數字化手段助力箭扣長城保護

繼出土碳化糧食、明代萬曆通寶等文物後,在箭扣長城五期保護修繕項目(箭扣五期)考古現場,北京市考古研究院的考古工作者又挖出了明代士兵登長城的便門,還在敵樓上發現炮臺、旗杆墩等軍事設施遺蹟。

北京青年報記者昨日從北京市文物局瞭解到,箭扣五期於今年4月進場考古,目前已出土建築構件、守城武器、生活用品等三大類100餘件套文物。

按照邊考古、邊修繕的原則,整個保護修繕工程計劃2026年完工。

修繕長城之前先考古既利於保護又利於研究

一次性垮塌的敵樓,散落在各處的長城磚,剛剛重見天日的明代花崗岩……站在箭扣長城120號敵臺前,已經挖掘一半的考古現場令人震撼。在坍塌傾頹的敵樓內,有一處石雷混雜在沙土碎石間。北京市考古研究院副研究館員、箭扣五期考古項目負責人尚珩介紹,石雷在長城考古發掘工作中並不少見。此次考古工作中已先後發現了佛郎機之子銃、石雷、炮臺、旗杆墩等軍事設施和遺蹟,此外還發現了碳化糧食、明代萬曆通寶錢幣等明代士兵的生活物資。

沿着120號敵臺向西,在長城牆體的缺口處,考古人員挖出了明代士兵登長城的便門。歷經歲月滄桑變化,長城上經年累月的覆土已經厚達二三十釐米,野生的山桃等樹種已經在長城上生根發芽,牆體內的便門早已消失不見。那考古人員又是如何確定這就是明代的便門呢?

尚珩介紹,考古人員在巡視時發現這處缺口與其他地方明顯不同。他指着長城牆體的側面:“你看,這面牆是一面直牆,而其他坍塌的長城牆體不是這樣的,當時我們就懷疑此處可能是便門的痕跡,於是選取此處做考古發掘點位。而在發掘之後發現,這就是人工壘砌的石頭臺階,且臺階充分利用了自然的山石,並與它們融爲一體,共同打造出明代士兵的登長城通道。”

尚珩表示,找到這處便門,考古人員就能研判出明代士兵的登城路線,從而爲明代邊防研究提供實物史料支撐,而這也正是在修繕前先行進行考古的意義所在。“在修繕之前做詳細的長城考古的工作,主要目的是爲修繕方案提供最基礎的科學依據,通過發掘可以全面瞭解到長城的建構形式、營建做法,同時瞭解長城的病害,這些信息對制訂保護方案來說是非常關鍵的。此外,考古還有利於長城文化研究的進行。”

尚珩舉例稱,考古人員在長城上發現了碳化的植物種子,“初步判斷有一些是糧食,這將爲研究當時的食物結構提供直接證據。同時我們還發現了火銃,明代稱爲‘佛郎機’,這在當年來說是最先進的武器,在文獻中也有記載。此次發現的是佛郎機的子銃,爲研究當時的武器裝備配備情況提供了非常直接的證據。”

已發掘出土文物100餘件套今年考古發掘工作8月底結束

近年來,箭扣長城的考古工作喜訊頻傳,出土了衆多文物。據北京市文物局相關負責人介紹,北京懷柔箭扣段長城東起牛角邊(頂),西至九眼樓,全長7850米。自2016年起,本市連續對箭扣長城開展了四期保護修繕工程,總長度達4520米。現在正在進行的箭扣長城五期保護修繕項目東起牛角邊,西至正北樓,全長915米,包含6座敵臺、5段邊牆。

北京青年報記者瞭解到,北京市考古研究院於今年4月8日進場五期項目,經過與設計方共同踏勘確定,首先清理髮掘區域的植被,並保留部分植被,以保護長城風貌。4月19日完成植被的清理和長城遺址的三維建模工作後,經過與設計方、施工方確認,4月22日開始發掘最西端的121號敵臺(122號敵臺不需要考古發掘),截至5月10日,考古人員已完成121號敵臺的考古發掘清理工作。目前正在開展120號敵臺的考古發掘工作,6月10日進度過半,全部發掘工作計劃7月底前完成。目前出土文物約100餘件套,包括建築構件、守城武器、生活用品三大類。

上述負責人表示,爲了保障考古和修繕工作同期進行,“慢工出細活”,修繕項目實施週期爲3年。而爲了最大限度保護考古後的長城遺址能儘快實施保護修繕,避免考古與修繕之間的“空當期”造成長城遺址的破壞,最大限度將考古工作與文化遺產保護工作實現有機結合,箭扣五期長城考古工作計劃也是3年內即2026年完成,每年的考古工作時間和進度依據保護修繕時間安排。按照計劃,今年的考古發掘工作擬於8月底結束,將完成121號、120號2座敵臺及119號至122號敵臺間長城牆體區域的考古發掘工作。

引入數字化手段科技考古成果將上傳雲端與各方共享

值得一提的是,北青報記者昨日在考古現場看到,這裡隨處都有無人機的身影。據瞭解,本次考古發掘工作結合箭扣五期項目邊考古邊研究邊修繕“慢慢修”的整體理念,考古團隊提出“源場景”數字化方案,對箭扣五期全段全過程進行數字化記錄,以配合和支持修繕工程整體理念。

北京大學考古文博學院工程師、箭扣五期數字化技術負責人尚勁宇介紹,數字化主要以無人機攝影測量、全景攝影等技術手段,構建箭扣五期修繕工程時序化的數字虛擬場景,數字化成果將部署在雲端,共享給項目各參與方,方便掌握箭扣五期項目段的最新現狀,提升修繕工程科學性。“我們在考古挖掘前、挖掘中等多個階段都進行了無人機攝影測量,目前拍攝了8000多張照片,爲數字化建模打下基礎。”尚勁宇說。

北青報記者瞭解到,昨日,箭扣五期數字化團隊在122號敵臺正北樓進行了無人機攝影測量,同時在120至121號敵臺間城牆段進行了地面全景攝影,在119-120號敵臺間城牆段進行考古分段牌安裝,考古現場的數字化工作正在同步有序進行中。

亮點

修繕採用“五隨”工藝“最小干預”保留長城原貌

站在箭扣長城的正北樓敵臺上,可見山勢起伏陡峭,最險段“鷹飛倒仰”令人生畏,這裡正是北京市懷柔區文物管理所長城修繕技術專家、箭扣五期施工技術負責人程永茂工作的地方。

“長城修繕分爲兩種情況,一種是開放段的長城,也就是景區長城,如八達嶺。一種是咱們現在所站的位置,叫遺址長城。開放段的長城因爲接待遊客,邊牆都恢復到了原來的高度,非常完整,體現出長城營造之初的規模。而遺址長城的修繕則完全不同,我們要在盡力保證現狀的基礎上消除隱患,延長它的壽命。”程永茂告訴北青報記者,修繕遺址長城最大的原則就是“最小干預”,保持長城的原貌。

如何修繕才能展示出遺址長城的古樸風貌,讓大家感覺到原汁原味?在經年的工作中,程永茂總結了“五隨”原則:隨層、隨坡、隨彎、隨舊、隨殘。“達到‘五隨’做法,就是按現狀保留長城的古樸風貌,不像修繕開放段長城要恢復得完完整整。另外修繕過程中要儘量少添新料,能用舊的就用舊的,長城周邊20米之內散落的磚都要撿回來用上。”

當然,“撿磚”也不是件容易的事情。北青報記者現場體驗發現,一塊長城磚的重量約有十二三公斤,撿起來還要走幾百米搬運到施工現場,難度確實不小。相比記者的“艱難”,現場工人們一次卻能撿兩三塊長城磚,有人甚至能撿起來四塊,從山底下背上來。“這裡從6月6日修繕開始,迄今還沒使用過一塊新磚。”程永茂說。

在正北樓敵臺東側,一排內外兩層的邊牆已經搭建起來,工人們正在砌磚。程永茂介紹,外側的邊牆是明代保留下來的,爲了防止邊牆繼續坍塌,工人們在內側用撿來的長城磚將牆重新砌起來。因爲使用的長城磚都是舊磚,且施工痕跡幾乎難覓,古老的長城在匠人們手下彷彿又恢復了往日的生機。

本組文/本報記者劉洋實習生杜水靜吳怡欣

攝影/本報記者付丁