石質(zhì)文物建筑搶救性與預(yù)防性保護的踐行和思考
——以張瀾故居月臺石刻為例

趙 凡， 樊 斌， 馮陸一， 郭建波

(四川省文物考古研究院， 四川成都 610041)

預(yù)防性保護(Preventive Conservation)概念最早于1930年在羅馬召開的第一屆藝術(shù)品保護科學方法研究國際會議上提出，1963年意大利切薩雷.布蘭迪在《修復(fù)理論》中對其重要性、必要性及目的進行了闡釋，1972年《修復(fù)章程》和1987年《藝術(shù)品和文物保護及修復(fù)章程》進一步補充和完善了相關(guān)理論，目前預(yù)防性保護已經(jīng)成為國際文化遺產(chǎn)保護領(lǐng)域重要的指導理念與方法[1-3]。

我國1995年國家科委《影響文物保護的環(huán)境因素及環(huán)境質(zhì)量標準》和2006年科技部《館藏文物保存環(huán)境監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》兩項目的開展均體現(xiàn)了預(yù)防性保護理念的指導，經(jīng)過長期不斷探索與實踐預(yù)防性保護已經(jīng)發(fā)展到涵蓋遺產(chǎn)保護、監(jiān)測預(yù)警、防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境調(diào)控等諸多方面，尤其近年來被納入了文物保護事業(yè)發(fā)展國家戰(zhàn)略的高度，并相繼在一系列行業(yè)規(guī)范和規(guī)劃文件中進行了具體闡釋和明確要求[3-4]。例如2015年版《中國文物古跡保護準則》第12條“最低限度干預(yù)”中對預(yù)防性保護進行了解釋，即“通過防護和加固的技術(shù)措施和相應(yīng)的管理措施減少災(zāi)害發(fā)生的可能、災(zāi)害對文物古跡造成損害、以及災(zāi)后需要采取的修復(fù)措施的強度”；2017年國家文物局《國家文物事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確提出“實現(xiàn)由注重搶救性保護向搶救性與預(yù)防性保護并重轉(zhuǎn)變”。

石質(zhì)文物建筑是我國文化遺產(chǎn)主要類型，既包括單獨構(gòu)成主體建筑的石塔、石橋、石牌坊等，又包括附屬主體建筑的石臺基、石柱、石墻等。一般對于露天保存的石質(zhì)文物建筑而言，由于長期受降雨、溫濕度、光照、空氣污染、生物危害及人為破壞的影響，保存狀況普遍較差，尤其南方地區(qū)高溫潮濕環(huán)境下保存的砂巖類石質(zhì)文物建筑病害發(fā)育尤為嚴重[5-7]。該類文物的保護早期主要針對病害進行搶救性加固和保護維修，近年來隨著保護理念和技術(shù)的發(fā)展從預(yù)防性保護角度開展了一些實踐工作。

張瀾故居月臺石刻保護維修項目按照搶救性與預(yù)防性保護并重理念的指導，一方面從搶救性角度對危及石刻保存及展示的主要病害進行了保護修復(fù)，另一方面從預(yù)防性角度對病害主要成因水害進行了治理。本次將該項目作為踐行這一理念開展的石質(zhì)文物保護案例，介紹了該石刻基本信息和現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果，簡述了保護維修指導思想、主要措施及效果評估，重點針對表層剝落和空鼓加固的緊迫性、表面清洗和缺失修補的必要性、巖石表層加固防護的合理性、病害主因水害治理的有效性等問題進行了探討，以期能夠為同類項目的科學實施提供借鑒和參考。

1 月臺概況

1.1 文物簡介

張瀾故居位于四川省西充縣蓮池鄉(xiāng)觀音堂村張觀溝，始建于清初，復(fù)式三合院建筑，典型川北民居結(jié)構(gòu)，為四川省省級文物保護單位。月臺為張瀾故居附屬石質(zhì)文物建筑，位于正院堂屋前方，朝向東，中部臺基寬5.5 m、高1.16 m、進深1.46 m，正立面石刻由土襯石、陡板石、柱石、階條石等石構(gòu)件組成并以榫槽連接，兩側(cè)踏跺由毛條石砌筑，后部填土夯實(圖1)。月臺石刻中陡板石正面浮雕麋鹿、瑞獸、飛禽、卷草、花卉、盆景等圖案，左中右三幅分別寓意“福”、“祿”、“壽”，布局合理，造型生動，雕刻精巧，具有較高的藝術(shù)價值。本次保護維修對象為月臺石刻，以陡板石雕刻為重點。

圖1 月臺保護維修前全貌

1.2 賦存環(huán)境

張瀾故居區(qū)域為紅色淺丘地貌，分布在張觀溝西北—東南走向的開闊溝谷上游，地層結(jié)構(gòu)簡單，無明顯不良地質(zhì)作用，地震基本烈度Ⅵ度，動峰值加速度0.05g。月臺石刻區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境良好。

西充縣屬亞熱帶濕潤季風氣候。根據(jù)國家氣象科學數(shù)據(jù)中心相關(guān)數(shù)據(jù)，1981～2010年年平均氣溫16.8 ℃，年平均氣溫日較差7.4 ℃，年日最低氣溫不高于0.0 ℃日數(shù)7.3 d；年平均相對濕度83 %；年平均降雨量959.2 mm，5～9月降雨量占年平均降雨量75 %以上，年日降雨量≥50.0 mm日數(shù)3.2 d。區(qū)內(nèi)氣候環(huán)境溫暖濕潤，降雨具有雨量充沛、分布集中、暴雨頻發(fā)的特點。

1.3 巖石性質(zhì)

取月臺周圍散落構(gòu)件殘塊中代表性巖樣，通過巖礦鑒定和X射線熒光分析查明巖石礦物特征、化學成分等性質(zhì)。結(jié)果表明：巖樣為細粒長石砂巖，細粒砂狀結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造。礦物成分以石英、長石為主，另見少量巖屑、黑云母、白云母等。磨圓度中等，以次棱角狀、次圓狀為主，分選性好，顆粒支撐，孔隙—接觸式膠結(jié)。填隙物以方解石(鈣質(zhì)膠結(jié)物)為主，呈不規(guī)則填隙狀充填于粒間(圖2)?；瘜W成分主要為SiO2(64.59 %)、Al2O3(9.81 %)、CaO(6.06 %)、Fe2O3(2.38 %)、Na2O(2.3 %)、MgO(1.63 %)、K2O(1.62 %)等。

1.長石，2.巖屑，3.石英，4.方解石圖2 巖樣正交偏光

2 現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果

2.1 病害類型

月臺未見明顯結(jié)構(gòu)安全問題，本體病害發(fā)育嚴重，包括表層剝落、空鼓、微生物病害、局部缺失、水泥修補等，前三種為主要病害。

(1)表層剝落。表現(xiàn)為巖石表層殼狀、片狀等形式的剝落，一般剝落層稍用力撬動或觸碰便會與母體分離，主要分布在陡板石雕刻區(qū)域見圖3(a)。

(2)空鼓。表現(xiàn)為巖石表層起鼓與內(nèi)部母體分離形成空腔，通常起鼓層不斷發(fā)育最終與母體分離，大多和表層剝落伴生，集中分布在陡板石雕刻區(qū)域見圖3(b)。

(3)微生物病害。表現(xiàn)為巖石表面滋生的灰綠色微生物，主要為藻類、苔蘚及地衣，覆蓋表面60 %以上區(qū)域見圖3(c)。

(4)缺失。主要有兩類：一類為自然破壞導致巖石劣化形成的表層缺失，主要分布在陡板石雕刻細部見圖3(d)；另一類為人為破壞導致巖石殘損產(chǎn)生的局部缺失，如兩側(cè)角柱柱頭圓雕早期被盜形成的空缺、階條石邊緣曾作為磨刀石使用形成的V形凹槽等見圖3(e)。

(5)水泥修補。構(gòu)件連接處寬大縫隙及缺口早期采用水泥砂漿修復(fù)補全，由于工藝粗糙修補體造型生硬、線條不暢，大多與內(nèi)部巖石結(jié)合較差見圖3(f)。同時根據(jù)相關(guān)研究水泥材料酥化產(chǎn)物CaSO4會加速巖石風化[8-10]，本次將其作為不當修復(fù)。

圖3 月臺病害

2.2 病害成因

月臺石刻病害成因復(fù)雜，既與自身內(nèi)在原因有關(guān)，又受各種外界因素影響，各種水的長期作用是病害形成的主因。

2.2.1 內(nèi)因

(1)形制結(jié)構(gòu)。月臺頂面寬大且略向外傾，強降雨條件下頂面匯聚大量雨水在階條石邊緣沿正立面下瀉，尤其階條石凹槽或縫隙往往成為水流通道，造成石刻不斷被面流沖蝕。

(2)巖石性質(zhì)。月臺構(gòu)件為鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖，方解石含量較高，長期被面流沖蝕易于發(fā)生溶蝕作用導致表層結(jié)構(gòu)破壞。同時砂巖層理較發(fā)育，結(jié)構(gòu)破壞往往沿層理面等薄弱位置發(fā)生。

2.2.2 外因

(1)雨水沖蝕。西充縣雨量充沛、分布集中、暴雨頻發(fā)，加之月臺形制結(jié)構(gòu)和巖石性質(zhì)為石刻面流沖蝕提供了有利條件，一般面流沖蝕過程中不僅通過機械沖刷搬運表面松散風化產(chǎn)物，而且利用化學溶蝕溶解砂巖鈣質(zhì)膠結(jié)物，導致巖石表層結(jié)構(gòu)破壞，促進表層剝落、空鼓等病害發(fā)育。

(2)毛細水遷移。強降雨時月臺前方地表低洼處經(jīng)常匯聚雨水形成積水，同時后部填土因雨水沿頂面石板縫隙下滲導致含水率增大甚至飽和，由于地表積水及填土滲水的補給月臺巖石內(nèi)部形成毛細水向地面以上外側(cè)表面遷移。一般毛細水遷移過程中通過水鹽運移、溶慮等作用不斷攜帶易溶鹽及水解產(chǎn)物向巖石表面聚集，并隨著干濕交替發(fā)生易溶鹽結(jié)晶、黏土礦物吸水膨脹等破壞巖石表層結(jié)構(gòu)，同樣促進表層剝落、空鼓等病害發(fā)育。

(3)溫度作用。包括溫差破壞和凍融破壞。通常巖石內(nèi)部與表層由于熱傳遞的滯后性體積膨脹和收縮不一致產(chǎn)生溫差應(yīng)力[11]，月臺周圍無高大建筑物遮擋，晴天太陽熱輻射產(chǎn)生溫差破壞明顯，長期作用將加速巖石表層風化。同時西充縣年日平均氣溫不高于0.0 ℃日數(shù)7.3 d，在冬季降雨情況下凍融破壞不容忽視，加速巖石表層風化。

(4)生物滋生。區(qū)內(nèi)氣候環(huán)境溫暖濕潤，面流沖蝕、毛細水遷移等長期作用為巖石表面微生物生長提供了良好的環(huán)境條件。微生物不僅通過根系生長破壞巖石表層結(jié)構(gòu)，而且生長過程中及死亡降解后產(chǎn)生的有機酸將加速巖石表層風化或通過色素污染石刻表面[12]。

(5)人為破壞。主要為早期人為無意識破壞產(chǎn)生的局部缺失和不當修復(fù)形成的水泥修補。

3 保護維修情況

3.1 指導思想

依據(jù)文物保護基本原則，在搶救性與預(yù)防性并重思想指導下，一方面針對本體病害在前期試驗研究基礎(chǔ)上進行保護修復(fù)，另一方面針對病害主因水害進行科學治理，旨在消除或減緩主要病害對月臺石刻的危害。

3.2 主要措施

3.2.1 本體保護修復(fù)

(1)預(yù)加固。對于強度較差的表層剝落和空鼓進行預(yù)加固，采用天然水硬性石灰注漿材料對剝落層和起鼓層內(nèi)部寬大縫隙、空腔進行注漿粘接，使其恢復(fù)到一定強度避免后期修復(fù)中剝落。

(2)水泥修補去除。對于水泥修補體予以去除，采用震動刻蝕機、小型角磨機等電動工具結(jié)合手動工具進行剔除。

(3)表面清洗。對于石刻表面覆蓋的微生物、泥土、灰塵等污染物進行清洗去除，表層剝落和空鼓區(qū)域人工精細清洗，其他區(qū)域蒸汽大面積清洗。

(4)脫鹽。鹽害為露天石質(zhì)文物上普遍危害，石刻表面采用排鹽紙漿和無酸宣紙紙漿混合材料糊敷法進行脫鹽處理。

(5)注漿加固。對于表層剝落和空鼓進行注漿加固，通過漿液固化后在剝落層和起鼓層與內(nèi)部母體之間縫隙的粘接或填充作用提高兩者結(jié)合力。經(jīng)現(xiàn)場試驗確定較大縫隙和空腔采用天然水硬性石灰注漿材料，細小縫隙采用流動性較好的“改性環(huán)氧樹脂+細石英粉”,縫隙開口處采用缺失修補材料封閉。

(6)缺失修補。對于陡板石雕刻細部表層缺失中圖案補全依據(jù)明確區(qū)域進行美學修補，對于水泥修補剔除后構(gòu)件之間縫隙及缺口中易于成為巖石劣化薄弱位置進行殘缺修補，修補材料采用“Remmers修復(fù)砂漿+原砂巖粉末”。

(7)表層加固防護。對于陡板石表面局部表層結(jié)構(gòu)疏松區(qū)域進行加固防護，依次采用Remmers 300巖石增強劑和Remmers SNL憎水保護劑按使用要求進行噴涂。

(8)微生物防治。為了抑制石刻表面微生物去除后繼續(xù)滋生，采用霉敵和防藻劑進行防治。

3.2.2 環(huán)境水害治理

(1)后部防滲阻水。月臺后部開挖溝槽修建凝土防滲墻，墻體底部至土襯石下方，頂部略低于原石板，外側(cè)與柱石之間空隙采用塊石砌體填充形成支護結(jié)構(gòu)、與陡板石之間空隙保留形成透氣層，阻斷填土滲水對石刻產(chǎn)生的毛細水遷移。

(2)頂部防滲排水。月臺頂部向上依次作三合土墊層、鋪設(shè)防滲卷材、鋪裝原石板，鋪裝石板過程中控制頂面由外向內(nèi)、由中部向兩側(cè)形成一定坡度并將縫隙填塞密實，同時兩側(cè)踏跺內(nèi)側(cè)開鑿導水槽與地表外圍排水溝相接，將頂面雨水匯聚至內(nèi)側(cè)由導水槽排離月臺區(qū)域，減輕頂面雨水對石刻表面產(chǎn)生的沖蝕及內(nèi)部填土下滲補給。

(3)地表防滲排水。月臺前方地表修建平行臺基的排水暗溝，溝底由中部向兩側(cè)形成一定坡度并與地表外圍排水溝相接，同時地表向上依次作三合土墊層、鋪設(shè)防滲土工布、鋪裝原石板，鋪裝石板過程中控制向暗溝方向形成一定坡度，將地表雨水匯聚至暗溝排離月臺區(qū)域，及時疏干地表積水。

3.3 效果評估

通過月臺石刻保護維修前后對比(圖4和圖5)及后期監(jiān)測(圖6)，本次工作較好地達到了預(yù)期目的，表層剝落和空鼓加固及時避免了其進一步破壞，表面污染物清洗恢復(fù)了月臺原有形貌，缺失修補再現(xiàn)了雕刻藝術(shù)觀賞性，巖石表層風化和微生物滋生得到了有效控制。然而保護維修前后月臺表面顏色質(zhì)感存在差異，呈現(xiàn)出“新”貌，這與表面覆蓋的微生物、泥土、灰塵等污染物完全清洗而揭露出月臺巖石真實形貌有關(guān)，保護維修結(jié)束約兩年后差異逐漸減小，與周圍環(huán)境趨于協(xié)調(diào)。

圖4 月臺石刻保護維修前

圖5 月臺石刻保護維修結(jié)束約兩月后

圖6 月臺石刻保護維修結(jié)束約兩年后

4 問題探討

4.1 表層剝落和空鼓加固的緊迫性

月臺陡板石雕刻相比其他構(gòu)件文物價值重要，所承載的獨特審美情趣和精湛雕刻技藝具有很高的藝術(shù)觀賞性，從價值認知角度為月臺價值核心，也是本次保護維修的重點。然而陡板石雕刻也是主要病害表層剝落和空鼓的集中分布區(qū)，該病害不僅造成石刻表面殘損不全或漫漶不清，極大影響了文物價值核心的體現(xiàn)，而且極易進一步發(fā)展導致剝落層或起鼓層與內(nèi)部母體分離，嚴重破壞雕刻圖案的完整性與真實性。因此表層剝落和空鼓加固是本次保護維修的首要任務(wù)，也是該項目基于搶救性的出發(fā)點。

4.2 表面清洗和缺失修補的必要性

月臺表面覆蓋了大量微生物、泥土、灰塵等污染物，尤其藻類、苔蘚及地衣覆蓋表面60 %以上區(qū)域，不僅遮擋了月臺原有形貌，而且加速了巖石表層生物風化。同時月臺存在局部缺失，陡板石雕刻細部表層缺失不利于月臺價值核心的體現(xiàn)，構(gòu)件之間縫隙及缺口局部缺失往往成為巖石劣化的薄弱位置。本次通過表面清洗和缺失修補，一方面可以從保護角度消除微生物滋生和減緩巖石劣化對石刻的破壞；另一方面能夠從展示利用角度恢復(fù)月臺原有形貌和再現(xiàn)雕刻藝術(shù)觀賞性。需要注意缺失修補按照“最小干預(yù)”原則，表層缺失僅對部分圖案補全依據(jù)明確的雕刻細部進行美學修補，局部缺失主要對易于成為巖石劣化薄弱位置的縫隙及缺口進行殘缺修補，同時采用的修補材料與表層巖石顏色質(zhì)感接近、強度略低，可兼做犧牲性保護。

4.3 巖石表層加固防護的合理性

露天石質(zhì)文物的表層風化不可避免，防風化加固也是目前主要的解決方法。月臺石刻由于長期受面流沖蝕、毛細水遷移及生物風化等作用巖石表層風化嚴重，除表現(xiàn)為表層剝落和空鼓病害以外，表面污染物清洗后發(fā)現(xiàn)局部表層結(jié)構(gòu)疏松，如果不予處理后期將繼續(xù)風化產(chǎn)生各種病害。本次參考四川地區(qū)露天砂巖類石質(zhì)文物防風化加固案例，在前期試驗研究保護加固材料篩選和現(xiàn)場試驗基礎(chǔ)上，對于結(jié)構(gòu)疏松區(qū)域通過表層加固防護增加了巖石表層強度及表面憎水性。該措施目的在于減緩巖石表層自然風化速度，程序上經(jīng)過了前期試驗研究和現(xiàn)場試驗，效果上在后期監(jiān)測中巖石表層風化得到了有效控制。

4.4 病害主因水害治理的有效性

各種水的長期作用是月臺石刻病害形成的主因，基于預(yù)防性保護的指導，本次通過月臺后部防滲阻水、頂部防滲排水、地表防滲排水等一系列水害治理措施，阻斷填土滲水對石刻產(chǎn)生的毛細水遷移，減輕了頂面雨水對石刻產(chǎn)生的面流沖蝕及填土下滲補給，及時疏干地表水降低環(huán)境濕度。雖然各項水害治理措施未直接施加在月臺石刻本體，但是在后期監(jiān)測中雨季月臺頂部和地表匯聚雨水基本按照設(shè)計排水路線及時疏干，石刻表面長期保持干燥，巖石表層風化和表面微生物滋生得到了有效控制，這從側(cè)面反映了水害治理措施的有效性。