淺談華蓋寺石窟地質(zhì)災(zāi)害問題及其防治對策

摘要：在漫長的歷史長河中，華蓋寺石窟受其周邊地質(zhì)、自然和人為等因素的影響，其山體地質(zhì)構(gòu)造和環(huán)境載體發(fā)生了巨大變化，崖體中生成了大量的裂隙，外部出現(xiàn)了局部危巖體和欠穩(wěn)定、不穩(wěn)定邊坡，從而導(dǎo)致石窟、建筑所依附的山體存在滑坡、危巖崩塌、巖塊脫落等地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險，嚴(yán)重威脅崖體的完整性和石窟本體的安全。本文從華蓋寺石窟的基本地質(zhì)條件、地質(zhì)災(zāi)害的成因、種類以及防治措施等方面進(jìn)行初步、淺顯的探討，希望對華蓋寺石窟的保護(hù)有所裨益。

關(guān)鍵詞：華蓋寺石窟；地質(zhì)條件；地質(zhì)災(zāi)害種類；防治措施

一、華蓋寺石窟概況及其價值

（一）華蓋寺石窟概況

華蓋寺位于甘谷縣城西十公里的二十里鋪村南山坳，因山形狀如華蓋而得名。2003年，甘肅省人民政府公布甘谷縣華蓋寺石窟為省級文物保護(hù)單位。它地處北緯34°31′至35°03′之間，東經(jīng)104°58′至105°31′，始鑿于約元泰定年間（1324—1328年），歷經(jīng)清代維修。文獻(xiàn)記載，清乾隆三十九年（1774年），從原址遷移至二十里鋪村南山重建。華蓋寺現(xiàn)存規(guī)模中，可編號石窟有27個，保存完整的石窟有23個，其中最高的第23窟距地面66米，窟深5.2米，寬2.1米，高1.9米。窟內(nèi)塑有釋迦牟尼塑像一尊，墻壁上有元代繪制的《唐僧取經(jīng)圖》和《唐僧取經(jīng)歸來圖》兩幅壁畫。臨近的其他石窟內(nèi)多系清代塑像作品，有無量祖師、千手千眼佛、伏羲等塑像。石窟中的造像均為泥塑，凝聚著人們對真、善、美的追求，是甘肅東部宗教文化和社會形態(tài)的高度縮影，對研究隴東南地區(qū)石窟、造像、壁畫藝術(shù)具有重要的價值和意義，充分展示了當(dāng)?shù)啬嗨茉煜袼囆g(shù)當(dāng)時的發(fā)展水平。

（二）華蓋寺石窟的價值

1.歷史價值

華蓋寺石窟是一個信仰多元化的石窟。據(jù)調(diào)查，其塑像和壁畫的題材主要包括四大類：儒家、佛教、道教、祖先崇拜等。其中有儒教題材的洞窟1個，塑孔子像；佛教題材的洞窟有4個，即靈湫洞、地藏洞、十八臂觀音洞、釋迦洞；道教洞窟有8個，即丘祖洞、三星洞、靈官洞、玉皇洞、藥王洞、太上老君洞、靈寶道君洞、無量祖師洞、太乙真人洞；祖先崇拜的洞窟有兩個，即伏羲洞和魯班洞?？梢悦黠@地看出，道教洞窟居多，大約占造像窟總數(shù)的二分之一。華蓋寺石窟保存了明朝早期到清朝中期的塑像，華蓋寺石窟具有明確紀(jì)年的石窟，最早創(chuàng)建于元代，清朝時期重修，真實地反映了該地區(qū)的歷史和儒家、佛教、道教發(fā)展?fàn)顩r以及人們對祖先的崇拜狀況。

2.藝術(shù)價值

華蓋寺石窟南依群山，北臨渭水，山勢險峻，一峰突起，遠(yuǎn)望猶如一把綠瓔覆頂、紅縵垂邊的華蓋依山而立。山崖峭壁上，大大小小洞窟蜂窩狀參差分布，整體布局呈“之”字形有序排列，凌空棧道，相互通連?？邇?nèi)佛、菩薩造像體形清瘦，神態(tài)俊美，是優(yōu)美精致的古代泥塑作品。“整體塑像著裝服飾也擺脫了外來藝術(shù)的影響，趨于世俗化、民族化，體現(xiàn)了當(dāng)時社會階層審美情趣的轉(zhuǎn)變和宗教中國化的演變。”[1]編號23號窟西墻、東墻上分別繪有《唐僧取經(jīng)圖》和《唐僧取經(jīng)歸來圖》，據(jù)考證應(yīng)為元代壁畫作品，是甘肅省東部現(xiàn)存極為罕見的兩處唐僧取經(jīng)題材壁畫，更是壁畫藝術(shù)中的珍品。

二、華蓋寺石窟地質(zhì)災(zāi)害問題

華蓋寺石窟的重點保護(hù)范圍包括石窟摩崖造像本體、摩崖塑像所依附的崖體及相關(guān)自然環(huán)境等，都是石窟歷史價值和科學(xué)價值的載體。目前，華蓋寺石窟所依附的崖體高陡險峻，各種成因的裂隙密集發(fā)育，崖體存在嚴(yán)重的巖體松弛卸荷現(xiàn)象，形成形態(tài)和規(guī)模各異的危巖體。近年來已發(fā)生多次崩塌和落石，嚴(yán)重威脅石窟本體的安全、整個石窟區(qū)巖體的完整性及長期存留性和石窟區(qū)游人、工作人員的生命財產(chǎn)安全，石窟區(qū)沖溝洪水沖刷威脅平臺建筑的安全，天王殿邊坡已有磚砌和石砌擋墻發(fā)生開裂，頂部建筑（天王殿、三爺?shù)?、僧房、灶房等），尤其是天王殿建筑屋頂、墻體及地面出現(xiàn)大量裂縫，邊坡穩(wěn)定性差，嚴(yán)重威脅建筑及人員的安全。因此，應(yīng)對華蓋寺石窟區(qū)進(jìn)行全面的危巖體加固處理，沖溝水害治理，邊坡加固，延長珍貴歷史文物載體的保存期，保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施、建筑及人員安全。

（一）基本地質(zhì)條件

華蓋寺石窟地處甘谷縣城西南部山地，附近有較深的狹窄山谷分布。該區(qū)域內(nèi)雖然部分巖體、山體被天然次生喬灌林和綠草、綠苔覆蓋，但仍有大部分巖體裸露，加之太陽暴曬，風(fēng)雨長期侵蝕，導(dǎo)致文物本體地質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，巖體分化、脫落較為嚴(yán)重。

（二）地質(zhì)問題主要成因

石窟區(qū)崖體發(fā)育有卸荷裂隙、軟弱層理面、順傾結(jié)構(gòu)面和差異風(fēng)化形成的巖腔，巖體成分基本以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主。常年的風(fēng)化侵蝕、巖體外部變形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)微變化導(dǎo)致局部形成塊狀危石和危巖體。其中部分裂隙已經(jīng)直接切割洞窟及窟內(nèi)造像，危及石窟造像的安全和長期保存。石窟開鑿于相對較完整的厚層狀砂礫巖中，但在自重卸荷、動靜水壓、地震力等自然引力作用下有的巖體形成危巖，直接危及洞窟文物的安全。巖體層為層狀砂礫巖，巖層近水平，巖性較均一，巖體較完整，由于巖體底部風(fēng)化掏蝕形成巖腔，石窟巖體受裂隙切割，累積發(fā)展有加劇巖體變形，導(dǎo)致巖體沿結(jié)構(gòu)面逐級崩塌的趨勢。基底巖腔將不斷擴(kuò)大、加深，卸荷裂隙進(jìn)一步擴(kuò)大，最后將發(fā)展成拉裂式或傾倒式崩塌；在自重、動靜水壓等作用下，沿順傾結(jié)構(gòu)面易發(fā)生滑移崩塌，影響整個崖體的穩(wěn)定。危巖體及滲水所依附的卸荷裂隙，巖體內(nèi)主要充填大量粘土及腐殖質(zhì)，給灌木生長提供了有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分。同時崖體植物的根莖沿著已經(jīng)張開的裂隙生長蔓延，并隨著植物的繁衍和滋長，根莖支撐部分巖塊裂隙不斷變大，最終導(dǎo)致與石窟原崖體分離、剝落，從而形成危巖體，對崖體的整體穩(wěn)定性造成不利影響。

（三）地質(zhì)災(zāi)害種類及位置

石窟區(qū)崖體因卸荷裂隙、軟弱層理面、順傾結(jié)構(gòu)面和差異風(fēng)化形成的巖腔，在外部自然環(huán)境、人為環(huán)境影響和內(nèi)部巖體結(jié)構(gòu)變化影響下，部分山體上出現(xiàn)較大的塊狀危石和危巖體，這些不利變形在自然引力作用下不斷加劇，最終崩塌，形成目前的崖體結(jié)構(gòu)形態(tài)。其中部分裂隙已經(jīng)直接切割洞窟及窟內(nèi)造像，危及石窟造像的安全和長期保存。石窟開鑿于相對較完整的厚層狀砂礫巖中，但在自重卸荷、動靜水壓、地震力等自然引力作用下有的巖體形成危巖，直接危及洞窟文物的安全。經(jīng)現(xiàn)場詳細(xì)勘察，華蓋寺石窟崖體共發(fā)育24條裂隙。

（四）危害性及發(fā)展趨勢分析

華蓋寺石窟崖體為裸露的砂礫巖，崖體發(fā)育有卸荷裂隙、構(gòu)造裂隙、差異風(fēng)化形成的巖腔，卸荷裂隙、構(gòu)造裂隙、風(fēng)化巖腔和構(gòu)造面相互組合，切割疏松的巖體、巖石，在局部裂隙發(fā)育密集，巖體應(yīng)力集中的部分形成塊狀、楔形體危巖。通過對華蓋寺石窟依附山體的地質(zhì)調(diào)查，該區(qū)域內(nèi)崖體危巖變形具有以下四個特點：

一是危巖失穩(wěn)破壞主要表現(xiàn)為滑動式危巖、墜落式危巖、傾倒式危巖三種形態(tài)，不同的形態(tài)在平面變形跡象較小，立面上變形跡象較大，垂直方向上變形破壞嚴(yán)重，斷面層上變形形態(tài)、體量、方式復(fù)雜等。

二是危巖從控制條件和失穩(wěn)機(jī)理上多為懸臂式危巖，以多不規(guī)則塊狀、楔形體狀為主，碎裂小塊狀較少。變形方式集中反映為前緣巖體表面巖體由于構(gòu)造裂隙、卸荷裂隙、軟弱夾層或透鏡體及巖腔、卸荷帶的發(fā)育。地質(zhì)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)后運(yùn)動方式多為巖體崩塌、墜落。

三是巖體長期變形周期存在一定規(guī)律性，但變形崩落時間突發(fā)性明顯，存在不可控性。根據(jù)對近年來發(fā)生的巖體崩塌、脫落等情況的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，崩塌、脫落等情況一般集中在暴雨天氣過后，陽光暴曬強(qiáng)烈，水分快速蒸發(fā)的夏季，說明長期崩塌與雨季降雨量有很大關(guān)系。同時發(fā)現(xiàn)存在震后巖體脫落現(xiàn)象，說明當(dāng)?shù)丶爸苓厖^(qū)域的地震災(zāi)害也嚴(yán)重影響石窟巖體穩(wěn)定性。

四是石窟整體巖體原始結(jié)構(gòu)面破損嚴(yán)重、活動頻繁，新生結(jié)構(gòu)面形態(tài)失穩(wěn)，風(fēng)化、破損嚴(yán)重，導(dǎo)致崖體上存在的多處危巖體，分布面較廣，崩塌、脫落系數(shù)較大。崖體內(nèi)平行于崖面的卸荷裂隙、層理面、構(gòu)造裂隙、相互切割，以及軟弱泥巖夾層差異風(fēng)化形成的巖腔凹槽，使得巖體結(jié)構(gòu)破碎，底部懸空易于形成危巖，向著臨空方向崩塌變形。歷經(jīng)多種自然營力的長期作用，近年來崩塌變形趨勢加劇，給整個華蓋寺石窟帶來重大安全隱患。

三、華蓋寺石窟地質(zhì)災(zāi)害問題的治理措施

一是貫徹文物保護(hù)方針，對石窟環(huán)境進(jìn)行全面保護(hù)?！凹纫Ｗo(hù)石窟的平面布局、立面形態(tài)及周圍空間環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，又要保護(hù)文物區(qū)域的時代痕跡，保存其完整的歷史信息?！盵2]開展地質(zhì)工程，但不允許對文物體造成新的破壞和影響。為確保崖壁的長期安全穩(wěn)定、游客及保護(hù)管理人員的安全，應(yīng)對文物本體及附屬地質(zhì)進(jìn)行全面勘察和分析，科學(xué)判斷華蓋寺石窟潛在地質(zhì)災(zāi)害隱患的類型，在此基礎(chǔ)上，再研究具體的地質(zhì)防治措施，進(jìn)行保護(hù)加固。

二是對于石窟本體的保護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害防治，建議結(jié)合“崖壁加固、沖溝治理、環(huán)境整治”三個部分來進(jìn)行綜合治理，并運(yùn)用“錨桿支撐固定、注漿黏沾修復(fù)”的危巖體錨固技術(shù)，對文物本體進(jìn)行加固保護(hù)，對危巖體不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)進(jìn)行隱蔽性注漿。根據(jù)危巖體病害的發(fā)生原因及程度輕重，具體布局錨桿位置、科學(xué)設(shè)定錨桿角度、合理選用錨桿尺寸。根據(jù)危巖體縫隙的實際情況，選擇封堵、灌漿、注漿等方式進(jìn)行隱蔽性修復(fù)加固。

三是在文物本體上施加錨桿時，需對錨桿的安設(shè)位置進(jìn)行充分研究，原則要避開相鄰基礎(chǔ)及石窟窟門、文物本體等附屬建筑，減小錨固體對文物本體的擾動，避免出現(xiàn)單個錨固體設(shè)計承載力過大而對巖土體內(nèi)部應(yīng)力場出現(xiàn)較大擾動。對危巖體裂隙進(jìn)行隱蔽性結(jié)構(gòu)加固措施時，應(yīng)采取封堵和灌漿的方式。

首先，為了保證對危巖體裂隙注漿處理的加固質(zhì)量和黏結(jié)強(qiáng)度，必須先對巖體裂隙上存在的雜質(zhì)進(jìn)行清理。大裂隙清理后應(yīng)保證基本無泥質(zhì)充填物，小裂隙一定要將細(xì)微填充雜質(zhì)徹底清理，或轉(zhuǎn)送到裂隙安全位置。同時還應(yīng)控制裂隙清理、沖洗時的強(qiáng)度和壓力，嚴(yán)格控制巖體沖洗時間時長，預(yù)防危巖體因受力不均衡或震動強(qiáng)度過大而引起的危巖體、巖塊剝離脫落，或因沖洗強(qiáng)度和時長，而加大巖體自身重量，降低危巖體自然膠結(jié)強(qiáng)度，從而影響加固修復(fù)質(zhì)量。其次，采用超細(xì)水泥注漿加固，注漿前先危巖區(qū)寬大裂隙張開裂縫采用環(huán)氧砂漿進(jìn)行封堵，封堵后做滲水試驗，即用少量水滲入裂隙，檢查封堵質(zhì)量，裂隙不發(fā)生任何滲水情況才可正式注漿。

四、結(jié)語

華蓋寺石窟地質(zhì)災(zāi)害的防治問題涉及學(xué)科領(lǐng)域廣泛、技術(shù)含量密集、實施難度較大的文物本體保護(hù)工程。我們要堅持“早發(fā)現(xiàn)，早治理；一次根治，不留后患，綜合治理”的原則，結(jié)合文物本體依附山體危巖體存在的地理地形、地質(zhì)類型和具體保護(hù)對象的重要性，研究提出多個病害預(yù)防和災(zāi)害治理方案，認(rèn)真分析比選，選擇防護(hù)方式科學(xué)、施工技術(shù)先進(jìn)、工程造價合理的方案。這樣既可以減少病害治理總投入，又能保證石窟的長久安全。上述關(guān)于華蓋寺石窟地質(zhì)災(zāi)害的分析和防治措施的相關(guān)論述，僅為基于個人的研究所得出的見解，需要在以后再更進(jìn)一步完善充實。

作者簡介

頡小杰，男，甘肅甘谷人，甘谷縣文旅局辦公室主任，文博助理館員，本科，研究方向為文物保護(hù)與研究、文化旅游資源的保護(hù)開發(fā)利用等。

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