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1、四J l I 期P 外石曩b 乞舫保护回顾3 6 3 四川野外石质文物保护回顾谢振斌，韦荃，宋艳，贺小东( 四川省文物考古研究院成都)摘要：总结我省近4 0 年石质文物保护所用方法和材料，对一些具体保护工程进行评述，并对石质文物保护中的一些病害处理和亟待解决的问题提出自己的观点和建议。四川地区石质文物分布广、数量多、种类齐全、跨越时间长在全国实属罕见。四川地区石质文物的石质结构具有鲜明的地域特点：多为砂岩，孔隙率大，胶结物含量较高，该区域同其它地域相比，地理单元复杂，气候潮湿、多雨，自然环境条件与其它地域有明显差异，这种不利的环境条件使该地区野外石质文物大多出现崩塌、风化、渗水病害。四川省石质
2、文物保护工作起步较早，2 0 世纪6 0 年代以前主要是进行石质文物资料收集和记录，对病害勘测、病害机理、保护材料及工艺的研究甚少，而真正主动对野外石质文物进行保护研究是从2 0 世纪6 0 年代以后，在近4 0 年中，我院先后承担主持完成1 0 0 余项全国重点或省级文物保护单位如：乐山大佛、雅安高颐阙、绵阳平阳府君阙、成都王建墓等石质文物的地质勘探、方案设计和保护工程。对云南、西藏、重庆等省市，我院长期以来给予了有力支持，先后承担完成重庆大足石刻、重庆忠县石宝寨，三峡库区文物调查、保护等多项工作。在科研方面承担的国家科研项目有潮湿环境下石窟围岩裂隙灌浆补强材料的研究、( ( M S G -
3、 8 古代风化岩石雕刻品的封护加固材料、石质文物表面油烟污物的清洗材料、影响文物保护的环境因素及环境质量标准研究、声波C T 技术在文物保护中的应用等，其中潮湿环境下石窟围岩裂隙灌浆补强材料的研究获国家科技进步二等奖，( M S O - 8 古代风化岩石雕刻品的封护加固材料获文化部科技成果三等奖王建墓防渗、排水、通风工程”被国家文物局评为优良工程。针对我院围绕野外石质文物开裂崩塌、风化、渗水病害所进行的保护工作做一个简要回顾，从中汲取经验和教训，对今后工作具有重要指导作用。l 野外石质文物的加固保护研究1 ，1 围岩裂隙灌浆补强及粘接加固保护研究灌浆补强与粘接加固是摩崖造像、崖墓围岩裂隙和牌坊
4、、阙断裂部位粘结加固的主要保护手段。因摩崖造像、崖墓与山体相连。其围岩裂隙大都富水，传统的加固材料如环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等具有粘度大、憎水、不能在水中很好地固化、塑性差等弊病。我院文物保护专家马家郁先生于1 9 8 1 年一1 9 8 3 年成功研制了一种以改性酮亚胺C H T 一2 5 1 为固化剂，D T A 、D M P 一3 0 促进剂的呋喃环氧树脂灌浆补强材料。该研究成果有效地降低了环氧浆液的粘度，提高了对微小裂隙的可灌性，成功解决了传统环氧树脂在潮湿( 饱水) 条件下难以固化的弊端，在有水条件下也可直接灌浆，其粘结强度为2 0 4 2 4 6 k g c m 2 ，大于砂岩
5、的抗拉强度，使围岩裂隙3 6 4 文物保护与科技考古 经灌浆补强处理后恢复整体性，另外，固化物韧性也得到了改善。大足北山1 3 6 号窟的加固保护就是该研究成果在保护工程中的应用典范，在1 ：程中采用声波探测技术对裂隙变形性、灌浆范围、灌浆效果进行了有效检测，结果表明：在有地下水活动的裂隙中灌入改性呋喃环氧树脂浆液加固围岩是成功的。该研究成果在1 3 6 窟加固保护工程中的成功应用充分证明了它的适用价值，直至今日，该材料还为野外石质文物的灌浆加固保护广泛应用。近些年在渠县汉阙、雅安高颐阙、平阳府君阙、隆昌石牌坊的保护中，由于这些石质雕刻品所处环境较为干燥，对其断裂、崩塌部位粘接加固时，采用以邻
6、苯二甲酸二丁酯为增韧剂的环氧树脂和丙烯酸酯类材料，并结合使用钢筋锚杆加固的方法对这些野外石质文物进行了有效保护。1 2 危岩加固和不稳定山体的加固保护山体滑坡、危岩坍塌是石窟寺、崖墓等野外石质文物常见病害之一。常用的保护方法有修筑护壁、挡墙、大型砌体、锚杆与锚索加固、化学灌浆或喷锚加同等。在危岩、山体加固保护前需进行稳性评价，目前用于稳性评价的主要手段是通过对岩体大小、开裂状况、坡面、地下水条件等各方面进行现场勘测，运用有限元法、稳定性计算、计算机模拟的方法对岩体和山体进行稳定性评估，根据危岩稳性计算结果和设计要求，计算挡墙、砌体的宽度和高度、锚杆所用钢筋的型号、锚杆数量、锚固长度、浆液配制比
7、等。在巴中南龛石窟危岩加固、广元千佛崖危岩加固、忠县石宝寨寨尾危岩治理工程中都采用了钢筋锚杆加固的方法山体裂隙则灌注水泥砂浆和化学浆液进行填充，达到粘结和防止锚杆锈蚀的目的。灌注浆液可用改性呋喃环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯等化学浆液和普通硅酸盐水泥，但由于山体裂隙发育，灌注的浆液量事；t 难以估算，加之环氧树脂等化学浆液成本较高，目前我省野外石质文物危岩治理工程大多使用普通硅酸盐水泥砂浆。在雅安高颐阙阙檐修复、邛崃石塔残损塔檐维修复原、珙县甍人悬棺维修加固保护中，通过测算复原块体的重量，根据钢筋的强度、刚度允许值，采用适当型号和数量的螺纹钢作为修复复原块体的承重悬臂梁，这项技术成本低、施工简便
8、、安全可靠，对阙、牌坊等纪念性建筑的保护具有很高的适用价值。2 野外石质文靳的防风化保护研究防风化保护是石质文物保护的重要组成部分，目前防风化保护主要分为两部分，一方面改善石质文物生存环境，尽量排除文物生存环境中的污染源，根除地表水、雨水、渗水对石质文物的侵蚀；另一方面进行封护加固。我国目前对防风化材料的使用是较为慎重的。目前用于封护加固的材料主要有丙烯酸酯类、硅酸酯、硅氧烷单体及聚合物、氟碳聚合物、P s 系列等，但还没有哪种材料能做到对各种环境条件、各种石质都能普遍应用，因此，防风化保护前对石质文物的环境，岩石矿物组成，岩石理化性质，风化类型及风化机理，风化深度，材料的加固性能、憎水性、透
9、气性、渗透性、耐候性进行全面分析测试是成功做好石质文物防风化保护的关键。经过多年的探索和试验，我院针对四J l 地区潮湿多雨的环境特征和四川地区石质文物多为泥质砂岩的特点，研制开发了以硅氧烷单体及聚合物为主剂的M s G 一8 石质文物防风化材料”，该研究成果曾获文化部科技成果三等奖，在大足宝顶石窟和巴中南龛石窟的防风化保护中运用，取得了良好效果。由于石质文物生存环境、岩石性质、风化形态等各方面的差异，同一种材料对不同环境条件和不同性质岩石的保护效果明显不同，比如硅酸酯和有机硅氧烷类材料主要是利用分子中氢氧基或烷氧基与岩石矿物颗粒中的活性氢氧基反应，联成硅氧烷键生成聚合物，因此，这类材料只用于
10、加固岩石矿物颗粒中含有活性氢氧基团的、多孔细粒的岩石和富含泥质的岩石如大多数砂岩、泥灰岩、砖、砖坯时效果较好，而对多数灰岩、大理岩、花岗岩的加固效四9 1 l 野外石质文物保护回顾3 6 5 果并不明显。并且在使用硅酸酯和硅氧烷类封护加固材料时，一定要注意外界环境的温度和湿度，其适宜温度为1 5 2 0 气，相对湿度大于6 0 ，使用后应采取一定的保湿措施，否则，加固材料渗入石材后会随溶剂的快速挥发向外逸出”，产生加固材料渗透深度降低和雕刻品表面色彩变深的不良后果。另外，由于这类材料为溶液型加固材料，它对粉化、酥碱型风化的加固效果较好，而对片状剥离、空鼓类型风化须配合使用其它加固材料。3 野外
11、石质文物的“水害”治理冰害”是破坏野外石质文物最主要、最严重的因素，危岩崩塌、岩石溶蚀、雕刻风化都与冰害”有着密切的关系。在治理野外石质文物“ 7 c 害”时，应结合现场情况，因势利导。主要措施是在石窟和崖墓顶部修筑排水沟，改变、疏导地表水流的流向和位置，切断水与洞窟、墓区的联系；在顶部铺设防渗层和裂隙灌浆，不让或少让地表水内渗；采取在文物区周边修筑排水沟，在适当渗水点钻孔打井或开挖隧洞等多种方法降低地下水位。治理摩崖造像、崖墓等与山体相连的石质文物的冰害”是一项复杂、系统的工程在治理前需对水源、给水面、分水岭、裂隙走向、裂隙发育状况等水文地质做出全面科学的分析论证。有时一项治水工程要历时多年
12、而且耗资巨大，比如大足宝顶卧佛渗水病害治理，早在上世纪6 0 年代就开始调查工作，并提出了几种治理的设计方案，由于周围环境的影响( 以一些居民、饭店等建筑物影响为主) ，加之方案不尽完善，直至1 9 9 7 年耗巨资将周围环境整治后，治理工作才有效实施，在整个过程中充分征求多方意见，总结以往的工作经验，采取了环境整治、圣迹池整治和防渗、开凿截水排水隧洞和截水明沟、大口径钻孔截断隧洞上部基岩裂隙水和上层滞水的方法进行综合整治，使卧佛渗水病害得到了很好的治理u 1 。由于水源和水活动复杂多变，有些经过整治后，效果较好。成都王建墓系一平地起拱的砖石建筑，全部使用楔形青砖叠砌成复拱，砖缝问仅用粘土作为
13、粘合填充材料，墓顶经多次盗窃后，墓体结构局部遭到破坏，加之墓顶自然下陷，形成一个1 4 2 4 x 1 5 x 1 , O m 的凹坑，凹坑淤积雨水只能沿砖缝向墓内渗漏，引起墓内异常潮湿，石刻风化加剧，经过防渗、排水、机械通风一系列综合治理后，完全解决了水渗漏的问题，有效地消除了慕内温度和相对湿度随季节波动大的不利因素，使墓内石刻生存在一个相对稳定的环境中。但有些经过阶段性治理后又可能出现新的问题，这必须不断改进和完善，比如安岳卧佛沟的卧佛，经接檐( 砼檐) 后虽然解决了雨水和地表水直接侵蚀的问题，但由于没有配合进行坡顶防渗排水、裂隙灌浆、环境整治等综合治理，导致接檐后卧佛腹部裂隙渗水比以前更
14、加严重，这就需要进一步勘测，查找原因，进行下一步的综合治理。为防止野外石质文物受雨水、地表水和风砂的直接侵蚀，修建保护性建筑、窟檐和顶棚也是经常采用的保护手段，比如广元皇泽寺摩崖造像，经过坡顶综合整治后，基本解决地表水和渗水的问题，但有些龛窟仍受雨水直接淋浸，根据这些龛窟的整体外貌修建窟檐，收到了很好的效果。采取修筑窟檐、防护罩、仿古构架等保护措施时，怎样做到和谐统一不改变文物的整体原貌，是设计工程的难题。广元千佛崖因受造像布局结构的局限，直至今日也难找到一个适宜的保护方案来解决雨水、阳光、风砂等自然因素对造像的直接侵蚀。参考文献：【1 王金华用于石刻艺术保护的化学合成物的现状文物保护与考古科学，2 0 0 1 ，1 3 ( 2 ) ：5 8 6 4【2 】王金华重庆大足卧佛渗水病害的治理文物保护与考古科学，1 9 9 9 ，1 1 ( 1 ) ：3 6 3 9
