任志伟，任建光,2，胡翠凤

（1.云冈研究院，山西大同 037007；2.山西大同大学云冈学学院，山西大同 037009；3.山西大同大学物理与电子科学学院，山西大同 037009）

平遥古城始建于周宣王时期(公元前827−公元前728年)，现存规制是明洪武三年(公元1370年)在旧城基础上扩建改造而成，至今600余年来基本完整保存了明清时期的原貌[1]。1988年1月，被公布为第三批全国重点文物保护单位；1997年12月，被列入“世界遗产名录”。平遥古城城墙作为古代城防工程以其恢弘的气势、保存完整的格局成为这一遗产的重要组成部分，明清两代先后修葺26次，民国以后未再修葺，城墙大面积坍塌。新中国建立以来，遵照“修旧如旧”、不改变文物原状的原则，先后经过30多年的维修，基本解决了城墙的结构稳定性问题。近年来，平遥古城逐渐成为旅游热点，古城周边经济发展、工业开发和居民区生活等因素发生了很大变化，平遥古城城墙保护依然严峻。

城砖病害调查是治理平遥古城城墙文物病害的前提和基础，关于平遥古城城砖的病害类型和分布目前还没有比较系统的调查。以平遥古城城砖为研究对象，利用定性观察的调查方法，现场评价平遥古城城墙外侧砖砌体的危险性，为治理平遥古城城墙的文物病害提供科学的依据。

1 城墙体制特征

现存平遥古城城墙由墙身、马面、瓮城、角台等构成；城门六道，南北各一，东西各二；城墙顶部的附属建筑包括堞楼、角楼，城墙外围有护城河。古城墙东、西、北三面俱直，南城墙随柳根河蜿蜒而筑。城墙周长6 162.68 m，墙底宽8～12 m，墙顶宽3～6 m，墙高8～10 m，其主体结构以夯土结构为核心外侧以特制青砖包筑，砖砌体厚度由底至顶分别为87 cm、70 cm、53 cm，各层高度约占墙体总高度的三分之一，墙身的断面为梯形，墙体收分为9～35%。城墙外侧砌体4m以上内侧，每隔4～6 m筑有58 cm × 80 cm的砖砌内垛与夯土墙连接。城墙外侧墙根沿墙体筑有散水台阶。在夯土结构顶部有40 cm灰土，上铺设单层或双层青砖海馒，城墙顶部外侧为排列均匀的垛口，与城墙外侧砖砌体结构砌为一体。在平遥古城管委库房内存有部分明、清古砖，对其进行测量，清砖均值为294.6 mm × 142.2 mm × 58.1 mm，平均重量为4.202 kg，明砖为341.5 mm×165.5 mm×79.9 mm，重量为7.478 kg，清砖尺寸比明砖小，清砖重量也小于明砖。

2 平遥古城城砖保存现状调查

通过对平遥古城城砖的病害种类、分布、危害程度、影响因素等方面进行调查，基本摸清了平遥古城城砖的保存状况。根据砖体组织结构的变化及破碎情况、病害发育状况和危险性将平遥古城城砖危害程度定性划分为濒危程度>严重程度>中等程度>轻微程度，城墙保存状况评价标准划分为最好>良好>一般>最差等级。各城墙墙砖保护现状实地调查见表1。

表1 平遥古城城砖病害现状调查统计表

2.1 东城墙

平遥古城东城墙长1 517 m，城门2座，分别为太和门、亲翰门，马面15座，角楼1座。墙高8.6～10.6 m，相邻马面间距40～110 m。东城墙墙砖风化病害面积为16 329.6 m2，根据城砖表面风化形貌、破损程度和色度情况的不同，认为达到严重程度的面积为3 326.1 m2，中等程度的为3 630.9 m2，轻微程度的为9 372.6 m2。水渍病害面积为6 963.7 m2，严重程度的为2 455.5 m2，中等程度的为1 920 m2，轻微程度的为2 588.2 m2。盐害面积为64m2，分布面少，但程度严重。人为破损面为91.88 m2，其中严重破损面为81 m2，中等程度的为10.7 m2，轻微的为0.18 m2。人为补砌面为1 300 m，其中严重程度的为1 120 m，中等程度的为180 m。古砖发育裂隙72条(缝宽度大于0.5 cm)，根据城砖上裂隙的延伸长度、张开宽度及所处的位置等情况的不同，认为严重程度的为5条，中等程度的为25条，轻微程度的为42条。

平遥古城东城墙外表面城砖上病害总面积达24 749.18 m，依次是风化>水渍>人为补砌>人为破损>盐害，裂隙为72条。不存在濒危病害，但严重、中等、轻微程度的病害都有分布。其中，轻微程度的病害面积约占病害总量面积的48.3%，而严重、中等程度的病害面积相当，各占约四分之一。因此，东城墙保存状况一般。

2.2 南城墙

南城墙长约1 600 m，城门1座，迎熏门，马面16座，角楼1座。墙高8.6～10 m，相邻马面间距40～110 m。南城墙古砖上风化病害面积为19 857.6 m2，濒危程度的占南城墙墙砖风化总面积的5.7%，严重程度的占17.4%，中等程度的占15.8%，轻微程度的占61.1%。水渍病害面积为6 189.2 m2，严重程度水渍的面积占南城墙墙砖水渍总面积的66.5%，中等程度的占31.7%，轻微程度的占1.8%。盐害面积为597.95 m2，严重程度的占75.7%，中等程度的占24.3%。人为破损面为9 m2，程度严重。人为补砌面积为648 m2，严重程度的占100%。裂隙36条，达到严重程度的裂隙8条，中等程度的13条，轻微程度的15条。

平遥古城南城墙外表面城砖上病害面积达27 301.75 m2，依次是风化>水渍>人为补砌>盐害>人为破损，同时裂隙36条。其中濒危、严重、中等、轻微程度的病害都有分布，其中，濒危程度的病害面积为1 129.3 m2，占南城墙所有病害总面积的4.1%；严重程度病害的面积为8 674.15 m2，占病害总量面积的31.8%；中程度的病害面积5 249.3 m2，占19.2%；轻微程度的病害面积为12 249 m2，约占44.9%；因此，南城墙保存状况最差。

2.3 西城墙

西城墙长约1 500 m，城门2座，分别为凤仪门、永定门，马面22座，角楼1座。墙高8.6～10.6 m，相邻马面间距33～57 m。在平遥古城西城墙外表面城砖上病害面积达22 070.55 m2，依次是风化>水渍>人为补砌>人为破损>盐害，裂隙42条（达到严重程度2条，中等程度的23条，轻微程度的17条）。没有濒危程度的病害，强、中等、轻微程度的病害都有分布，轻微程度的病害面积为15 129.6 m2，约占西城墙城砖病害总量面积的一半以上，为68.6%；其次为中程度的病害面积3 619.75 m2，占16.4%，严重（强）程度病害的面积为3 321.2 m2，占所有病害总量面积的15%，二者基本相当。西城墙古砖保存状况最好。

2.4 北城墙

北城墙长约1 500 m，城门1座，为拱极门，马面19座，东北角与西北角各有角楼1座。墙高8.6～10.6 m，相邻马面间距约60 m。在平遥古城北城墙外表面城砖上病害面积达26 523 m2，依次是风化>人为补砌>盐害>水渍>人为破损，裂隙69条（达到严重程度6条，中等程度的20条，轻微程度的43条）。无濒危程度的病害，严重、中等、轻微程度的病害都有分布：轻微程度的病害面积为12 630.7 m2，约占病害总量面积的一半，为47.6%；中程度的病害占10.1%；严重（强）程度病害占442.3%。因此，北城墙保存状况较好。

现场调查摸清了古砖病害的基本状况：平遥古城城墙古砖上存在以风化、水渍、盐害、人为破损面、人为补砌和裂隙为主的病害类型，其中风化病害是平遥古城城墙古砖上最常见、最主要的病害类型，裂隙(缝宽度大于0.5 cm)共有219条，其余五种病害总面积达100 644.48 m2。其中，濒危程度的病害面积所有病害面积的1.1%，严重程度的占30.1%，中等程度占17.2%，轻微的占51.6%，现场调查没有发现新鲜古砖，平遥古城城砖总体保存良好。平遥古城东、西、南、北各段城墙墙砖表面病害面积相当，大约各占总病害面积的四分之一。各段城墙的保存状况取决于病害的危害程度：达到濒危程度的病害仅在南城墙墙砖上存在，认为保存状况最差；各城墙墙砖病害达到严重程度依次为北城墙>南城墙>东城墙>西城墙，西城墙表面古砖保存状况最好[2]。

3 平遥古城城砖的主要病害类型及成因

由于平遥古城处于骤冷骤热的气候环境中，秋冬春季风力强劲，且偶有沙尘暴发生，加上雨水冲刷等因素，城墙古砖破坏十分明显，主要病害有下列六种，各病害危险程度占总病害的比例见表2。

3.1 风化

风化病害是平遥古城城墙砖面上最普遍的病害，风化病害面积占总病害面积的65.61%，一般发生在墙体砖面的表层，表现为城砖砖缝蚀空，表层剥蚀、脱落，墙体表面坑坑洼洼、凸凹不平等现象。这是因为砖体表层在风吹、雨淋、紫外线、骤变温度、地下水等因素的作用下，砖体强度下降、颗粒粘结力降低，继而引起砖体表层变色、粉化酥碱、剥离和脱落，最后导致部分砖体掏蚀脱落。几百年来，风化作用一直侵蚀破坏平遥古城城墙砖体，使城墙失稳、坍塌。根据城砖表面风化形貌、破损程度和色度等情况不同，城砖风化表现为淡黄黑色或黄褐色硬壳、灰黑色硬壳、粉状风化（酥碱）和砖体掏蚀，视其为轻微程度、中等程度、严重程度、濒危程度。

3.1.1 淡黄黑色或黄褐色硬壳

平遥古城城砖表面淡黄黑色或黄褐色硬壳占城墙病害总面积的45.83%，分布面积：西城墙>南城墙>北城墙>东城墙。淡黄黑色硬壳为平遥古城城砖表面所占面积最多的病害，分布广泛，一般分布在墙体的中部及女墙上，结构致密，形同一层膜状结构。古砖表面的淡黄黑色或黄褐色硬壳主要为锈黄斑，是由于砖块内含有赤铁矿或硫铁矿等含铁矿物，在水、紫外线、空气氧化等作用下，经过毛细水的运移在砂岩表层富集成铁的氧化物。

3.1.2 灰黑色硬壳

古砖表面灰黑色硬壳在各城墙上面积占城墙病害总面积的10.71%，分布较为广泛，分布面积：东城墙>南城墙>北城墙>西城墙。灰黑色硬壳一般分布在墙体底部及女墙基以下部位，结构致密，敲打后偶尔听到中空的声音。分布在墙体底部的灰黑色硬壳其成因为，砖块在地下水或地面积水毛细作用下，墙基部位砖体的含水率增大，导致所含氧化铁发生了还原反应，也就是说这些地方的城墙砖比较“湿”。女墙基部以下的灰黑色硬壳成因为，城墙顶部降水聚集下渗作用产生的。

3.1.3 粉状风化（酥碱）

粉状风化（酥碱）主要表现为古砖外表面风化层呈粉状剥落，导致墙体表面坑坑洼洼、凸凹不平的现象。平遥古城城砖表面粉状风化（酥碱）面积占城墙病害总面积的7.95%，分布面积：南城墙>东城墙>西城墙>北城墙。这些病害一般分布在墙体的底部，结构疏松，可能是由于古砖长期在地下水或地面积水毛细作用下，砖体强度下降、颗粒粘结力降低，再加上风吹、雨淋、骤变的温度，砖体表面继而粉化酥碱、剥离和脱落[3]。

表2 文物病害在平遥古城城砖上的分布及比例统计表

3.1.4 砖体掏蚀

砖体掏蚀主要表现为砖体的粉化掏蚀、砖体的脱落掏蚀和砖体间白泥灰粘接材料掏蚀。平遥古城城砖砖体掏蚀病害只发生在南城墙，面积为1 129.3 m2，占所有墙体病害总面积的1.12%。这些病害一般分布在墙体的底部，结构疏松。砖块在地下水或地面积水毛细作用下，砖体强度下降、颗粒无粘结力，砖体掏蚀。

3.2 水渍

水渍在平遥古城墙面上比较普遍，主要是因水导致的沾染。它可以是干的也可以是湿的。当墙体遭遇地面积水或地下水时，残留在墙体上的一片异色痕迹，这痕迹是水中杂质或水与砖体发生化学反应形成的。水渍病害总面积19 170.1m2，占病害总面积的19.05%，其中程度严重的占7.4%，中等程度的占5.98%，轻微程度的占5.67%，分布面积：东城墙>南城墙>西城墙>北城墙。古砖水渍形成原因是，当城墙上的裂缝、沉陷出现后，形成了雨水雪水下渗的通道，水通过裂缝下渗，浸泡了城墙内部的土体，使土体强度降低，产生变形。此外，城墙上的供、排水设施出现一些故障，产生漏水现象，形成水渍。

3.3 盐害

盐害主要表现为盐分结晶引起城墙表面泛白。盐碱结晶是导致古砖病害的重要因素。在平遥古城城墙砖面呈现盐碱结晶现象的面积约占病害总面积的6.1%，有6 135.55m2，其中重度盐害占5.8%，中度占0.24%，轻度污染占0.06%，分布面积：北城墙>南城墙>西城墙>东城墙。主要是墙体砖体中含有矿物成分，可溶盐随水分迁移至砖墙面失水而析出，引起的墙面盐分聚集。其次是由于水分的频繁活动，将砖块中的可溶盐分随水分迁移至砖体表面，随着水分蒸发而结晶析出。

3.4 人为破损

人为破损指人为故意采取措施破坏古城的完整性。平遥古城城墙破损面积574.83 m2，占病害总面积的0.58%，严重程度占0.42%，中等程度和轻微程度的均占0.08%，分布面积：西城墙>东城墙>北城墙>南城墙。大多是平遥古城在受到正式保护前，人类的肆意所为。平遥古城是明清两代的经济贸易中心，城市规划严谨、设施齐备、建筑精良，但民国以后，城墙失去防御功能，未再修葺，自然和人为破坏严重。在日军侵占后，6座城楼全部拆毁，4座角楼被拆，夷为平地，72座敌楼残存有三，全城城墙半数以上的马面里外挖通，筑起射击孔洞。20世纪60年代至70年代末受“深挖洞广集粮”、“备战备荒”和文革武斗的影响，城墙墙体被滥挖防空洞，造成墙身坍塌50余处。又加上居民拆砖挖土，使城墙自身稳定性遭到严重威胁。

3.5 人为补砌

为了支撑和加固坍塌的城墙，或者修补部分缺失或大部缺失的墙体，半个世纪以来平遥古城管理部门曾多次采用“补砌”的办法对城墙进行修缮，本次调查发现很多墙体已部分或完全被补砌。调查结果显示平遥古城人为补砌的面积共达8 720 m2，约占病害总面积的8.67%，严重程度占8.49%，中等程度占0.18%，分布面积：北城墙>东城墙>西城墙>南城墙。对于人为补砌的部分不仅破坏了平遥古城原有的本体环境，有碍城墙的艺术效果，同时也潜伏下破坏因素，调查中已经发现重新修补的部位容易析出盐碱，以致多处出现白华的现象。硅酸盐材料本身所含的盐碱成分会随着毛细水的迁移不断地渗出到城砖表面，在城砖表面形成白色的盐碱结晶并不断扩大，这在一定程度上加剧了城砖的风化。

对于拟实施补砌的部位，应首先进行现存遗址结构稳定性分析评估，并对现存遗址实施加固措施，再与补砌相结合，以确保加固效果。同时，应妥善处理好补砌土层与旧土层的连接问题，避免雨水渗入威胁遗址结构稳定。对于包砌的修补应严格控制规模，且不宜过于规整，以免影响遗址原有的整体风貌。对于补砌部分，应采用适当方式进行标示说明。

3.6 裂隙

裂隙也是平遥古城城墙常见病害之一，在外包砖砌体结构上发现了大量的裂隙，裂隙缝宽度大于0.5 cm共有219条，其中最大裂缝宽度达到了20 cm，最长裂缝长度约为20 m。主要内因是城墙内部土体不均匀，墙内土体具有湿陷性，自身的密实度差，外因是水对墙内土体浸泡后，引起土体含水量变化，发生沉陷，使得墙面逐渐形成裂缝。各城墙裂隙条数：东城墙>北城墙>西城墙>南城墙。严重程度的21条，占裂隙总条数的9.59%；中等程度的占36.99%；轻微程度的占53.42%。

4 结语

平遥古城城砖存在以风化、水渍、盐害、人为破损面、人为补砌和裂隙为主的病害类型，其中裂隙(缝宽度大于0.5 cm)共有219条，其余五种病害总面积达100 644.48 m2。其中，濒危程度的病害占所有病害面积的1.1%，严重程度的占30.1%，中等程度占17.2%，轻微的占51.6%，现场调查没有发现新鲜古砖，平遥古城城砖总体保存良好。

平遥古城东、西、南、北各段城墙墙砖表面病害面积相当，各段城墙的保存状况取决于病害的危害程度：达到濒危程度的病害仅在南城墙墙砖上存在，认为保存状况最差；各城墙墙砖病害达到严重程度依次为北城墙>南城墙>东城墙>西城墙，西城墙表面古砖保存状况最好。

从各病害占病害总面积的比重而言，风化病害是平遥古城砖墙上最常见、最主要的病害类型，占病害总面积的65.61%；其次是水渍、盐害。古砖表面风化病害存在四种类型，分别为淡黄黑色或黄褐色硬壳、灰黑色硬壳、粉状风化（酥碱）和砖体掏蚀。

平遥古城城砖病害的原因是多方面的，既受到骤冷骤热的气候环境影响，又受到地下水和毛细水的影响，还有人为因素的干扰。