砂巖類(lèi)石窟寺保護(hù)新進(jìn)展
——以云岡石窟保護(hù)研究新成果為例

黃繼忠 王金華 高 峰 王逢睿 齊 揚(yáng) 劉紹軍

（1.上海大學(xué) 上海 200444；2.復(fù)旦大學(xué) 上海 200433；3.中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院北京 100029；4.中鐵西北科學(xué)研究院有限公司 甘肅蘭州 730000；5.陜西省文物保護(hù)研究院 陜西西安 710075；6.中南大學(xué) 湖南長(zhǎng)沙 410083）

以石窟寺為典型代表的石質(zhì)文物在我國(guó)文化遺產(chǎn)中占有非常重要的位置，如山西大同云岡石窟、河南洛陽(yáng)龍門(mén)石窟、重慶大足石刻等大型石窟寺歷來(lái)受到各級(jí)政府的重視，一些重要的石窟寺都經(jīng)歷過(guò)多次維修保護(hù)。但是，由于這類(lèi)文物的保護(hù)不僅與文物本身有關(guān)，而且與其賦存巖體、周邊環(huán)境等均有著密切的關(guān)系，所以成為文物保護(hù)中問(wèn)題最為復(fù)雜的一種類(lèi)型。近年來(lái)，在科技部支持下，國(guó)家文物局組織實(shí)施了科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目——“石質(zhì)文物保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“石質(zhì)文物保護(hù)研究”）。該項(xiàng)目以云岡石窟為主要研究對(duì)象，針對(duì)我國(guó)砂巖類(lèi)石窟普遍存在的共性關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，從既相互關(guān)聯(lián)又相對(duì)獨(dú)立的六個(gè)方面展開(kāi)，包括無(wú)損或微損檢測(cè)技術(shù)在石窟保護(hù)中的應(yīng)用研究、石窟水分來(lái)源綜合探查技術(shù)研究、石窟巖體穩(wěn)定性分析研究、石窟危巖體治理關(guān)鍵技術(shù)研究、石窟文物表面有害污物清除技術(shù)研究以及石質(zhì)文物防風(fēng)化保護(hù)和施工工藝研究[1]。該項(xiàng)目是1949年以來(lái)我國(guó)石質(zhì)文物保護(hù)領(lǐng)域最為系統(tǒng)的一次跨學(xué)科研究，取得了系列新成果，在我國(guó)的世界文化遺產(chǎn)和全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位的保護(hù)工作中得到了推廣應(yīng)用。本文將對(duì)該項(xiàng)目及其成果作出系統(tǒng)、扼要的介紹，有助于學(xué)界和業(yè)界了解我國(guó)石窟類(lèi)石質(zhì)文物保護(hù)的新進(jìn)展。

一、項(xiàng)目立項(xiàng)前石窟類(lèi)文物保護(hù)面臨的問(wèn)題

在項(xiàng)目立項(xiàng)前，我國(guó)以云岡石窟為代表的石窟類(lèi)文物長(zhǎng)期面臨著水患、石窟巖體穩(wěn)定性及石雕表面風(fēng)化等病害與問(wèn)題的威脅，一直缺乏有效的解決手段和方法。

1.水患

與普通的巖體不同，石窟巖體不僅與山體地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)，而且與文物相關(guān)，這就決定了它與普通地質(zhì)巖體的探查技術(shù)不同，更多地需要用無(wú)（微）損的技術(shù)解決。針對(duì)我國(guó)石窟寺存在的水的問(wèn)題，水分來(lái)源通道探測(cè)技術(shù)長(zhǎng)期沒(méi)有取得突破；影響石窟文物的凝結(jié)水的研究嚴(yán)重滯后，也一直沒(méi)有探索出治理方法。

2.巖體穩(wěn)定性

石窟巖體的穩(wěn)定性分析和評(píng)價(jià)與一般巖體也不同，之前尚未建立起相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法和手段。在石窟危巖體加固方面，雖然實(shí)際保護(hù)中較多運(yùn)用非預(yù)應(yīng)力錨桿，但這類(lèi)錨桿屬于被動(dòng)支護(hù)，只有當(dāng)危巖體發(fā)生變形后，才發(fā)揮明顯的作用；而裂隙灌漿的辦法則需要解決灌漿后漿體與危巖體之間粘結(jié)力的長(zhǎng)期效應(yīng)問(wèn)題。

3.風(fēng)化石雕加固

之前我國(guó)石窟寺風(fēng)化石雕保護(hù)加固問(wèn)題缺乏系統(tǒng)的研究，主要原因在于：一是加固保護(hù)之前去除石質(zhì)表面有害污染物的手段和方法滯后；二是石雕防風(fēng)化加固材料依然難以滿(mǎn)足文物的實(shí)際需要，石窟文物在自然界各種營(yíng)力的作用之下依然在快速地風(fēng)化。

二、石質(zhì)文物保護(hù)研究項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容

1.無(wú)（微）損檢測(cè)技術(shù)在石窟保護(hù)中的應(yīng)用研究

該研究主要有三個(gè)方面：一是研究降低對(duì)文物的損害性的檢測(cè)方法，即在石質(zhì)文物保護(hù)的分析檢測(cè)過(guò)程中，盡可能采用無(wú)損檢測(cè)方法替換目前的有損檢測(cè)方法；二是研究提高檢測(cè)精確度的方法，即對(duì)目前較為重要的石質(zhì)文物表征指標(biāo)開(kāi)展檢測(cè)方法研究，提高其精確度和檢出限；三是石窟石質(zhì)文物保護(hù)關(guān)鍵表征指標(biāo)的前沿技術(shù)應(yīng)用，即針對(duì)石質(zhì)文物保護(hù)領(lǐng)域亟需的、目前檢測(cè)技術(shù)較難獲取的表征指標(biāo)，開(kāi)展有針對(duì)性的應(yīng)用研究，擴(kuò)展石質(zhì)文物無(wú)損、微損檢測(cè)范疇。

2.石窟水分來(lái)源綜合探查技術(shù)研究

主要包括：采用計(jì)算機(jī)空間建模技術(shù)，開(kāi)發(fā)裂隙巖體三維導(dǎo)水通道模擬識(shí)別系統(tǒng)，形成三維導(dǎo)水通道模型；利用六氟化硫（SF6）混合氣體鉆孔壓入技術(shù)，開(kāi)展石窟滲水通道與規(guī)律研究；研發(fā)石窟凝結(jié)水測(cè)量技術(shù)、凝結(jié)水形成環(huán)境綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)及治理技術(shù)；了解石窟頂部降水入滲和水鹽聚散規(guī)律，研究石窟巖土體內(nèi)降水和空氣中的水汽在氣候因子驅(qū)動(dòng)下的循環(huán)轉(zhuǎn)化規(guī)律，最終形成石窟水分來(lái)源綜合探查技術(shù)[2]。

3.石窟巖體穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究

主要包括：開(kāi)展云岡石窟不穩(wěn)定病害類(lèi)型及破壞模式的調(diào)查分析研究、巖體結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)勘察及網(wǎng)絡(luò)模型模擬研究工作。通過(guò)開(kāi)展石窟巖體溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析研究，石窟巖體鹽類(lèi)運(yùn)移及積聚特征分析研究，水、溫度、鹽類(lèi)作用、巖石劣化等因素對(duì)石窟巖體穩(wěn)定影響綜合作用研究等多項(xiàng)研究，對(duì)云岡石窟巖體穩(wěn)定性做出評(píng)估，研發(fā)建立云岡石窟重點(diǎn)區(qū)域巖體穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和石窟巖體穩(wěn)定性分析評(píng)估系統(tǒng)[3]。

4.石窟危巖體治理關(guān)鍵技術(shù)研究

針對(duì)現(xiàn)有石窟危巖體保護(hù)治理技術(shù)，從勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)等環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)的比較研究；通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，改進(jìn)石窟危巖體的錨固設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錨固施工振動(dòng)影響監(jiān)控及施工工藝研究；研發(fā)錨固施工粉塵收集裝置及新型石窟危巖體裂隙灌漿加固材料，進(jìn)行危巖體錨固及灌漿質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)研究。

5.石窟文物表面有害污物清除技術(shù)研究

系統(tǒng)研究石雕表面各種不同類(lèi)型污染物物質(zhì)成分及組成，確定不同污染物對(duì)石雕文物的危害性，建立石質(zhì)文物表層污染物評(píng)估的技術(shù)和方法；研發(fā)石質(zhì)文物激光清洗裝備；系統(tǒng)評(píng)估現(xiàn)有石質(zhì)文物清洗方法和工藝的安全性、可靠性和有效性，建立起適合砂巖類(lèi)石窟文物表層污染物的清洗技術(shù)和工藝方法的體系。

6.石質(zhì)文物防風(fēng)化保護(hù)和施工工藝研究

進(jìn)一步深入研究云岡石窟砂巖風(fēng)化機(jī)理，系統(tǒng)評(píng)估已有的砂巖類(lèi)石窟防風(fēng)化材料的各種性能以及施工工藝，在此基礎(chǔ)上研發(fā)滿(mǎn)足云岡石窟砂巖石雕防風(fēng)化加固的材料、工藝以及質(zhì)量控制體系，建立石質(zhì)文物防風(fēng)化保護(hù)技術(shù)控制和評(píng)價(jià)系統(tǒng)，以解決風(fēng)化砂巖類(lèi)石雕保護(hù)的問(wèn)題。

三、石質(zhì)文物保護(hù)研究項(xiàng)目取得的新成果

1.無(wú)（微）損檢測(cè)技術(shù)在石窟保護(hù)中的應(yīng)用研究

為準(zhǔn)確掌握石質(zhì)文物的表層風(fēng)化程度、裂隙病害發(fā)育情況、風(fēng)化石雕和巖體裂隙灌漿效果等，對(duì)現(xiàn)有可能用于石質(zhì)文物保護(hù)的多種無(wú)（微）損檢測(cè)技術(shù)的適用性進(jìn)行了評(píng)估研究，形成了系列技術(shù)以及相關(guān)操作規(guī)程，同時(shí)研制了用于石質(zhì)文物風(fēng)化表層的微損鉆芯取樣裝置。

（1）建立了風(fēng)化病害及加固效果的無(wú)（微）損檢測(cè)技術(shù)體系

采用微損鉆芯取樣、高光譜及紅外成像、便攜式和實(shí)驗(yàn)室熒光等技術(shù)，構(gòu)建起砂巖文物風(fēng)化病害的現(xiàn)場(chǎng)無(wú)（微）損檢測(cè)技術(shù)體系，可定性或半定量完成石質(zhì)文物孔隙率、風(fēng)化病害特征元素、結(jié)晶水含量、風(fēng)化層厚度、風(fēng)化程度分布、表面硬度等指標(biāo)的測(cè)定和防風(fēng)化加固效果的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估。而便攜核磁共振波譜分析可對(duì)石質(zhì)文物加固前后孔徑分布特征進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)石質(zhì)文物風(fēng)化病害以及加固保護(hù)效果的評(píng)估。

（2）建立了裂隙檢測(cè)及灌漿效果的綜合探查技術(shù)體系

主要包括裂隙圖像分析系統(tǒng)結(jié)合超聲波探測(cè)等技術(shù)的石窟文物近表面裂隙綜合無(wú)（微）損探測(cè)技術(shù)系統(tǒng)，和紅外熱成像與超聲波結(jié)合的裂隙灌漿效果評(píng)估無(wú)（微）損檢測(cè)技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)石質(zhì)文物裂隙發(fā)育情況和灌漿效果的無(wú)（微）損檢測(cè)與評(píng)價(jià)。

2.石窟水分來(lái)源綜合探查技術(shù)研究

采用地球物理、地球化學(xué)、水文地質(zhì)等多種監(jiān)測(cè)、檢測(cè)手段，查明了石窟圍巖裂隙滲水通道，揭示了石窟內(nèi)部凝結(jié)水形成機(jī)理和轉(zhuǎn)化的規(guī)律；對(duì)石窟周邊整體環(huán)境中的水分來(lái)源進(jìn)行了前瞻性研究，揭示了大氣和巖體中的水汽遷移轉(zhuǎn)化對(duì)石窟文物的影響。

（1）解決了石窟含泥巖夾層的砂巖裂隙連通導(dǎo)水的復(fù)雜問(wèn)題

對(duì)前人已有的研究成果開(kāi)展了深入的分析，同時(shí)針對(duì)石窟典型區(qū)域，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展了詳細(xì)的裂隙測(cè)量，在此基礎(chǔ)上采用Joint-OKY2裂隙分析系統(tǒng)和蒙特·卡羅方法（Monte Carlo method）進(jìn)行了石窟巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)模擬[4]。結(jié)果表明切割云岡洞窟頂部和兩側(cè)壁的主要是北東向和北西向的交叉節(jié)理，而洞窟頂部貫通節(jié)理的發(fā)育對(duì)于石窟滲水才具有直接的意義。

（2）解決了凝結(jié)水的監(jiān)測(cè)問(wèn)題，研發(fā)了凝結(jié)水控制技術(shù)

通過(guò)對(duì)窟內(nèi)水平方向不同深度、垂直方向不同高度的空氣溫濕度、巖石表面和內(nèi)部溫度等各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，全面了解了洞窟內(nèi)巖壁凝結(jié)水形成的環(huán)境。系統(tǒng)改造了先前研發(fā)的凝結(jié)水測(cè)量裝置，達(dá)到了快速、大面積定量測(cè)量凝結(jié)水的目的。與洞窟內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了文物保存環(huán)境無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程控制除濕，達(dá)到了控制凝結(jié)水的目的。

（3）開(kāi)展了窟頂水鹽聚散規(guī)律和窟內(nèi)巖壁鹽分分布規(guī)律的研究

通過(guò)氫氧同位素的比較研究，明確了石窟區(qū)地下水來(lái)源主要為大氣降水。從覆蓋層土壤入手，探討了云岡石窟鹽分的形成過(guò)程，發(fā)現(xiàn)石窟頂部積水或者匯水區(qū)電導(dǎo)率較大，鹽分易于聚集；采用硫同位素分析對(duì)云岡石窟區(qū)硫的來(lái)源進(jìn)行了研究，揭示出石窟表面鹽類(lèi)中硫的來(lái)源主要是大氣干濕沉降而不是砂巖中的硫鐵礦[5]。

（4）開(kāi)展了石窟山體水汽循環(huán)轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究

建立了由窟區(qū)氣象站、石窟頂部覆蓋層監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、石窟圍巖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（水平孔和垂直深孔）和洞窟內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成的石窟山體水汽循環(huán)監(jiān)測(cè)體系，應(yīng)用該體系進(jìn)行的整體監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，石窟巖體內(nèi)部0.6m以?xún)?nèi)的空氣相對(duì)濕度超過(guò)90%，意味著石窟山體包氣帶相當(dāng)于一個(gè)含有飽和水汽的空氣儲(chǔ)藏室，在氣壓和溫差作用下，整個(gè)包氣帶的水汽產(chǎn)生運(yùn)移[6]。

3.石窟巖體穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究

開(kāi)展了石窟區(qū)危巖類(lèi)型的分析與研究，建立了云岡石窟重點(diǎn)區(qū)域巖體穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)和分析評(píng)估方法。

（1）從云岡石窟穩(wěn)定性問(wèn)題的類(lèi)型、特點(diǎn)、識(shí)別方法入手，初步建立了以穩(wěn)定性問(wèn)題與識(shí)別、評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)結(jié)論及預(yù)測(cè)為框架的相對(duì)完整的評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

（2）對(duì)不同石窟巖體穩(wěn)定性問(wèn)題的內(nèi)涵、概念進(jìn)行了界定，結(jié)合云岡石窟巖體的特點(diǎn)，對(duì)地層巖性、結(jié)構(gòu)、形制特點(diǎn)與石窟巖體穩(wěn)定性的關(guān)系進(jìn)行了分析評(píng)估，提出了云岡石窟巖體破壞模式。

（3）采用多種監(jiān)測(cè)技術(shù)手段，結(jié)合石窟巖體特點(diǎn)，提出了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法、技術(shù)和指標(biāo)，建立了適用于石窟保護(hù)研究的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)巖體表層及內(nèi)部溫濕度的監(jiān)測(cè)、鹽類(lèi)分布和含量的調(diào)查、水氣運(yùn)移作用的模擬分析、巖石風(fēng)化過(guò)程及長(zhǎng)效性能的研究，探討了溫度、應(yīng)力、鹽等多因素體系下，巖體微觀性質(zhì)改變及宏觀力學(xué)強(qiáng)度的衰減過(guò)程，揭示了多場(chǎng)耦合作用下石窟穩(wěn)定性的變化規(guī)律。

（4）針對(duì)石窟巖體特征，開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)，對(duì)石窟關(guān)鍵部位的穩(wěn)定性進(jìn)行THM耦合、動(dòng)力及流變計(jì)算分析，對(duì)石窟各部位的受力、變形與破壞的長(zhǎng)期時(shí)效進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

4.石窟危巖體治理關(guān)鍵技術(shù)研究

圍繞石窟危巖體治理關(guān)鍵技術(shù)，解決了勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)等環(huán)節(jié)的技術(shù)問(wèn)題，提高了石窟危巖體治理水平。

（1）勘察環(huán)節(jié)。對(duì)以云岡石窟為代表的典型砂巖石窟危巖體病害發(fā)育的地質(zhì)結(jié)構(gòu)成因進(jìn)行了分析，結(jié)合治理需求進(jìn)行了危巖體破壞的力學(xué)模式分類(lèi)，完善了石窟危巖體勘察技術(shù)要點(diǎn)。

（2）設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究了不同形式單孔復(fù)合錨索對(duì)巖體附加應(yīng)力場(chǎng)的影響，提出了預(yù)應(yīng)力錨索治理危巖體的適用性條件及參數(shù)選取原則。對(duì)不同桿體結(jié)構(gòu)形式及材料的輕型錨桿在石窟危巖體治理中的適用性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。運(yùn)用FLAC 3D、ADINA、PLAXIS等數(shù)值模擬分析軟件對(duì)錨桿錨固過(guò)程進(jìn)行了計(jì)算分析，為錨固設(shè)計(jì)及方法改進(jìn)提供了依據(jù)。

（3）施工環(huán)節(jié)。提出不同地層條件和文物保存狀況下的施工機(jī)械選擇、鉆機(jī)支架與導(dǎo)向裝置的改進(jìn)、特殊條件下的鉆進(jìn)工藝選擇與改進(jìn)、確保鉆孔方位的動(dòng)態(tài)測(cè)量手段等控制措施。自主研制了粉塵疏導(dǎo)裝置，解決了施工過(guò)程中造成二次粉塵污染的問(wèn)題。研發(fā)的礦物聚合材料具有耐候性強(qiáng)、可灌性好、環(huán)境友好、工藝簡(jiǎn)單及適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)[7]。

（4）檢測(cè)環(huán)節(jié)。運(yùn)用自主研發(fā)的錨索質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)儀對(duì)危巖體錨固體系進(jìn)行了工后質(zhì)量檢測(cè)，并通過(guò)研發(fā)震蕩回波壓制法對(duì)原波形分析方法進(jìn)行了改進(jìn)。

5.石窟文物表面有害污物清除技術(shù)研究

針對(duì)石雕表面不同污物類(lèi)型建立了污染物評(píng)估技術(shù)方法，研制完成了石質(zhì)文物表面污染物的清洗裝備，建立了石質(zhì)文物表面污染物清除工藝的評(píng)估方法和相關(guān)技術(shù)體系。

（1）系統(tǒng)分析了石窟表面的各種污染物及其與基底砂巖表層的結(jié)合狀況。其中粉塵沉積的黑灰色顆粒物與巖石表面貼合密切，煙熏黑垢則以黑褐色細(xì)小粒子不均勻堆積為特征，鐵銹污染物可出現(xiàn)在巖石表面或內(nèi)部。

（2）開(kāi)展了石雕表層污染物對(duì)文物影響機(jī)理的研究，結(jié)果表明：不同類(lèi)型的污染物對(duì)于石雕的風(fēng)化破壞作用不同，煙熏黑垢一定程度上可以減緩其風(fēng)化，表面墨汁污染對(duì)文物本身有一定的“保護(hù)”作用，而粉塵黑垢則會(huì)促進(jìn)對(duì)砂巖的破壞。

（3）研制了石質(zhì)文物激光清洗機(jī)，其中實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和激光光斑位置指示系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)為項(xiàng)目研發(fā)單位特有。該設(shè)備的激光能量、輸出光束質(zhì)量等主要指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品水平。

（4）開(kāi)展了多種石質(zhì)文物清洗技術(shù)和方法的研究，其中噴射清洗對(duì)于松散型污染物灰塵、泥土等污染具有良好的去除能力，適合表面未酥粉風(fēng)化的各類(lèi)石材；對(duì)于硬質(zhì)結(jié)殼類(lèi)污染物如水泥、鈣質(zhì)結(jié)殼等，宜選擇微粒子噴射清洗并采用硬度較大的玻璃微珠、石榴石類(lèi)材料；蒸汽清洗對(duì)墨跡、白灰、顏料污染物等的去除效果明顯。

6.石質(zhì)文物防風(fēng)化保護(hù)和施工工藝研究

以保護(hù)材料與環(huán)境、文物本體的兼容性為材料設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想，研發(fā)了三種適合云岡石窟石質(zhì)文物保護(hù)的專(zhuān)用防風(fēng)化材料，同時(shí)對(duì)其施工工藝進(jìn)行了研究。

（1）以四甲氧基硅烷（C4H12O4Si）和甲基三甲氧基硅烷（CH3Si（CH3O）3）為基體，以甲基三乙氧基硅烷（C7H18O3Si）和正硅酸乙酯（C8H20O4Si）為補(bǔ)充并添加少量的含氟有機(jī)物和納米二氧化硅（SiO2）/巖石粉末顆粒，該材料具備色差小、滲透深及綜合防風(fēng)化效果好的特點(diǎn)。

在制備二氧化鈦（TiO2）包覆二氧化硅（SiO2）復(fù)合納米顆粒的基礎(chǔ)上，通過(guò)高能機(jī)械球磨結(jié)合超聲分散的方法，制備了無(wú)機(jī)（二氧化鈦包覆二氧化硅的復(fù)合微納米顆粒）—有機(jī)（含氟有機(jī)物）超疏水性表面封護(hù)材料，所制備的超疏水性表面封護(hù)材料，滲透深度好、透氣性好、耐老化能力強(qiáng)，耐酸性能和耐鹽腐蝕性能的提高尤其顯著。

以具有良好綜合防風(fēng)化性能的甲基三甲氧基硅烷為有機(jī)物，通過(guò)與二氧化硅溶膠的機(jī)械混合而制備出有機(jī)—無(wú)機(jī)防風(fēng)化雜化材料，該材料具有粘度低（接近于水的粘度）、凝膠時(shí)間短且穩(wěn)定性好等特點(diǎn)[8]，同時(shí)有效地降低了單一有機(jī)物加固涂層的開(kāi)裂幾率。

（2）防風(fēng)化加固施工工藝研究表明，針對(duì)不同區(qū)域、不同風(fēng)化程度的石質(zhì)文物，即輕度、中度、嚴(yán)重風(fēng)化三種類(lèi)型，采用加固材料的濃度和施工工藝應(yīng)有所區(qū)別。如風(fēng)化較為嚴(yán)重的區(qū)域采用加固材料從低濃度向高濃度逐步增加的多次梯度加固，采用較為柔和的加固施工工藝，如滴注法；而風(fēng)化較為輕微的區(qū)域應(yīng)盡量采用無(wú)色差的低濃度加固材料，施工時(shí)宜采用涂刷法、噴涂法或濕敷法進(jìn)行。

四、余論

該項(xiàng)目所取得的研究成果，已成功應(yīng)用于我國(guó)多處石窟寺和其他石質(zhì)文物的保護(hù)中。如無(wú)損探傷檢測(cè)技術(shù)成功應(yīng)用于我國(guó)“十二五”石質(zhì)文物保護(hù)一號(hào)工程——大足石刻千手觀音造像保存狀況探測(cè)及評(píng)估中，為千手觀音的搶救性修復(fù)保護(hù)提供了有力的技術(shù)支撐；石窟水分來(lái)源綜合探查技術(shù)應(yīng)用于云岡石窟防水保護(hù)工程設(shè)計(jì)，云岡石窟、龍門(mén)石窟、大足石刻凝結(jié)水研究以及吉林集安高句麗壁畫(huà)墓凝結(jié)水研究之中，為這些重要世界文化遺產(chǎn)的防水治水保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐；石窟巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于云岡石窟五華洞、第三窟等六個(gè)洞窟的保護(hù)工程中，有效解決了云岡石窟巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)難題和危巖體加固問(wèn)題，為云岡石窟的長(zhǎng)久保護(hù)創(chuàng)造了條件；石窟危巖體治理關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于新疆吐魯番吐峪溝石窟、柏孜克里克石窟、勝金口石窟，以及甘肅酒泉榆林窟、四川樂(lè)山大佛等十多項(xiàng)重要石窟的保護(hù)工程中，使得危及石窟保存的危巖體得到有效治理，取得了良好的保護(hù)效果；石窟表面污染物清除關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于陜西咸陽(yáng)乾陵石刻、順陵石刻以及江蘇鎮(zhèn)江英國(guó)領(lǐng)事館舊址、廣西崇左花山巖畫(huà)等文物的保護(hù)工程中，清除了對(duì)石質(zhì)文物具有破壞作用的多種污染物，為這些磚石質(zhì)文物的長(zhǎng)久保存創(chuàng)造了條件。

然而，由于我國(guó)地域廣闊，石窟寺分布范圍廣，石窟雕刻的巖性、時(shí)代不同，再加上石窟寺賦存環(huán)境的復(fù)雜性，石窟寺保護(hù)依然面臨著許多難題需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究予以解決。如我國(guó)石窟寺文物風(fēng)化的主控因素還不是很清晰，環(huán)境污染依然對(duì)我國(guó)珍貴的石質(zhì)文物構(gòu)成嚴(yán)重的威脅；水是引起石窟寺風(fēng)化的最重要的因素之一，目前石窟寺防水、治水的技術(shù)、方法以及材料等還需進(jìn)一步探索和試驗(yàn)；石窟寺歷經(jīng)數(shù)百年甚至上千年，已經(jīng)遭受?chē)?yán)重風(fēng)化部位的保護(hù)加固問(wèn)題依然沒(méi)有徹底解決；等等。

[1]王金華、黃繼忠：《圍繞核心問(wèn)題 突破創(chuàng)新 規(guī)范提升行業(yè)科技水平》，《中國(guó)文物報(bào)》2012年9月7日第8版。

[2]同[1]。

[3]同[1]

[4]黃繼忠：《石窟水分來(lái)源探查的新技術(shù)》，《中國(guó)文物報(bào)》2012年10月19日第5版。

[5]同[4]。

[6]同[4]。

[7]王捷、王逢睿、申喜旺等：《無(wú)機(jī)礦物聚合物應(yīng)用于龍山石窟巖體裂隙加固的試驗(yàn)研究》，《新型建筑材料》2017年第5期。

[8]劉紹軍、孫敏、高峰等：《二氧化硅膠體基石質(zhì)文物防風(fēng)