“中华第一井”遗址工程勘察技术与渗流稳定性研究

论文摘要

“中华第一井”遗址是第五批国家重点文物保护单位,它是近百年来秦代考古最重要的发现之一,被誉为“进入21世纪以来最重大的发现之一”。然而,遗址自2002年部分发掘以来,改变了原来相对封闭的赋存环境,产生了各种环境地质病害,如渗水、发掘坑壁坍塌等,必须采取工程措施对遗址进行保护。同时,酉水河下游距遗址36.77km处碗米坡水库的蓄水,对遗址区存在很不利的影响。若不采取紧急措施进行抢救性保护,一号井将面临着被毁灭的威胁,抢救“中华第一井”刻不容缓。抢救“中华第一井”遗址必须解决防渗防涝问题和井壁、井口坍塌的问题,同时必须防治其它各种环境地质病害。国内外未见其它遗址对文物井的防渗防涝保护研究先例、国内外其它遗址没有变水动力条件下文物防渗防涝保护研究、没有针对动水位下遗址文物的安全发掘深度和发掘方案优化研究。本研究始终遵循文物保护利用的系统工程观念、保护和展示协调一致的观念,主要研究了遗址区工程地质条件、遗址工程的渗流机理、遗址稳定性和遗址保护对策。通过综合勘探,指出了现有的防渗防涝工程是失效的,确定了遗址区护城河及古池塘未发掘部分的空间分布。研究中研制开发了一种取芯轻便触探仪及其工艺,在确定与护城河和古池塘类似的古遗址的位置及深度时,该方法集物探的“保护文物”、钻探的“准确、直观”和轻便触探的“快速、轻便、不受电磁干扰和成本低廉”的优点于一身,具有传统方法不可比拟的优势。在遗址区工程勘察的基础上,首次对碗米坡水库蓄水及水位变化对遗址区的影响进行了深入系统的研究,得出了影响发掘安全的主要因素,确定了安全发掘深度,并对发掘方案进行了优化,评价了遗址发掘过程中护城河的击穿问题,并指出了护城壕和一号古井的危险部位。通过整个遗址区工程地质条件详细研究,针对具体条件提出了新的防渗防涝综合对策。这些研究成果对“中华第一井”遗址的保护、发掘和利用将具有深远的意义,其研究成果和方法对文物保护、防渗防涝、边坡分析、工程勘察、工程物探等方面的研究具有一定参考意义。

论文目录

• 1 问题的提出
• 1.1 工程概况
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 文物价值和利用
• 1.2.2 保护对策
• 1.2.3 国内外防渗防涝研究
• 1.3 存在的主要问题
• 1.4 研究内容
• 1.5 研究方法
• 1.5.1 技术路线
• 1.5.2 研究方法
• 1.6 创新点
• 2 遗址区工程地质条件
• 2.1 地形地貌与区域地质
• 2.2 古遗址及地层研究
• 2.2.1 勘探方法
• 2.2.2 护城河与古池塘定位及遗址区主要地层
• 2.3 气候与水文地质条件
• 2.4 水库对水文的影响
• 2.5 遗址防护结构条件
• 2.5.1 防洪堤
• 2.5.2 临时保护棚
• 2.5.3 一号古井防护结构
• 2.5.4 其它措施
• 2.5.5 遗址防护结构分析
• 2.6 本章小结
• 3 遗址工程渗流机理
• 3.1 突涌稳定性
• 3.2 流土稳定性
• 3.2.1 20 年一遇回水位现状条件下
• 3.2.2 20 年一遇回水位发掘至250.70m 时
• 3.2.3 20 年一遇天然水位发掘至249.40m 时
• 3.2.4 正常库水位发掘至246.50m 时
• 3.3 安全发掘深度及发掘方案优化
• 3.4 碗米坡水库对一号古井的影响
• 3.4.1 宏观影响
• 3.4.2 微观影响
• 4 “中华第一井”遗址稳定性
• 4.1 发掘后护城壕边坡
• 4.1.1 碗形护城壕边坡
• 4.1.2 上部直立形护城壕边坡
• 4.2 一号井井口边坡
• 4.2.1 井口西侧边坡
• 4.2.2 井口东侧边坡
• 4.3 一号井井壁
• 4.4 表层土体坍塌
• 4.5 本章小结
• 5 保护对策
• 5.1 保护原则
• 5.2 保护对策
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介