“身体”倾斜的大秦寺塔 塔基旁布设的高精度视觉位移监测系统传感设备 安装在塔身的检测传感器 秦岭北麓终南山下，矗立着一座鲜为人知的古塔——大秦寺塔。历经风霜冲刷、四季温差更迭与地质沉降影响，这座饱览千年岁月的砖石质古塔逐年倾斜、病害缠身。 为延缓古塔老化变形、阻断病害持续蔓延，科研团队化身为“古塔医生”，创新采用数字化智能监测技术，为这座“东方斜塔”进行“悬丝诊脉”，开启高精度、全天候、数字化的全新守护模式。 隔空精准“把脉” 全时段监测古塔“身体指标” 近日，记者驱车前往周至县楼观镇，循着蜿蜒的乡间小路深入塔峪村，抵达隐于秦岭山麓的大秦寺。步入院内，这里无施工喧嚣嘈杂，古朴静谧的氛围中，一座明显向西北方向倾斜的七层八棱砖塔静静伫立，这就是被誉为“东方斜塔”的大秦寺塔。 走近一些，可以清晰看到岁月风霜在塔身刻下的深深印记，青砖风化酥软、表层剥落掉块，尽显千年沧桑。 与斑驳的塔身形成鲜明对比的，是大秦寺塔西北、东南、东北，三个方位三根崭新挺拔的白色监测立杆，这是24小时“在岗”的古塔专属“监测仪”。 负责大秦寺塔健康监测工作的陕建-交大未来城市建设与管理创新联合研究中心科研秘书田志恒介绍，每根监测立杆均搭载可见光与热成像双镜头相机，同时集成风速风向、环境温湿度等一体化气象监测仪器；塔基周边还布设了高精度视觉位移监测系统与地下水位传感设备。整套立体化、全方位的硬件监测设备，搭建起非接触、全时段、高精度的古塔健康监测网络，相当于为这座千年古塔配齐了专属“血压计”“体温计”与“扫描仪”，能够实时监测古塔的各项健康数据。 在科研团队自主研发的“典型砖石古塔稳定性评估预警管理平台”后台，记者看到了古塔的实时监测画面。高分辨率的可见光镜头，可精准捕捉古塔墙体发丝粗细的裂缝扩张、细微形变等变化；热成像镜头则依托温差成像原理，穿透青砖表层排查墙体内部空鼓、渗水等隐患，如同为古塔开展无创CT扫描。所有设备采集的塔体变形数据、周边环境参数，都会通过5G信号实时传输至云端后台，系统可24小时不间断自动记录、汇总、分析数据，实现对古塔的全天候远程在线问诊。 田志恒说，这套智能监测体系的应用，可使监测设备不接触古塔塔体，拥有堪比“悬丝诊脉”的效果；同时，也将古塔的“身体指标”全部量化，解决了传统人工巡检“看不清、查不准、判不明”的短板，为古塔健康状况建立动态、精准的数字化台账。 溯源千年丝路文脉 阻断古塔病害恶化 相较于家喻户晓的大雁塔、小雁塔，深藏秦岭山间的大秦寺塔鲜少被大众熟知。可尽管如此，它却是无可替代的世界级丝路文脉瑰宝，这也是科研团队专项攻坚、量身打造智能监测体系的原因。 据史料考证，大秦寺塔始建于唐贞观年间，现存塔体为宋代重修遗存，通高40.9米，为七层八棱楼阁式空心砖塔，是丝绸之路东西方宗教交融、文化互通、文明互鉴的核心实物遗存，完整见证了千余年中外文明兼容共生、交流互鉴的壮阔历程。凭借独一无二的历史与科考价值，该塔2000年被纳入“中国丝绸之路保护项目”，2001年入选《世界建筑遗产名录》，2006年获评全国重点文物保护单位，文物等级高、保护意义重大。 2023年，依托国家重点研发计划重点专项课题支撑，陕建-交大未来城市建设与管理创新联合研究中心科研团队正式成为大秦寺塔的专属“古塔医生”，全方位负责古塔稳定性监测与病害防控工作。 通过前期精细勘察，大家对结果十分忧心。历经千年地质变迁与风雨侵蚀，古塔病害持续恶化，塔身轴心偏离垂直线2.7米，整体北偏西倾斜3.93°，塔檐累计错位2.035米，现存大小裂缝17处，地基还出现不均匀沉降。 “这座古塔为纯砖石错缝砌筑，无任何钢筋结构支撑，整体结构容错率极低，一旦病害持续蔓延、隐患失控，将会造成永久性、不可逆的文物损毁。”田志恒坦言，正因古塔结构脆弱、病害复杂、保护紧迫，传统粗放管护模式彻底失效，唯有依托前沿科技、精准监测研判，才能科学阻断病害恶化趋势，守住千年丝路文脉根基。 极致守护杜绝损伤 淬炼国家级文保“硬科技” 守护大秦寺塔这样的千年古建，无损伤、无扰动是不可逾越的底线。为在监测作业中，守护古塔本体、杜绝二次伤害，科研团队以极致的作业标准，攻克了诸多难题。 大秦寺塔一二层无连通楼梯、无外部作业平台，常规登高施工方式完全行不通。在塔内作业过程中，为最大限度保护塔身外立面及主体结构，团队连续三周，每日租用专业吊机开展高空作业，所有施工人员、精密设备全部从塔体二楼窗口缓慢进出，全程规避塔身主体。同时，团队成员对吊机吊篮还进行了全方位软包防护，彻底杜绝金属硬质结构与青砖墙体发生磕碰、剐蹭；在塔内布设倾角计、裂缝计等核心传感设备时，也会提前对作业墙面覆盖铺设塑料薄膜，隔绝施工摩擦与器材触碰。 极致严苛的文物保护标准之外，秦岭复杂恶劣的野外环境，也为监测工作带来不小的考验。大秦寺塔地处秦岭山脚，山区阵风强劲、气流紊乱，导致无人机三维建模、高精度测绘工作屡屡中断、反复返工；山间飞鸟成群活动频繁，时常停靠镜头前方遮挡视野，造成有效监测数据缺失、画面断档；野外长期日晒雨淋、昼夜温差剧烈，极端气候极大干扰设备运行稳定性与数据采集精准度，给全天候智能监测布设带来极大挑战。 为逐项攻克野外作业难题，科研团队长期扎根深山驻守攻坚，精准抢抓每日凌晨无风、飞鸟活动最少的“黄金窗口期”开展测绘作业，错峰规避自然干扰；反复调试立杆摆放角度、监测焦距与传感参数，不断优化监测方案，最终成功突破野外复杂环境下的古塔非接触式监测技术瓶颈，让高精度、无损伤、全时段的智能监测技术在秦岭山区成功落地。 “古塔监测并非立竿见影的修缮改造，无法让斜塔瞬间复原、焕然一新，却能精准捕捉每一处细微形变、预判每一项潜在隐患，为后续文物加固、病害治理提供科学精准的数据支撑，从源头遏制古塔衰败速度。”田志恒表示。 如今，项目团队的专项课题已收获实打实的成果——开发出具有软件著作权的实时监测系统，成功申请两项发明专利。这套从大秦寺塔摸索出的技术，目前已应用于大雁塔、小雁塔等国宝级文物的保护，并收到国外邀请，助力缅甸他冰瑜佛塔震后保护，收获国际业界高度认可。 从人工肉眼巡塔的经验式保护，到科技隔空“诊脉”的数字化管护，大秦寺塔的监测保护实践，不仅使千年丝路古塔在科技守护下岁岁安然、屹立常青，更充分彰显中国古建保护的硬核实力与先进水平。 文/首席记者 龚伟芳 图/记者 王健