内容摘要:大足石刻宝顶山大佛湾水害治理工程一期——卧佛渗水病害治理工作取得显著效果,不但解决了卧佛多年的渗水病害顽疾,因水诱发产生可溶盐病害、微生物侵蚀病害、污染病害等也大大缓解或彻底治理,消除了威胁卧佛长期保存的安全隐患。
关键词:大足石刻;宝顶山大佛湾水害治理
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历经两年多不断优化调整的艰辛施工,大足石刻宝顶山大佛湾水害治理工程(一期)竣工,并因“水害治理效果显著”“施工质量优良”,于2017年12月25日通过了由重庆市文物局组织的专家验收。
专家一致认为,工程确保了文物安全,达到预期效果,并充分肯定了该项目的成功实施在石窟寺及石刻类文物治水领域取得的重要突破,对其他同类项目实施具有重要参考价值。
大足宝顶卧佛治水的启示
黄克忠(中国文化遗产研究院教授级高级工程师)
当看到被水患长期困扰的大足宝顶卧佛被治愈,感慨良多。因为这是我几十年关注的地方,来之不易呀!
验收会现场考察
首先要回答的是卧佛治水的必要性。卧佛是宝顶大佛湾的核心区,价值高,也是游客必到照相留念之处。因此其保存的现状也是公众十分关注的。但长期以来卧佛文物本体病害严重,一直遭受渗水等侵蚀破坏。卧佛头、胸、腹部呈多种形态的渗水,造成苔藓及污染物丛生,形成脓包状斑点或黑色挂流。表面的色彩斑驳,片状剥落严重。旱季下部造像表面披上了厚厚一层白花花的盐分。观众看到的是病态的卧佛,已经到了非治理不可的程度。
其次,要了解前期的勘察研究工作是否到位。由于其复杂的地理环境和纵横交错的裂隙通道,使多次勘察工作越来越精细。卧佛处在大佛沟的源头,是上部近一平方公里汇水区的唯一泄水通道。大于1000立方米的圣迹池紧靠在卧佛顶部,泄水隧洞出口便是九龙浴太子,距卧佛头部仅10米。圣寿寺内的生活用水已渗入卧佛的脚部,还有附近的两棵大榕树,也成了入渗通道。所以,要求查明卧佛及其周边每一条裂隙的性质与走向,包括每一个软弱夹层含水性质,有无层间错动:泥岩层的隔水性能等等。直到施工勘察阶段,为了弄清渗水通道,施工单位又打了不少观测孔;对每个钻孔进行分层压水试验;典型地段做钻孔电视观测;还配合地质雷达、地质CT勘察技术、红外热成像仪、超声波、渗流途径的示踪试验等各种物探手段。其探查的精细程度,是以往少见的。
卧佛渗水治理的方案,早在上世纪60年代就提出过多次,但由于勘察不到位,没有把握。直到1985年以后,开始对圣迹池进行放水清污泥、池底裂缝封闭;靠卧佛侧筑防渗坝;拆除周边民居、饭馆及市场;改造圣寿寺、将生活污水用专管排离大佛湾等一系列措施后,为卧佛本体的渗水治理,打下了良好的基础。
从本次的设计到施工阶段,经历了多次的挑战和争论,真实地体现了动态设计、信息化施工的过程。在施工过程中,业主与设计、施工单位,能针对产生的问题认真研究讨论,仅汇总有正式记录的专家咨询意见就有14次之多。还与施工单位请来具有水利工程灌浆经验丰富的老工程师磋商,摆出不同观点。具有代表性的几次研讨或争议的内容有:关于渗水来源,有人提出不同意见认为圣迹池及输水隧洞仍可能渗水,软弱夹层受构造错动会产生层状渗水。经过进一步勘查证实,卧佛与圣迹池已没有水力联系,而层状渗水确与软弱夹层有关。有人怀疑在卧佛背后存在与卧佛平行的卸荷裂隙,它涉及到岩体的整体稳定性。经过施工勘察并部署试验研究课题,调查众多钻孔记录及岩芯,证明卧佛岩体整体是稳定的,仅有小范围的剥落风化。在灌浆过程中,又发现新的渗水点,担心是否会殃及千手观音及孔雀明王等区域,于是调整灌浆设计长度,灌浆压力及灌浆深度。形成灌浆帷幕后,仍有多处渗水时,及时调整渗水井位置并打水平钻孔将水疏出,体现出以疏导为主,截排结合的原则。
由卧佛治水,我们是否可以找出一些有启示的共识:
1.石窟摩崖石刻最主要的病害就是水患,它是所有病害的源头。保护工作应首先考虑是否有治水问题。但是由于治水的艰巨复杂性,需要精细勘察,针对性要强,施工队伍要专业可靠。尽管有合同完成的期限,但施工中遇到意外情况时,业主与施工单位不能为了赶进度而操之过急。设计者也要对不确定因素有预案,充分估计可能出现的问题。还不敢肯定是否会有反复。治好后遇到极端气候,还会漏水的情况都有可能发生。应怎么评价治水效果呢?我的看法是,竣工后,至少要有一年的考察期,渗水对文物本体已无危害,或者说已有80%~90%的成效,就可以验收。要做到滴水不漏,很难完成,也不是我们需要达到的。出现新的水害,再继续治理便是。几十年的治水实践告诉我们,石窟、摩崖造像的治水,往往需要多次治理,但要病害越来越少。
2.研究工作要贯穿保护工作的全过程。精细勘察中,就要有研究的内容,如灌浆材料的选择、试验;软弱夹层有无层间错动而形成透水通道等。这次施工中一些关键问题的决断,就是以研究的成果为依据。如理念上与实施过程证明,只有截水和排水的有机结合,才能发挥最佳的治水效果;重点对卧佛的地层岩性、构造特征及勘察与施工提供的相关技术参数,按不同工况进行了稳定性分析评估,证实了工程实施的有效性;在进行导水工程时,施工方能认真研究对排水效果产生影响的泄水孔及水平导水孔的开孔层位、角度、方向,穿过水平层理的数量及孔底位置的选择。因而取得了满意的治水效果。这次还从理论上首次提出灌浆压力的控制性指标,有效地指导了工程的实施。
3.这次的监测系统包括了地下水监测、文物表面渗漏水监测、振动监测、微环境监测等。采集的数据使用光缆和无线扩频技术结合传输,通过监测数据网络平台对数据整理分析,并开发出专用软件,使数据图像化。各项监测工作从始至终未间断过,不仅能有效地保障安全施工和检验施工质量,查找问题。还对下一期的治水工程,提供了依据。当然,水是最活跃的,不断变化的因素,竣工后还应不间断地监测,尤其要观察卧佛内部水的长期变化,以应对必要的措施。
4.业主单位与设计、施工、监理单位紧密合作,发扬团队精神,也是项目成功的重要因素。作为施工单位,由于是大型国企,具有严格的施工组织与管理能力。他们的项目经理与现场技术负责人都具有丰富的文物保护现场施工经验。而业主单位的负责人及委派的业务干部,对文物现状与病害十分熟悉,与施工方经常沟通、磋商并取得共识。还聘请专业的富有经验的专家团队,在关键时刻,进行现场检查、论证,为项目实施提出指导意见。由此,卧佛治水工程的实施没有对文物本体造成任何不良影响。
5.尽管这是一个成功的治水工程,但是还有不少工作要做,卧佛两端还要善后处理;毛细水和凝结水有待勘察研究,提出的治理方案,要与下一步卧佛本体的修复方案紧密结合。
最后,借用这次机会,也简要说说有关应用基础理论研究问题。文化遗产保护应用学科正在向微观和宏观两个方面延伸,从层次、过程结构和功能多方面揭示规律,转化为进一步研究的方法论;涉及各门学科的研究需要紧密配合,由所面临的问题或对象来形成文化遗产保护学科,它具有综合性特点,要以问题的突出性和迫切性来重点找有关学科解决。计算机信息处理技术已广泛渗透到我们各个领域,这就要求我们把自然科学技术和人文科学知识结合成一个创造性的综合体。我们的思维方式也要从绝对走向相对,从单义性走向多义性,从精确走向模糊,从分析方法走向系统方法,从时空分离走向时空统一。
文化遗产保护应用基础研究应包括:探索遗产保护的基本规律、理论和方法,拓展文化遗产的认知手段和范围。要研究环境、时间因素,各种物理、化学、生物等因素对遗产本体的作用机理和规律,不可逆的自然劣变现象;利用现代的仪器设备和检测方法对文物的材质、表层、内部结构、构造特性进行研究,来判断文化遗产的信息与价值;研究文化遗产最佳的保存环境,以指导文物的保存和管理;保护修复所需要的材料,保护修复技术的研究,排除劣化的原因,使其保持现状或重现原有的状态;探索、发现各类文物保护的特有规律,进一步提出解决各种难题的方向及方法等。
应用基础研究的理论与实验研究工作,还有待大家关注和投入精力。就有关石窟治水方面,我想到的有:导致岩体内部微观结构及力学参数劣化的水岩物理、化学和力学作用研究;凝结水对石窟岩体的溶蚀作用;砂岩冻融损伤机制的理论分析和试验验证;文物保护材料高功能化、涡性能化、复合化和智能化的方向,如何逐步形成具有中国特色的材料体系;定向控制灌浆技术的研究等等。
不忘初心 方显成效
大足石刻是中国石窟艺术的重要组成部分,也是世界石窟艺术中公元9世纪末至13世纪中叶期间最为壮丽辉煌的一页。1999年,以北山、宝顶山、南山等为代表的“五山”石刻,被列入《世界遗产名录》。大足宝顶山摩崖造像建造于南宋淳熙至淳佑年间(1174年-1252年),是大足僧人赵智凤主持营造的一座摩崖造像近万、以大小佛湾为中心的大型石窟寺。大佛湾为宝顶山摩崖造像集中区域,佳作迭出,其中释迦牟尼涅槃图(俗称“卧佛”)、千手观音、圆觉洞等是其代表,卧佛造像雕刻一身右胁而卧的释迦牟尼佛,长达31米,整龛造像气势宏伟,布局严谨,虚实相间,颇多新意,宛如连环画,为中国石窟艺术史所罕见。
坑道
崖顶灌缝
勘察过程中卧佛头部渗水
勘察过程中卧佛胸部渗水
勘察过程中卧佛腹部渗水
勘察过程中卧佛腿部渗水
宝顶山大佛湾石刻造像是长期暴露在高温高湿、降雨丰沛环境条件下的文化遗存,在水、干湿变化、温差变化、大气污染、人类活动等因素作用下,极易发生成分、结构的变化。在现阶段表现出的病害中,水害问题最为严重,不仅侵蚀破坏石刻岩体,滋生微生物,更是加剧石雕刻品劣变、风化的重要影响因素。从二十世纪50年代到二十一世纪初,一直采用多方法、多措施和重复性的治理,治理项目达数十项,但治理项目大多是分散性的,其规模与范围均小。这些不完整系统的防治,减少了半个世纪以来大量水的直接危害,为完好保存宝顶山摩崖造像大佛湾区域石刻造像起到了积极重要的作用;这些治理措施,也表明不可移动文物持续较好的保存,需要不断采取保护措施,只有随着时代的进步,认识能力的提升,抓住有利时机,充分利用有利条件,作出既符合历史,又应用当代科学的保护方案和技术措施,才能解决不断变化和反复产生的新老问题。







