先說一個常識,文物可以分為可移動文物和不可移動文物兩大類。我們在博物館里看到的陶瓷器、青銅器、玉器都屬于可移動文物,不可移動文物則包括古文化遺址、古墓葬、古建筑、石窟寺、石刻、壁畫、近代現代重要史跡和代表性建筑等。
我國自古以來就有夯土建造城墻和建筑地基的傳統,所以在不可移動文物的古文化遺址中,有一類遺址非常重要,那就是土遺址。土遺址是指人類歷史上以土為主要材料而建造的具有歷史、藝術和科學價值的文化遺產,我國有多少土遺址呢?在國務院已公布的八批共5058處全國重點文物保護單位中,包含了古遺址、古建筑、古墓葬、近現代重要史跡及代表性建筑類型的土遺址800余處。如長江流域的良渚遺址、中原地區的大河村遺址、西南地區的三星堆遺址、雄踞于河套平原的西夏王陵、蜿蜒于祖國北部的長城、西北蒼茫戈壁上的關隘、烽燧、古城等,都屬于土遺址。

寧夏回族自治區銀川市的磨石口長城修復前
文物相對來說都是脆弱的,他們會在長期的自然和人為因素作用下“生病”,土遺址的主要“疾病”有:淺表層風化、沖溝、裂隙、掏蝕、坍塌、危險塊體、孔洞、污染、刻劃、排水不暢、堆積掩埋、動物損害、植物損害、微生物損害、生產和建設損害及歷史加固失效等。最典型的“癥狀”就是片狀剝離與開裂破壞。

陜西省延安市吳起縣長城鎮的一處長城遺址修復前
片狀剝離發育過程中,土遺址表面形成一片片的剝離逐步脫落下來,嚴重時分布面積可達土遺址表面積80%以上;開裂破壞則是土遺址細小裂縫被風雨侵蝕后不斷加大加寬,不加“治療”就會將遺址破壞殆盡。

陜西省延安市吳起縣長城鎮的一處長城遺址修復前
傳統的修復手段對這兩種“癥狀”的“療效”并不理想,一群年輕人開始嘗試通過創新來解決問題,他們將裂隙修復傳統工序中的修補漿液替換成加入了生石灰等材料的新型膨脹修補漿液,在表層風化加固工藝中加入了電場的干涉,發現電滲注漿不僅高效,而且加固深度可依據片狀剝離發育深度調整,這樣就解決了之前的難題。
但是兩套工藝的技術參數如何確定和進一步提高?使用修補漿液和加固漿液的裝置、軟件如何進行研發?仍然需要進一步的研究。
雖然土遺址保護的難題在技術上得到了解決,但是工藝的技術參數還要細化確定和進一步提高,使用修補漿液和加固漿液的裝置、軟件還要進一步研發,這些工作又是怎么做的呢?
這群年輕人組成了遺拓華夏團隊,目前團隊共有30余人,其中教授3人,副教授2人,博士生7人,碩士生19人,依托蘭州理工大學與敦煌研究院聯合共建的絲綢之路文化遺產保護研究院和國家古代壁畫與土遺址保護多場耦合實驗室(敦煌)開展科研工作,依托蘭州理工大學紅柳創客夢工廠的培育平臺,組建了跨學科創新創業項目團隊。

展覽現場
自2020年開始,團隊針對土遺址表層風化、裂隙破壞病害治理進行深入研究,通過前期的現場調研勘察以及現階段的試驗研究,數十年間足跡橫跨半個中國,探尋土遺址百余處,開展現場試驗上千次,提出了土遺址典型病害一體化解決方案,研發了四項核心技術:

陜西省延安市吳起縣長城鎮的一處長城遺址修復前
一是樁—漿聯合加固土遺址裂隙修補工藝。這個方法依據計算裂隙損傷程度在裂隙側面開設特殊角度的槽口和特殊直徑與埋深的石灰樁孔,以此增加新型修補漿體的抗剪能力,黏聚能力,并且實時檢測獲取全過程的數據指標為后續漿液優選配比程序提供適應各地土質的配比數據庫。

陜西省延安市吳起縣長城鎮的一處長城遺址電滲技術修復中
二是電滲注漿加固技術方法。方法的原理是以電力作為載體,帶動加固液在土體內滲透,將電極和注漿管以一定間距平行布置在遺址表面病害發育區,通過對參數的調整,實現對加固深度和廣度的精準控制,將24小時的注漿時間縮短為8小時,之后再使用沖擊回壓裝置對電滲后的遺址進行加固,回壓裝置的加載面由多個加載單元組成,能自適應墻體表面的起伏。

寧夏回族自治區銀川市的磨石口長城修復回壓技術修復中
三是采用新型修復材料。關于修補表層風化電滲注漿方法中使用到的SH加固漿液是一種有機高分子材料,這種材料安全無毒,固土效果良好,與土體兼容性良好,可任意濃度稀釋配置,易于操作。關于修復裂隙方法中使用到的新型修補加固漿液,是一種取材與遺址本體同樣傳統的新型微膨脹漿液,團隊通過自研程序搭配上前方所提供的大量數據,獲得所需強度的最優材料配比方案,調配出稠度適宜灌注,具有抵抗干縮性能,可微膨脹增強抗剪強度與粘聚力的新型漿液。

寧夏回族自治區銀川市的磨石口長城修復后收集評估量
該團隊還基于已收集的5個氣候區,7個朝代的百余處土遺址的現場勘察數據,綜合考慮了土遺址表層的抗風化性能、表面硬度、色差等七項指標,對加固后的遺址進行評估,建立了土遺址典型病害加固效果評價體系。

寧夏回族自治區銀川市的磨石口長城修復后
而這項創新性的保護方式,就出現點在中國國家博物館的“青春之歌——全國大學生創新成果展”。展覽由中華人民共和國教育部、文化和旅游部、中國國家博物館聯合舉辦,展出的大學生創新成果項目來自全國各省份、自治區、直轄市及港澳臺地區,參展全國大學高校共計101家。

展覽現場
此次展覽作為中國國家博物館“國家展覽計劃”2025年度首個展覽,聚焦國家戰略與青年發展,通過“科技新星”“青春奉獻”“家國情懷”三大篇章共118個創新項目,構建起一場跨越學科、融合實踐、傳遞夢想的對話,全面展示出新時代大學生的優秀實踐成果。

展覽序廳
展覽不僅聚焦量子計算、集成電路和人工智能等前沿科技,亦將目光投向民生改善、生態修復、醫療服務和鄉村振興等領域的創新實踐,深刻呈現技術背后蘊含的青年智慧與社會價值。在這里,科技與人文交相輝映,理想與現實激情碰撞,個體的微光匯聚成照亮未來的火炬,生動展現出大學生以智慧為筆、以責任為墨,在強國之路上譜寫出一曲曲壯麗的青春樂章。

展覽海報
青春,是破曉時分的第一縷光,是暗夜中奔涌的星河,更是時代洪流中最澎湃的浪花。大學生是青春最生動的注腳,他們用激情與夢想詮釋著年輕的力量,用創新與奮斗書寫時代的篇章。當代中國大學生們正以蓬勃的朝氣、無畏的探索精神和無限的創造力在科技創新、社會奉獻與時代使命的坐標系中,鐫刻屬于他們的青春印記。