宋常青/中国岩土文物领域权威专家称,包括洛阳龙门石窟在内的三大岩石雕像都受到风化和渗水作用的严重困扰。云冈石窟部分雕刻如同一张酥饼,手指轻轻一触,岩石的表面就像酥饼皮一样脱落。
2006年冬天,参观世界文化遗产----—山西云冈石窟的游客惊奇地发现,每当一下雪,就会有一些人站在石窟里,仰着头,聚精会神于石窟的顶部,好像寻找什么宝藏。有时候,他们还会在一个地方蹲上几个小时,手里拿着纸和笔,好像在记录着什么东西。“这是我们的工作人员在观察和记录石窟的渗水情况。”云冈石窟研究院保护中心副主任苑静虎笑着说,“去年冬天,我们最盼望的事情就是下雪了,因为,只要下雪,我们就能观测到石窟的渗水情况了。”
在这个冬天里,只要一下雪,云冈石窟保护中心的所有工作人员都全体出动,分别蹲守在21个有渗水记录的石窟里面,仔细记录每个石窟的渗水情况。“我们的记录详细到有几秒钟滴一滴水。”苑静虎介绍说。“包括山西云冈石窟、甘肃敦煌莫高窟、河南洛阳龙门石窟和重庆大足石刻在内的中国岩石雕像都在不同程度地受到风化和渗水作用的严重困扰。”中国岩土文物领域权威专家、中国文物研究所黄克忠高级工程师在接受记者专访时不无忧虑地说,“水与岩石长期而缓慢地相互作用是中国石窟艺术遭受破坏的主要原因。”
“云冈石窟,这位‘千岁老人’面临的最大敌人是来自自然界各种形式的水。”云冈石窟研究院保护中心副主任苑静虎对记者说。云冈石窟开凿于1500年以前,与敦煌莫高窟、洛阳龙门石窟并称为中国三大石刻艺术宝库。它依山开凿,东西绵延1公里左右,洞窟内塑有佛像5.1万余尊,最高的17米,最小的仅有几厘米,各类造像形象生动活泼,姿态飘逸俊秀。2001年12月,云冈石窟被联合国列入《世界文化遗产名录》。

石窟佛像因水侵蚀而面目全非
“在人为破坏和煤尘威胁后,风化成为目前困扰云冈石窟的主要病害。”苑静虎介绍,“通常洞窟北壁风化较重,其次是顶部。风化程度也各不相同,深度从2毫米到2厘米不等。”谈到云冈石窟的现状,苑静虎说,由于长期风化,许多雕像已经“面目全非”,有的石像脸部五官残缺,有的四肢脱落,上面留下被水侵蚀的印痕。而洞窟顶部的裂缝处也明显有渗水的痕迹。专家指出,五华洞洞窟之外的几根支撑石柱已经被风化得不一般齐整,有的柱顶已经和窟顶相互分离。
此外,第9、10窟和第12窟前列柱正越来越细,外壁雕刻已荡然无存。据有关部门统计,云冈石窟现有的45个主要洞窟中,有渗水记录的就有21个,其中尤其以五华洞被侵蚀得最为严重。“风化损坏最严重的东部、西部洞窟,石窟外壁的雕像与题记几乎风化殆尽,其中16窟至19窟外壁上原来密布千佛造像,现已无从辨认。石窟内各壁面近窟底2米的雕刻几乎全部风化损坏。许多石窟内的窟顶雕刻已呈板状剥落,局部窟顶岩石还有崩塌掉块的危险。”苑静虎介绍说。
“用手指触摸雕刻着石像的砂岩。砂岩已经被风化,如同一张酥饼,手指轻轻一触,岩石的表面就像酥饼皮一样脱落。”苑静虎介绍说。“渗水是造成石窟风化严重的主要原因。由于水与岩石长期而缓慢地相互作用,造成云冈石窟逐步被自然风化。”苑静虎在谈到云冈石窟风化的原因时对记者说。
由于云冈石窟的石雕大部分雕凿在长石石英砂岩上,岩石中的长石与水可发生下列化学反应:长石水解后,破坏了岩石结构,致使岩石的物理力学性质改变。岩石风化后残留一种白色絮状粉末物。“当水与岩石作用时,水中的离子便形成盐类结晶,从而造成岩石风化。”苑静虎介绍说。
“由于种种原因,近10多年来洞窟顶部渗水加剧,许多石窟内的雕刻受到侵蚀,风化、剥落严重。”苑静虎介绍说,“根据我们观察,西部洞窟受到的渗水威胁最大,共有13个渗水(包括各洞窟副窟),渗漏情况以33窟最为严重。该窟北壁龛内两尊佛像由于顶部渗水而全部浸湿,在雨季表现为龛顶部连续滴水,窟顶部东北角大面积潮湿;而在冬季,表现为沿窟及龛顶部裂隙悬挂冰柱,整体上渗水非常严重。其他洞窟渗漏情况较为轻微。”
找到渗水的源头成为治理石窟渗水问题首先需要做的工作,就像医生给病人治病一样,必须找到病根。从2006年冬天开始,苑静虎就带领保护中心的全体工作人员开始寻找渗水的根源。“光记录渗水就足足有一大厚本子。”苑静虎说,“有时候为了确定局部渗水,工作人员必须在有些地方浇水。”
通过几个月的观察,苑静虎发现威胁石窟安全的水主要有四个途径:窟顶渗水、空气凝结水、冲刷窟前的雨水和地下上升的毛细水。云冈周围存在大量煤矿,煤矿开采使地下水持续降低,目前地下水水位已经低于石窟地面10米左右,因而地下毛细水上升的威胁可暂不考虑。最后,工作人员认定大气降水是石窟地区的主要水源。
找到了威胁石窟的渗水根源,工作人员制定了“堵与排相结合”的防水工程的基本思路,以排水为主要治水手段,进行彻底的治水。今年4月起,工作人员选择了33、34两座石窟进行试点,采用了顶部护坡防渗处理、前立壁的加固封护等治理工程。
“到目前为止,我们成功地阻挡了90%以上的渗水。据工程后的观察,原来渗水的13个洞窟,现在只有33窟和34窟的北壁泥岩层仍有渗水,其顶部裂隙和龛内裂隙已经没有滴水及渗水现象,壁面上渗水痕迹自完全干燥后不再受到降雨的影响。这表明石窟顶部和前立壁不再有新的水源补给,证明本次工作的两项内容均成功完成。”苑静虎高兴地说。“这项实验的成功,为今后的防水工作积累了宝贵的经验。这使多年停滞不前的防水保护工作取得了突破性进展,为云冈石窟今后的保护工作闯出了一条新路。
记者了解到,除了治理大气降水外,空气凝结水的勘测实验和窟檐的勘察设计也相继展开。其中凝结水研究目前由中国地质大学进行,窟檐设计方案由建设综合勘察研究设计院等多家单位共同进行。“这样大规模的石质文物勘测、保护工程,在国内尚属首次,很多实验设备都是自主研发的。”苑静虎介绍。众多物理、化学、地质学科专家参与其中,多学科、量化研究的特点越来越明显。为了完善设计方案,设计方对石窟地区进行了系统的水文勘测,搜集了历年的气象资料。
据了解,通过专家评审的窟顶防渗设计方案共分窟顶排水、窟顶防渗、水土保持和绿化、防水效果监测系统、防水治理施工设计五部分。“其实这和我们普通建筑做防水是一样的道理。‘排与堵相结合’是我们的主要思路。”苑静虎说,“首先,我们要让雨水能够快速地排出,不让雨水渗入石窟。”工作人员将通过建立窟顶排水系统,使大气降水及下渗的水分尽可能迅速排出窟顶汇水区,减少大气降水在窟顶的停留时间。
“另外,做好窟顶的防水也是非常重要的。这就是对雨水进行有效的堵截。”苑静虎说。窟顶防渗部分将采用设置防水层的方式,对下渗水实施有效拦截,切断石窟渗水的补给途径。“也就是切断了石窟渗水的源头。”苑静虎介绍说。另外,在材料的使用上,这次在大部分地区将采用膨润土做防水毯,“因为膨润土有良好的透气性和柔性,非常有利于窟内的空气循环以及适应窟顶地面的不同坡度。”苑静虎介绍说。
“最后,对进行防水处理的窟顶区域,还要进行水土保持和绿化。这样,窟顶的土壤可以吸收大部分的大气降水,防止雨水直接渗入洞窟里。”苑静虎解释说。与云冈石窟的许多雕像已经“面目全非”的严重情况相比,河南洛阳的龙门石窟的现状也“惨不忍睹”。
“龙门石窟的雕像有80%受到风化的侵害,许多洞窟上方及周围的裂缝纵横交错。其中潜溪寺有25条,宾阳北、中、南三洞有36条,古阳洞有29条,奉先寺的药方洞也有7条。裂缝造成石窟围岩立壁及雕刻品出现滑动、剥落。”龙门石窟研究院石窟保护中心陈建平向记者描述了龙门石窟的现状。
“更为严重的是,雨水沿这些裂缝渗入洞中溶蚀石窟雕刻品,还在雕刻品表面形成钙质沉积物,进而覆盖了雕刻品。”陈建平介绍说。“由于龙门石窟的性质是石灰岩,石灰溶于水,使岩体紧致。”陈建平在解释龙门石窟渗水原因的时候说,“但是,石灰岩本身就存在许多裂缝,这在雕刻的时候比较好雕刻。但是,由于岩体存在裂缝,水就会由裂缝渗透到雕像,造成雕像的风化。”
“与云冈石窟和敦煌莫高窟相比,洛阳处于降水比较充沛的地区,所以,天然降水随着石灰岩的缝隙渗透到石窟,水溶蚀石窟雕刻品,还在雕刻品表面形成钙质沉积物,进而覆盖了雕刻品,对雕像产生危害。”陈建平介绍说。“另外,凝结水也对石窟中的雕像产生了一定的损害。”陈建平补充说。“与云冈石窟和敦煌莫高窟相比,龙门石窟还存在微生物对石窟雕像的危害。”
“为解决洞窟漏水问题,开始对石窟顶部植被加以控制,因为树木根系的蔓延会加速岩体裂隙的发育,且植被层中的硫酸盐和碳酸盐渗入洞窟,又加速了雕刻品的溶蚀和风化。”据陈建平介绍说,种树的方法不久也被证实并不科学。此外,保护者还在立壁顶部铺设防渗层、修筑排水沟渠;对洞窟外崖壁的裂隙,采取洞内封闭缝口,灌浆密封堵漏,取得了较好的效果。
“保护取得了显著成绩,但仍有许多难以解决的实际困难,例如岩体位移、洞窟漏水以及雕刻品表面风化等复杂病害尚未找到理想的保护办法;对以往的裂隙灌浆、钢筋铆杆加固、铺设防渗层等保护修复措施的耐久性调查和再处理等也是需要深入研究的课题。”陈建平在肯定成绩的同时,并不回避问题。
2002年,一项由联合国教科文卫组织援助龙门石窟保护项目科学正式启动。“这个项目主要是选择了三个受渗水危害比较严重的石窟来进行。”陈建平介绍说。据了解,这项工程主要采用顶部防渗层铺盖、帷幕灌浆、截排水暗沟等治理渗漏水的具体措施。“工程已经在8月10日,经过了国家文物局的专家组论证,即将在近期开始实施。”陈建平说。
“保护石窟是一项长期的工程,不是一代人能够解决的问题。”中国岩土文物领域权威专家、中国文物研究所黄克忠高级工程师说,“我们还没有找到治理石窟渗水的‘灵丹妙药’。”在我们将云冈石窟治理渗水的消息告诉他时,黄克忠高级工程师却表示怀疑。他在接受记者采访时说:“先不要高兴得太早,今天不渗水了,不能保证以后不渗水。”
黄克忠是中国岩土文物领域权威专家,今年已经69岁,退休前是中国文物研究所的高级工程师。40多年来,云冈石窟的45个主要洞窟中的51000余尊石雕造像在他的头脑中都能分辨清楚。“云冈石窟的岩石性质属于砂岩,这种岩石易于雕刻,但也易于风化。”黄克忠的地质学专业出身能够帮助他更好地保护云冈石窟。
“治理石窟渗水是一个国际难题。”黄克忠强调。长期的石窟保护经验让黄克忠对云冈石窟保护中心的工作人员取得的成果采取了冷静的态度。“治理石窟渗水是一个技术含量非常高的课题,它涉及地质、水利、物探、物理化学、环境、建筑、考古、历史等学科领域的综合问题,要解决它,牵涉的学科和科研人员会很多,可能需要更长的时间。”黄克忠介绍说。
据黄克忠介绍,作为云冈石窟防水工程目前的核心工作,窟顶防渗方案设计历经3年,经过3次专家集中论证会,终于在2004年6月8日,云冈石窟窟顶防渗工程勘察报告在北京通过。确定为以铺设膨润土防水毯为主要方式,分区、分期、分阶段实施。窟顶防渗治理、凝结水治理,以及防治窟前雨水冲刷的窟檐工程,成为“云冈石窟防水保护工程”的三项主要内容。
“当时会上实际上就确定了设计方案的许多细节,如要尽可能使用黏土、膨润土等传统材料,再也不能用现代的防水材料等。”黄克忠介绍说。“现在由于工程的资金还没有到位,防水工程还没有全面启动,怎么可能说已经取得了可喜的成果了?”黄克忠说。
参加龙门石窟保护修复工程的中国文物研究所李宏松在接受记者采访时指出,“石窟的保护有一个时效性的问题,一般对石窟做一次防渗水的处理,只能保证在10年左右的时间里起到一定的效果。上一次我们对龙门石窟做防渗工程是在上个世纪90年代,距离现在正好10年。”
“这主要和现在做防渗工程中使用的材料有关系。”李宏松强调说,“另外,做完防渗工程后能够保护多长的时间,还要和当地的环境、降水等自然条件有密切的联系。“在联合国教科文组织援助下,我们于2002年开始实施龙门石窟保护修复工程,重点进行石窟环境和石窟病害观测、风化劣化、浸水对策等试验,洞窟内外的气象观测系统与大气污染物连续监测自动系统共同构成了龙门石窟较为完善的环境监测框架,使龙门石窟保护的基础工作上了一个新的台阶。”李宏松介绍说。
据了解,2002年,中意两国政府在北京正式签署项目谅解备忘议定书,2004年学员们在中意双方专家的共同指导下,在龙门石窟“双窑洞”开展了前期调查、测绘、病害分析与样品检测、保护研究和修复工程等实践。“主要进行了清洗表面黑色污染物、局部黏结加固、出露裂隙的封堵、表面封护等环节措施,双窑洞的多种病害得到有效治理与控制。修复后整体色调协调一致,这是我国整体洞窟修复的第一次有益尝试,得到专家肯定和认同。”
在山西云冈石窟,美国盖蒂保护研究所早在1991年就与云冈石窟研究院联合对云冈石窟的所有雕像都做了全面的“体检”,并且做了防渗的处理。世界遗产中国敦煌莫高窟现存有壁画的洞窟存在着不同程度的病害,其中第85窟具有代表性,从1989年开始,敦煌研究院与美国盖蒂保护所展开合作,对其进行保护修复。历经十多年的修复、跟踪,目前其修复工作已接近尾声,今年将全部结束。敦煌研究院文物保护技术服务中心主任汪万福表示,该项目结束后,他们将继续对窟内环境进行检测,并对保护措施进行跟踪监测。
为保护这些充满东西方文化交流气息的壁画,敦煌研究院正在和日本研究机构及大学合作,商讨如何保护这些壁画的对策,并积极开展修复工作。敦煌研究院将从今年开始利用内视镜和超声波对所有壁画恶化情况进行调查。采取根本措施保护敦煌壁画已经迫在眉睫。
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