武当山遇真宫整体顶升六项核心技术揭密

    提起武当山，人们马上会想到“道教名山”、“张三丰”、“太极拳”……其实，作为联合国公布的世界文化遗产地之一，武当山古建筑群之规模宏大，气势雄伟更令人叹为观止。武当山九宫之一的遇真宫，被列入世界遗产名录，是国家重点保护文物，在武当山古建筑群中是文物价值最高的。

    随着南水北调工程的实施，遇真宫面临被库水淹没的危险。为最大限度地保护文物，国家文物局确定：对遇真宫山门、宫门实施整体顶升。经过周密准备，今年8月1日，武当山遇真宫山门、宫门顶升正式启动。目前，各项工作进展顺利，预计于2013年1月30日全面完工。

    古建筑整体顶升是一个世界性难题。特别是遇真宫山门顶升，创下了世界古建筑整体顶升三项之最：顶升高度最高、一次顶升数量最多、建筑年代最久远，项目实施难度之大可想而知。遇真宫的整体顶升，可以说是一个“奇迹”。那么，“奇迹”是如何创造的？主要采取了哪些核心技术？

    日前，遇真宫整体顶升工程副总指挥兼现场总负责人、河北省建筑科学研究院研发中心主任边智慧接受本报记者采访，对此进行了详细解读。

    【核心技术之一】完善的钢桁架整体加固体系，保证顶升时古建筑物的安全

    由于遇真宫文物建筑建造年代较为久远，常年受自然环境侵蚀，砌体材料老化严重，结构整体性差，变形能力也较差，垂直度偏差超出国家现行规范要求，这些都给工程的基础托换和同步顶升造成较大的困难。

    边智慧告诉记者，为保证结构稳定性，他们对古建筑上部结构进行整体加固，结构支撑体系采用方钢管焊接桁架体系，山门和宫门内部建有竖向支撑，外部设置侧向稳定支撑，山门翼墙处设置侧向支撑，所有支撑体系与下部混凝土顶升托盘固结，保证文物在施工过程中的安全。外部加固体系根据建筑形态变化，所有与建筑接触点均垫有胶皮等柔性填充物。

    “这样可以最大可能地保护文物不受施工损伤。”边智慧说。

    【核心技术之二】首次将钢箱梁盾构法和高效预应力大底盘技术用于古建筑物基础托换和整体顶升，最大程度保护文物原有形态

    遇真宫作为皇家建筑，其下部处理过的地基十分坚硬，强度高于普通砂浆强度，山门青砖垫层厚度达1米多，为制作混凝土托换底盘增大了难度。托盘下部的土层主要为卵石层和纳长片岩层，且建筑所在场地地下水位高，场地地下水主要为填土层和粉黏层中的上层滞水和卵石层中的孔隙水，滞水层的土层渗透性弱，而卵石层的渗透性好，施工时排水困难，对施工造成较大影响。

    面对这一难题，边智慧告诉记者，他们的应对之策是：工程基础托换方法采用钢箱梁盾构施工。主要方法是采用切入式钢箱梁进行基础托换，此种方法具有施工速度快、顶推力小、施工工艺简单等优点。同时这种方式对原有土体扰动小，上部结构因托换产生的不均匀沉降小。在钢箱梁内部增加预应力钢筋混凝土芯梁，可以有效减少底盘的挠度变形，并在各个钢箱梁端部增加了大刚度的边梁，保证底盘的整体性。

    由于工程古建筑上部结构年代久远，材料强度低，因此对建筑进行顶升施工前必须在建筑下部建造大刚度基础托盘。此外，经过现场开挖发现文物青石基础部分为咬砌，强行拆除会对文物地基造成破坏，从而引起不均匀沉降，对上部结构造成损伤，也不利于下部顶升作业。针对以上情况，顶升方案将青石基础作为文物的一部分同时顶升，在青石基础下部预留原状土体，减少制作托换底盘对结构的影响。既保证文物结构安全，同时最大程度地保护文物原有形态，充分体现本次顶升的历史意义。另外，将钢箱梁盾构法和高效预应力大底盘技术用于古建筑物基础托换和整体顶升，在国内外尚属首次。