安康香溪洞石窟群预防性保护方案探究

刘成　王璿　余腾飞　王颖

摘 要：陕西省安康市汉滨区香溪洞石窟群始建于唐代，因多雨内部环境潮湿，不仅存在严重的生物病害，还存在表面风化、裂隙、烟熏和水泥修补痕迹等病害。文章从预防性保护修复的角度出发，对香溪洞保护区的区域概况、地质水文、保存现状、病害调查和文化价值等方面进行阐述，对香溪洞石窟群的预防性保护方案进行探究。

关键词：香溪洞石窟群;病害形成机理;预防性保护

1 香溪洞石窟群概况与价值评估

保存现状：香溪洞石窟群位于安康市汉滨区城南4千米新城办事处香溪洞风景区内。据园内碑文记载，香溪洞石窟群始建于唐代，明、清和新中国成立后多次开凿、修葺。1990年4月6日，被陕西省人民政府公布为第一批省级风景名胜区。2014年6月9日，香溪洞石窟群被列为陕西省重点文物保护单位（图1）。

价值评估：香溪洞石窟群及周边古建构成陕南地区影响最广泛的道教文化圣地，表现出明清时期陕南地区的宗教、文化、建筑、石刻艺术和民俗文化，具有较高的历史研究价值、文化价值、艺术价值和旅游价值。

2 香溪洞石窟群区域概况

地层岩性：香溪洞石窟群出露地层为志留系下统，以越河大断裂为界，南部和北部在岩性、沉积厚度、变质程度等方面均有明显的差异。

不良地质现象：香溪洞石窟群的不良地质现象主要表现为石窟所在崖顶边坡上的崩塌发育。此外，很多岩体还存在坠落的危险。安康位于石泉—安康断裂带上，地震活动较为频繁，历史上曾发生地震60余次，震级多在4～6.5级，烈度5～8度。香溪洞石窟群地处岩石山坡，属于抗震的不利地段。

气象水文：香溪洞石窟群地属亚热带湿润季风气候，气候温和，雨量充沛，年均气温15摄氏度，垂直地域性气候明显，无霜期长。年降水量均值为799.3毫米，最低值为540.3毫米，最大值为1109.2毫米，六月下旬至九月为多雨季节。

3 香溪洞石窟主要病害类型及形成机理

香溪洞石窟群的主要病害类型有生物病害、内部潮湿、表面风化、水泥修补痕迹和岩石裂隙等，还有水锈结壳，人们长期的烧香、祭拜形成大量的烟熏痕迹，部分石碑、牌匾残缺破损，石窟内部的壁画发生表面颜料病害等。对其病害形成机理及影响因素分析如下：

①岩体稳定性分析。香溪洞石窟群岩石主要为片麻岩，通过Flac3D有限元进行数值模拟和工程地质方法可得出结论：目前石窟整体的赋存环境稳定，但局部垮塌可能性很大，垮塌和坠石对石窟文物和行人的安全威胁大。

②水的作用。香溪洞石窟群地属亚热带湿润季风气候，气候温和，雨量充沛，常年湿润多雨的气候造成吸水性较高的片麻岩膨胀开裂，从而造成水分对岩体的入侵。当雨水渗入裂隙后，会溶解大量的盐类，水分蒸发后盐类再次形成结晶产生膨胀力，导致裂隙不断扩大。产生剥落、起翘、空鼓等病害①。同时，潮湿多雨的环境也为微生物提供了温床，进一步破坏了石窟岩体。

③人为因素。除去岩石、水和生物因素，人为因素也对文物造成了一定的影响。瀛湖路从香溪洞石窟群景区前经过，瀛湖路为省道207的一部分，属于安康中心城市的西出入口，是一条重要的交通主干道，根据现场调查，该路来往车辆较多，车辆运行产生了大量的噪声和粉尘，加剧了文物本体表面的风化速度。

4 香溪洞石窟群预防性保护方案的探究

目前，我国在借鉴各国保护理念和经验并结合自身实际的基础上，已经基本形成了具有中国特色的文物保护理念。依照《中华人民共和国文物保护法》“保护为主，抢救第一，合理利用，加强管理”的方针，以充分的科学研究、考古发掘、考古调查为前提，做到有针对性的保护。与此同时，认真贯彻执行《地质灾害防治条例》（国务院第394号令），把地质灾害的防治和当地经济社会的可持续发展结合起来，从当地实际出发，尊重自然和社会发展的客观规律，最大限度地减少地质灾害造成的损失，促进人与地质环境相互协调。针对香溪洞石窟群的实际情况，制订预防性保护方案的具体实施计划。

石窟防排水工程：对渗水与冷凝水造成的石窟内潮湿病害，一方面在石窟顶部修建拦水墙引流雨水，减少渗漏;另一方面在窟室内布置吸湿机，降低冷凝水的产生。

拦水墙工程：拦水墙工程布置在石窟顶部，为防止雨水冲刷石窟，设置拦水墙将雨水引出石窟保护区。首先进行场地清理，其次采用静态破碎的方式，将拦水墙基础破碎至地面以下20厘米，最后对基础进行平整。之后采用浆砌片石进行砌筑，用M10水泥砂浆作为浆液进行砌筑。拦水墙迎水面设置高出崖体底部50厘米，埋入岩层20厘米，宽40厘米，设置总长度为140米，拦水墙每8～12米设置一道沉降缝，缝宽2厘米，填充沥青木板，施工时应分段破碎、分段施工。在拦水墙迎水面和地面50厘米的范围内采用P2防水砂浆抹面。为了确保拦水墙与石窟群整体环境风貌的协调，拦水墙依势而建，对外表面喷砂做旧，确保颜色、外观接近岩体，确保造型与整体山势协调统一。

排水管工程：在药王洞、纯阳洞、三茅洞、文昌洞、慈航洞、八仙洞与龙王洞石窟两侧布设排水孔，排水孔长度为20米，孔径11厘米，孔内放入PE管，外部用土工布包裹，目的是疏通、干燥石窟岩体内的地下水。排水孔材料采用外径为90毫米PE管，管壁钻梅花形外径为10毫米漏水孔（间距10厘米），PE管外渗水段采用无纺土工布包裹一层后，最后用铁丝将土工布包扎严实。

裂隙灌浆：对香溪洞各石窟群裂隙考虑采用灌浆的方式进行加固，进一步防止水分渗漏，增强崖体的整体性与稳定性。考虑到灌浆加固对文物安全的影响，本次方案裂缝灌浆不考虑压力灌浆，采用自重方式灌浆，由下向上分级灌浆，每级高度≥2米。通过灌浆增加危岩与母岩体的黏结力，堵塞地表水流通道，防止风化沿裂缝面迅速发展，提高危岩的稳定性。本次设计采用的灌浆材料为西安建筑科技大学生产的G型灌浆料与L型灌浆料，对于裂缝宽度小于10毫米的小裂缝采用G型灌浆料进行灌注，对于裂缝宽度大于等于10毫米的宽大裂缝采用L型灌浆料进行灌注。L型与G型灌浆料具有流动性好、早期强度高、结石石性好、固化浆体密实、耐高温、无毒无污染、不老化、耐久等特点。对石窟顶部发育的裂缝，应清理窟顶碎石或松散堆积物，并对窟顶病害再次进行排查，对于顶部贯通的裂缝采用G型或L型灌浆料进行重力灌漿，切实防止水分从顶部裂缝渗漏。

破碎岩体的清理与加固：对完全与母岩分离的危岩体活石进行人工清理，防止其垮落威胁游客的安全。施工时应先防护后施工，先清除表面浮石，然后针对危岩体进行二次破碎清理，边施工边监测，从上至下逐层清理。对影响危岩体稳定性的个别树木也要进行清理，伐树前将周围有碍砍伐作业的草丛和藤条清除。在施工时也要注意对岩体进行加固预防性保护，防止泥石流滑坡、地震等自然灾害造成岩体崩塌等事故。

水泥修补清理：凿去石窟周围的水泥和突出的颗粒至岩体表面平滑，用清水清洗干净，再用适宜浓度的草酸溶液或水泥清洗剂喷洒在石材上面。操作工人要带好橡胶手套，用高密度的海绵棒反复擦洗，待表面没有水泥修补痕迹后，用高一个等级强度的混合砂浆仔细强力填塞、捣实，再贴敷千枚岩，使修缮接近周围岩石的形貌。

生物病害灭活及清除：对于生物病害首先要清除现有的生物体，清除的方法包括物理清除与化学清除。物理清除的方法可考虑机械清除法、蒸汽清除法、激光清除法等。化学清除是使用化学药剂如乙醇、杀菌剂（MD）、岩石表面除藻剂（BY-401）等直接杀死附着在石质文物表面的苔藓、地衣及霉菌等生物，再用硬毛刷等将其去除，之后还要定期清理生物孢子、植物种子、虫卵等。在防治尺蠖等昆虫类方面继续坚持保护区“以防治成虫和蛹为主，同时注意防治防虫”等标本兼治的防治措施，利用集中扑杀、灯光诱杀、农药防治和天敌防治等方法进行有效防治①。

除湿工程：在药王洞、纯阳洞、三茅洞、文昌洞、慈航洞、八仙洞与龙王洞等窟室内各布置充电式风机一台，用来去除窟室内的水分，确保湿度恒定在最佳状态。

监测设计：鉴于石窟内潮湿现象较为严重，需对各石窟的温湿度进行监测布设，实时掌握石窟内部环境特征，及时做好保护工作。监测是预防性保护的基础。石窟属于遗址类文化遗产，因其不可移动的特点，所以环境监测的预防性保护就格外重要。通过监测可以及时发现劣化趋势，分析病害产生的原因，进而采取相应的防护措施，消除或遏制劣化的发生和发展。石窟监测包括区域环境监测、洞窟微环境监测、文物本体监测、崖体监测、游客监测等②。

文物防护措施：因本次的治理措施主要为裂隙灌浆、排水工程、危岩体清理等，该工程措施对文物本体存在一定的影响，为确保文物本体的安全，对文物本体采用无纺布加海绵和木板等材料进行防护，避免文物本体受损。

建立数据库：石窟群由于其露天保存的环境特点，在历经常年的日晒雨淋之后，势必会受到一定程度的风化溶蚀破坏，因此对其数据资料进行及时记录成为关键。在这方面我们可以学习借鉴龙门石窟。龙门石窟通过多学科交叉技术手段获取了基础研究数据，并建立数据库系统，将历史资料数字化处理后纳入数据库统一管理和利用，开拓了龙门石窟保护研究资料的信息化道路③。

5 结语

近年来，香溪洞石窟群由景区负责管理，鉴于景区的开发和吸引游客的目标，对香溪洞石窟群包括其他的文物进行了一定的维修，包括在石窟外增加一定的防雨設施、加固措施及道路修整等，之前的各项工程都效果良好。但目前香溪洞石窟依旧缺少科学、有效的防护措施，近年来自然因素频繁破坏，导致石窟所在岩体环境发生恶劣变化，各种病害规模不断扩大。由此可见，应尽早对香溪洞石窟采取保护措施。

此外，对于石窟文物的保护，不仅仅要从预防性保护的实践方面入手，还要培养文物保护管理人员、技术人员，开发出合理有效的石窟文物保护评价体系等④。通过预防性保护与人员培养手段双结合，才能防止石窟病害范围的进一步扩大，确保文物本体能够更好地传承下去，游客的安全也能得到保障。