科技日報(bào)記者 楊宇航
在海拔3800米的西藏自治區(qū)昌都市貢覺縣三巖片區(qū)沙東鄉(xiāng)，晨霧如輕紗般彌漫開來，13座歷經(jīng)歲月洗禮的碉樓群，巍然挺立，依山成勢。
近日，科技日報(bào)記者隨著昌都市文物保護(hù)研究所助理研究員卓瑪，登上了一座高達(dá)30米的主碉樓。卓瑪指著碉樓的雙層夾墻結(jié)構(gòu)說：“這座碉樓的外層由青石砌成，堅(jiān)不可摧，能有效抵御箭矢；內(nèi)層的夯土之中藏著火種，象征著生命的生生不息。頂部巧妙設(shè)計(jì)的箭孔，可實(shí)現(xiàn)360度無死角防御外敵?！?/p>
1992年，沙東碉樓群被列為西藏自治區(qū)級文物保護(hù)單位，2019年入選中國少數(shù)民族傳統(tǒng)建筑保護(hù)名錄。從無人機(jī)航拍鏡頭中看，13座碉樓宛如星辰般點(diǎn)綴在大地上，與村落的水系、牧道共同構(gòu)成了一個(gè)完整的城防網(wǎng)絡(luò)。
長期從事碉樓修復(fù)工作的托布扎西告訴記者：“過去，碉樓不僅是軍事堡壘，更是村寨的議事廳和人們信仰的寄托。每逢藏歷新年，村民們都會聚集在碉樓前跳起‘甲魯’鼓舞，鼓手踏著石階旋轉(zhuǎn)，鼓點(diǎn)與山風(fēng)共鳴。老人們用青稞酒澆灌墻根，祈求碉樓永遠(yuǎn)堅(jiān)固?！?/p>
走進(jìn)修復(fù)現(xiàn)場，工程師次仁多吉正熟練地操作著三維激光掃描儀?！拔覀?yōu)槊孔飿嵌紭?gòu)建了擁有300多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)字孿生模型，精度誤差不超過2毫米，這種非接觸式測繪技術(shù)，不僅提高了測量效率，還避免了傳統(tǒng)測量方法可能對脆弱墻體造成的二次損傷?！彼榻B。
研究團(tuán)隊(duì)通過X射線熒光光譜分析，檢測到墻體材料中摻入了富含硅、鋁等元素的火山灰成分。次仁多吉解釋道：“該技術(shù)通過測量樣品受激發(fā)后釋放的特征X射線能量，能夠精準(zhǔn)識別元素種類及含量。火山灰中的活性氧化硅與墻體基料發(fā)生火山灰反應(yīng)，形成類似現(xiàn)代混凝土的硅酸鹽凝膠，顯著提升了墻體的抗壓強(qiáng)度和耐久性?！?/p>
次仁多吉表示，“藏式混凝土”的現(xiàn)代復(fù)原技術(shù)，核心在于通過XRF（是一種快速的、非破壞式的物質(zhì)測量方法）數(shù)據(jù)優(yōu)化火山灰與本地黏土、砂石的配比，并結(jié)合傳統(tǒng)工藝參數(shù)，如養(yǎng)護(hù)濕度、混合比例等進(jìn)行材料重構(gòu)。目前，該技術(shù)已提交專利申請，涵蓋成分分析方法、復(fù)原工藝流程及性能檢測標(biāo)準(zhǔn)等創(chuàng)新點(diǎn)。
當(dāng)夕陽為碉樓群鍍上一層金邊時(shí)，監(jiān)測系統(tǒng)正有條不紊地將當(dāng)天的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至云端數(shù)據(jù)庫。記者發(fā)現(xiàn)，灰白色磚墻上錯(cuò)落分布著128個(gè)銀色金屬傳感裝置，如同鑲嵌在歷史建筑中的“數(shù)字神經(jīng)元”。這些傳感器以每15厘米的間隔覆蓋承重梁柱與磚石接縫，通過閃爍的藍(lán)色信號燈，將溫濕度、結(jié)構(gòu)傾斜度、地基震動頻率等17項(xiàng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至中央處理器。在布滿青苔的磚墻角落，一組三軸加速度計(jì)正以0.01毫米的精度捕捉著建筑的微顫；穹頂處的溫濕度傳感器在陽光斜射下投射出細(xì)密的光斑，數(shù)字顯示屏上跳動著“溫度23.6℃/濕度58%RH”的實(shí)時(shí)讀數(shù)。
“基于AI算法的破損預(yù)測系統(tǒng)應(yīng)用，通過邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，每5秒完成一次數(shù)據(jù)清洗與特征提取，消除環(huán)境噪聲干擾。”研究團(tuán)隊(duì)工作人員朗真告訴記者，他們采用時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫存儲近10年的結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù)，形成了包含1.2億條樣本的數(shù)據(jù)庫，能夠提前6個(gè)月預(yù)判墻體裂縫的發(fā)展趨勢。這一技術(shù)的應(yīng)用對于保護(hù)古建筑意義重大，它不僅能及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，還能為修復(fù)方案的制定提供科學(xué)依據(jù)。
夕陽的余暉灑滿沙東鄉(xiāng)時(shí)，托布扎西深情地望著這些修復(fù)一新的碉樓群，將手中的青稞酒灑向它們，眼中閃爍著希望的光芒?！斑@些承載著歷史與文化的千年碉樓，將會在云端重生?！弊楷敻锌馈?/p>
