文物保護(hù)視域下天龍山石窟賦存巖體的病害治理

摘要：通過實(shí)地調(diào)查與查閱文獻(xiàn)相結(jié)合的方法，本研究對(duì)天龍山半山腰的洞窟主區(qū)東、西峰崖體中下部區(qū)域賦存巖體存在的病害進(jìn)行了調(diào)查分析，指出主要存在的問題為東西峰都存在裂隙、破碎帶，東峰賦存巖體存在大面積風(fēng)化凹腔現(xiàn)象，西峰局部有不協(xié)調(diào)補(bǔ)砌現(xiàn)象，針對(duì)病害問題提出了富有針對(duì)性的保護(hù)性建議，包括裂隙表面封堵、裂隙灌漿、支護(hù)治理、拉結(jié)筋式補(bǔ)砌。

關(guān)鍵詞：天龍山石窟；巖體；石窟保護(hù)

天龍山石窟開鑿于東魏、北齊、隋、唐、明多個(gè)朝代，包括位于天龍山半山腰的洞窟主區(qū)和位于山腳溪谷旁的千佛洞區(qū)兩個(gè)區(qū)域，共計(jì)29座洞窟，500余尊造像。洞窟主區(qū)位于東峰和西峰陡峭的山腰之間，綿延500米。洞窟編號(hào)為自東向西排列。東峰有8個(gè)編號(hào)洞窟：第1窟至第8窟，第2窟和第3窟頂上還有4個(gè)未編號(hào)洞窟，實(shí)有12個(gè)洞窟。西峰有13個(gè)編號(hào)洞窟：第9窟至21窟，其中第9窟、第13窟屬于摩崖龕像。千佛洞區(qū)位于天龍山腳下，自東向西排列，共有4個(gè)洞窟[1]。本文研究的范圍為位于天龍山半山腰的洞窟主區(qū)，重點(diǎn)為洞窟主區(qū)東、西峰崖體中下部區(qū)域賦存巖體存在的病害及治理方法。

天龍山石窟經(jīng)過漫長(zhǎng)的歷史歲月，在自然和人為不利因素的不斷影響下，所依附的地質(zhì)和環(huán)境載體產(chǎn)生了變化。天龍山石窟開鑿在二疊紀(jì)天地層崖壁上，地質(zhì)情況復(fù)雜，由于巖體上發(fā)育極佳的松樹根系及長(zhǎng)期風(fēng)雨的侵蝕，天龍山石窟巖體龜裂破碎，文物地質(zhì)病害十分嚴(yán)重[2]，既影響了石窟的完整性和美觀性，又影響了石窟的安全性和穩(wěn)定性。因此，對(duì)于天龍山石窟賦存巖體存在的病害開展調(diào)查與研究十分重要。

一、天龍山石窟賦存巖體存在的問題

通過在天龍山石窟區(qū)進(jìn)行實(shí)地踏勘，以肉眼觀察、相機(jī)拍照、儀器測(cè)量等方式對(duì)天龍山石窟賦存巖體的中下部進(jìn)行調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)目前存在的主要病害有：裂隙、破碎帶、不協(xié)調(diào)人工補(bǔ)砌和風(fēng)化凹腔等。裂隙、破碎帶在東西兩峰均有廣泛分布，而人工不協(xié)調(diào)補(bǔ)砌主要在西峰，風(fēng)化凹腔則以東峰為主。

（一）裂隙、破碎帶問題

西峰：沿西峰坡面從第9窟開始至第18窟，對(duì)天龍山石窟西峰中下部區(qū)域的巖體進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域出露裂隙共41條，以構(gòu)造裂隙為主，傾向以北西方向?yàn)橹鳎浯螢槟衔鞣较?。西峰中下部區(qū)域構(gòu)造裂隙在風(fēng)化作用和侵蝕作用[3]影響下大量發(fā)育，相互切割，使部分巖層的巖體呈破碎狀態(tài)，形成破碎帶。破碎帶主要分布在17窟至18窟下方，沿坡面走向長(zhǎng)度約49.70米，平均高度約2.96米，面積約為147.11平方米（圖1）。

東峰：沿東峰坡面從東峰入口附近開始至第8窟，對(duì)東峰中下部區(qū)域進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)出露裂隙共56條，以構(gòu)造裂隙為主；其次為卸荷裂隙和層面裂隙，傾向以北西方向?yàn)橹鳎俅螢槟衔鞣较?。東峰破碎帶主要分布在東峰起點(diǎn)至8號(hào)窟下方，沿坡面走向長(zhǎng)度約95米，平均高度約6米，面積約為570平方米（圖2）。

（二）風(fēng)化凹腔

通過調(diào)查，風(fēng)化凹腔現(xiàn)象在東峰比較嚴(yán)重，主要分布在東峰入口處（圖3）和第8窟西側(cè)（圖4）。東峰起點(diǎn)段風(fēng)化凹腔沿坡面向南側(cè)發(fā)育，全長(zhǎng)約22米，凹腔深度在100～300毫米，平均高度0.5米，面積約10平方米；第8窟西側(cè)段風(fēng)化凹腔沿坡面向西北側(cè)發(fā)育，全長(zhǎng)約28 m，凹腔深度為100～400毫米，平均高度約1米，面積約20平方米。

（三）不協(xié)調(diào)補(bǔ)砌

西峰石窟區(qū)的人工補(bǔ)砌主要集中在第9窟至第13窟下方，補(bǔ)砌時(shí)間在20世紀(jì)80年代[4]，當(dāng)時(shí)人工補(bǔ)砌采用鋼筋混凝土立柱支撐，表面采用漿砌塊石砌筑，對(duì)石窟的保護(hù)起到積極作用，但隨著時(shí)間的推移和保護(hù)理念更趨科學(xué)化，部分修補(bǔ)材料及修補(bǔ)措施已不再那么恰當(dāng)和協(xié)調(diào)。漿砌塊石區(qū)域與石窟整體風(fēng)貌極不協(xié)調(diào)（圖5）。具體表現(xiàn)為：第9窟至第13窟下方現(xiàn)有鋼筋混凝土立柱6根；第11窟至第13窟下方漿砌塊石沿坡面走向長(zhǎng)度約9.6米，墻高1.68～1.75米，上方巖體懸挑深43～620毫米；第9窟至第11窟下方漿砌塊石沿坡面走向長(zhǎng)度約5.2米，墻高為1.7～3.6米，外側(cè)出露漿砌塊石厚度在330～600毫米；其中第10窟區(qū)域存在一處列柱與下方漿砌塊石相連接，連接處采用水泥加固，現(xiàn)狀已開裂，開裂縫寬在2～5毫米。

二、石窟保護(hù)治理建議

（一）東峰、西峰賦存巖體破碎帶治理

針對(duì)西峰破碎帶，可采用裂隙表面封堵、裂隙灌漿進(jìn)行黏結(jié)加固，裂隙表面封堵對(duì)象主要為西峰41條、東峰56條裂隙及清理松動(dòng)巖塊后出露的風(fēng)化裂隙。風(fēng)化裂隙僅進(jìn)行裂隙表面封堵即可延緩其風(fēng)化速度。裂隙表面封堵時(shí)，預(yù)留灌漿孔和排氣孔，封堵完成后，進(jìn)行裂隙灌漿。裂隙灌漿僅用于構(gòu)造裂隙，裂隙灌漿加固能夠改善工作對(duì)象的物理力學(xué)性質(zhì)，提高破碎巖體的整體性，增強(qiáng)危巖體穩(wěn)定性，并封堵充填，防止水流對(duì)巖土體的進(jìn)一步侵蝕，優(yōu)化巖土體穩(wěn)定性能。東峰破碎帶面積較大，若如西峰一樣，對(duì)單個(gè)裂隙進(jìn)行表面封縫和灌漿，則工作量巨大。因此對(duì)東峰破碎帶進(jìn)行整體治理，首先應(yīng)對(duì)東峰坡面進(jìn)行整形，清除表面已經(jīng)松動(dòng)的巖體和堆積物；坡面整形完成后，按梅花形布置注漿孔，進(jìn)行壓力注漿。注漿完成后，應(yīng)采用暗埋式格構(gòu)梁進(jìn)行整體支護(hù)治理。

（二）西峰不協(xié)調(diào)人工補(bǔ)砌區(qū)治理

現(xiàn)西峰補(bǔ)砌區(qū)內(nèi)砌體大多采用灌漿法或坐漿法施工，立面形狀不規(guī)整，且補(bǔ)砌時(shí)間久遠(yuǎn)，表面風(fēng)化嚴(yán)重，與周圍巖體及建筑物景觀不協(xié)調(diào)，重點(diǎn)是存在安全隱患。針對(duì)現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為應(yīng)拆除第10窟下方漿砌石砌體和第12號(hào)窟下方鋼筋混凝土立柱。同時(shí)，應(yīng)在第9窟至第13窟下方沿坡面，以墻內(nèi)設(shè)置豎筋的方式補(bǔ)砌塊石，補(bǔ)砌材料選擇與周邊巖體巖性相同的砂巖。此外，為了保證補(bǔ)砌體的穩(wěn)定，并與崖壁緊密相接，應(yīng)采用錨桿進(jìn)行拉接。

（三）東峰賦存巖體風(fēng)化凹腔治理

為了延緩風(fēng)化凹腔內(nèi)巖體風(fēng)化速度，保證風(fēng)化凹腔上部巖體穩(wěn)定性，應(yīng)對(duì)風(fēng)化缺失部位進(jìn)行補(bǔ)砌。補(bǔ)砌高度約為6米，長(zhǎng)度約為60米，補(bǔ)砌厚度應(yīng)以與崖壁齊平為準(zhǔn)，設(shè)計(jì)補(bǔ)砌厚度為0.6～1.0米；由于補(bǔ)砌砌體高度和長(zhǎng)度均較大，砌體內(nèi)部設(shè)置縱筋，砌體底部設(shè)置排水孔，補(bǔ)砌石材采用與周邊巖體巖性相同的砂巖。為了保證補(bǔ)砌體的穩(wěn)定，并與崖壁緊密相接，具體實(shí)施過程中應(yīng)采用拉結(jié)筋進(jìn)行拉接。

三、結(jié)語

天龍山石窟是太原地區(qū)規(guī)模最大、雕刻最精的一座石窟寺[5]，為學(xué)術(shù)界所矚目，也是我國(guó)一座重要的佛教石窟遺存，在我國(guó)石窟寺傳播發(fā)展的路線和佛教藝術(shù)發(fā)展史上占據(jù)著重要的地位[6]。天龍山石窟東、西峰賦存巖體存在的裂隙、破碎帶以及大面積風(fēng)化凹腔問題，使得對(duì)其的保護(hù)尤為緊迫，可以通過裂隙表面封堵、裂隙灌漿、支護(hù)治理、拉結(jié)筋式補(bǔ)砌等手段進(jìn)行科學(xué)保護(hù)。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異以及人類文物保護(hù)意識(shí)的不斷加強(qiáng)，未來天龍山石窟的保護(hù)將會(huì)不斷深入，采用的修復(fù)方式將更加科學(xué)、更加細(xì)致。

作者簡(jiǎn)介

劉利小，1992年生，男，漢族，山西柳林人，文博助理館員，山西大學(xué)文物與博物館專業(yè)碩士，研究方向?yàn)槲奈锉Ｗo(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]連穎俊.天龍山石窟藝術(shù)[M].北京：外文出版社，2012：9-10.？

[2]任建光，黃繼忠，王旭升.天龍山石窟工程地質(zhì)特征研究[J].山西大同大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2012（6）：56-59.

[3]楊東東.天龍山石窟保護(hù)存在的問題與對(duì)策[J].山西科技，2017（3）：92-96.

[4]楊剛亮.天龍山石窟群現(xiàn)狀調(diào)查與保護(hù)[J].石窟寺研究，2011（0）：356-361.

[5]李裕群，李鋼.天龍山石窟[M].北京：科學(xué)出版社，2003：6.

[6]徐甜甜.天龍山北朝石窟藝術(shù)研究[D].太原：太原理工大學(xué)，2018.