馬永強(qiáng) 張 春 許 劍

西安市建筑工程總公司 陜西 西安 710065

1 工程概況

拉薩市西環(huán)線市政道路工程路線總長(zhǎng)29.15 km，包括西環(huán)互通立交橋、加木村隧道、賈熱村隧道、東嘎大橋、堆龍河大橋等，設(shè)計(jì)定位為都市主干路，雙向六車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速為60 km，分堆龍大道段、拉貢門(mén)路段、?，斅范?段。其中?，斅范紊徎ㄉ髱熌_印附近山體有藏文物摩崖石刻共7幅（圖1）。為保護(hù)少數(shù)民族文化遺產(chǎn)，防止路塹施工過(guò)程中山體擾動(dòng)造成石刻損毀，經(jīng)多方面專(zhuān)家論證，確定將石刻定向脹裂切割并搬遷保存，由此形成摩崖石刻文物整體搬遷施工技術(shù)[1-2]。

圖1 摩崖石刻

2 施工難點(diǎn)

1）本工程涉及的摩崖石刻所在山體存在危石、孤石，在作業(yè)過(guò)程中隨時(shí)有滾落的風(fēng)險(xiǎn)，需要采取措施進(jìn)行提前防護(hù)。

2）蓮花生大師腳印附近有6幅摩崖石刻處在半山腰，其中最高處一幅石刻距離道路邊坡坡腳垂直距離60 m、水平距離70 m且重達(dá)幾十噸，吊車(chē)無(wú)法靠近石刻起吊，為確保石刻安全搬移，必須沿山體修路及吊車(chē)平臺(tái)。

3）摩崖石刻均處在風(fēng)化巖上，拉薩市早晚溫差較大，水的凍融作用嚴(yán)重，體積最大膨脹量達(dá)9%，造成山體巖石風(fēng)化破碎，巖體裂隙較多，完整性差，因此需要對(duì)巖石裂縫進(jìn)行處理。

3 技術(shù)原理

在石刻20 cm外的位置，采用氣腿式鑿巖機(jī)按“一”字形打孔的方式預(yù)鉆物理脹裂孔，將直徑大于預(yù)鉆孔一個(gè)型號(hào)的錐型鋼釬，依次從兩端向中間對(duì)稱(chēng)插入預(yù)鉆孔，同時(shí)、同力度將鋼釬擊入預(yù)鉆孔中，利用鋼釬擊入孔中產(chǎn)生的擠壓作用，實(shí)現(xiàn)定向脹裂，完成巖體定向切割，鋼釬擊入過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，直至巖石完全松動(dòng)為止。

4 施工流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工流程

勘察定位→拆除障礙物→排險(xiǎn)→石刻防護(hù)和加固→山體主動(dòng)防護(hù)→修路→修平臺(tái)→摩崖石刻巖石裂縫處理→巖石定向脹裂切割試驗(yàn)→摩崖石刻巖石定向脹裂切割→石刻吊運(yùn)→摩崖石刻的安置及堆放

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 勘察定位、拆除障礙物

首先派測(cè)量人員、防護(hù)施工員等專(zhuān)業(yè)人員對(duì)山體周?chē)系K物進(jìn)行排查、處理，對(duì)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)予以控制。

4.2.2 摩崖石刻防護(hù)及加固

摩崖石刻周?chē)?0 cm泡沫板及土工織物，再用間距20 cm的鋼絲繩網(wǎng)對(duì)整個(gè)石頭進(jìn)行包裹加固，以防止修路對(duì)山體擾動(dòng)造成文物破壞。

4.2.3 山體坡面防護(hù)

1）先采用小型機(jī)械與人工配合排除危石、孤石，整修邊坡。

2）對(duì)石刻周邊山體覆蓋簡(jiǎn)單型主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)。主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)由多張鋼絲繩網(wǎng)組成，將石刻周邊山體包裹，即使有落石也只能在網(wǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，確保文物與施工人員的安全。鋼絲繩網(wǎng)上下交錯(cuò)編織，不得有斷絲、脫絲現(xiàn)象；交叉節(jié)點(diǎn)處用扣壓件固定，扣壓件厚度不小于2mm，并采用鍍鋅處理，鍍鋅層厚度不小于8 μm；接頭處用搭接件壓接，鋼繩露出搭接件長(zhǎng)度至少為10mm。

4.2.4 修路及吊車(chē)平臺(tái)

沿蓮花生大師腳印附近山體東邊修坡度8%、寬度9 m的砂石道路至石刻附近處。由于此山體比較陡峭，而且基本是風(fēng)化石及孤石，所以必須先爆破沿途路段的大石頭，再用挖掘機(jī)人工輔助鋪設(shè)道路，以保證運(yùn)輸車(chē)輛正常通行，同時(shí)在石刻附近修25 m×25 m平臺(tái)，方便吊車(chē)安置，必要時(shí)修筑分級(jí)平臺(tái)。

4.2.5 摩崖石刻巖石裂縫處理

為確保巖石切割過(guò)程中藏文物摩崖石刻的完整性，對(duì)巖石產(chǎn)生的裂縫必須進(jìn)行注漿加固處理。步驟如下：

1）對(duì)裂縫表面進(jìn)行剔打，去除四周松散碎塊，保證后期注漿效果。

2）清縫。可用高壓水槍或高壓空氣流沖洗，水洗的裂縫在灌漿前必須先用空氣吹干，保證粘接強(qiáng)度。

3）對(duì)裂縫處注環(huán)氧樹(shù)脂AB膠。

4.2.6 摩崖石刻巖石定向脹裂切割

為保證石刻切割順利進(jìn)行，先選擇該山體上的同類(lèi)巖體進(jìn)行試驗(yàn)性切割，為正式切割提供依據(jù)。摩崖石刻文物整體定向脹裂切割具體步驟如下：

1）根據(jù)摩崖石刻的范圍確定切割邊沿。一般在石刻四周外延20 cm處畫(huà)線定位。

2）采用氣腿式鑿巖機(jī)按“一”字形打孔方式預(yù)鉆物理脹裂孔。YT28型氣腿式鑿巖機(jī)鉆孔直徑范圍在34～42mm之間，可根據(jù)巖石硬度和石刻大小綜合確定。當(dāng)巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度大于30 MPa時(shí)，應(yīng)選取直徑36mm、深1.2 m且間隔20mm排列的脹裂孔；當(dāng)巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度小于等于30 MPa時(shí)，可選取直徑40mm、深1.2 m與1.0 m且間隔25mm排列的脹裂孔（圖2）。打孔開(kāi)始時(shí)，鑿巖機(jī)應(yīng)慢速運(yùn)轉(zhuǎn)，待孔位穩(wěn)固并鉆進(jìn)20～30mm后，再把操縱閥手把扳到中速運(yùn)轉(zhuǎn)位置鉆進(jìn)，當(dāng)鉆進(jìn)約50mm，且鉆頭不會(huì)脫離孔口時(shí)，再全速鉆進(jìn)，退出時(shí)，應(yīng)慢速緩緩拔出。打孔過(guò)程中給水要均勻適當(dāng)，經(jīng)常檢查風(fēng)管與水管的連接是否牢固，有無(wú)脫扣現(xiàn)象，若接頭不牢，應(yīng)停鉆處理好后再開(kāi)鉆。2臺(tái)鑿巖機(jī)同時(shí)作業(yè)時(shí)，應(yīng)保持1 m以上的安全距離。打孔時(shí)，應(yīng)先開(kāi)風(fēng)管、后開(kāi)水管，停鉆后，應(yīng)先關(guān)水管、后關(guān)風(fēng)管，并應(yīng)保持水壓低于風(fēng)壓，不得讓水倒入鑿巖機(jī)氣缸內(nèi)部，不應(yīng)用彎折風(fēng)管的方法停止供氣。作業(yè)完成后，應(yīng)關(guān)閉水管閥門(mén)，卸掉水管，進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)，吹凈機(jī)內(nèi)殘存水滴，再關(guān)閉風(fēng)管閥門(mén)。

3）將直徑大于預(yù)鉆孔一個(gè)型號(hào)的錐型鋼釬，依次從兩端向中間對(duì)稱(chēng)插入預(yù)鉆孔（圖3）。

圖2 脹裂孔布置

圖3 插入錐型鋼釬

4）同時(shí)、同力度將鋼釬擊入預(yù)鉆孔中，利用鋼釬擊入孔中產(chǎn)生的擠壓作用實(shí)現(xiàn)定向脹裂切割，鋼釬擊入過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，直至巖石完全松動(dòng)為止（圖4）。

在切割過(guò)程中，派專(zhuān)業(yè)人員全過(guò)程跟蹤查看巖石變形，若出現(xiàn)沒(méi)有按照預(yù)設(shè)方向脹裂等異常情況，應(yīng)立即停止施工，請(qǐng)專(zhuān)家現(xiàn)場(chǎng)鑒定分析，經(jīng)調(diào)整鋼釬擊入順序等處理措施后方可繼續(xù)切割。當(dāng)巖石過(guò)厚時(shí)，應(yīng)在側(cè)面進(jìn)行脹裂切割，巖石切割完成后保證摩崖石刻厚度至少為1 m。

4.2.7 石刻吊運(yùn)

切割的石刻質(zhì)量達(dá)數(shù)噸至十余噸，需要利用吊車(chē)進(jìn)行搬遷。吊運(yùn)時(shí)通過(guò)繩帶將石刻纏繞起吊至大卡車(chē)上，就位后將橡膠材料包裹在石刻周?chē)⒐潭ㄊ蹋▓D5）?？ㄜ?chē)行駛途中要控制車(chē)速，在路不平時(shí)，更要減速慢行，確保摩巖石刻在運(yùn)輸過(guò)程中的安全。運(yùn)至指定位置后應(yīng)將其按相應(yīng)位置擺放整齊并做好保護(hù)措施。若在起吊或搬運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生損壞，應(yīng)采取云石膠黏結(jié)等有效措施予以補(bǔ)救。

圖4 脹裂切割

圖5 石刻吊運(yùn)

5 過(guò)程控制

1）為確保開(kāi)采搬遷施工的科學(xué)性及安全性，應(yīng)按照先易后難、先簡(jiǎn)單后復(fù)雜、先上后下的施工順序進(jìn)行施工。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)石刻的特點(diǎn)及現(xiàn)狀，采用機(jī)械及人工協(xié)同作業(yè)。

2）施工前應(yīng)按施工方案要求對(duì)參加文物搬遷的人員進(jìn)行技術(shù)交底，要求所有施工人員熟悉方案，掌握開(kāi)采、吊運(yùn)的方法和程序，以保證開(kāi)采、吊運(yùn)工作安全順利完成。

3）起重機(jī)、平板車(chē)作業(yè)要分工明確，指揮人員必須充分理解施工方案，嚴(yán)格按方案措施施工，做到統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)一致。

6 工程實(shí)施效果

6.1 社會(huì)效益

本技術(shù)實(shí)現(xiàn)了摩崖石刻文物整體快速搬遷，保護(hù)了文物的完整性，一定程度上解決了工程建設(shè)與文物保護(hù)間的矛盾，取得了良好的效果，受到業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位的好評(píng)，社會(huì)效益顯著。

6.2 經(jīng)濟(jì)效益

本技術(shù)采用主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)＋定向物理脹裂切割施工方法，縮短了工期，切割效果好，省去了后期修補(bǔ)費(fèi)用，有效減少了石刻的搬遷花費(fèi)，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

7 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)文物保護(hù)工作任重道遠(yuǎn)，在工程建設(shè)中，建設(shè)單位、施工單位應(yīng)避免破壞式開(kāi)發(fā)，以減少對(duì)古文物、古建筑的破壞[3-5]。本工程的摩崖石刻搬遷施工就是解決工程建設(shè)與文物保護(hù)矛盾的有效嘗試，同時(shí)形成的摩崖石刻文物整體定向脹裂切割搬遷施工技術(shù)，對(duì)今后類(lèi)似施工有很好的借鑒意義。