北石窟寺巖體滲漏現狀分析研究

［摘要］北石窟寺是隴東地區一處規模最大的佛教寺院文化遺存，距今已有1500多年的歷史，現為全國重點文物保護單位。由于長年雨水的沖刷浸蝕崖面巖體，造成崖壁滲水、漏水，對石窟文物造成嚴重危害。北石窟寺保護面臨的主要問題：石窟崖壁滲水；崖體裂隙與危巖、危石的治理；窟龕潮濕，酥堿等病害滋生；石窟文物風化日趨嚴重。

［關鍵詞］北石窟寺；滲水漏水；文物危害

［中圖分類號］ｋ８７９．２ ［文獻標識碼］A ［文章編號］1005-3115（2012）12-0058-02

一、北石窟寺環境概況

北石窟寺位于甘肅東部富饒遼闊的隴東黃土高原的西側，蒲河和茹河交匯處東岸的覆鐘山崖壁上。受河水沖刷溝壑切割形成的覆鐘山，山頂坐標東經107°32＇00“，北緯35°36＇35”，低于董志塬，基座為白堊系砂巖，上覆黃土，因形似巨鐘而得名。其山四周為環山梯田，下為荒坡，植被良好。北石窟寺所在地屬中溫帶亞濕潤氣候，海拔高度1064～1083米，年平均降水量為561.5毫米，降雨集中在7～9月份，雨量為210多毫米；年平均相對濕度63％；年平均氣溫為9.9℃，年最高氣溫37.2℃，年最低氣溫－20.8℃，溫差58℃。年總日照時數平均為2400～2600小時，年日照率為55％，太陽年輻射總量每平方厘米為135千卡。

北石窟寺是隴東地區一處規模最大的佛教寺院文化遺存，創建于北魏永平二年（509），距今已有1500多年的歷史，現為全國重點文物保護單位。現存大小窟龕308個，石雕造像及彩塑2429尊，壁畫彩繪90平方米，石碑8通，陰刻和墨書題記152方，清代建筑遺跡3處，古建戲樓1座。

二、近幾年對石窟巖體滲漏調查情況

現存的308個窟龕全部分布在覆鐘山下高20米、南北長120米的崖面上。石窟洞窟漏水是主要病害之一，據日常觀察，石窟所在的巖體裂隙縱橫交錯貫通，每年的7～9月為雨季，洞窟嚴重滲水，開始由巖體頂部縱向裂隙滲入洞窟中的雨水出現，隨著時間的推延，水由遠近不同距離向洞窟的各種裂隙擴散，并在洞窟壁面的出漏點流出，滲流時間有的達數月，有的長年出現滲漏。北石窟寺的精華165窟西壁明窗上部在以前只是浮雕飛天上部有時在降雨量大的情況下出現局部滲漏，從2009年至今滲漏的面積逐漸增大，如在2010年的7月底，連續幾日降大雨，窟頂西坡浮雕飛天上部出現了漏水，造成窟頂滲濕面積為100厘米×60厘米。北坡的浮雕飛天處有滲水現象，滲水面積120厘米×70厘米。西坡的西北角浮雕處有滲水，滲水面積約為450厘米×220厘米。而且整個洞窟非常潮濕，濕度98%，長達20天左右，造像上及窟內鐵欄桿上掛有水珠，窟內水霧肉眼可見。西南角長年潮濕，造成造像風化嚴重。165窟棧道上部及南北兩側滲漏長達數月，而且棧道南側的崖壁目前酥堿嚴重，下雨時從165窟上部漏下的雨水直接流在門邊天王造像上，雨水中CI-、SO42-等離子及大氣中CO2、H2S等氣體濃度的增加，加劇了對造像的溶蝕。特別是一些能直接淋到雨水的窟龕風化破壞作用則日趨嚴重。

222窟的西壁及西南角滲漏非常嚴重，從2010年至今滲漏長達1年多，而且時常有水珠浮掛在壁面，窟內西壁甬道南側造像由于長時間受到滲水的浸蝕，上面的色彩大部分脫落，窟頂西北角時常有大小不異的巖塊墜落，曾經在2010年5～6月之間連續有重45.5公斤和110公斤的石塊落下。32窟整個洞窟出現滲水，最嚴重的是中心柱和窟內西壁。據我們觀察，造成32窟滲水的主要原因，可能是32窟正上面三臺有一水渠，而三臺地面防滲層因多年失修，在遇到下雨時水渠的水沿著縫隙滲到32窟的西壁和中心柱內，造成窟內長年滲漏。35窟整個窟長年滲漏，導致北壁造像酥堿、風化嚴重。而且雨水中的有害成分通過裂隙滲入到洞窟內，對碳酸鹽巖層產生溶蝕。溶蝕病害除直接破壞石窟藝術雕刻品外，還在石窟雕刻品表面產生碳酸鈣沉淀物，覆蓋雕刻品，使石窟藝術喪失其原有的價值。267窟西北壁中部及263窟西北壁，以及20、17、18、19、9、1、267、262、等窟龕及娘娘廟的西南壁都是常年在雨季過后出現滲漏。到第二年開春之時，造像及崖壁上出現無機鹽析出，造成崖面酥堿。由于崖壁長年潮濕，在潮濕地帶出現堆積物，內常有苔蘚、霉菌等各種病害滋長，嚴重損傷了文物。

236、237、218、219、220、215、228、227、222窟及西壁從2011年7月底出現滲漏而且非常嚴重，甚至227龕和219龕的局部有水珠懸掛。從外部觀察，滲流是從上部237窟頂部向南斜向滲流最后流向215龕，導致滲流如此嚴重的主要原因是在219龕和209龕之間有一縱向裂隙，此裂隙曾經在2004年進行過填充注漿，但現在重新出現問題，可能是受到2008年的地震和2011年7月18日下午的風暴雨加冰雹的影響，現在滲流面積很大，至今存在。

造成滲水漏水的主要原因是巖體內裂隙縱橫交錯及雨水的沖刷而形成的，因此，對巖體裂隙與危巖的治理及雨棚的修建極為關鍵。

三、對巖體裂隙的調查

裂隙的發育是造成石窟不穩定的自然因素之一，平時由于雨水沖刷崖壁，裂隙縱橫交錯，有些地方崖壁非常破碎，危巖普遍存在。北石窟寺整個巖體裂隙，縱向發育的危害嚴重的有6條，橫向發育1條。這些裂隙分布位置從北向南第一、第二條：娘娘廟上部巖體是水平紋理而且間隙松散，巖石破碎，并南側有兩條縱向裂隙貫通整個崖面，將崖面分割成三塊，致使 263、258、257、262等窟、龕滲漏。第三條：219窟和209窟之間有一條縱向發育裂隙，貫通整個崖面，致使222、219、209、218、215、220、237、58、59等窟、龕滲漏。222窟的門內南側，西壁上部滲漏極為嚴重，第四條：順111、102、107、104等窟龕縱向發育，致使94、90、88、89、93、95、96、97、98、109、107、110龕滲水。第五條：順29、32、70、37、38、20、278等窟、龕縱向發育，致使這些窟、龕常年滲漏，我們對此裂隙多次進行添堵維修，但未得到根本治理。第六條：在267窟北壁東側有一條南北走向縱向發育的裂隙，致使267、1、35窟長年滲漏。35窟整個洞窟風化、酥堿嚴重。第七條：165窟明窗頂部有一條南北發育橫向裂隙，貫通整個崖面。這些縱橫裂隙的發育，第一，嚴重的影響石窟巖體的穩定性；第二，直接造成窟內滲漏，加速石窟造像風化破壞作用。

四、滲水對巖體及文物的破壞

北石窟寺的巖石屬白堊系砂巖，通過物理、力學試驗，顯微鏡巖礦鑒定，發現這種巖石抗壓強度小，孔隙度大，吸水率大，抗風化能力弱。膠結物屬于在水中易分散的泥質。對泥質進行差熱分析、X射線衍射鑒定和掃描鏡鑒定，發現在膠結的泥質中的蒙脫石含量相對高。由于蒙脫石易吸水膨脹，并易崩散開，使得沙礫巖的膠結泥質受到破壞，導致砂礫巖風化。特別是一些能直接淋到雨水的窟、龕及一些有滲水洞窟，風化破壞作用則更嚴重。崖壁滲水對石窟文物造成嚴重的危害。如果長年雨水的沖刷浸蝕崖面巖體，就會形成洞穴和大小不同的溶孔、溶隙、溶槽，造成巖體立壁呈空架結構，溶孔、溶隙與原有的裂隙相互作用，破壞了巖體的完整性，對巖體穩定性產生不良的影響。

另外，長期的浸泡、潮濕，軟化崖面巖體，就會加速巖石及造像的風化崩解。我們對現在石窟文物風化現狀進行了一次調查，發現風化極其嚴重者，只留下造像痕跡，占整個窟、龕的7%左右；風化嚴重者，造像的頭、四肢已風化掉落，只留下身軀的輪廓，占整個窟、龕的23%左右。這些造像大部分暴露在外，無任何遮擋，長年風吹日曬。風化較嚴重者，造像身軀基本完好，但五官殘缺，四肢不全，占整個窟、龕的10%；風化輕微者，造像基本完好，只有手、指、腳、衣褶的棱角等局部風化掉落，占整個窟、龕的60%左右。1963年清理記錄的152條題記，經過不到40年的變化，已有幾十條題記風化消失，即使是尚存在的題記，也因局部風化掉落，漫漶不清，無法辨認。北石窟的風化速度是驚人的，巖體的滲漏對石窟文物風化起到促進作用，要減緩風化，首先是解決巖體滲漏問題。

有的窟、龕由于滲流可抵達洞窟直接造成文物損毀。滲水可導致崖面巖體中的鹽分發生溶解、遷移、表聚影響崖壁、雕塑、壁畫的酥堿破壞。由于水在滲流過程中對鹽酸鹽巖體的溶蝕，在出漏后水分蒸發、鈣質沉淀，洞壁及造像表面形成鈣質沉淀物，從而覆蓋了造像原貌，并使石窟文物喪失了原有的藝術價值。

五、治理方案

造成巖體不穩定，加速石窟文物風化速度，造成多種病害的滋生，都是由于水的問題而產生的。所以，水對文物的危害是北石窟寺亟待解決的問題。

（一）解決石窟崖壁滲漏

洞窟的漏水是雨水滲入通向地表的裂隙口，經洞頂的縱向裂隙或層理裂隙通道滲入洞窟，而這些裂隙相互交錯成網狀結構，要根治漏水，必須首先要阻止雨水滲入裂隙。其做法是首先清除洞頂蓄水效果好的松碎地表層，加施防滲層防止雨水滲入裂隙口，簡稱為“蓋排”，這一方法只能防止水由洞頂較近的裂隙口直接滲入洞內，對于由十幾米以外，乃至上百米的裂隙通道口這一滲水源，因環境及條件也不易找到源頭，就不能用蓋的方法解決，對此類滲入裂隙的水的治理采用化學灌漿堵止，簡稱為“堵”。因裂隙在巖體內互相連通，為防止被堵在巖體裂隙內的水改變通道另辟新路，從其他裂隙的洞窟壁面滲出，造成新的破壞，采取在不影響造像的前提下，在無造像的壁面鉆孔將水導出巖體之外。北石窟的地下水很豐富，為防止其對文物的影響，我們曾在2005年采用導出的方法，降低地下水位，這一方法的效果很明顯對文物起到保護作用。另外，對一些雨后漏水嚴重的洞窟，在其洞頂及立壁頂一定范圍內鋪設防滲層，修筑排水溝，減少雨后滲水量。及時維修長年失修水渠的防滲層。

（二）對崖體裂隙與危巖、危石的治理

防止巖體的崩塌，加強其穩定性，及時支頂危巖，封堵洞內裂隙，疏導縫內積水。我們曾經在2008年的7月對所有窟、龕內裂隙進行調查，總計有75條，其中有滲水現象的15條，對一些影響巖體穩定及滲水的裂隙、裂縫及小洞進行封堵，問題得到了緩解，但是從根本上還未根除。

（三）急需修建雨棚

北石窟除洞窟滲漏的病害之外，還有大量的窟、龕暴露在崖壁，一直受到雨水和環境的危害，許多造像風化、溶蝕日趨嚴重。對保護這些露天的窟龕，主要是斷絕雨水和漏水的浸蝕，改善文物的保存條件和環境，修建雨棚是亟待解決的問題。