭地处柳州西郊，距柳州市中心十多公里，是从西面进入柳州的必经之处，军事地理位置十分重要，为历代兵家进据柳州的必争之地。

（二）文物概况

张公岭环山工事群旧址环绕于整座山，有19座出露的碉堡和1.7公里地道，据资料及实地调查，张公岭环山工事群旧址地道南可连接旧机场，北可通往现今火车站处，但由于多年的城市发展建设，此两条地道于勘察期间未能考证。张公岭环山工事群旧址依山走向可划分为东西方向两个主要部分，东侧方向地道为整个张公岭环山工事群旧址的核心，东侧从山脚至山顶分为两环，每环地道大多分为上下两层地道，每层地道内部高约1.9米，宽约1.2米，而张公岭环山工事群旧址西侧多以单环单层地道形式出现。张公岭环山工事群旧址具有当时典型的军事设施风格，环山而立，凸显了当时军事科技的发展水平和战术指导思想，对我国研究当年的军事科技和战术思想有着重大意义。此外，张公岭环山工事群旧址作为抗日战争时期的重要军事设施，见证了抗日战争期间中国军民在外敌入侵面前团结一致，勇敢捍卫自己的家园，对后人有深刻的爱国主义教育价值。

（三）自然环境

张公岭环山工事群旧址所处的柳州市地处桂中北部，属于亚热带季风气候，影响柳州市大气环流的主要是季风环流，夏半年盛行偏南风，高温、高湿、多雨，冬半年盛行偏北风，寒冷、干燥、少雨。夏长冬短，雨热同季，光、温、水气候资源丰富，但地区差异较大，北部各县具有较明显的山地气候特征。太阳辐射量年平均为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，日照时数1250～1570小时。

（四）保护历史

1933年秋，当地政府组织当地驻军和柳州民众修筑张公岭环山工事群，修建完成后归当地驻军管理使用。新中国成立，人民政府接管后，旧址已失去军事设施意义。50至60年代，这里成了爱国主义教育点，经常有学校组织学生前来参观学习。上世纪70年代，岭上工事遭到破坏，此后，年久失修。2003年柳州市人民政府公布张公岭环山工事群旧址为柳州市文物保护单位，并建立了文物标志，完善了文物“四有”工作。2013年，张公岭环山工事群旧址被国务院公布为全国重点文物保护单位。2015年，文物部门修建了上山巡查小道。

二、张公岭环山工事群旧址病害调查及成因分析

在自然和人为因素的共同作用下，旧址的文物病害类型主要表现为地道内部墙体发育宽大裂缝、墙体倾斜倒塌、地面起拱、地道内部渗水、地道内堆积大量混凝土残渣和泥土、表面风化、雨水侵蚀、地道周边土体塌陷、人为破坏和生物病害等。

（一）地道两侧墙体开裂、位移、变形、倒塌

1．病害现状

地道墙体采用砾石混凝土浇筑，墙厚约0.36米，内宽1.2米左右，出现地道两侧墙体开裂、位移、变形、倒塌等病害。

（1）墙体开裂：墙体表面发育有大裂缝，主要发育在西面滑坡区的地道中，裂缝宽2～7厘米，大裂缝方向多与地面近平行，裂缝贯通墙体，在贯通大裂隙两端或中部常出现竖向非规则性拉张裂隙，地道内西侧墙体开裂迹象较严重，东侧墙体所受影响较小；局部墙体表面发育有近垂直于地面方向小裂缝，裂缝多呈不规则状，张开4～15毫米不等；部分地道内裂缝已被人为利用水泥砂浆修补过。

（2）侧墙挤压变形：地道墙体受两侧土体挤压，发生位移、倾斜，墙体向山脚一侧被挤压变形，墙体倾斜角度5～10°，位移距离60～180厘米，墙体鼓胀距离最大约13厘米。裂缝的发育，常伴随着渗水病害的出现，裂缝周围有明显的水渍，雨季有渗水，渗水病害的发育加速了地道的破坏程度。

（3）侧墙倒塌：墙体已被严重挤压变形、断裂，出现倒塌现象，西侧墙体近乎全部倒塌，两侧墙体顶部间距仅剩下0.2～0.4米，内部已无法通行。墙体大裂隙一般伴随着墙体较大的变形或鼓胀现象，造成地道两侧墙体结构严重破坏，严重影响了地道的安全。

2．病害成因分析

（1）侧墙结构单薄：地道两侧墙体为混凝土结构，墙厚约0.36米，侧墙内无钢筋，结构上较单薄，墙体强度和结构稳定性相对较差；侧墙基础无埋深放大，底板为水泥砂浆底板，承受压力较差，整体抗滑移能力较差。同时地道内的较大空间没有横向受力约束，为侧墙两侧土体侧压力提供了应力释放的临空面。

（2）坡面滑坡影响：地道两侧的土体为第四纪的坡积物碎石土，土体处于中密-密实状态，土体孔隙较大，雨水易下渗，为坡面土体滑塌提供了一定的条件，在突发暴雨诱发下，墙体倾斜，出现局部鼓胀、裂隙和变形，墙体结构受力失效，直至倒塌。

（3）侧面土压力及地下水影响：地道周边未设有排水设施，降雨后，地表水沿着坡体漫流，表水下渗，土体应力向受力比较薄弱的临空面集中，造成侧墙外侧局部出现应力集中。同时地道底部地基一般为黏土层，渗透性能较差，因为没有设置地下泄水设施，地下水在地道上侧集中得不到及时排泄，从而加剧了侧墙的局部鼓胀和倾斜破坏。

（4）地道两侧约1米范围内土体为回填土，其土体结构较松散、孔隙较多，经过长期自然固结，两侧回填土体逐渐自然压紧、压实，与周边原生土体形成高差，在地道两侧形成一定的凹坑集水区域，造成两侧的回填土的含水率较高，加剧了对两侧土体结构和地道侧墙的破坏影响。

（5）受人为破坏影响，局部地道的顶板（一层或二层）已严重破坏或缺失，地道侧墙的局部横向支撑减少，造成地道整体建筑结构的破坏，地道侧墙临空面加大，抵抗侧向压力的能力减少，加速了侧向土压力等外部因素对侧墙的破坏影响。

（二）地道内地面起拱

1．病害特征

地道在修建时，基础采用半挖半填的方式夯实处理。地道底板为水泥砂浆地面，下部持力层一般为密实的红色黏土层。受两侧墙体位移的影响，地道底板被两侧墙体挤压，当位移量超过底板所能承受的变形程度时，底面起拱、断裂，地面呈倒“V”字形，起拱部位周围堆积有混凝土碎块和泥土；底板下部土体含水量很高，破开底板向下探挖，探坑在短时间内充满积水。

2．病害成因分析

（1）地道下部底板为水泥砂浆地面，无钢筋，结构上较简单，结构稳定性相对较差，底板整体强度和抗张拉强度较低，底板下部铺碎石，基础无埋深放大，底板承受土压力能力较差。

（2）整个地道为一个整体结构，地道下部底板与两侧墙体相连接，两侧墙体在外侧主动土压力和地下水压力的作用下发生位移、倾斜和变形，底板断裂，结构失效。

（3）地道基础下部持力层为密实的红色黏土层，随着时间推移，黏土层逐渐被压实，在雨季丰沛的地下水导致压力增加，地道底板因压力过大而变形，造成了底板的起拱断裂。

（三）地道表面被风化和雨水侵蚀

1．病害现状特征

整个裸露的地道表面均表现出程度不一的酥碱现象，地道顶部盖板、两侧墙体和射击口均为砾石混凝土结构，地道裸露部分表面被风化侵蚀严重，表面混凝土結构的胶凝材料部分已被侵蚀和雨水冲刷掉落，导致了骨料凸出，表面极其不平整，影响文物的观赏性。

2．病害成因分析

（1）柳州市地处桂中，属中亚热带向南亚热带过渡的气候带，降水充沛，雨热同季，每年4-9月是降水集中时段。[2]集中降水的直接淋蚀和地道表面干湿交替作用促进了文物表面物理风化和化学风化的作用，对文物本体的稳定性和完整性具有一定影响。

（2）柳州市年平均风速为1.6米／秒。在风力作用影响下，文物表面的物理风化和化学风化，加速了文物表面的酥碱和对表面混凝土结构胶凝材料的剥蚀，加剧了文物破坏程度。

（3）部分地道直接出露于地表，露天保存，直接经受降雨和日光照射，不利于延长珍贵历史文物等有效载体的保存期。

（4）地道顶板采用钢筋混凝土结构，侧面墙体采用砾石混凝土结构，当地降雨呈弱酸性，为轻度酸雨，根据实验数据，雨水对混凝土结构有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构有微腐蚀性。

（5）受当时建筑材料价格、生产及施工技术、时间等因素影响，地道建筑的施工质量、整体强度、振捣密实度均不太高。

（四）人为破坏

部分人员因为缺乏文物保护意识，盗取地道内部结构钢筋，顶板钢筋保护层被凿毁，砼板内钢筋被盗取。部分砼板内钢筋虽未被盗取，但钢筋保护层已被人为破坏，导致钢筋出现锈蚀现象。被盗取部位地上堆积残留有大量的混凝土块，导致地道整体结构被破坏，构件强度严重降低，承载力严重下降，构件会因承载力严重下降而无法承受自身重量，造成砼板坍塌，严重影响遗址的稳定性和完整性，危及文物长久留存，对建筑和进出人员均形成安全隐患。

（五）地道两侧土体塌陷

1．病害现状特征

地道两侧土体为第四纪填土（腐殖土）、碎石土，山体坡度30～35°，周边长满杂草、灌木和乔木等植物，土体塌陷病害多出现在露于地表的地道、碉堡墙体两侧土体上。沿地道延伸方向，在自然因素作用下，地道周边多出现不同程度的土体塌陷迹象，在地表形成坑洞、沟槽，土体塌陷深度0.2～1.0米，宽度0.5～1.5米，主要集中在地道西侧（往山顶一侧）。

2．病害成因分析

（1）地道墙体受土体侧向主动土压力和地下水动静水压力的作用，被挤压变形、倾斜和位移，为侧墙外侧土体的滑塌、塌陷提供了空间，引起地道周边土体出现小规模塌陷迹象。

（2）地道周边约1米范围内土体为回填土，土体密实度较低，在长期的自然作用下，土体自然固结，两侧回填土体逐渐压紧、密实，与周边原生土体相比，在地道周边形成凹陷区域。

（3）地道两侧的土体为第四纪的坡积物碎石土，土体处于中密-密实状态，土体孔隙较大，表水易下渗。随着土体中局部成分随地下水流失，最初的土中网状细小地下渗流通道汇集为集中的脉状流，造成了地下水局部渗流通道流量增大，在地下水渗流通道形成及扩大后，地下水渗流加剧对土体的冲蚀掏空，在邻近渗流通道口的上方形成土洞，其断面形态多为坛罐状，在地表水增加或集中下渗时，下部土洞向上逐渐发展可形成地面局部塌陷。

（4）遗址所在地区属于地下水富水地段，地下水活动较频繁，在地道底板下部挖一坑洞，就能见到明显的积水现象。在地下水长期浸泡下，土体强度大大降低（特别是靠近基岩面附近和地道基础附近），土层呈软—流塑状，其抗拉、抗剪强度极低。

（六）渗水病害

1．病害现状特征

受渗水作用的影响，水沿裂隙渗入墙体内部，导致内部钢筋锈蚀、爆裂，逐渐引起钢筋保护破裂，表面发育形成裂缝，破坏墙体的整体稳定性和安全性。

2．病害成因分析

（1）受山体滑坡影响，内壁上多发育形成有贯通墙体的宽大裂隙，为渗水提供了通道。

（2）山体表面长满了乔木、灌木和杂草等植物，地道两侧土体结构较松散，降雨后，表水容易下渗，为地道内部渗水提供了物质基础。

（3）施工技术和施工工艺的影响：在碉堡与两侧地道通道连接处、地道转角处产生有施工缝，一般呈竖向，垂直于墙体方向，较规则，为地道渗水病害提供了通道。

（七）生物病害

1．病害现状特征

张公岭整座山上都已长满杂草、灌木和乔木等植物，出露于地表的地道均已被植物覆盖、隐匿。藤本科植物沿射击口、通气孔、裂隙或者已被破坏的地道顶板往地道内部伸展，布满地道内墙体，加速了裂隙的发育和对墙体的破坏。局部地道顶部和边缘处长有大型的乔木，植物根系发达，深入地道内部结构（但在地道内部尚未见到植物根系穿过），对建筑结构的稳定性存在安全隐患。出露于地表的地道表面多数已被苔藓等覆盖，呈青绿色，影响了文物的观赏性，并对结构的稳定性具有一定影响。

2．病害成因分析

（1）本地属亚热带季风气候，地表植被生长茂盛，根系发达的藤本科植物和乔木对文物本体造成的影响较大，植物根系（尤其是大型木本植物）的根劈作用也会导致文物本体破裂的结构面不断张开[3]，最终加大裂隙，严重影响文物本体的稳定性和安全性。

（2）生物在新陈代谢过程中，慢慢导致结构开裂破碎，對文物造成破坏，同时植物也分泌有机酸腐蚀岩石，加速了文物本体结构的风化破坏速度。植物与微生物的遗体腐烂后分泌有机酸和气体，加速文物本体的风化和酥碱。[4]

（3）植物覆盖文物本体，所分泌的有机酸类物质以及长期附积在文物表面的遗骸，对地道结构本体都具有腐蚀作用和遮盖作用，导致表面发黑变色，损害了文物的观赏性和文物价值。

三、张公岭环山工事群旧址加固保护措施

依据《滑坡防治工程勘查规范》（国土资源部DZ/T0218—2006）第6.3.2条规定，张公岭环山工事群旧址发生倾斜、失稳、渗水和倒塌，不但对文物本体造成严重的损毁，价值不可估量，而且将对管理人员的生命财产安全造成巨大威胁。

（一）保护原则

依据《中华人民共和国文物保护法》等法律法规、规范规程及参照的技术标准，编制加固保护方案。

1．遵循“保护第一、加强管理、挖掘价值、有效利用、让文物活起来”的新时代文物工作方针。[5]

2．以安全可靠、经济合理为主，保护工程必须按照“保持原貌，修旧如旧”“不改变文物原状”的原则[6]，保证文物的真实性和完整性。

3．保护工程应遵循可识别性和可持续性（可逆性）的保护原则。

4．所用材料和工艺应遵循“原工艺、原材料”的原则，用到的浆液配制，需要在施工现场进行试验，选择最佳的材料、配比及最佳施工工艺，运用于实际施工项目。

5．根据工程地质勘察资料，分析文物保护区内的岩土破坏机理，同时考虑暴雨、洪水、地震等突发因素。

（二）保护措施

1．西侧滑坡防治工程

滑坡防治工程要根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）、岩土体工程地质参数、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）具体施行。在西侧滑坡区坡面上部的地道前5米位置设置一排C30钢筋砼抗滑桩，在西侧坡面的前部地道前2米位置设置4排钢管桩，为减小地表水对地道的不利影响，分别于抗滑桩前部、钢管桩前部1米位置设置2道M10浆砌片石排水沟，将地表水引至地道外侧。

2．地道、碉堡本体加固

（1）对地道及碉堡内部侧墙上的所有裂缝采用裂缝注浆加固和表面粘贴碳纤维布相结合的方法，增加侧墙的整体强度和整体密实度，以防止地下水沿裂隙渗出。裂缝注浆材料根据裂缝宽度决定。

（2）对地道底部地板起拱破坏的区域采用清理和恢复的方式进行加固处理。首先对地面受损区域的损坏砂浆底板地面进行清理平整，再进行人工夯实，可根据清理后基础土体的潮湿及密实情况适当拌制一部分白灰夯实，然后铺设15厘米厚的C25素混凝土。

（3）对顶板下部钢筋缺失破损的区域，采用在顶板混凝土下底面增设一层10厘米厚的C30钢筋混凝土来增强顶板的整体强度。对顶板完全破损缺失和侧墙已完全倾倒或破坏变形的区域，采用钢筋混凝土按照原样式现场浇筑的方式进行恢复。

（4）对地道及顶板两侧塌陷的区段，采用下部钻孔注浆和上部灰土回填夯实相结合的方式进行整体加固。

（5）靠近地道及碉堡两侧的植被及树木，现已局部影响地道及顶板的安全。地道及顶板两侧1米范围内的树木及灌木在原则上要全部清除，清除时若树木的根茎已影响地道或碉堡，要直接将树木根茎切割，然后人工小心对树根进行开挖去除。

（6）地道侧墙渗水主要是受墙体裂隙或施工缝影响而产生的渗水现象，主要结合侧墙裂隙注浆加固封堵。

四、结 语

张公岭环山工事群旧址始建于上世纪30年代，为柳州市抗战时期重要的军事设施，蕴含着伟大的抗战精神，具有很高的历史、科学价值。做好张公岭环山工事群旧址病害调查、分析，制定科学的防治措施，对其保护利用、发挥抗战文物的爱国主义教育作用具有重要的意义。

（柳州市军事博物园）

参考文献

[1] 柳州市军事博物园．柳州抗战文物[M]．南宁：广西科学技术出版社，2021：44.

[2] 夏小曼，张凌云，李家文．近58年柳州市汛期降水特征分析[C]//中国气象学会．第27届中国气象学会年会城市气象，让生活更美好分会场论文集．[出版者不详]，2010：357-364.

[3] 党冰．龙山石窟危岩体稳定性评价及加固措施[D]．兰州：兰州大学，2013.

[4] 同[3].

[5] 何文娟．蹄疾步稳落实新时代文物工作方针[N]．中国文物报，2023-01-31（1）.

[6] 吕舟．中国文物保护原则的发展与演变[J]．遗产与保护研究，2016（3）：1-8.