麦积山石窟空鼓壁画的修复

岳永强　王通玲　付文伟

摘要：空鼓病害是麦积山石窟壁画最为普遍且最为严重的病害之一。麦积山石窟现存洞窟编号221个，保存有壁画的洞窟仅120个，其中70%的洞窟存在壁画空鼓病害，且部分洞窟壁画空鼓病害较为严重。文章总结了麦积山石窟壁画的制作材料、结构及工艺方面的特点，对造成石窟壁画空鼓的环境因素和人为因素进行了分析，并在此基础上，详细阐述了空鼓壁画的修复方法和工艺。关键词：麦积山石窟壁画；空鼓病害；制作工艺；保护修复

在麦积山石窟现存221个洞窟中，目前保存有壁画的洞窟仅120个。其中较为重要的北朝晚期部分洞窟中，一些经变画和本生故事画保存相对完整，尤其是第26、27、127、135等窟的大型经变画，如西方净土变、维摩变、涅槃变、法华变等是国内石窟现存最早最为完整的大型经变画，对研究中国经变画的发展演变具有十分重要的价值。但是由于壁画本身的脆弱性及所处环境的特殊性，70%的洞窟存在壁画空鼓病害且病害较为严重，部分壁画有脱落的危险，因此对这些壁画的保护修复刻不容缓。

一、麦积山石窟壁画制作材料、结构及工艺

根据结构分析，麦积山石窟壁画的地仗一般为三层，即粗泥层、细泥层和白粉层。粗泥层的厚度不是很均匀，有的壁画只有0.5厘米，而有的可以达到5厘米，这是因为开凿洞窟的崖面不平整，需要找平而造成的。粗泥是用较粗的粉沙土掺加麦草做成，也有掺加麦衣的。细泥层厚度一般在0.3～0.5厘米，是用较细的粉沙土掺加麻或棉做成。白粉层就是在细泥层上涂刷一层石灰、石膏，便于绘画，一般厚0.01～0.02厘米。也有部分洞窟的壁画没有做粗泥层，如第3窟壁画。地仗含沙量较高，基本上都在70%左右。

在土中加麦草、麻、棉的这种做法叫土中加筋法，主要用于改善土层的性能，广泛流行于中国历史上北方的生土建筑中。麦积山石窟壁画的制作工艺就是借鉴了这种方法。制作粗泥层时，土中加麦草是为了提高地仗与洞窟岩体之间的黏结力及泥层自身的强度。制作细泥层时，土中加麻、棉是为了改善土体的水理性质，防止泥层成型后快速风干失水而干裂。

麦积山石窟的壁画全部绘制于洞窟崖面之上，其制作工序一般为：先整平已开凿好的洞窟崖面，根据崖面的平整度上粗泥，等粗泥稍干，再在粗泥层之上敷细泥，在细泥层上涂刷一层石灰、石膏等作为白粉层，最后绘制壁画。因壁画制作年代不同，选用材料和制作工艺也有所差异。如第74窟、78窟、127窟的壁画，采用的是崖体表面凿小孔插木橛子挂粗泥的制作方法，更有利于壁画的长久保存。第74窟壁画的制作，首先在洞窟崖面凿出一定数量的小孔，彼此间的距离大约在20～30厘米之间。小孔口大里小，均斜向下开凿，与壁面成20～30度角，小孔口径最大5×6厘米，最小3×4厘米，深约4～6厘米，小孔插木橛子。有的木橛子明显是用钝器砸入，因外露的木橛子尾部呈分散状；有的木橛子是方形木块直接插入，然后使用木契固定。木橛子使用的木质密度大，当地人称为硬杂木。最后上粗泥、细泥制作地仗层，地仗层完全覆盖木橛子，在壁画完好的部位并不能发现这种工艺的痕迹，但在空鼓壁画处此工艺显而易见。第74窟壁画地仗中还夹杂有斜45度角的竹木片，竹木片的两头各用麻绳绑在木橛子上。木橛子和竹木片都是包裹在壁画地仗中的，木橛子露出崖体的长度不超过2厘米。针对空鼓壁画严重的洞窟采用的锚杆挂麻技术就是脱胎于这种制作工艺。

二、麦积山石窟壁画的空鼓

空鼓是指壁画地仗层与支撑体（墙体、岩体或其他）问由于黏结性能丧失或减弱，导致地仗层局部脱离支撑体，但脱离部分的周边仍与支撑体连接的现象。它通常发生在地仗层与地仗层之间或者地仗层与支撑体之间。空鼓严重时有外力或震动，甚至壁画自身的重量都有可能造成壁画大面积的脱落。传统上仅凭肉眼观察及富有经验的保护修复人员用指背轻敲壁面，通过辨别音质来判断此处壁画是否存在空鼓。

空鼓病害是麦积山石窟壁画最为普遍且最为严重的病害之一。一般地仗层较厚的壁画空鼓都较为严重，壁画离开支撑体最高可达8厘米，且表面多有小孔}同，存在脱落的危险。另外，麦积山石窟的洞窟有大规模的重修、重绘现象。据统计，有后代重修痕迹的洞窟高达61个。因此，重层壁画空鼓也较为严重，尤以第4窟为代表。

三、麦积山石窟壁画空鼓的原因分析

1.赋存环境的影响

麦积山地区属温润山区气候，年平均相对湿度66%，且日变化大，尤其在雨季时湿度经常可达80%以上。在一定温度下，湿度增高，壁画地仗中含水量增大，表现为吸湿；湿度降低，壁画地仗中含水量减少，表现为解吸。如此产生高湿时壁画地仗材料发生膨胀、低湿时发生收缩的反复机械作用。因此，湿度的变化直接引起壁画地仗材料结构的改变并导致其性质发生变化。同时壁画中的可溶性盐随外界湿度变化总是处在溶解结晶再溶解再结晶的不断反复过程中，造成壁画易发生空鼓、酥碱等病害。还有麦积山石窟壁画地仗中含沙量较高，一般都在70%左右，起胶结作用的土较少，在高湿度的环境条件下，地仗易流失。

2.崖体易风化

麦积山石窟的崖体由下第三系紫红色砂砾岩组成。岩性为砾岩、砂砾岩夹有薄层含砾泥岩等。含砾泥岩在崖体中以透镜状和夹层出现，穿过石窟部位的有三层，每层厚0.1～2.1米，泥岩含砂砾量大，黏性小。麦积山石窟砂砾岩主要以泥质胶结，胶结程度差，尤其泥质胶结物中含有较多的蒙脱石，蒙脱石遇水容易膨胀，膨胀后体积比原来增大8～10倍，这是由于蒙脱石和水分以某种特别强的亲和力结合，水分能渗入到蒙脱石的结构和结构层之间，形成层间水，使晶格发生膨胀，因此麦积山石窟崖体易风化。

3.地震的影响

麦积山石窟位于我国地震活动最频繁的地区之一天水地震带内。据史书记载，唐开元二十二年（公元734年），秦州地区发生7.0级地震，麦积山石窟山体受到严重破坏，崖面中部多个洞窟被震毁，使整个窟群被分为东西两个区域。从公元前780年以来，麦积山石窟附近先后发生5级地震28次，6级地震8次，7级地震4次，8级地震1次。7级以上地震包括公元143年甘谷7.0级地震、公元734年天水7.0地震和公元1654年天水南8.0级地震等。最近一次对麦积山石窟造成较大影响的地震是2008年5月12日的汶川8.0级大地震，此次地震对麦积山石窟山顶合利塔造成了较大的影响，舍利塔多处出现裂缝，局部有坍塌危险。

4.有害生物造成的影响

麦积山石窟因为处于秦岭山脉的群山之中，动、植物物种较为丰富。目前，仍旧活动在石窟上的有害生物有松鼠、燕子、木蜂、椿科（俗称臭虫）等。麦积山石窟壁画空鼓的一个重要特征就是空鼓壁画中间有大量的小孔洞存在，这些小孔洞很可能就是生物活动造成的。研究表明，土壤中含有种类繁多、极其丰富的真菌类、放线菌类、原生物群，如细菌类生物及部分藻类等。这些微生物有独特本领，就是可用其分泌出来的生物酶，将动物食物中所含的淀粉、脂肪、蛋白质和维生素，加速水解成易被自身消化吸收的简单化合物。因此，洞窟上活动的某些生物存在喜好吃土或因身体需要而食土的特点。如鼠类动物，因其牙齿持续处于生长状态，其喜用木材类等材料磨牙。此外，土中还含有多种金属盐类，像碳酸钙、氯化镁、碳酸钠、磷酸盐等。这些盐类对动物体的生长发育，疾病防治有好处。解放前的麦积山石窟曾长期处于无人看管的状态，所有}同窟没有门窗保护，有害物种可以在洞窟内自由活动，造成了麦积山石窟壁画的多孔洞性空鼓。

四、麦积山石窟空鼓壁画的修复

结合麦积山石窟壁画空鼓的程度、空鼓的不同表现形式，麦积山石窟空鼓壁画的修复，主要采用灌浆回贴加固，同时辅以锚杆挂麻技术，对空鼓特别严重的壁画还要采用填泥的修复方法。就是选择与壁画制作材料兼容性好的填充材料和主剂（即黏结材料）作为浆液，然后使壁画地仗、浆液和支撑体三者很好的结合，进而提高地仗与支撑体（岩体）之间的黏结力，增强壁画的整体稳定性。

麦积山石窟灌浆材料以麦积山周边黄土为填充料，以丙烯酸乳液和有机硅丙烯酸乳液的混合液为主剂。锚杆挂麻用的木质锚杆使用直径15毫米，长约150毫米的硬杂木，木质锚杆、锚杆上挂的麻都经过化学防虫、防腐处理，确保木质锚杆和麻的耐久性。

为了防止灌浆时压力过大而损坏壁画，一般采用人工常压灌浆的方法。针对一般的空鼓壁画，我们时常采用除尘、钻注浆孔、埋设注浆管、支顶壁板、灌浆、回压支顶、封堵注浆孔等工艺流程，但是对于空鼓特别严重的壁画，我们时常采用如下工艺流程：

①除尘及清理壁画空鼓部位的杂物

使用吸耳球、镊子等工具，清理壁画空鼓部位的杂物，尤其是空鼓壁画地仗层与支撑体连接部位。尽可能借助图像仪器观察壁画空鼓处的详细情况。

②确定锚固孔的位置及数量

根据壁画空鼓程度、范围及空鼓壁画上小孔洞的位置确定锚固孔的位置和数量，多借助壁画上的小孔}同、裂缝等位置开设锚固孔及灌浆孔。锚固孔的分布尽量呈三角形。

③开设锚固孔

使用小型冲击钻开设锚固孔，锚固孔比锚杆的直径稍大，开设锚固孔之前对壁画先进行支护，防止使用冲击钻的震动造成壁画脱落。锚固孔与壁面要稍有一定的角度，不能垂直于壁面。如立面，斜向上与壁面成30度角。

④插入缠绕有长麻的锚杆

把缠绕有长麻的锚杆钉入锚固孔内，锚杆外露部分稍低于壁画地仗层，长麻长度约20～30厘米，然后把长麻均匀分散到空鼓壁画内，长麻最好呈扇形分布。实践证明，锚杆挂麻控制的壁画空鼓面积为锚杆向下半径为20～30厘米的区域。

⑤借助空鼓壁画上小孔洞进行灌浆

灌浆时从下向上进行，根据空鼓壁画的范围借助小孔洞进行灌浆，灌浆前对部分小孔洞、裂缝进行填泥封堵，以防灌浆时小孔洞、裂缝等部位漏浆、流浆，造成壁画画面的污染。同时灌浆时做好空鼓壁画的防护工作，因为空鼓壁画灌浆时会产生较大的向外压力，因此注浆之前必须先用壁板支顶壁画，支顶的范围等同于将要灌浆的空鼓壁画的面积。浆液为已脱盐的细黏土加3%的丙烯酸乳液和有机硅丙烯酸乳液的混合液调制而成，水灰比控制在0.55：1～0.65：1。灌浆时分几次逐渐灌注，其原则是待前次灌注的浆液初凝后，间隔一定时间之后方可进行下次灌浆。浆液凝固时，锚杆上挂的长麻就会凝固在浆液里面，对灌浆部位就会起到很好的拉固作用，且随着灌浆的进行，用支护板对壁画进行轻轻的挤压就可以使地仗层与浆液之间、浆液与支撑体之间更好的结合，使浆液黏结地仗层与支撑体，从而起到加固空鼓壁画的作用。

⑥脱盐

灌浆完成后，要对灌浆部位进行脱盐。壁画空鼓严重，灌浆量较大，浆液从初凝到最后完全干燥，浆液里面的水分要通过地仗层挥发出来，在浆液里面的水分挥发出来的过程中，壁画地仗层和支撑体中的可溶盐可以随高湿气态水迁移富集在壁画地仗层的表面，因此我们必须对其进行脱盐。我们借助支顶壁板进行脱盐，壁板上先铺垫一层厚约1厘米的海绵，海绵上再铺垫X～60（纯木浆与无纺布交织在一起制作成的高吸水性材料），最后再铺垫棉纸制成脱盐垫，快速并尽可能多的将水和可溶盐吸附到脱盐垫上，脱盐垫要比灌浆区域大出约30～40厘米，防止水分向灌浆区域外围扩散。刚开始时，需要每隔2个小时更换一次脱盐垫，随着壁画的逐渐干燥，更换脱盐垫的时间间隔拉长，直至壁画完全干燥。

⑦锚固部位、注浆孔、裂隙的修补

使用调制好的泥浆对锚固部位、注浆孔、裂隙进行填补，填补时应分几次填补，每次填补应有一定的间隔时间，间隔时间长短以前一次填补的泥浆基本凝固后再进行下一次填补，最后填补到距离壁画颜料层1～2毫米处，并做旧，使填补处与壁画整体统一协调。

需要注意的是，锚杆挂麻工艺使用必须谨慎，因为木质、麻遇水易膨胀，所以需使用锚杆挂麻工艺加固的空鼓壁画所处洞窟必须要干燥。而且根据“最小干预”、“不改变文物原状”、“可再处理”等原则，有的洞窟并没使用木橛子挂泥的方法制作壁画，必须使用锚杆挂麻技术时要做到用最少的锚杆控制最大面积的空鼓壁画，最大可能减少锚杆数量。

（责任编辑：张双敏）