面对砖石文物建筑，特别是古城墙常见的鼓胀病害，文物保护领域长期存在结构安全需求与最小干预原则间的矛盾。传统“拆除重砌”方法虽有效，但对文物原真性可能造成一定影响。

古城墙作为我国文化遗产的重要类型，其结构稳定性关乎遗产本体的存续。墙体鼓胀是常见的结构性病害，多由墙芯填土遇水膨胀、植物根系生长等因素诱发，严重威胁整体安全。对此类病害，行业传统上多采用“拆除重砌”法，虽能解决安全问题，却不可避免地影响了原有的历史砌体、工艺痕迹及历史信息，与“不改变文物原状”“最小干预”等公认的保护原则产生一定矛盾。此外，文物保护工程具有独一性、复杂性，通用工程技术往往难以直接适用，而针对性的新技术研发又常面临与工程实践脱节、研发周期长、成果转化率低的困境。因此，探索一条源自工程实际需求、经过实践验证并能反哺行业的技术创新与转化路径，成为提升文化遗产保护科学化水平的关键。

蒲壮所城古城墙数字化实践

浙江省苍南县蒲壮所城是明代抗倭海防体系的重要遗存。其蒲门所城南城门城墙出现大面积严重鼓胀，存在局部坍塌风险。面对这一挑战，项目团队摒弃传统 “拆除重砌”的思路，确立“数字化精准诊断、微扰动顶推归安”的核心策略，完整实践“数字赋能”下的古城墙预防性、精准性修复。

数字化勘察：为城墙做“CT”精准诊断

修缮设计、技术研发始于全面精准的数字化“体检”。项目采用多技术融合的数字化勘察体系。

三维激光扫描与贴近摄影测量：获取城墙毫米级精度的三维模型，精准量化每一处鼓胀的范围、程度与空间形态，将模糊的“外鼓”描述转化为精确的鼓胀数据云图。

探地雷达与红外检测：利用雷达波探测墙芯填土的密实度、潜在空洞等，并辅以红外热像仪，通过墙体表面温度差异，综合判断内部空鼓情况，揭示了“内因”——墙芯土体遇水膨胀是导致砌体外推的主要力量来源。

内视镜检测：深入砌缝内部，直观观察植物根系生长及缝隙发育情况，明确了生物侵蚀与物理松动等次要因素。

这套“空-天-地”一体化的数字诊断系统，将传统经验判断转化为基于数据的科学决策，精准锁定了病害机理与干预靶点。

技术研发：从设计、试验到专利的形成

面对古城墙鼓胀病害“不拆除而归安”这一核心挑战，项目团队确立了“微扰动顶推归安复位”的技术路线，并经历了从理论设计、现场试验到形成自主知识产权的完整研发过程。

技术研发设计：团队基于详尽的数字化勘察数据，进行了多轮方案比选与结构力学模拟分析，论证了顶推复位的理论可行性。

现场试验验证：在非关键部位进行了局部顶推试验，验证了技术设计的可行性和有效性以及落地实施存在的问题。

专用装备研发：经设计与试验验证最终创新性地申报并获授权“一种古城墙顶推装置”发明专利。该专利装置集成了可移动底盘、刚性门式框架及可垂直与水平二维调节的顶推机构。

转化应用：专利技术在修缮工程中的实施

研发成果在蒲门所城南城门城墙修缮工程中进行了全面的转化与应用。顶推装置与经试验验证的工艺工法被系统性地应用于鼓胀墙体的“微扰动顶推归安复位”。

“分点循环、渐进复位”的精细化工艺：对于严重鼓胀区，采用“分点循环”战术。即选择多个关键点，每次每个点只顶推一小段距离，然后循环作业，使墙体应力均匀释放，平稳渐进复位。

“持压稳压”控制回弹：顶推到位后并非立即撤力，而是保持压力一定时间，使砌体内部摩擦与墙芯土体应力得到重新调整与松弛，从而有效抑制了压力解除后的“回弹”现象，确保了复位效果的持久稳定。

监测与效果评估：全过程数字化监控与长效评估

安全保障至高无上，为确保施工安全与评估长期效果，项目建立了贯穿始终的数字化监测体系。

施工动态监测：在顶推施工时，实时监测是风险控制的核心，通过位移传感器与三维激光扫描实时跟踪墙体形变，对顶推过程中的墙体形变进行毫米级实时监测，最大程度降低了施工风险。

效果评估与长期监测：工程竣工后，系统的评估与长期监测随即展开。经第三方监测机构持续的变形监测，最新监测数据显示，复位效果坚实可靠，有效验证了此次微扰动归安复位技术的可靠性与工程的长效安全性。

六步闭环与公益共享机制

本案例的价值在于系统提炼和验证文化遗产保护技术创新转化路径——“需求分析-技术研发－工程实践－总结提升－专利确权－应用反哺”六步闭环。

需求分析：源于具体文物保护工程的关键技术问题，明确传统手段的局限与新技术需满足的精准目标。

技术研发：采用“技术设计+现场试验”双轨模式，研发专用装置与工艺，并在工程前期进行局部试验验证可行性和有效性。

工程实践：在正式修缮工程中全面应用，是技术最终的试金石，也是收集反馈、暴露问题的关键环节。

总结提升：对试验及工程中积累的数据、工艺参数、意外状况进行系统分析，优化技术方案。

专利确权：将经实践检验、优化提升后的核心技术，申请发明专利，形成受法律保护的知识产权，完成从“技术诀窍”到“标准化成果”的转化。

应用反哺：本项目最具示范性的环节。专利权人将此项专利技术无偿授权给文化遗产保护行业使用。这打破了技术壁垒，建立了公益性的“反哺”机制，使得创新成果能快速、低成本地惠及更多文化遗产保护项目，形成行业技术进步的正向循环。

讨论与启示

蒲壮所城的实践，为当前文化遗产保护领域带来了多重启示：

数字技术是实现“最小干预”的“推动器”。没有数字化勘察的精准诊断，就无法定义“干预”的边界；没有数字化监测的全程护航，就无法控制“微扰动”的风险。数字技术将保护从定性经验推向定量科学，使“最小干预”从原则变为可执行、可验证的实践。

以工程需求驱动的研发是成果转化的“快车道”。从保护一线痛点出发研发，目标明确，应用场景确定，能够有效避免科研与实践脱节。以专利形式固化的成果，为技术推广提供了标准化的载体。

公益共享机制是促进行业整体进步的关键。文化遗产保护具有强烈的公共属性，“无偿授权”的共享模式，体现了保护工作者的社会责任，能以点带面，快速提升行业应对特定难题的技术基线，是解决共性技术难题、避免重复研发的有效社会创新。

形成闭环路径是可持续发展的保障。从需求到反哺的闭环，确保了技术创新不是孤立的“盆景”，而是能够持续生长、不断迭代、滋养行业的“雨林生态”。它为每一个保护工程都赋予了成为“技术孵化器”的潜力。

蒲壮所城古城墙顶推归安复位保护工程，是“科技赋能遗产保护”的深度融合实践。它探索并验证了一条以具体保护需求为起点、以数字化技术为支撑、以知识产权为纽带、以公益共享为归宿的完整创新路径。这条路径将工程实践、技术研发、成果转化与社会效益有机统一，为破解文化遗产保护领域长期存在的技术瓶颈，推动保护工作向更科学、更精准、更可持续的方向发展，提供了极具参考价值的样本。

（作者单位：浙江风土工程设计有限公司 苍南县蒲城文物保护管理所）