武漢大學老圖書館保護性修繕與功能提升施工方案一、工程概況1.1建筑現(xiàn)狀武漢大學老圖書館位于珞珈山獅子山頂，占地面積4767平方米，為全國重點文物保護單位。建筑采用鋼筋混凝土框架與組合式鋼桁架混合結(jié)構(gòu)，整體呈"工"字形布局，由主樓及前后兩翼附樓構(gòu)成。外觀為中國傳統(tǒng)殿堂式風格，廡殿頂、八角垂檐、琉璃藍瓦，內(nèi)部融合西式回廊、石拱門等元素，正門嵌有老子鏤空鐵畫像，是中西合璧建筑的典范之作。建筑現(xiàn)狀包含古籍館、校史館雙重功能，負一樓至五樓分別設(shè)置"百年風華""群星璀璨""華章日新"三大展區(qū)，藏有20余萬冊線裝古籍，其中66種入選《國家珍貴古籍名錄》。1.2工程目標本次施工旨在實現(xiàn)三大核心目標：一是通過結(jié)構(gòu)加固與病害治理，確保建筑本體安全；二是在不改變文物原貌前提下，升級基礎(chǔ)設(shè)施以滿足現(xiàn)代使用需求；三是優(yōu)化功能布局，提升古籍保護與展示水平。具體包括主體結(jié)構(gòu)修復、裝飾構(gòu)件保護、空調(diào)系統(tǒng)改造、消防設(shè)施升級、智能化系統(tǒng)植入五項重點內(nèi)容，施工周期控制在120天內(nèi)，確保文物安全與校園正常教學秩序。1.3工程難點本工程面臨三大技術(shù)挑戰(zhàn)：其一，建筑位于獅子山制高點，大型設(shè)備吊裝受限；其二，90年歷史的鋼桁架與混凝土結(jié)構(gòu)存在不同程度老化，需進行無損檢測與針對性修復；其三，施工期間需保護20萬冊古籍及600余件歷史文物，遷移與回遷風險極高。此外，作為校園標志性建筑，施工過程需兼顧文物保護與師生參觀需求，必須制定精細化的分區(qū)分段施工計劃。二、施工部署2.1項目組織架構(gòu)成立由項目經(jīng)理、技術(shù)負責人、文物保護顧問組成的專項工作組，下設(shè)五個專業(yè)小組：結(jié)構(gòu)工程組：負責主體結(jié)構(gòu)檢測、加固方案實施文物保護組：由古建筑保護工程師牽頭，負責裝飾構(gòu)件修復機電安裝組：承擔空調(diào)、消防、強弱電系統(tǒng)改造文獻保障組：協(xié)調(diào)古籍遷移、保管與回遷工作安全監(jiān)察組：實施全過程文物安全與施工安全管控2.2施工分區(qū)規(guī)劃根據(jù)建筑功能與結(jié)構(gòu)特點，將工程劃分為三個施工大區(qū)，實施"先地下后地上、先結(jié)構(gòu)后裝飾"的施工順序：A區(qū)（負一樓至一樓）：校史館展區(qū)及珞珈講壇，施工重點為地面沉降修復與展陳設(shè)備升級B區(qū)（二至四樓）：古籍庫房與閱覽區(qū)，核心任務(wù)是環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)改造C區(qū)（屋頂及外立面）：琉璃瓦頂、飛檐翹角等裝飾構(gòu)件，需進行傳統(tǒng)工藝修復2.3施工進度計劃采用Project軟件進行進度管控，關(guān)鍵節(jié)點包括：前期準備階段（1-15天）：完成文物現(xiàn)狀測繪、古籍遷移、施工圍擋搭設(shè)結(jié)構(gòu)施工階段（16-45天）：實施基礎(chǔ)加固、鋼桁架防腐、裂縫修補裝飾修復階段（46-75天）：進行木構(gòu)件修復、瓦頂翻修、油漆彩繪設(shè)備安裝階段（76-105天）：安裝恒溫恒濕系統(tǒng)、消防報警裝置、智能監(jiān)控設(shè)備驗收調(diào)試階段（106-120天）：分部分項驗收、系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試、古籍回遷三、主要施工方法3.1結(jié)構(gòu)加固工程基礎(chǔ)處理：采用地質(zhì)雷達對建筑基礎(chǔ)進行無損檢測，針對局部沉降區(qū)域，實施微型鋼管樁加固。在原混凝土基礎(chǔ)周邊鉆孔植入Φ159mm鋼管樁，樁長8-12m，單樁承載力不低于200kN，樁頂設(shè)置鋼筋混凝土承臺與原基礎(chǔ)連接，確保沉降差控制在5mm以內(nèi)。鋼桁架修復：對18米跨度的組合式鋼桁架進行超聲波探傷，發(fā)現(xiàn)銹蝕深度超過1mm的構(gòu)件采用"干噴砂+環(huán)氧富鋅底漆"處理工藝。節(jié)點處松動螺栓更換為316不銹鋼材質(zhì)，扭矩值嚴格控制在45-50N·m。對桁架撓度超過L/400的部位，采用碳纖維布加固，纖維方向與受力方向一致，搭接長度不小于100mm?；炷两Y(jié)構(gòu)治理：針對歷史文獻記載的支撐柱斜裂縫問題，采用環(huán)氧樹脂壓力注漿法處理。先沿裂縫走向開鑿V型槽，埋設(shè)注漿嘴，壓力控制在0.2-0.4MPa，注漿完成后采用高強度修補砂漿封閉，表面做仿原混凝土紋理處理。梁柱節(jié)點處增設(shè)碳纖維U型箍，寬度200mm，厚度0.167mm，提高節(jié)點抗震性能。3.2古建筑裝飾修復琉璃瓦頂修繕：采用"揭頂大修"方案，逐壟拆卸孔雀藍琉璃瓦件，分類編號后進行清洗、修補。破損瓦件按原規(guī)格定制，采用傳統(tǒng)"擠漿法"鋪設(shè)，灰漿配比為3:1:0.5（白灰:黃土:桐油）。屋脊走獸缺失部位，根據(jù)1935年原始圖紙進行復原，采用失蠟法鑄造，表面做做舊處理。木構(gòu)裝飾保護：對飛檐、雀替、額枋等木構(gòu)件進行防蟲防腐處理，采用低毒環(huán)保的硼化物藥劑真空加壓浸漬，藥劑保留率不低于15kg/m3。糟朽深度超過1/3的構(gòu)件采用"墩接"工藝修復，新舊構(gòu)件結(jié)合部做暗榫處理，接縫處用環(huán)氧樹脂黏結(jié)，表面采用傳統(tǒng)大漆工藝修飾。石作工程：正門老子鐵畫像進行脫鹽除銹處理，先采用乙醇溶液清洗表面鹽分，再用納米級除銹劑進行局部處理，最后噴涂無色透明的硅烷保護劑。門廊四對方立柱存在風化現(xiàn)象，采用"修補石"工藝，用與原石材成分相近的礦粉調(diào)配修補材料，色差控制在△E≤3范圍內(nèi)。3.3設(shè)備系統(tǒng)改造空調(diào)系統(tǒng)升級：采用多聯(lián)機+獨立新風系統(tǒng)，在古籍庫房區(qū)域設(shè)置恒溫恒濕機組，溫度控制精度±1℃，濕度50%-60%±5%?？照{(diào)風管采用鍍鋅鋼板制作，內(nèi)壁貼30mm厚離心玻璃棉保溫層，風速控制在2m/s以下，避免氣流對古籍造成損害。所有設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)置減震墊，降低振動與噪音影響。消防系統(tǒng)優(yōu)化：在不破壞建筑原貌前提下，增設(shè)吸氣式感煙探測器與超細干粉滅火裝置。古籍庫房采用全淹沒式滅火設(shè)計，噴放時間≤30s，滅火濃度≥5%。消防管道采用銅管暗敷，穿越古建筑構(gòu)件處設(shè)置防火套管，管徑≤DN50，確保文物安全。智能化改造：植入"文物智慧守護系統(tǒng)"，包含三大模塊：①環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，實時采集溫濕度、光照、有害氣體濃度；②安防監(jiān)控系統(tǒng)，在展柜、庫房設(shè)置紅外雙鑒探測器；③古籍管理系統(tǒng)，通過RFID技術(shù)實現(xiàn)古籍定位與借閱追蹤。所有線路采用橋架敷設(shè)，與古建筑接觸部位加墊絕緣材料。四、文物保護專項措施4.1古籍遷移與保護遷移方案：采用"三階段遷移法"，首先在B區(qū)四樓設(shè)置臨時庫房，配備恒溫恒濕設(shè)備；然后按"經(jīng)史子集"四部分類裝箱，每箱重量不超過15kg，箱內(nèi)填充無酸緩沖材料；最后采用人工接力方式垂直運輸，每日遷移時段限定在20:00-6:00，避免高溫與震動影響。66種珍貴古籍單獨采用惰性氣體保護箱運輸，全程GPS定位追蹤。臨時保管：臨時庫房設(shè)置三重防護：①物理防護，采用防盜門窗與防磁柜；②環(huán)境防護，溫濕度控制同永久庫房標準；③技術(shù)防護，安裝氣體滅火系統(tǒng)與24小時監(jiān)控。建立《古籍遷移臺賬》，詳細記錄每冊古籍的遷移前后狀況，邀請湖北省古籍保護中心專家進行全程監(jiān)督。4.2建筑構(gòu)件保護裝飾構(gòu)件保護：對可拆卸的木雕、石雕構(gòu)件，采用"編號-攝影-測繪-封存"四步保護法。編號采用"分區(qū)-部位-序號"三維編碼系統(tǒng)，如"A-檐角-001"；攝影采用多角度拍攝技術(shù)，確保修復時有據(jù)可依；測繪精度達到0.1mm，建立數(shù)字模型存檔；封存采用定制泡沫模具包裝，存放于恒溫恒濕倉庫。壁畫保護：針對部分區(qū)域出現(xiàn)的壁畫起甲、空鼓病害，采用"注射黏結(jié)+回貼加固"工藝。先用微型注射器注入改性丙烯酸酯黏結(jié)劑，注射壓力控制在0.1MPa；再用竹鑷子輕輕按壓回貼，表面覆蓋透氣性宣紙，用重物靜壓24小時。修復完成后噴涂納米硅氧烷保護層，提高壁畫抗風化能力。4.3施工過程保護微環(huán)境控制：在各施工區(qū)域設(shè)置環(huán)境監(jiān)測點，實時監(jiān)測PM2.5濃度（≤0.5mg/m3）、溫濕度（溫度15-25℃，濕度40%-60%）、VOCs含量（≤0.1mg/m3）。焊接作業(yè)采用局部排風裝置，粉塵經(jīng)高效過濾器處理后排放。每日施工結(jié)束后，對文物區(qū)域進行全面清潔，采用HEPA過濾吸塵器，避免二次污染。振動與噪音控制：規(guī)定施工機械振動速度≤65mm/s，晝間噪音≤55dB，夜間≤45dB。結(jié)構(gòu)拆除采用靜態(tài)爆破技術(shù)，混凝土破碎使用液壓鉗而非風鎬。在A區(qū)與B區(qū)間設(shè)置可拆卸式聲屏障，高度3m，隔聲量≥30dB。對周邊100m范圍內(nèi)的精密儀器實驗室，設(shè)置振動監(jiān)測點，超標時立即停工整改。五、質(zhì)量安全管理5.1質(zhì)量管理體系建立"三檢三驗"質(zhì)量管控機制：施工班組自檢、技術(shù)部門復檢、監(jiān)理單位終檢相結(jié)合；材料進場檢驗、工序交接檢驗、竣工驗收檢驗相銜接。重點控制以下關(guān)鍵工序質(zhì)量：結(jié)構(gòu)加固：碳纖維布粘貼強度≥2.5MPa，粘結(jié)面積≥95%瓦頂修繕：瓦壟平直度偏差≤5mm，排水坡度保持原設(shè)計的2%古籍環(huán)境：恒溫恒濕系統(tǒng)運行穩(wěn)定性測試持續(xù)72小時，波動范圍不超過設(shè)定值的±5%每道工序完成后，需經(jīng)文物保護顧問簽字確認方可進入下道工序。建立質(zhì)量追溯系統(tǒng)，將材料合格證、檢測報告、施工記錄等資料錄入BIM模型，實現(xiàn)"一構(gòu)件一檔案"全生命周期管理。5.2安全生產(chǎn)管理實施"五位一體"安全管控：人員管控：特種作業(yè)人員持證上崗，每日進行崗前安全交底，文物區(qū)域施工人員需通過文物保護培訓并佩戴專屬標識設(shè)備管控：施工機械設(shè)置"一機一檔"，定期進行安全檢測，高空作業(yè)設(shè)備配備雙重制動系統(tǒng)用火管控：施工現(xiàn)場嚴禁吸煙，焊接作業(yè)辦理動火許可證，配備滅火器材與看火人，作業(yè)點距離可燃文物≥10m用電管控：采用TN-S接零保護系統(tǒng)，文物區(qū)域使用低壓照明（≤36V），配電箱設(shè)置漏電保護器（動作電流≤30mA）應(yīng)急管控：編制文物損壞應(yīng)急預案，配備應(yīng)急搶修小組，與湖北省文物考古研究院建立聯(lián)動機制5.3綠色施工措施踐行"四節(jié)一環(huán)保"施工理念：在材料節(jié)約方面，裝飾構(gòu)件修復優(yōu)先采用原有材料，碎瓦經(jīng)加工后用作屋面找坡層；在水資源利用方面，設(shè)置雨水回收系統(tǒng)，用于現(xiàn)場降塵與混凝土養(yǎng)護；在能源節(jié)約方面，施工設(shè)備選用變頻節(jié)能型，辦公區(qū)采用太陽能照明；在環(huán)境保護方面，建筑垃圾分類率達到100%，危險廢棄物交由專業(yè)單位處置。特別在古籍回遷階段，采用低揮發(fā)性有機化合物材料，確保室內(nèi)空氣質(zhì)量符合《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標準》。六、施工應(yīng)急預案6.1文物損壞應(yīng)急處置針對可能發(fā)生的文物損壞情況，制定三級應(yīng)急響應(yīng)：一級響應(yīng)（輕微損壞），由現(xiàn)場文物保護組立即進行修復；二級響應(yīng)（中度損壞），啟動專家咨詢機制，邀請武漢大學歷史學院與湖北省文物局專家到場處置；三級響應(yīng)（嚴重損壞），立即上報國家文物局，啟動國家級文物修復程序?，F(xiàn)場配備文物急救箱，包含微型修復工具、黏結(jié)劑、保護劑等應(yīng)急物資，建立文物損壞快速反應(yīng)通道，確保30分鐘內(nèi)響應(yīng)，2小時內(nèi)出具處置方案。6.2結(jié)構(gòu)突發(fā)事故處理制定結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測預警機制，在關(guān)鍵部位布設(shè)12個自動化監(jiān)測點，實時監(jiān)測沉降（精度0.1mm）、傾斜（精度0.01°）、裂縫開展（精度0.02mm）。當監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預警值時，立即啟動應(yīng)急加固方案：沉降超標采用臨時鋼支撐加固，傾斜超標設(shè)置糾偏配重，裂縫擴展實施緊急注漿。現(xiàn)場儲備20套鋼支撐、500L環(huán)氧樹脂注漿材料，確保應(yīng)急處置及時有效。6.3不可抗力應(yīng)對措施針對武漢地區(qū)臺風、暴雨等自然災害，制定專項防護方案：臺風來臨前，對施工圍擋、腳手架進行加固，塔吊等高聳設(shè)備降至安全高度；暴雨季節(jié)，在地下室設(shè)置排水泵（總排量≥500m3/h），配備沙袋與擋水板。與氣象部門建立預警專線，提前48小時做好防護準備，確保文物與施工人員安全。七、工程驗收標準7.1文物保護驗收參照《文物保護工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》，重點驗收三項內(nèi)容：一是建筑外觀，確保修復后與原風貌一致，裝飾構(gòu)件色差△E≤3；二是結(jié)構(gòu)安全，主體結(jié)構(gòu)承載力提高20%以上，沉降穩(wěn)定且速率≤0.01mm/d；三是功能恢復，古籍庫房溫濕度控制精度達到±1℃/±5%，展陳區(qū)照度≤50lux（對光敏感文物）。邀請國家文物局專家組進行最終驗收，驗收文件需包含施工記錄、檢測報告、修復前后對比資料等完整檔案。7.2功能驗收組織多方聯(lián)合驗收組，包括校方代表、使用部門、設(shè)計單位、監(jiān)理單位共同參與。功能驗收分為四個模塊：①古籍保護功能，測試恒溫恒濕系統(tǒng)連續(xù)運行30天穩(wěn)定性；②展覽功能，檢驗展陳設(shè)備、燈光音響系統(tǒng)效果；③學術(shù)活動功能，模擬珞珈講壇舉辦條件，測試聲學效果（混響時間1.2-1.5s）；④消防安防功能，進行消防聯(lián)動測試與安防系統(tǒng)防入侵演練。驗收合格后簽署《功能驗收證書》，方可投入使用。7.3資料歸檔工程竣工后形成三類檔案：①文物保護檔案，包含文物現(xiàn)狀圖、修復設(shè)計圖、施工記錄、檢測報告等；②技術(shù)檔案，涵蓋各專業(yè)施工