內(nèi)容摘要:龍門石窟的萬佛洞至奉先寺北段因為降水隨裂隙和節(jié)理進入洞窟,滲漏水狀況十分嚴重。本文在對該區(qū)段滲漏水狀況長期調(diào)查、分析研究基礎(chǔ)上,針對該區(qū)段的滲漏水病害,提出“防、排、截、堵、導(dǎo)”等綜合措施。
關(guān)鍵詞:龍門石窟;滲漏水;治理;研究
中圖分類號:K854.3 文獻標識碼:A 文章編號:1000-4106(2007)05-0036-03
龍門石窟自北魏開鑿至今,已有1500多年的歷史。由于地質(zhì)營力的不斷作用以及人為因素的影響和破壞,一直存在著滲水、風(fēng)化和溶蝕等多種病害。其中洞窟滲漏水是危害石窟安全的最主要病害之一,所以對洞窟滲漏水的治理是龍門石窟文物保護的基礎(chǔ)和前提。
萬佛洞至奉先寺北段位于龍門石窟西山中部,分布有萬佛洞、蓮花洞等重要洞窟,是龍門石窟洞窟滲漏水現(xiàn)象較嚴重的區(qū)段之一。本文根據(jù)近幾年對該段滲漏水病害狀況的調(diào)查,初步分析了滲漏水成因,提出了綜合防治對策。
一 石窟地質(zhì)環(huán)境
萬佛洞至奉先寺北段位于龍門石窟西山中部,滑塌區(qū)南側(cè),屬伊河Ⅱ級階地。此段全長155m。窟龕雕刻十分密集,現(xiàn)存大小洞窟779個,分布在直立的高18-20m的崖壁上。崖頂?shù)貏荼容^平坦,中部被一侵蝕溶洞切割,形成南北兩部分平臺。崖頂積土0.5-1.0m。平臺往上為坡度37°-40°的山坡,山頂分水嶺標高248.9m(圖版3)。
洞窟賦存的巖體為灰色深灰色中厚層夾薄層鮞狀白云石化灰?guī)r。巖體中發(fā)育一組緩傾層面裂隙和兩組陡傾構(gòu)造裂隙。構(gòu)造裂隙一組與崖壁近于平行,一組與崖壁近于垂直。這些裂隙互相交錯構(gòu)成本區(qū)段的滲水連通網(wǎng)絡(luò)。
二 區(qū)段滲漏水特征及滲水機制
1、滲漏水現(xiàn)象及特征
通過泉水和地下水位調(diào)查可知,萬佛洞至奉先寺北段泉水和地下水位均低于區(qū)段底層洞窟,主要洞窟位于穩(wěn)定的地下水位之上,所以該區(qū)域滲漏水的主要水源是大氣降水。表1給出了洞窟滲漏水的主要特征。圖版4—圖版6為該區(qū)段局部的滲漏水現(xiàn)狀。
2、滲水機理
此地段地層屬寒武系張夏組中厚層白云巖化花斑狀鮞?;?guī)r和薄層泥質(zhì)條帶灰?guī)r,石質(zhì)堅硬致密,滲透性極差。雖然巖石本身不透水,但區(qū)段發(fā)育有層面裂隙、卸荷裂隙、風(fēng)化微裂隙和近南北向、近東西向兩組構(gòu)造裂隙,這些裂隙相互交叉切割,形成空間格子狀滲水網(wǎng)絡(luò),是良好的滲漏水通道。該區(qū)段洞窟如萬佛洞、蓮花洞等頂壁較薄,卸荷裂隙沿崖壁邊坡發(fā)育,垂直切割洞窟和層面裂隙,為降雨入滲提供了滲透途徑。其中的層面裂隙和卸荷裂隙是造成洞窟滲漏水的主要原因。
龍門石窟的洞窟滲漏水現(xiàn)象根據(jù)滲漏持續(xù)時間的不同,可分為暫時性滲水和中長期滲水,萬佛洞至奉先寺北段主要以暫時性滲水為主。這一區(qū)段的頂部比較平坦,發(fā)育有大量植被,堆積有較厚土層。降雨一部分以地表徑流形式排泄到伊河,另一部分滯留于植被豐富的堆積土層中,經(jīng)各種裂隙通道進入洞窟,造成洞窟的暫時性滲水。對照圖1和圖2可知,降雨和堆積土層的含水量的相關(guān)性很好,土層的含水量的強度和變化規(guī)律與降雨量基本一致。洞窟滲漏量變化同土層含水量變化曲線一致,在一定程度上反映了該區(qū)域洞窟滲漏水受山體堆積土層水量的影響。個別土層堆積較厚的區(qū)域,堆積土層中的儲水緩慢釋放,會造成這一區(qū)段一些洞窟的局部出水點中長期滲漏,但這些出水點的滲漏具有持續(xù)時間長、水量小的特點。
三 以前做過的主要洞窟治理工作
在1988年龍門石窟綜合治理第二期工程中,曾對萬佛洞至奉先寺北段的頂部進行了防滲漏治理。清理了頂部平臺的雜草、碎石和積土。對頂部裂縫灌注水泥砂漿封堵,然后澆筑了厚8-10cm的混凝土防水層,表面用10#瀝青涂封。為了不影響窟區(qū)自然景觀,平臺表面回填了約1000m3、厚度0.5-1.2m的根植土。在萬佛洞頂北側(cè)修筑了長度18m的排水溝。對洞內(nèi)裂隙灌注環(huán)氧樹脂堵漏。
采用以上措施對該區(qū)段治理后,在10年左右的時間內(nèi)洞窟維持了相對較好的防滲漏效果。
四 該區(qū)段目前存在的主要問題
1、如表1所示,主要洞窟滲漏現(xiàn)象十分嚴重,滲漏水導(dǎo)致的雕刻溶蝕、表面凝漿覆蓋和生物病害,共同威脅著洞窟、雕刻的保存。
2、過去對各洞窟的滲水裂隙進行過環(huán)氧樹脂和巖屑混合物的注漿處理,取得了一定的防水效果。但隨著時間的推移,灌漿材料老化,封堵材料和巖壁之間出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象,原有裂隙重新滲漏。封堵裂隙后由于裂隙中水體的轉(zhuǎn)移,在其他裂隙部位造成新的滲漏水現(xiàn)象。
3、平臺頂部植物根系發(fā)育,穿透防滲層,導(dǎo)致防滲層起皮、酥松和開裂,已經(jīng)失去防滲作用?;炷练浪畬右惨驗闇夭顟?yīng)力等原因開裂失效。
4、頂部平臺排水不暢,雨水、雪融水沿崖壁邊沿外溢,對窟龕雕刻品造成極大損害。
五 防治措施
根據(jù)長期觀察和資料分析,該區(qū)段的滲漏水防治要采用“防、排、截、堵、導(dǎo)”等方法綜合治理,首先要以“防”為主,“排、截”結(jié)合,以防止頂部平臺積水入滲為目標,充分利用地勢特點,對頂部平臺到山坡逐級進行綜合治理,最大限度將降水沿山體排走。具體方法為:首先徹底清除原有防滲層和平臺頂部的積土、雜草、灌木、塊石等,露出巖石,然后根據(jù)山勢在山坡上修筑截水、導(dǎo)水網(wǎng)絡(luò),在崖頂平臺和山坡交界處修筑南北向排水溝,加速山體地表徑流的排出。排水溝要進行防滲水處理,加強日常維護,確保水流暢通。在離崖邊50-100cm處設(shè)置擋水墻,防止雨水外溢,沖蝕崖壁窟龕佛像。最大限度對降水進行疏導(dǎo)后,要對平臺表面巖石裂隙進行超細水泥淺孔注漿,形成一定深度的防側(cè)滲帶,填充山坡中的微裂隙,封堵雨水的入滲途徑。然后在洞窟頂部較大范圍的基巖上鋪設(shè)防滲層,混凝土要采用低堿水泥,避免鹽堿類物質(zhì)進入洞窟。
在不影響防滲效果的情況下可以考慮在防滲層表面種植草類植被,使該區(qū)段同周圍環(huán)境顏色協(xié)調(diào)一致。
六 結(jié)論
萬佛洞至奉先寺北段作為龍門石窟的滲漏水典型區(qū)段,洞窟滲漏主要以短期滲漏為主,滲漏水主要通過層面裂隙和卸荷裂隙在石窟內(nèi)壁滲出,對石窟產(chǎn)生了力學(xué)破壞、化學(xué)破壞及生物破壞等作用,嚴重威脅著雕刻的長久保存。我們在治理滲漏水時要以“防”為主,同時充分利用傳統(tǒng)的“疏與導(dǎo)”方法,最大限度減少降水進入洞窟的水量,將滲漏水對洞窟的影響降到最低。要在實驗研究基礎(chǔ)上結(jié)合歷史經(jīng)驗選用合適的材料和工藝,治理過程中一定要加強監(jiān)測和管理,確保文物安全。
洞窟滲漏水的研究治理將是一個長期而艱巨的任務(wù),我們必須要認識到問題的復(fù)雜性,治理后還要對該區(qū)段的滲漏水狀況進行仔細深入地觀察和研究,對治理效果進行長期觀測,檢驗治理效果。同時在區(qū)段防滲漏處理后還要重視排水溝及防滲層等的日常維護和保養(yǎng)工作。
責(zé)任編輯:梁 紅