科技日报记者 颉满斌
土遗址是指人类历史上以土为主要材料而建造的具有历史、艺术和科学价值的珍贵文化遗产。在几千年的岁月流逝中，这些宝贵的土遗址会在自然和人为因素作用下“生病”，主要表现为：浅表层风化、裂隙、掏蚀、危险块体、孔洞、污染、动物损害、植物损害、微生物损害、生产和建设损害及历史加固失效等。
近日，中国国际大学生创新大赛（2025）总决赛落下帷幕。兰州理工大学丝绸之路文化遗产保护研究院、土木与水利工程学院崔凯教授指导、王冠众负责的《遗拓华夏——丝绸之路土遗址科学保护的中国方案》项目，从全球5673所学校的619万个项目中突围，斩获全国总决赛金奖，并入围大赛同期创新成果展。
破解千年难题：三大核心技术打造土遗址保护“中国方案”
我国现存土遗址超800处，从良渚遗址到西夏王陵，从三星堆古城到西北长城，这些以土为骨的文化遗产正面临风化、裂隙、坍塌等“病害”威胁——片状剥离可侵蚀遗址80%以上表面积，裂隙若不干预会逐步扩大至整体垮塌。
“传统修复手段或加固深度不足5厘米、形成‘两张皮’，或注浆耗时超48小时、效率低下，始终难以突破核心瓶颈。”王冠众说。
“遗拓华夏”团队针对这一痛点，研发出三大核心技术构建“科学保护体系”。其中，桩—浆联合加固工艺通过计算裂隙损伤程度，开设特殊角度槽口与石灰桩孔，搭配加入生石灰的新型微膨胀浆液，大幅提升修补材料的抗剪与黏聚能力；电渗注浆技术以电力为载体驱动加固液渗透，将传统24小时注浆时间缩短至8小时，还能通过参数调整精准控制加固深度与广度，适配不同发育程度的风化病害；数智化锚固灌浆材料则依托自研程序与全国百余处遗址勘察数据，可定制稠度适宜、抗干缩的修复浆液，其中SH加固浆液安全无毒、与土体兼容性强，已在西北干旱区遗址修复中验证效果。
团队还建立了覆盖5个气候区、7个朝代的土遗址加固效果评价体系，通过表层抗风化性能、表面硬度、色差等7项指标，为每一处修复遗址提供“术后体检报告”，让保护工作从经验化迈向科学化。
跨学科团队深耕5年：足迹遍布半个中国，千次试验铸匠心
这支斩获金奖的团队，是兰州理工大学跨学科创新的典型代表。“遗拓华夏”团队依托学校红柳创客梦工厂与国家古代壁画与土遗址保护多场耦合实验室（敦煌）组建，30余名成员涵盖教授3人、副教授2人，以及博士生7人、硕士生19人，横跨土木工程、材料科学、文化遗产保护等多个领域。
“三年前我从河南来到甘肃，第一次见到夯土长城被风沙侵蚀的痕迹，就下定决心用科技守护这些历史遗存。”团队核心成员、博士生文祥宇回忆，为获取第一手数据，团队近五年足迹横跨半个中国，从陕西定边砖井堡的风雪现场，到宁夏银川磨石口长城的修复工地，再到四川三星堆古城的城墙遗址，累计探寻土遗址百余处，开展现场试验上千次。
“最难忘的是在吴起长城镇的长城遗址，我们带着设备在野外露宿，昼夜观测电渗注浆后的加固效果。”硕士生代佳骏分享道，“当看到原本簌簌掉土的墙面，在技术干预后能抵御风沙侵蚀，突然明白‘让文化遗产活下来’不是口号——站在遗址前，仿佛能看见古人筑城的场景，这种跨越千年的连接，让所有辛苦都有了意义。”
“土遗址保护既要‘最小干预’，又要‘长久守护’。我们的技术创新，始终以‘兼容遗址本体’为前提，比如新型浆液取材与遗址同源的土质，电渗参数根据不同地区气候动态调整，这才是‘中国方案’的核心——不是用现代技术改造遗产，而是用科学方法延续遗产的生命。”团队指导教师崔凯教授说。
目前，“遗拓华夏”项目的核心技术已在西北干旱区多个重要遗址落地应用。在宁夏磨石口长城，团队通过电渗注浆与冲击回压技术，让风化严重的城墙表面硬度提升40%；在陕西榆林明长城段落，1平方米示范区域经修复后，已平稳抵御两年风沙考验，未出现新的剥离与裂隙。
随着项目斩获国赛金奖，其技术方案已引起丝绸之路沿线国家关注。“下一步，我们计划与中亚国家的文物保护机构合作，将针对干旱、半干旱地区的土遗址保护技术推广出去。”崔凯透露，团队已收到部分丝绸之路沿线国家相关机构的交流邀请，未来将通过技术培训、联合修复等形式，让中国土遗址保护经验服务全球丝路文化遗产传承。
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