試論天梯山石窟現狀及保護

[摘要]天梯山石窟是我國早期石窟藝術的代表，具有很高的研究價值和藝術價值。本文對天梯山石窟的自然環境、保護現狀和主要病害及其成因進行了分析，并提出搶救性保護、維修的對策。

[關鍵詞]天梯山石窟;保護現狀;保護對策

[中圖分類號]K879.29 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-3115(2010)16-0036-02

天梯山石窟亦稱涼州石窟，位于甘肅武威市城南約60公里的天梯山北麓。石窟始建于北涼沮渠蒙遜時期(412～439)，距今約1600年之久。石窟群開鑿在地勢猶如一只出水大龜的巖體上，窟群長130米，分上、中、下三層，最高距地面60米，現存洞窟18個。

一、石窟外部自然環境

天梯山石窟位于武威市涼州區張義盆地東邊緣，黃羊河水庫東岸，庫區出露的底層主要由中奧陶統車輪溝群變質砂巖和千枚巖組成，石窟群所在巖體為河湖相砂礫巖建造。窟區屬高寒半干旱氣候，年平均氣溫4.9℃，冬季寒冷，冰凍期長達五個月，年平均降水量159毫米。加之石窟群長年受到水庫的侵蝕，因此，很容易對石窟巖體構成風蝕、雨蝕和水蝕。另外，天梯山石窟位于西海固地震帶的西段，周圍地區的地震活動頻繁，嚴重影響了石窟的保護。

二、石窟保護現狀

由于受自然環境和人為破壞等因素的影響，加之兩次文物長途搬遷運輸，天梯山石窟的許多彩塑壁畫產生了病害，有些窟龕巖體風化和坍塌嚴重。第13號大佛窟因位置較低，窟前已修建擋水圍堰，1999年復原后對外開放，但目前仍存在著常年日曬雨淋、滲水侵蝕等問題。

三、石窟主要病害及成因

(一)地質病害

1.巖體風化、侵蝕

引起天梯山石窟巖體風化的因素很多，但對泥質膠結的砂礫巖體來說，最主要的因素是泥質膠結的結構被破壞。天梯山石窟所在地緊鄰黃羊河水庫，又是高寒地區，晝夜溫差大，溫、濕度變化大，很容易引起蒙脫石等粘土礦物吸水膨脹，失水收縮，導致砂巖的膠結狀態受到破壞，即砂巖風化。巖體中所含的可溶鹽也會隨石窟環境的濕度頻繁變化而反復結晶膨脹和溶解收縮，導致砂巖風化。

2.巖體坍塌

由于天梯山石窟洞窟的開鑿分上、中、下三層，洞窟缺乏支撐受力面，加之地震頻繁和庫水對巖體的沖刷、浸蝕，容易造成洞窟整體坍塌及窟群巖體大面積坍塌。

3.大佛窟圍堰壩滲漏

天梯山大佛窟圍堰壩始建于1992年，由于當時條件所限，修建時未對該壩體進行防滲設計和施工處理，曾出現壩體裂隙滲漏問題。雖于2005年進行過防滲處理，但處理不盡完善，仍嚴重威脅石窟安全。

4.沖溝發育

由于降雨量集中，山洪時有發生，且山體植被稀少，在雨水的沖刷下，沖溝發育易成熟，對洞窟造成了嚴重的威脅。

(二)壁畫病害

1.壁畫脫落

由于受潮濕空氣影響和風沙侵蝕，第13號大佛窟窟頂壁畫脫落，窟頂兩側的壁畫部分已翹起。搬遷文物中大部分壁畫顏料層、白粉層、地仗層內膠質老化，降低了粘接力，引起了顏料層和地仗層開裂、翹起脫落。

2.壁畫酥堿

由于兩次搬遷轉移，洞窟壁畫受外力和周圍空氣潮濕的影響，背面加固了一層厚厚的石膏，壁畫地仗中的可溶鹽以及天梯山石窟附著巖體中的可溶鹽隨水分遷移富積至地仗表層。當室內相對溫度增大時，可溶鹽溶解連同地仗層膨脹，當相對溫度變小時，可溶鹽結晶收縮，地仗和巖體中的鹽類有序而規則地運動，產生膨脹、收縮，再膨脹、再收縮現象，使壁畫地仗逐漸疏松，植物纖維糟朽，顏料層中的膠結材料老化，造成壁畫酥堿脫落。

3.壁畫層剝離、轉移

許多壁畫雖背面用石膏固定，但由于兩次長途搬遷、轉移，面積較大的壁畫搬遷轉移時受力不均，造成斷裂。還有一部分壁畫由于受溫、濕度和環境的影響，壁畫層自行脫落剝離，無法及時修復。

(三)彩塑病害

1.彩塑起甲

天梯山石窟彩塑起甲的情況主要有兩種:一種是顏料層收縮龜裂起甲。其原因是顏料層中加膠過多或顏料層中膠還未老化，但顏料層之下粉層中膠已老化失去作用，使粉層酥堿失膠。另一種是顏料層連同粉層整體起甲。主要原因是在可溶鹽作用下，細泥層酥堿、疏松，這樣粉層和細泥層失去粘結，導致顏料層連同粉層的雙層結合體一起從細泥層上翹起。

2.彩塑空鼓

彩塑空鼓主要是地仗層空鼓，即彩塑地仗層連同顏料層一起脫落石胎。主要原因是由于長期滲水作用，使泥質膠結的巖面疏松，導致石胎和地仗大面積分離而空鼓，這在13窟中最為嚴重。

3.彩塑脫落

彩塑脫落的情況有兩種:一種是地仗層與石胎脫離，由于滲水形成空鼓，受到較大震動時立即脫落。另一種是古代人們在繪畫或彩塑著色時，使用動物膠或植物膠，以使顏料層與地仗層結合。植物膠的主要成分為糖類，動物膠的主要成分是蛋白質，糖類是微生物的良好營養物質，蛋白質在堿酶的作用下，容易分解，這樣膠結物的膠體作用就會散失，顏料就以單個粒子形式附著在塑像泥層表面，這時它的結合方式是微弱分子間力，若輕輕一碰就會脫落。

四、石窟保護對策

(一)加固保護

1.巖體加固

一是對凹陷的崖體重新回填加固。目前小洞窟護坡工程已完成，對于護坡以上的崖體打眼，用錨桿加固，再用混凝土填充，其表面用粘土漿作舊，與崖體顏色一致。二是對崖體的裂縫采用錨固方法進行回固處理。先對崖體鉆孔，灌漿埋設錨桿，利用錨桿張力拉住裂隙，可防止危崖坍塌。三是對石窟做PS-C加固處理。

2.防滲加固

大佛窟的防滲加固處理，通過近幾年水利、文物專家的論證，《大佛窟防滲加固處理方案》已上報國家文物局，此項工程包括原拱壩前壩面防滲加固和壩基防滲處理。

3.沖溝整治

對沖溝發育的問題要從根本上進行治理，應在窟頂做排水溝，預埋排水設施，將水集中到影響不到洞窟的排洪溝內，在小洞窟棧道設計方案中設計防雨棚等設施。

(二)壁畫修復

1.空鼓修復

對壁畫的地仗層采用明膠乳液注入空鼓地仗層中，進行注漿回帖，將壁畫地仗層與石崖粘接在一起，然后再對地仗層空鼓邊緣進行加固，使其恢復原狀。

2.酥堿修復

對酥堿壁畫首先要清除表面塵土，然后用適當的膠結材料及工藝將酥堿層回帖，最后進行脫鹽處理。

3.起甲修復

根據敦煌研究院研究結果，1%～3%聚乙烯醇或1%～5%聚醋酸乙烯乳液這兩種粘合劑性能穩定，不易老化，比較適用修復起甲壁畫。

4.斷裂修復

對斷裂壁畫，先用木框把整塊壁畫固定好，然后在裂縫處進行膠結材料填充修補;若有石膏層斷裂，先在石膏層背面加固。對剝離壁畫先做新的地仗層，然后把剝離的壁畫拼接粘貼在地仗層上，再做好邊緣接縫處理。

(三)彩塑修復

1.起甲修復

由于彩塑起甲病害和壁畫起甲一樣，修復過程和原料相同。

2.空鼓、脫落修復

對彩塑空鼓、脫落的修復實際上就是修復地仗層空鼓、脫落的彩塑，采用15%的聚醋酸乙烯乳液與粘麥草調成泥，填塞空鼓邊沿，將彩塑地仗層與石胎或木胎相接。若面積不大，用注漿回帖的方法修復，將粘合劑從空鼓裂縫中注入，使其與石胎或木胎粘合。

3.斷裂修復

這主要是針對泥塑像。經過幾百年甚至上千年的歷史，木胎斷肢和麥草腐朽情況較多，根據實際病害，采用“脫胎換骨法”，按原來尺寸更換木胎、麥草，使其堅固。