文物保护视域下天龙山石窟赋存岩体的病害治理

摘要：通过实地调查与查阅文献相结合的方法，本研究对天龙山半山腰的洞窟主区东、西峰崖体中下部区域赋存岩体存在的病害进行了调查分析，指出主要存在的问题为东西峰都存在裂隙、破碎带，东峰赋存岩体存在大面积风化凹腔现象，西峰局部有不协调补砌现象，针对病害问题提出了富有针对性的保护性建议，包括裂隙表面封堵、裂隙灌浆、支护治理、拉结筋式补砌。

关键词：天龙山石窟；岩体；石窟保护

天龙山石窟开凿于东魏、北齐、隋、唐、明多个朝代，包括位于天龙山半山腰的洞窟主区和位于山脚溪谷旁的千佛洞区两个区域，共计29座洞窟，500余尊造像。洞窟主区位于东峰和西峰陡峭的山腰之间，绵延500米。洞窟编号为自东向西排列。东峰有8个编号洞窟：第1窟至第8窟，第2窟和第3窟顶上还有4个未编号洞窟，实有12个洞窟。西峰有13个编号洞窟：第9窟至21窟，其中第9窟、第13窟属于摩崖龛像。千佛洞区位于天龙山脚下，自东向西排列，共有4个洞窟[1]。本文研究的范围为位于天龙山半山腰的洞窟主区，重点为洞窟主区东、西峰崖体中下部区域赋存岩体存在的病害及治理方法。

天龙山石窟经过漫长的历史岁月，在自然和人为不利因素的不断影响下，所依附的地质和环境载体产生了变化。天龙山石窟开凿在二叠纪天地层崖壁上，地质情况复杂，由于岩体上发育极佳的松树根系及长期风雨的侵蚀，天龙山石窟岩体龟裂破碎，文物地质病害十分严重[2]，既影响了石窟的完整性和美观性，又影响了石窟的安全性和稳定性。因此，对于天龙山石窟赋存岩体存在的病害开展调查与研究十分重要。

一、天龙山石窟赋存岩体存在的问题

通过在天龙山石窟区进行实地踏勘，以肉眼观察、相机拍照、仪器测量等方式对天龙山石窟赋存岩体的中下部进行调查分析，发现目前存在的主要病害有：裂隙、破碎带、不协调人工补砌和风化凹腔等。裂隙、破碎带在东西两峰均有广泛分布，而人工不协调补砌主要在西峰，风化凹腔则以东峰为主。

（一）裂隙、破碎带问题

西峰：沿西峰坡面从第9窟开始至第18窟，对天龙山石窟西峰中下部区域的岩体进行了调查，发现该区域出露裂隙共41条，以构造裂隙为主，倾向以北西方向为主，其次为南西方向。西峰中下部区域构造裂隙在风化作用和侵蚀作用[3]影响下大量发育，相互切割，使部分岩层的岩体呈破碎状态，形成破碎带。破碎带主要分布在17窟至18窟下方，沿坡面走向长度约49.70米，平均高度约2.96米，面积约为147.11平方米（图1）。

东峰：沿东峰坡面从东峰入口附近开始至第8窟，对东峰中下部区域进行了调查统计，发现区内出露裂隙共56条，以构造裂隙为主；其次为卸荷裂隙和层面裂隙，倾向以北西方向为主，再次为南西方向。东峰破碎带主要分布在东峰起点至8号窟下方，沿坡面走向长度约95米，平均高度约6米，面积约为570平方米（图2）。

（二）风化凹腔

通过调查，风化凹腔现象在东峰比较严重，主要分布在东峰入口处（图3）和第8窟西侧（图4）。东峰起点段风化凹腔沿坡面向南侧发育，全长约22米，凹腔深度在100～300毫米，平均高度0.5米，面积约10平方米；第8窟西侧段风化凹腔沿坡面向西北侧发育，全长约28 m，凹腔深度为100～400毫米，平均高度约1米，面积约20平方米。

（三）不协调补砌

西峰石窟区的人工补砌主要集中在第9窟至第13窟下方，补砌时间在20世纪80年代[4]，当时人工补砌采用钢筋混凝土立柱支撑，表面采用浆砌块石砌筑，对石窟的保护起到积极作用，但随着时间的推移和保护理念更趋科学化，部分修补材料及修补措施已不再那么恰当和协调。浆砌块石区域与石窟整体风貌極不协调（图5）。具体表现为：第9窟至第13窟下方现有钢筋混凝土立柱6根；第11窟至第13窟下方浆砌块石沿坡面走向长度约9.6米，墙高1.68～1.75米，上方岩体悬挑深43～620毫米；第9窟至第11窟下方浆砌块石沿坡面走向长度约5.2米，墙高为1.7～3.6米，外侧出露浆砌块石厚度在330～600毫米；其中第10窟区域存在一处列柱与下方浆砌块石相连接，连接处采用水泥加固，现状已开裂，开裂缝宽在2～5毫米。

二、石窟保护治理建议

（一）东峰、西峰赋存岩体破碎带治理

针对西峰破碎带，可采用裂隙表面封堵、裂隙灌浆进行黏结加固，裂隙表面封堵对象主要为西峰41条、东峰56条裂隙及清理松动岩块后出露的风化裂隙。风化裂隙仅进行裂隙表面封堵即可延缓其风化速度。裂隙表面封堵时，预留灌浆孔和排气孔，封堵完成后，进行裂隙灌浆。裂隙灌浆仅用于构造裂隙，裂隙灌浆加固能够改善工作对象的物理力学性质，提高破碎岩体的整体性，增强危岩体稳定性，并封堵充填，防止水流对岩土体的进一步侵蚀，优化岩土体稳定性能。东峰破碎带面积较大，若如西峰一样，对单个裂隙进行表面封缝和灌浆，则工作量巨大。因此对东峰破碎带进行整体治理，首先应对东峰坡面进行整形，清除表面已经松动的岩体和堆积物；坡面整形完成后，按梅花形布置注浆孔，进行压力注浆。注浆完成后，应采用暗埋式格构梁进行整体支护治理。

（二）西峰不协调人工补砌区治理

现西峰补砌区内砌体大多采用灌浆法或坐浆法施工，立面形状不规整，且补砌时间久远，表面风化严重，与周围岩体及建筑物景观不协调，重点是存在安全隐患。针对现状，笔者认为应拆除第10窟下方浆砌石砌体和第12号窟下方钢筋混凝土立柱。同时，应在第9窟至第13窟下方沿坡面，以墙内设置竖筋的方式补砌块石，补砌材料选择与周边岩体岩性相同的砂岩。此外，为了保证补砌体的稳定，并与崖壁紧密相接，应采用锚杆进行拉接。

（三）东峰赋存岩体风化凹腔治理

为了延缓风化凹腔内岩体风化速度，保证风化凹腔上部岩体稳定性，应对风化缺失部位进行补砌。补砌高度约为6米，长度约为60米，补砌厚度应以与崖壁齐平为准，设计补砌厚度为0.6～1.0米；由于补砌砌体高度和长度均较大，砌体内部设置纵筋，砌体底部设置排水孔，补砌石材采用与周边岩体岩性相同的砂岩。为了保证补砌体的稳定，并与崖壁紧密相接，具体实施过程中应采用拉结筋进行拉接。

三、结语

天龙山石窟是太原地区规模最大、雕刻最精的一座石窟寺[5]，为学术界所瞩目，也是我国一座重要的佛教石窟遗存，在我国石窟寺传播发展的路线和佛教艺术发展史上占据着重要的地位[6]。天龙山石窟东、西峰赋存岩体存在的裂隙、破碎带以及大面积风化凹腔问题，使得对其的保护尤为紧迫，可以通过裂隙表面封堵、裂隙灌浆、支护治理、拉结筋式补砌等手段进行科学保护。随着科学技术的日新月异以及人类文物保护意识的不断加强，未来天龙山石窟的保护将会不断深入，采用的修复方式将更加科学、更加细致。

作者简介

刘利小，1992年生，男，汉族，山西柳林人，文博助理馆员，山西大学文物与博物馆专业硕士，研究方向为文物保护。

参考文献

[1]连颖俊.天龙山石窟艺术[M].北京：外文出版社，2012：9-10.？

[2]任建光，黄继忠，王旭升.天龙山石窟工程地质特征研究[J].山西大同大学学报（自然科学），2012（6）：56-59.

[3]杨东东.天龙山石窟保护存在的问题与对策[J].山西科技，2017（3）：92-96.

[4]杨刚亮.天龙山石窟群现状调查与保护[J].石窟寺研究，2011（0）：356-361.

[5]李裕群，李钢.天龙山石窟[M].北京：科学出版社，2003：6.

[6]徐甜甜.天龙山北朝石窟艺术研究[D].太原：太原理工大学，2018.