淺談大像山石窟地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題及其防治對(duì)策

張怡春

摘 要：甘谷縣大像山石窟是全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位，具有極其重要的歷史價(jià)值、文化價(jià)值、藝術(shù)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。其附存山體為第四紀(jì)沉積巖，由半膠結(jié)紅砂巖、砂礫巖組成，節(jié)理裂隙較為發(fā)育，斜坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)大像山石窟附存山體的地質(zhì)特征，科學(xué)分析存在的地質(zhì)災(zāi)害種類和誘發(fā)因素，制訂有效的防治措施，對(duì)于保護(hù)大像山石窟這一重要的文化遺存至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：大像山石窟;地質(zhì)條件;地質(zhì)災(zāi)害種類;防治措施

2018年6—7月，甘谷縣范圍內(nèi)遭遇了50年一遇的強(qiáng)降雨過(guò)程，導(dǎo)致大像山石窟出現(xiàn)多處滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅大像山石窟、古建筑等文物的安全。這次地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，引起當(dāng)?shù)攸h委政府、文管部門(mén)、社會(huì)人士的高度關(guān)注，防治大像山石窟地質(zhì)災(zāi)害的問(wèn)題顯得極其緊迫和重要。本文從大像山石窟的基本地質(zhì)條件、地質(zhì)災(zāi)害的成因、危害位置劃分、危害性和發(fā)展趨勢(shì)，以及防治措施等方面進(jìn)行初步、淺顯的探討，希望對(duì)大像山石窟的保護(hù)有所裨益。

1 大像山石窟概況

大像山，又名“文旗山”，地處甘肅省天水市甘谷縣境內(nèi)，地理坐標(biāo)北緯34°44′、東經(jīng)105°19′，海拔1516.6米，山高215.6米，山勢(shì)西低東高，巖石陡峭，林木覆蓋。大像山石窟位于大像山北側(cè)崖面之上，是第五批全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位“水簾洞—大像山石窟”的主要組成部分，是融石窟寺、古建筑和自然景觀于一體的重要文化遺存。石窟開(kāi)鑿于北朝時(shí)期，后經(jīng)唐、宋、明、清、民國(guó)各代不斷開(kāi)鑿石窟、興建廟宇，逐漸形成現(xiàn)有規(guī)模。大像山石窟由東區(qū)石窟寺及西區(qū)古建筑組成。石窟寺共有石窟22個(gè)，其中6號(hào)窟為長(zhǎng)方形拱頂窟，內(nèi)塑石胎泥塑大佛一尊，高23.3米，是全國(guó)石窟造像中為數(shù)不多的珍貴文物。其余石窟多平頂方形，部分洞窟鑿有禪房。古建筑共37座（含窟檐），依山脊分布，為清代及民國(guó)時(shí)期所建，地域色彩濃郁，造型各異，錯(cuò)落有致，疏朗自然，與石窟寺相輔相成，渾然一體。另有數(shù)量眾多的匾額、楹聯(lián)、碑刻等附屬文物，具有極其重要的歷史價(jià)值、文化價(jià)值、藝術(shù)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。大像山石窟是“甘谷八景”之首，在民間具有神圣而又崇高的地位。

2 大像山石窟地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題

甘谷縣地處西秦嶺山地和隴中黃土高原的過(guò)渡地帶，大像山為秦嶺余脈，大像山石窟附存在大像山北側(cè)的崖體上。大像山北側(cè)的崖體是石窟和古建筑等文物的載體，其穩(wěn)定性直接關(guān)系著大像山石窟、古建筑和文物的安全。研究分析大像山山體北側(cè)的地質(zhì)條件，對(duì)于科學(xué)防治地質(zhì)災(zāi)害，保護(hù)石窟、古建筑和自然景觀具有十分重要的意義。

2.1 基本地質(zhì)條件

甘谷縣屬于北秦嶺褶皺帶，大像山山體為第四紀(jì)沉積巖，由半膠結(jié)紅砂巖、砂礫巖組成。山體北側(cè)以砂礫巖為主，主要成分為石英、長(zhǎng)石，并包含有少量蒙脫石、泥沙質(zhì)結(jié)構(gòu)。第四紀(jì)以來(lái)，甘谷縣內(nèi)渭河南北兩側(cè)地塊正當(dāng)性上升，渭河河谷下切，流水腐蝕作用加劇，斜坡臨空面積加大。山體北側(cè)表面覆蓋礫粉土、風(fēng)化礫巖等物質(zhì)，厚度變化較大，節(jié)理裂隙較為發(fā)育。

2.2 氣候條件

甘谷縣屬于北溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季分明，光照充足，夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒，年平均氣溫10.7攝氏度。受大陸性季風(fēng)氣候和地形影響，降雨量年度變化大，時(shí)空分布不均，降水多為陣雨，集中在七、八、九月，且多中、大及暴雨，年平均降水量437.3毫米。

2.3 主要成因

大像山石窟山體陡峭，崖面坡度平均為53度，陡坎較多，山體自身存在的重力作用比較突出。巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，表面支離破碎，覆蓋的礫粉土、風(fēng)化礫巖等物質(zhì)黏聚強(qiáng)度較低，結(jié)構(gòu)松軟。在排水不暢的情況下，雨水沿著裂隙滲透，既加大壓力和重力，又軟化巖體和土壤，往往加速結(jié)構(gòu)變形，對(duì)坡體產(chǎn)生破壞作用。

2.4 地質(zhì)災(zāi)害種類及位置

從地質(zhì)災(zāi)害的種類來(lái)看，大像山石窟存在的地質(zhì)災(zāi)害主要表現(xiàn)形式有滑坡和不穩(wěn)定斜坡兩種。從大像山山門(mén)至最高處的三圣殿，經(jīng)過(guò)實(shí)地勘查，總共有9處滑坡和不穩(wěn)定斜坡，分別是送子殿至大佛段、神醫(yī)殿至藥王洞段、西武當(dāng)棧道下、無(wú)量殿后門(mén)至景區(qū)后山門(mén)、藏經(jīng)閣后、西武當(dāng)大門(mén)北側(cè)、娘娘殿、文昌閣南側(cè)、梅葛殿過(guò)廳下至土地廟旁。其中，送子殿至大佛段、神醫(yī)殿至藥王洞段、西武當(dāng)棧道下、無(wú)量殿后門(mén)至景區(qū)后山門(mén)、藏經(jīng)閣后5處為滑坡體，西武當(dāng)大門(mén)北側(cè)、娘娘殿、文昌閣南側(cè)、梅葛殿過(guò)廳下至土地廟旁4處為不穩(wěn)定斜坡。總體情況是：滑坡所在斜坡高陡，坡度為53～80度，不同位置的坡度有變化，隨著山勢(shì)增高坡度逐漸加大;臨空位置高，高差為20～210米，具體高差隨著山勢(shì)增高而加大;個(gè)別位置植被存在變形和位移的問(wèn)題。有的流水沖刷的凹坑比較明顯，有的坡面存在多級(jí)滑坡陡坎，有的裂隙充分發(fā)育。

2.5 危害性及發(fā)展趨勢(shì)分析

送子殿至大佛段、神醫(yī)殿至藥王洞段、西武當(dāng)棧道下、無(wú)量殿后門(mén)至景區(qū)后山門(mén)、藏經(jīng)閣后5處滑坡體，是沿著基巖表面發(fā)生的淺表層滑塌，在滑坡的高處、與基巖連接的地方出現(xiàn)裂縫。雨水沖刷坡面形成多條溝槽，溝槽基巖裸露，殘留的堆積土壤和植被層呈條狀分布。由于位置高陡，表層覆蓋的堆積土壤在砂礫巖上難以穩(wěn)定附著，在強(qiáng)降雨條件下極其容易發(fā)生再次滑塌，對(duì)大佛所在的6號(hào)窟巖體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，受力產(chǎn)生復(fù)雜變化，持續(xù)發(fā)展有可能對(duì)大佛造成災(zāi)難性后果。同時(shí)，這將對(duì)藥王洞等其他石窟，神醫(yī)殿和藥王殿等古建筑，連接石窟和古建筑之間的棧道，以及附著生長(zhǎng)的白皮松、丁香花等獨(dú)具特色的景觀植物，失去附存的巖體和土層基礎(chǔ)，產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。

西武當(dāng)大門(mén)北側(cè)、娘娘殿、文昌閣南側(cè)、梅葛殿過(guò)廳下至土地廟旁4處不穩(wěn)定斜坡，坡頂位置發(fā)育多條裂縫，從坡頂至坡腳出現(xiàn)多條雨水沖溝，局部位置發(fā)生不同程度的滑塌，致使文昌閣、梅葛殿等多處古建筑出現(xiàn)裂縫、地基沉降等問(wèn)題，造成建筑結(jié)構(gòu)主體傾斜、神像基座和墻面壁畫(huà)破裂、連接各古建筑的棧道出現(xiàn)懸空，持續(xù)發(fā)展將嚴(yán)重危害石窟和古建筑的安全。

由于滑坡和不穩(wěn)定斜坡出現(xiàn)的局部滑塌，造成砂礫巖以懸臂梁的形式裸露出來(lái)，形成危巖懸空懸垂。長(zhǎng)期來(lái)看，受巖體風(fēng)化、雨水沖刷等外在因素影響，將會(huì)導(dǎo)致裸露巖體變形，與母巖脫離，形成崩塌。

3 大像山石窟地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題的防治措施

目前，針對(duì)大像山石窟地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題的保護(hù)措施還是比較簡(jiǎn)單落后，在娘娘殿斜坡底部修建了局部防護(hù)墻，在西武當(dāng)棧道下方位置做了防護(hù)支架，其他地方未做有效防護(hù)。根據(jù)大像山石窟地質(zhì)災(zāi)害的種類和成因，針對(duì)存在的9處滑坡和不穩(wěn)定斜坡，堅(jiān)持具體問(wèn)題具體分析，采取建設(shè)微型樁、錨桿和錨索、擋土墻等多種科學(xué)有效的防治措施，實(shí)現(xiàn)既治標(biāo)又治本的目的，保護(hù)好大像山石窟這一千年歷史遺存。

①送子殿至大佛段、神醫(yī)殿至藥王洞段、西武當(dāng)棧道下3處滑坡，采取微型樁、加固坡體、支撐棧道的方式加固。

②無(wú)量殿后門(mén)至景區(qū)后山門(mén)處滑坡，采用錨桿框架的方式加固。

③藏經(jīng)閣處滑坡，采用錨桿和錨索框架的方式加固。

④娘娘殿處斜坡頂端，采用錨桿肋板墻的方式加固，底端坡腳位置修建重力式擋土墻。

⑤文昌閣南側(cè)下方斜坡，采用樁板式擋土墻的方式加固，底端坡腳位置修建重力式擋土墻。

⑥西武當(dāng)大門(mén)北側(cè)下方斜坡，底端坡腳位置修建扶壁式擋土墻。

⑦對(duì)無(wú)量殿等古建筑的地基進(jìn)行注漿處理，對(duì)室內(nèi)地坪進(jìn)行防水處理。

⑧對(duì)西武當(dāng)棧道修建防護(hù)欄，下方加固支柱。

⑨在送子殿至大佛段、神醫(yī)殿至藥王洞段、西武當(dāng)棧道下、無(wú)量殿后門(mén)至景區(qū)后山門(mén)、藏經(jīng)閣后5處滑坡體的頂端，文昌閣南側(cè)斜坡的平臺(tái)處，修建排水渠。

⑩對(duì)滑坡和不穩(wěn)定斜坡的坡面進(jìn)行修整，并進(jìn)行植樹(shù)植草綠化。

k對(duì)送子殿至大佛段下方滑坡坡體噴射植被混凝土。

l對(duì)危巖體采用錨桿、錨索、裂隙封填相結(jié)合的方式進(jìn)行加固處理。

m安裝監(jiān)控、檢測(cè)裝置，隨時(shí)關(guān)注滑坡和不穩(wěn)定斜坡的狀態(tài)，并及時(shí)預(yù)警。

4 結(jié)語(yǔ)

大像山石窟地質(zhì)災(zāi)害的防治問(wèn)題是一個(gè)跨學(xué)科、綜合性的課題，是一項(xiàng)極其重大而又復(fù)雜的工程。堅(jiān)持“保護(hù)為主、搶救第一、合理利用、加強(qiáng)管理”的方針，既要保護(hù)石窟、古建筑的平面布局、立體形態(tài)和周?chē)臻g環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，還應(yīng)當(dāng)保護(hù)大像山石窟的地域特點(diǎn)、時(shí)代痕跡和歷史文化信息。上述大像山石窟地質(zhì)災(zāi)害防治措施，還是比較淺顯、粗略的，需要在以后進(jìn)一步完善充實(shí)。