天啦嚕，清華竟然發現了古墓！而且還同時發現了漢、明、清三個朝代的古墓呢！這次的古墓在考古學上被定為“土遺址”。

別高興太早，你以為幾個“土坑”是那么好保護的嗎？先看看考古學家是怎么細心保護這些“土坑”的吧！

“凸類”土遺址，其實就是那些建在地面上的土建筑，比如土質的房子啦，城墻啦，糧倉啦等等。

“凹類”土遺址更好理解，其實就是通過“挖土坑”的方式建造的地下土遺址，古代的墓葬就是這類土遺址的重要代表。

根據土遺址面對安全隱患的不同，考古學家們大致要從防風化、防水防潮和防震三個方面來保護它的“人身安全”。咱們先說說防風化。

在成土過程中有個非常關鍵的環節——黏化，即原始土體中的黏土礦物在水、熱各方面條件都較穩定的情況下，會在土地的中下部發生明顯聚集，這就表現為日后土壤顆粒之間的結合力，這個結合力會讓土粒們老老實實地“抱”在一起，不散掉。

但剛才說的是在水熱等條件比較穩定的情況下，會形成這種黏化，那么當水熱等條件不穩定的時候，這些本來“擠”得恰到好處的小土粒之間的結合力就有可能變弱甚至消失。

原來緊湊的土粒之間變得稀疏了，顆粒間原有結構被破壞，原有的形制就會發生改變，比如考古學家要研究一個朝代墓的形制，只因為土粒結構發生了一點點變化，很多有價值的歷史信息可能就丟了哦！這就是土遺址有可能面臨的風化危險。

打個比方吧，你費勁吧啦地畫好一幅沙畫，一個搗蛋鬼在上面一通亂抓，原來沙畫的顆粒結構被破壞，沙畫的內容當然也就被破壞了。

為了防止風化，專家們研究出很多方法，下面舉幾類有代表性的：

1. 給土坑“噴涂”氫氧化鈣（Ca(OH)2）或氫氧化鋇（Ba(OH)2）溶液

材料：氫氧化鈣或氫氧化鋇溶液

原理：土坑里潛伏著“伺機而動”的二氧化碳，氫氧化鈣或氫氧化鋇被噴灑上之后，二氧化碳立刻“蜂擁而至”，與其反應生成碳酸鈣或碳酸鋇，這些“硬家伙”沉淀于土坑，讓土坑更結實。其化學反應方程式分別為：

Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O

材料：硅酸鉀溶液（K2SiO3）

原理：這個叫PS的溶液真能把土坑“P”結實，里面有倆高手，一個叫鉀離子，一個叫硅酸根離子。鉀離子把不聽話的土粒吸附到一起，硅酸根離子能吸附黏土礦物金屬里的陽離子，兩大高手夾擊下，原本呈分離狀的黏土礦物變成了結實的網狀結構。

材料：丙烯酸酯類、聚氨酯類、樹脂類材料等

原理：這類材料由幾個小分子化合物（相對于聚合物，小分子化合物叫單體）“抱團”而成，稱為聚合，這個過程中會產生不小的作用力，也就是化學鍵，將這類聚合物單體注入土里，讓它們在土里“抱團”吧！利用產生的化學鍵作用力達到加固土壤的目的。

優點：有強大的化學鍵作用力，加固效果還是杠杠的。

缺點：一些聚合物在某些特殊的情況下（如遇熱）會游離單體，單體的毒性很大，例如我們熟悉的“惡鬼”——甲醛，對皮膚及黏膜有刺激性作用，造成身體局部發炎、潰爛甚至嚴重的病變。

綜上，其實目前考古學對防風化加固材料方法的研究還沒有一個相對較為完美的方案，還需要進一步的研究和實證。

那么，除了防風化問題，咱們的土遺址尤其是古墓必然是怕水的，歷代帝王看到自己的陵墓滲水都會龍顏大怒。古土遺址被挖出來之后，考古學家是怎么解決這個問題的呢？

由于土遇水有成為“一堆爛泥”的風險，因此依據土遺址所處的干濕程度劃分，可分為“干燥環境中的土遺址”和“潮濕環境中的土遺址”。

干燥環境中的土遺址分布范圍較小，多出現在有溫帶大陸性氣候、高原山地氣候的地區，如我國甘肅、新疆部分地區。

原理：在土遺址的四周修建隔水墻。方法是用混凝土或水泥筑起防水墻的“形”，再覆上一層防水卷材（如PCV）起到防水的“靈魂作用”。如果把土遺址比作城池，把水比作敵軍，那擋水墻就好比城墻。

優點：立竿見影地抵御來自土遺址側面不發生水位變化的地下水（以下形象地稱為“一定高度的水軍”）侵襲。

缺點：

1、地下水有時候會忽高忽低（以下形象地稱為“忽高忽低的水軍”），而我們擋水墻的高度是設定好的，有時，那些“忽高忽低的水軍”會“爬”上“城墻”，侵襲土遺址。

2、防水卷材一旦老化，連側面“一定高度的水軍”也會“破城而入”。

點評：連側面“一定高度的水軍”都不能完全搞定，PASS。

原理：與擋水墻原理類似（用料也是水泥或混凝土，再覆一層防水卷材），唯一不同的是，廊道增加了與土遺址之間的隔離空間。

優點：莫小看這個多出來的空間，考古學家可以在這多出來的空間里搞出名堂。1、在空間里增設通風設施，進一步弱化側面“一定高度的水軍”的侵擾；2、空間大了，便于在墻出現問題時及時維修，提高“城墻”的使用壽命。

缺點：和擋水墻一樣，無法應對“忽高忽低的水軍”的侵擾。

點評：只是強化了應對側面“一定高度的水軍”的能力，漏洞還是很大，PASS。

三、抽水法

原理：隔水廊道基本解決了“一定高度的水軍”，但是還是無法抵御那些“忽高忽低的水軍”。說明擋水墻和隔水廊道這些被動防御的策略不成了，我們必須主動進攻，這就是“抽水法”。具體就是，我們在遺址附近打幾口井，在井中放入抽水泵，預設一個數值（比如地下水接近地面XX米），開始主動抽走地下水。

優點：不管你是“一定高度的水軍”還是“忽高忽低的水軍”，你還遠在城外一定距離的地方“進軍”，我們就把你消滅。

缺點：抽水容易讓“千軍萬馬”的水軍集結起來，形成水軍“大流”，在抽水泵的強力帶動下，水軍大流威力十足，甚至把流經的土壤都帶走了，造成土遺址結構的破壞，甚至造成土體塌陷，給研究造成損失。所以，選好挖井地點、預測抽水最佳時間點很重要。

點評：能夠有效解決“忽高忽低的水軍”，但是要預防反作用，可以酌情使用。

四、拱券法

原理：拱券是古代一種特殊的建筑形式，形為半圓弧狀，類似于拱橋的“拱”，有著良好的承重作用。拱券法的具體做法是，在土遺址的底部修筑石拱券，再在土遺址四周配合修筑廊道和通風設施。

優點：相當于從地下水必經的土遺址底部修筑擋水層，使土遺址和地下水徹底隔絕，切斷遺址和地下水的聯系。

缺點：操作難度大導致修筑拱券費用極高，一旦出現施工失誤，產生漏洞，拱券作用也會立刻失效。

點評：理論上可以隔絕地下水，但是實際操作難度大，酌情使用。

河南新鄭鄭韓故城遺址車馬坑，便是在地下修筑拱券，隔斷了與地下水的聯系，至今隔水防潮效果還非常好。（來源：中國考古）

看來，目前常用的土遺址防水防潮措施也不那么盡善盡美，還需要在考古實踐和工程技術研究的過程中尋找更有效、更經濟的方式。說完水，下一個咱們再說說更猛烈的，如果土遺址面臨塌陷的危險怎么辦？請看下篇之三《土遺址的抗震防塌技術》

【參考文獻】

《自然地理學》（第三版）劉南威，科學出版社，2018-11-01

土遺址保護研究現狀與進展，孫滿利《文物保護與考古科學》2004年07期

潮濕土遺址隔水防潮技術對比研究,周雙林等《東南文化》2009年02期

中原地區潮濕土遺址保護理念探索與對策研究，賈付春，鄭州大學，2016年