安康香溪洞石窟群預(yù)防性保護方案探究

劉成　王璿　余騰飛　王穎

摘 要：陜西省安康市漢濱區(qū)香溪洞石窟群始建于唐代，因多雨內(nèi)部環(huán)境潮濕，不僅存在嚴(yán)重的生物病害，還存在表面風(fēng)化、裂隙、煙熏和水泥修補痕跡等病害。文章從預(yù)防性保護修復(fù)的角度出發(fā)，對香溪洞保護區(qū)的區(qū)域概況、地質(zhì)水文、保存現(xiàn)狀、病害調(diào)查和文化價值等方面進行闡述，對香溪洞石窟群的預(yù)防性保護方案進行探究。

關(guān)鍵詞：香溪洞石窟群;病害形成機理;預(yù)防性保護

1 香溪洞石窟群概況與價值評估

保存現(xiàn)狀：香溪洞石窟群位于安康市漢濱區(qū)城南4千米新城辦事處香溪洞風(fēng)景區(qū)內(nèi)。據(jù)園內(nèi)碑文記載，香溪洞石窟群始建于唐代，明、清和新中國成立后多次開鑿、修葺。1990年4月6日，被陜西省人民政府公布為第一批省級風(fēng)景名勝區(qū)。2014年6月9日，香溪洞石窟群被列為陜西省重點文物保護單位（圖1）。

價值評估：香溪洞石窟群及周邊古建構(gòu)成陜南地區(qū)影響最廣泛的道教文化圣地，表現(xiàn)出明清時期陜南地區(qū)的宗教、文化、建筑、石刻藝術(shù)和民俗文化，具有較高的歷史研究價值、文化價值、藝術(shù)價值和旅游價值。

2 香溪洞石窟群區(qū)域概況

地層巖性：香溪洞石窟群出露地層為志留系下統(tǒng)，以越河大斷裂為界，南部和北部在巖性、沉積厚度、變質(zhì)程度等方面均有明顯的差異。

不良地質(zhì)現(xiàn)象：香溪洞石窟群的不良地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)為石窟所在崖頂邊坡上的崩塌發(fā)育。此外，很多巖體還存在墜落的危險。安康位于石泉—安康斷裂帶上，地震活動較為頻繁，歷史上曾發(fā)生地震60余次，震級多在4～6.5級，烈度5～8度。香溪洞石窟群地處巖石山坡，屬于抗震的不利地段。

氣象水文：香溪洞石窟群地屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛，年均氣溫15攝氏度，垂直地域性氣候明顯，無霜期長。年降水量均值為799.3毫米，最低值為540.3毫米，最大值為1109.2毫米，六月下旬至九月為多雨季節(jié)。

3 香溪洞石窟主要病害類型及形成機理

香溪洞石窟群的主要病害類型有生物病害、內(nèi)部潮濕、表面風(fēng)化、水泥修補痕跡和巖石裂隙等，還有水銹結(jié)殼，人們長期的燒香、祭拜形成大量的煙熏痕跡，部分石碑、牌匾殘缺破損，石窟內(nèi)部的壁畫發(fā)生表面顏料病害等。對其病害形成機理及影響因素分析如下：

①巖體穩(wěn)定性分析。香溪洞石窟群巖石主要為片麻巖，通過Flac3D有限元進行數(shù)值模擬和工程地質(zhì)方法可得出結(jié)論：目前石窟整體的賦存環(huán)境穩(wěn)定，但局部垮塌可能性很大，垮塌和墜石對石窟文物和行人的安全威脅大。

②水的作用。香溪洞石窟群地屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛，常年濕潤多雨的氣候造成吸水性較高的片麻巖膨脹開裂，從而造成水分對巖體的入侵。當(dāng)雨水滲入裂隙后，會溶解大量的鹽類，水分蒸發(fā)后鹽類再次形成結(jié)晶產(chǎn)生膨脹力，導(dǎo)致裂隙不斷擴大。產(chǎn)生剝落、起翹、空鼓等病害①。同時，潮濕多雨的環(huán)境也為微生物提供了溫床，進一步破壞了石窟巖體。

③人為因素。除去巖石、水和生物因素，人為因素也對文物造成了一定的影響。瀛湖路從香溪洞石窟群景區(qū)前經(jīng)過，瀛湖路為省道207的一部分，屬于安康中心城市的西出入口，是一條重要的交通主干道，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，該路來往車輛較多，車輛運行產(chǎn)生了大量的噪聲和粉塵，加劇了文物本體表面的風(fēng)化速度。

4 香溪洞石窟群預(yù)防性保護方案的探究

目前，我國在借鑒各國保護理念和經(jīng)驗并結(jié)合自身實際的基礎(chǔ)上，已經(jīng)基本形成了具有中國特色的文物保護理念。依照《中華人民共和國文物保護法》“保護為主，搶救第一，合理利用，加強管理”的方針，以充分的科學(xué)研究、考古發(fā)掘、考古調(diào)查為前提，做到有針對性的保護。與此同時，認(rèn)真貫徹執(zhí)行《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》（國務(wù)院第394號令），把地質(zhì)災(zāi)害的防治和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展結(jié)合起來，從當(dāng)?shù)貙嶋H出發(fā)，尊重自然和社會發(fā)展的客觀規(guī)律，最大限度地減少地質(zhì)災(zāi)害造成的損失，促進人與地質(zhì)環(huán)境相互協(xié)調(diào)。針對香溪洞石窟群的實際情況，制訂預(yù)防性保護方案的具體實施計劃。

石窟防排水工程：對滲水與冷凝水造成的石窟內(nèi)潮濕病害，一方面在石窟頂部修建攔水墻引流雨水，減少滲漏;另一方面在窟室內(nèi)布置吸濕機，降低冷凝水的產(chǎn)生。

攔水墻工程：攔水墻工程布置在石窟頂部，為防止雨水沖刷石窟，設(shè)置攔水墻將雨水引出石窟保護區(qū)。首先進行場地清理，其次采用靜態(tài)破碎的方式，將攔水墻基礎(chǔ)破碎至地面以下20厘米，最后對基礎(chǔ)進行平整。之后采用漿砌片石進行砌筑，用M10水泥砂漿作為漿液進行砌筑。攔水墻迎水面設(shè)置高出崖體底部50厘米，埋入巖層20厘米，寬40厘米，設(shè)置總長度為140米，攔水墻每8～12米設(shè)置一道沉降縫，縫寬2厘米，填充瀝青木板，施工時應(yīng)分段破碎、分段施工。在攔水墻迎水面和地面50厘米的范圍內(nèi)采用P2防水砂漿抹面。為了確保攔水墻與石窟群整體環(huán)境風(fēng)貌的協(xié)調(diào)，攔水墻依勢而建，對外表面噴砂做舊，確保顏色、外觀接近巖體，確保造型與整體山勢協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

排水管工程：在藥王洞、純陽洞、三茅洞、文昌洞、慈航洞、八仙洞與龍王洞石窟兩側(cè)布設(shè)排水孔，排水孔長度為20米，孔徑11厘米，孔內(nèi)放入PE管，外部用土工布包裹，目的是疏通、干燥石窟巖體內(nèi)的地下水。排水孔材料采用外徑為90毫米PE管，管壁鉆梅花形外徑為10毫米漏水孔（間距10厘米），PE管外滲水段采用無紡?fù)凉げ及粚雍?，最后用鐵絲將土工布包扎嚴(yán)實。

裂隙灌漿：對香溪洞各石窟群裂隙考慮采用灌漿的方式進行加固，進一步防止水分滲漏，增強崖體的整體性與穩(wěn)定性?？紤]到灌漿加固對文物安全的影響，本次方案裂縫灌漿不考慮壓力灌漿，采用自重方式灌漿，由下向上分級灌漿，每級高度≥2米。通過灌漿增加危巖與母巖體的黏結(jié)力，堵塞地表水流通道，防止風(fēng)化沿裂縫面迅速發(fā)展，提高危巖的穩(wěn)定性。本次設(shè)計采用的灌漿材料為西安建筑科技大學(xué)生產(chǎn)的G型灌漿料與L型灌漿料，對于裂縫寬度小于10毫米的小裂縫采用G型灌漿料進行灌注，對于裂縫寬度大于等于10毫米的寬大裂縫采用L型灌漿料進行灌注。L型與G型灌漿料具有流動性好、早期強度高、結(jié)石石性好、固化漿體密實、耐高溫、無毒無污染、不老化、耐久等特點。對石窟頂部發(fā)育的裂縫，應(yīng)清理窟頂碎石或松散堆積物，并對窟頂病害再次進行排查，對于頂部貫通的裂縫采用G型或L型灌漿料進行重力灌漿，切實防止水分從頂部裂縫滲漏。

破碎巖體的清理與加固：對完全與母巖分離的危巖體活石進行人工清理，防止其垮落威脅游客的安全。施工時應(yīng)先防護后施工，先清除表面浮石，然后針對危巖體進行二次破碎清理，邊施工邊監(jiān)測，從上至下逐層清理。對影響危巖體穩(wěn)定性的個別樹木也要進行清理，伐樹前將周圍有礙砍伐作業(yè)的草叢和藤條清除。在施工時也要注意對巖體進行加固預(yù)防性保護，防止泥石流滑坡、地震等自然災(zāi)害造成巖體崩塌等事故。

水泥修補清理：鑿去石窟周圍的水泥和突出的顆粒至巖體表面平滑，用清水清洗干凈，再用適宜濃度的草酸溶液或水泥清洗劑噴灑在石材上面。操作工人要帶好橡膠手套，用高密度的海綿棒反復(fù)擦洗，待表面沒有水泥修補痕跡后，用高一個等級強度的混合砂漿仔細(xì)強力填塞、搗實，再貼敷千枚巖，使修繕接近周圍巖石的形貌。

生物病害滅活及清除：對于生物病害首先要清除現(xiàn)有的生物體，清除的方法包括物理清除與化學(xué)清除。物理清除的方法可考慮機械清除法、蒸汽清除法、激光清除法等。化學(xué)清除是使用化學(xué)藥劑如乙醇、殺菌劑（MD）、巖石表面除藻劑（BY-401）等直接殺死附著在石質(zhì)文物表面的苔蘚、地衣及霉菌等生物，再用硬毛刷等將其去除，之后還要定期清理生物孢子、植物種子、蟲卵等。在防治尺蠖等昆蟲類方面繼續(xù)堅持保護區(qū)“以防治成蟲和蛹為主，同時注意防治防蟲”等標(biāo)本兼治的防治措施，利用集中撲殺、燈光誘殺、農(nóng)藥防治和天敵防治等方法進行有效防治①。

除濕工程：在藥王洞、純陽洞、三茅洞、文昌洞、慈航洞、八仙洞與龍王洞等窟室內(nèi)各布置充電式風(fēng)機一臺，用來去除窟室內(nèi)的水分，確保濕度恒定在最佳狀態(tài)。

監(jiān)測設(shè)計：鑒于石窟內(nèi)潮濕現(xiàn)象較為嚴(yán)重，需對各石窟的溫濕度進行監(jiān)測布設(shè)，實時掌握石窟內(nèi)部環(huán)境特征，及時做好保護工作。監(jiān)測是預(yù)防性保護的基礎(chǔ)。石窟屬于遺址類文化遺產(chǎn)，因其不可移動的特點，所以環(huán)境監(jiān)測的預(yù)防性保護就格外重要。通過監(jiān)測可以及時發(fā)現(xiàn)劣化趨勢，分析病害產(chǎn)生的原因，進而采取相應(yīng)的防護措施，消除或遏制劣化的發(fā)生和發(fā)展。石窟監(jiān)測包括區(qū)域環(huán)境監(jiān)測、洞窟微環(huán)境監(jiān)測、文物本體監(jiān)測、崖體監(jiān)測、游客監(jiān)測等②。

文物防護措施：因本次的治理措施主要為裂隙灌漿、排水工程、危巖體清理等，該工程措施對文物本體存在一定的影響，為確保文物本體的安全，對文物本體采用無紡布加海綿和木板等材料進行防護，避免文物本體受損。

建立數(shù)據(jù)庫：石窟群由于其露天保存的環(huán)境特點，在歷經(jīng)常年的日曬雨淋之后，勢必會受到一定程度的風(fēng)化溶蝕破壞，因此對其數(shù)據(jù)資料進行及時記錄成為關(guān)鍵。在這方面我們可以學(xué)習(xí)借鑒龍門石窟。龍門石窟通過多學(xué)科交叉技術(shù)手段獲取了基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)，并建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將歷史資料數(shù)字化處理后納入數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理和利用，開拓了龍門石窟保護研究資料的信息化道路③。

5 結(jié)語

近年來，香溪洞石窟群由景區(qū)負(fù)責(zé)管理，鑒于景區(qū)的開發(fā)和吸引游客的目標(biāo)，對香溪洞石窟群包括其他的文物進行了一定的維修，包括在石窟外增加一定的防雨設(shè)施、加固措施及道路修整等，之前的各項工程都效果良好。但目前香溪洞石窟依舊缺少科學(xué)、有效的防護措施，近年來自然因素頻繁破壞，導(dǎo)致石窟所在巖體環(huán)境發(fā)生惡劣變化，各種病害規(guī)模不斷擴大。由此可見，應(yīng)盡早對香溪洞石窟采取保護措施。

此外，對于石窟文物的保護，不僅僅要從預(yù)防性保護的實踐方面入手，還要培養(yǎng)文物保護管理人員、技術(shù)人員，開發(fā)出合理有效的石窟文物保護評價體系等④。通過預(yù)防性保護與人員培養(yǎng)手段雙結(jié)合，才能防止石窟病害范圍的進一步擴大，確保文物本體能夠更好地傳承下去，游客的安全也能得到保障。