莫爾寺遺址病害研究及加固保護(hù)

鄭建忠，葉寶平，何 杰

(1.甘肅中鐵建設(shè)工程有限公司,甘肅 蘭州 730000;2.喀什地區(qū)博物館,新疆 喀什 844000)

0 引言

莫爾寺遺址對(duì)研究絲綢之路佛教文化有很高文化價(jià)值,至今已有1500年—1800年歷史,它完美的繼承并保存了佛教文化在喀什地區(qū)璀璨盛行時(shí)期的精髓。依據(jù)相關(guān)史料記錄,天授元年,即公元前690年,武則天向全國各州頒布《大云經(jīng)入并令諸州興建大云寺》,名揚(yáng)西域的疏勒大云佛寺應(yīng)該是在此時(shí)開始建造,并歷時(shí)十幾年,而莫爾佛塔遺址很可能就是大云寺。據(jù)史料記載寺院一直存在到十世紀(jì)初葉,由于伊斯蘭教正式進(jìn)入喀什噶爾,莫爾佛塔寺院才在戰(zhàn)火中衰落。

“莫爾”,用維吾爾語解釋意為“煙囪”,這是因?yàn)檫z址中有的佛塔形似“煙囪”。東漢代,疏勒國強(qiáng)盛,莫爾寺成為佛教?hào)|傳的中轉(zhuǎn)站,佛教大、小乘經(jīng)典及印度哲學(xué)著作廣集于寺中,并很大程度的影響了龜茲佛教的發(fā)展。佛教龜茲高僧鳩摩羅什于355年隨母在此停留,“頂禮佛缽”,初開法門,廣泛閱讀各種論著,從此奠定了他在“佛學(xué)思想”的基礎(chǔ)。唐高僧玄奘在他的《大唐西域記》里記載了沙國(今喀什一帶)“伽藍(lán)數(shù)百所,僧徒萬余人”的盛況。

目前,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)土遺址的研究工作有了一定程度的研究,鄧洪亮等[1]通過對(duì)祁家堡紅一軍團(tuán)指揮部遺址現(xiàn)場勘察,室內(nèi)試驗(yàn)和計(jì)算分析,研究了土遺址文物的建筑形制,病害類型與成因,評(píng)價(jià)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,提出了文物預(yù)防性保護(hù)措施,為土遺址保護(hù)提供科學(xué)的理論依據(jù)。吳景洪等[2]以良渚老虎嶺水壩遺址為例,依托其遺址公園的實(shí)際建設(shè)項(xiàng)目,從真實(shí)性原則出發(fā),重點(diǎn)圍繞最小干預(yù)性和完整性原則,詳細(xì)闡述了其具體保護(hù)修繕策略和技術(shù)措施。陳光利等[3]介紹了在熊家冢墓地土遺址保護(hù)工作中亟需解決的問題和采取的主要防治技術(shù)措施。黃四平等[4]通過對(duì)唐皇城含光門土遺址的生物病害產(chǎn)生原因及腐蝕土機(jī)理的研究,并采取了相應(yīng)的防治措施。陳靂等[5]闡釋了全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位麟州故城的價(jià)值內(nèi)涵,研究文物保護(hù)單位殘損破壞的人為原因和自然原因,從工程實(shí)施和保護(hù)管理兩個(gè)方面提出了針對(duì)性的保護(hù)措施,為中國土遺址文化遺產(chǎn)保護(hù)加固及利用提供具有建設(shè)性的思路。樊東等[6]介紹了統(tǒng)萬城遺址的系統(tǒng)監(jiān)測和日常維護(hù),預(yù)判遺址面臨的風(fēng)險(xiǎn),采取針對(duì)性的保護(hù)措施,在以“不改變文物原狀”的原則下進(jìn)行現(xiàn)狀加固維修。劉騰飛[7]分析討論了禹會(huì)村遺址龍山文化遺存保護(hù)修繕工程的幾種常見的土遺址病害成因和表現(xiàn),針對(duì)性的制定保護(hù)治理方案,為同類文化遺址的保護(hù)治理提供有益借鑒。王常亞等[8]通過對(duì)裂縫、沖溝、掏蝕、倒塌等四種病害數(shù)據(jù)的線性擬合,得出對(duì)土遺址加固保護(hù)時(shí)需要考慮多種病害,進(jìn)行多病害綜合治理的方法,控制裂縫向沖溝、掏蝕病害發(fā)育的速度,從而達(dá)到最大程度地延緩?fù)吝z址破壞的效果。

1 工程概況

本次項(xiàng)目對(duì)新疆喀什市莫爾寺遺址核心區(qū)進(jìn)行維修保護(hù),主要包括佛塔、寺院遺址和梯形塔。該項(xiàng)目歸屬新疆維吾爾自治區(qū)喀什市文物保護(hù)管理所。2001年6月25日,國務(wù)院公布莫爾寺遺址為第五批全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位。2017年5月,《新疆喀什市莫爾寺遺址核心區(qū)保護(hù)項(xiàng)目計(jì)劃書》報(bào)送國家文物局。在《新疆維吾爾自治區(qū)2018年度全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位保護(hù)項(xiàng)目(不含安防消防防雷)計(jì)劃同意實(shí)施項(xiàng)目名單》中,《莫爾寺遺址核心區(qū)保護(hù)項(xiàng)目》位于“序號(hào)1”。

莫爾寺遺址為漢至唐時(shí)期的古遺址,位于喀什市的伯什克然木鄉(xiāng)莫爾自然村,距離喀什約30 km,長100 m左右,寬50 m左右(見圖1)。從南向北依次為佛塔、寺院遺址、梯形塔,其中佛塔包括三層方座,一層圓臺(tái),圓形塔頂,高約12 m,平均底邊長約13 m,塔頂直徑約5.3 m;寺院遺址呈長方形,位于佛塔北側(cè),長13 m,寬9.3 m,佛塔最低處與地面平齊,最高處距地面約1.5 m;寺院遺址以北是梯形塔,呈梯形,高約12 m,頂部邊長13.3 m～15 m,底部邊長24.3 m～25.1 m(見圖2)。

2 遺址價(jià)值闡釋

2.1 歷史價(jià)值

新疆早期佛教建筑的四種形式為:塔院形式、中心塔柱形式、前塔后寺形式、院落式形式。莫爾寺遺址是典型的前塔后寺形式,是保存至今的新疆早期佛教建筑非常珍貴的建筑示例。莫爾寺遺址作為喀什地區(qū)唯一的佛塔建筑遺址,距今已有1500年—1800年的歷史,對(duì)于我們研究古代喀什地區(qū)佛教的傳入、盛行、衰敗都有重要意義。

2.2 藝術(shù)價(jià)值

莫爾寺遺址的建筑,尤其是佛塔的建筑輪廓形式,更多地保留了起源于古代印度的覆缽式塔的痕跡,原始而古樸,非常有特色。隨后,傳入中原地區(qū)的塔均朝樓閣式形式演化。也可以說,莫爾寺佛塔是古代印度覆缽式塔向中原樓閣式佛塔形式過渡的建筑標(biāo)本。因此,這種建筑形式,對(duì)于研究中國佛塔的形式演變具有很高的參考價(jià)值。

2.3 科學(xué)價(jià)值

莫爾寺遺址中的佛塔,距今已有1500年—1800年,經(jīng)過了如此漫長的時(shí)間,用泥土建筑成的塔在風(fēng)吹、雨淋、日曬、加上人為破壞等因素的影響下,至今屹立不倒,而且,塔的西面從上而下曾被挖出過一個(gè)大洞,也沒有影響塔的穩(wěn)定性,因此,塔的建筑材料、建筑基礎(chǔ)等具有很高的科學(xué)研究價(jià)值。

2.4 社會(huì)價(jià)值

莫爾寺遺址規(guī)模大,保存較為完整,是新疆南疆地區(qū)具有代表性的佛教建筑。對(duì)于今天的建筑師創(chuàng)造具有地域特色的,并且創(chuàng)造具有象征意義的現(xiàn)代化建筑無不啟發(fā)。

2.5 文化價(jià)值

莫爾寺遺址是喀什地區(qū)唯一的佛塔,具有較高的藝術(shù)和科學(xué)價(jià)值,它是古代疏勒文化的重要組成部分,是研究古代喀什地區(qū)宗教演變、歷史文化、社會(huì)發(fā)展等的重要實(shí)物資料。

3 病害原因分析

3.1 本體開裂坍塌

在莫爾寺土遺址中存在不同形式和不同破壞程度的裂縫。原因可以歸結(jié)如下:墻體在夯筑時(shí)會(huì)留下縫隙,留下的縫隙會(huì)在反復(fù)漲縮、地震、凍融等因素的影響下出現(xiàn)縱橫交錯(cuò)的裂縫,隨著常年累月雨水的不斷沖刷和風(fēng)蝕,土遺址間隙會(huì)不斷發(fā)展成為裂縫,甚至最終導(dǎo)致土遺址部分破壞及坍塌。土遺址中的鹽分會(huì)在土遺址表面及間隙中結(jié)晶,裂縫及間隙中的結(jié)晶體可以隨著時(shí)間逐漸變大,間隙會(huì)被結(jié)晶體撐大逐漸變?yōu)榱芽p,裂縫長度會(huì)不斷增大,裂縫深度也會(huì)不斷發(fā)展而貫穿整個(gè)墻體,從而導(dǎo)致土遺址墻體坍塌或其他建(構(gòu))筑物殘損破壞。本體開裂坍塌圖見圖3,圖4。

3.2 表面雨蝕及底部掏蝕坍塌

莫爾寺遺址多為黃土夯筑而成,由于遺址經(jīng)過年代久遠(yuǎn)的雨淋,雨水通過墻體向下滲流,滲流過程中帶動(dòng)大量可溶鹽滲流進(jìn)入墻體基礎(chǔ),所以呈現(xiàn)出可溶鹽含量上小下大的情況,可溶鹽循環(huán)往復(fù)的結(jié)晶和溶解,使墻體底部土體結(jié)構(gòu)松散,黏聚力也隨著時(shí)間下降。由于西北地區(qū)多大風(fēng)和沙塵暴,并且大風(fēng)和沙塵暴中攜帶大量砂礫和鈣結(jié)核,這樣隨時(shí)間的推移會(huì)導(dǎo)致墻體底部出現(xiàn)掏蝕,進(jìn)而導(dǎo)致部分墻體坍塌。表面雨蝕及底部掏蝕見圖5—圖8。

3.3 人為破壞

在遺址周邊仍有居民生活,這里農(nóng)民為了生產(chǎn)和生活,不斷地將遺址中夯土挖除施入田中,且當(dāng)?shù)鼐用耠S意攀登、刻劃、掏挖、拋撒垃圾等對(duì)遺址造成較大的損害。還有一些不法分子,為了尋求所謂的“寶藏”,在佛塔上開挖盜洞,嚴(yán)重破壞了文物。

4 穩(wěn)定性評(píng)估

通過對(duì)莫爾寺遺址病害情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,現(xiàn)存莫爾寺遺址按照三類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全評(píng)估(見表1):

表1 莫爾寺遺址穩(wěn)定性評(píng)估表

A類:保存較好,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,即文物未出現(xiàn)殘損,或有個(gè)別殘損點(diǎn)需要維護(hù)但不影響價(jià)值的表現(xiàn)。

B類:保存一般,遺址已坍塌成穩(wěn)定狀態(tài)。

C類:保存較差,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定即文物處于危險(xiǎn)狀態(tài),隨時(shí)可能發(fā)生局部坍塌事故或者遺跡消失,需要采取搶修措施,或嚴(yán)重影響文物價(jià)值的表現(xiàn)。

由此可見,佛塔、梯形塔,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,需要維修加固;寺院遺址雖然結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,但流水暢通,沖溝多且大,需要整治。

5 工程措施

5.1 現(xiàn)場試驗(yàn)

因本次保護(hù)修繕工程為喀什地區(qū)實(shí)施的重要土遺址保護(hù)工程,結(jié)合遺址區(qū)的自然環(huán)境和遺址土體具有區(qū)域性的特點(diǎn),未確定加固措施是否適用本項(xiàng)目,是否合理,在采取施工措施前,進(jìn)行加固工藝現(xiàn)場試驗(yàn),現(xiàn)場試驗(yàn)內(nèi)容主要包括原工藝加固試驗(yàn)、匯水區(qū)加固配比試驗(yàn)。

5.2 裂隙加固

杜絕水患是遺址保護(hù)加固的主要目的。發(fā)育主要裂隙為壓裂與砌筑縫貫通形成的裂隙,主要分布于頂部和上部,形成匯水的有利通道。因此對(duì)其加固采取裂隙充填注漿用小錨桿連接穩(wěn)定墻體的加固措施。進(jìn)行充填和土坯性質(zhì)相近的土塊而后注漿達(dá)到裂隙密實(shí)的效果。

5.3 遺址發(fā)育沖溝加固

對(duì)遺址上發(fā)育的不同規(guī)模的沖溝,采用沖溝夯補(bǔ)進(jìn)行加固:

1)先要將沖溝內(nèi)浮土清理干凈,并在清理后采用PS溶液對(duì)沖溝內(nèi)壁進(jìn)行加固;用小錨桿插入原墻體,與夯補(bǔ)土體有效銜接。2)對(duì)需要夯補(bǔ)區(qū)域進(jìn)行支模。3)夯筑采用專用工具人工夯筑的方法進(jìn)行,每一層厚度為8 cm～10 cm左右;按照間距20 cm加木質(zhì)小錨釘緊密聯(lián)結(jié);密實(shí)度可按照干密度1.7 g/cm3進(jìn)行夯筑。4)夯筑完成后對(duì)多余的部分進(jìn)行處理,處理時(shí)刻根據(jù)周圍的環(huán)境進(jìn)行調(diào)整使其與原墻體協(xié)調(diào)一致。5)等完全干燥后對(duì)干縮裂縫采用三合土進(jìn)行填補(bǔ)處理使其密實(shí)。

5.4 遺址懸空區(qū)和坍塌區(qū)的加固

1)對(duì)于已威脅到遺址整體穩(wěn)定性的、嚴(yán)重的懸空區(qū)、坍塌區(qū),需進(jìn)行夯筑加固措施,若受條件限制無法采用夯筑技術(shù)時(shí)則采用砌補(bǔ)加固措施。2)對(duì)于輕微懸空區(qū)、坍塌區(qū),在不影響遺址穩(wěn)定性和有進(jìn)一步演化的趨勢(shì)時(shí)回填即可。

5.4.1 土坯砌補(bǔ)

對(duì)于體積較小,深度較淺,無夯筑施工條件的病害,宜使用土坯砌補(bǔ)加固。采用與遺址本體基本相近,且可溶鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.5%的土制成人工土坯,其尺寸大小應(yīng)與每個(gè)遺址體的形制類同。

1)先選取合適的粉土,然粉碎后經(jīng)過0.6 mm的篩分,并要洗去中間鹽分,使含鹽量低于0.5%。2)把脫鹽的粉土,按最優(yōu)含水量配制,再壓制成與該地建筑形制相符合的土坯(提前需對(duì)脫鹽粉土進(jìn)行最優(yōu)含水量測試)。3)砌筑時(shí),先要將遺址表面清理干凈,并加固好砌筑面,然后采用壓錯(cuò)搭接砌筑土坯,按照砌筑的實(shí)際情況將布設(shè)的小錨釘壓至相對(duì)應(yīng)的泥漿層中,形成小竹釘網(wǎng)狀錨固連接。4)然后對(duì)表面進(jìn)行作舊處理,使其與周圍環(huán)境協(xié)調(diào),不影響整體景觀。

5.4.2 夯筑

對(duì)于體積較大,深度較深,具有夯筑施工條件的病害,宜使用夯筑支頂加固措施。具體施工工藝如下:

1)對(duì)夯筑區(qū)域支模時(shí)要大于夯筑區(qū)域20 cm,以便后期處理。2)夯筑采用專用工具人工夯筑的方法進(jìn)行,每一層厚度為8 cm～10 cm左右;按照間距20 cm加木質(zhì)小錨釘緊密聯(lián)結(jié)。3)夯筑完成后對(duì)多余的部分進(jìn)行處理,處理時(shí)刻根據(jù)周圍的環(huán)境進(jìn)行調(diào)整使其與原墻體協(xié)調(diào)一致。4)等完全干燥后對(duì)干縮裂縫采用三合土進(jìn)行填補(bǔ)處理使其密實(shí)。5)待加固完成后,表面用土坯按原工藝砌補(bǔ),以保持遺址建筑工藝的一致性。對(duì)于人工開挖形成的洞穴,需設(shè)置支頂結(jié)構(gòu)。

5.5 頂面加固

5.5.1 頂部保護(hù)層

對(duì)于遺址頂面,由于受雨水侵蝕沖蝕破壞,水土流失嚴(yán)重,形成大規(guī)模沖溝和裂隙及陷穴。因此對(duì)沖溝和陷穴加固后,需在墻體頂部做一層墻頂保護(hù)層,保護(hù)層厚度約10 cm。采用去鹽粉土加草或動(dòng)物毛發(fā)制成草拌泥抹平加固。加固時(shí)按兩層完成保護(hù)層,先對(duì)遺址表面滲水拉毛后釘入5 cm左右的木釘,木釘外露約2 cm(木釘單位面積個(gè)數(shù)由現(xiàn)場試驗(yàn)確定),在其上鋪一層土工格柵;再在其上抹10 cm草拌泥土層。此方案為暫定方案,具體施工措施待現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)后再定。

5.5.2 匯水陷穴加固

遺址頂面易形成匯水沖溝進(jìn)而在頂面多處由于急流沖刷作用形成了陷穴,大多與墻體兩側(cè)的沖溝或張開度大的深大裂隙貫通,進(jìn)而排水。對(duì)陷穴進(jìn)行夯筑加固,具體工藝見夯筑支頂加固。

5.6 環(huán)境整治

由于載體坡度和遺址周邊坡體的不平整,造成遺址內(nèi)和周邊形成匯水侵蝕破壞,尤其是沖溝的侵蝕破壞嚴(yán)重,部分沖溝溯源侵蝕已危及遺址安全。因此對(duì)遺址區(qū)域周圍環(huán)境需進(jìn)行整治,整治過程中保持現(xiàn)已形成的匯水、排水體系,僅對(duì)場地和沖溝進(jìn)行加固,使不再進(jìn)一步發(fā)生遺址核心區(qū)水土流失和沖溝溯源侵蝕、下蝕破壞。

5.6.1 匯水區(qū)加固

擬采用夯實(shí)加固措施:

1)采用經(jīng)試驗(yàn)材料拌合的粉土、石灰和砂土的混合土待夯筑使用(灰土比現(xiàn)場試驗(yàn)確定)。2)試驗(yàn)前對(duì)遺址周圍場地進(jìn)行整平。3)對(duì)凹陷區(qū)域用混合土回填夯實(shí),按最優(yōu)含水量采用小電動(dòng)夯實(shí)機(jī)械對(duì)地原地面進(jìn)行夯實(shí),使其達(dá)到最佳密實(shí)度。4)場地拉毛后,再在其上鋪上一層厚20 cm的經(jīng)試驗(yàn)材料拌合的粉土、石灰和砂土的混合土層并加以夯實(shí),水灰質(zhì)量比采用0.2～0.3;其次以含礫粉土夯筑,按最優(yōu)含水量采用小電動(dòng)夯實(shí)機(jī)械對(duì)地面進(jìn)行夯實(shí),使其達(dá)到最佳密實(shí)度。密實(shí)度可按照干密度1.7 g/cm3進(jìn)行夯筑。回填夯筑時(shí)注意保持現(xiàn)有匯水、排水系統(tǒng)不變,注意坡度。5)處理時(shí)根據(jù)周圍的環(huán)境進(jìn)行調(diào)整,場地坡度與原排水趨勢(shì)保持一致;遺址四周按5%的坡度散水夯實(shí),注意與周圍場地排水趨勢(shì)保持一致。6)等完全干燥后對(duì)干縮裂縫采用三合土進(jìn)行填補(bǔ)處理使其密實(shí)。

5.6.2 沖溝加固

保留現(xiàn)有沖溝走向,擬采用混合土(灰土比現(xiàn)場試驗(yàn)確定)對(duì)沖溝進(jìn)行夯實(shí)的加固措施:

1)先對(duì)部分下蝕深度達(dá)到60 cm以上、側(cè)蝕寬度達(dá)60 cm以下的沖溝回填夯實(shí),使沖溝規(guī)模保持深度和寬度在60 cm以內(nèi);夯筑時(shí)注意與沖溝源頭的匯水趨勢(shì)保持一致。

2)對(duì)沖溝進(jìn)行滲水拉毛,按最優(yōu)含水量采用小電動(dòng)夯實(shí)機(jī)械對(duì)原地面進(jìn)行夯實(shí),使其達(dá)到最佳密實(shí)度。

3)對(duì)夯實(shí)后的沖溝場地拉毛,再在其上鋪上一層厚20 cm的經(jīng)試驗(yàn)材料拌合的粉土、石灰和砂土的混合土層并加以夯實(shí),水灰質(zhì)量比采用0.2～0.3;其次再上覆以含礫粉土進(jìn)行夯筑,按最優(yōu)含水量采用小電動(dòng)夯實(shí)機(jī)械對(duì)地面進(jìn)行夯實(shí),使其達(dá)到最佳密實(shí)度。密實(shí)度可按照干密度1.7 g/cm3進(jìn)行夯筑?；靥詈恢r(shí)注意與沖溝源頭的現(xiàn)有匯水趨勢(shì)保持一致,注意坡度。

4)等完全干燥后對(duì)干縮裂縫采用三合土進(jìn)行填補(bǔ)處理使其密實(shí)。

5.6.3 臺(tái)地加固

佛塔和梯形塔南立面臺(tái)地由于匯水形成沖溝的下蝕和側(cè)蝕作用,臺(tái)地頂面寬度在逐年縮小,沖溝邊緣緊鄰遺址墻腳。同時(shí)臺(tái)地南立面受坡面侵蝕作用坡度逐年變陡,坡頂面在退縮向遺址墻腳逼近。因此需對(duì)佛塔和梯形塔南立面臺(tái)地頂面和坡面進(jìn)行加固,擬采用夯實(shí)的加固措施。具體加固工藝參見2.6.1,對(duì)坡頂和坡面夯實(shí)加固。加固中注意遺址坡腳的散水坡度,保證散水坡度為5%,同時(shí)與周圍場地匯水保持一致,不形成新的匯水區(qū)域。

6 結(jié)語

根據(jù)莫爾寺遺址的現(xiàn)狀勘察,莫爾寺遺址最緊要的工作為現(xiàn)狀保護(hù)和局部加固維修工程,工程范圍包括佛塔、寺院遺址和梯形塔等遺址核心區(qū)。根據(jù)現(xiàn)狀勘察確定的裂隙、沖溝、孔洞、坍塌等病害類型,主要采取灌漿進(jìn)行小沖溝、裂隙填充和孔洞填充,在大沖溝、局部坍塌嚴(yán)重部位采取傳統(tǒng)的夯筑工藝進(jìn)行修補(bǔ),以達(dá)到保護(hù)維修的工程效果、消除威脅喀什市莫爾寺遺址的安全隱患,改善保存條件、防范新的損毀,保障文物安全、延長文物壽命。

土遺址是中華文化發(fā)展的見證者和載體,有著非常重要的科學(xué)和文化研究價(jià)值,本文詳細(xì)的介紹了莫爾寺遺址的病害現(xiàn)狀,并制定針對(duì)性的保護(hù)加固方案,為最大限度的保證文物的原貌,在加固前進(jìn)行了大量的試驗(yàn),可以為同類型的土遺址保護(hù)加固提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。