龍門石窟萬佛洞至奉先寺北段滲漏水成因分析及綜合防治措施研究

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?？啐惖窨淌置芗F(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)生了力學破壞、化學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。

責任編輯：梁 紅