龍門石窟萬佛洞至奉先寺北段滲漏水成因分析及綜合防治措施研究

內容摘要：龍門石窟的萬佛洞至奉先寺北段因為降水隨裂隙和節理進入洞窟，滲漏水狀況十分嚴重。本文在對該區段滲漏水狀況長期調查、分析研究基礎上，針對該區段的滲漏水病害，提出“防、排、截、堵、導”等綜合措施。

關鍵詞：龍門石窟；滲漏水；治理；研究

中圖分類號：K854.3 文獻標識碼：A 文章編號：1000-4106(2007)05-0036-03

龍門石窟自北魏開鑿至今，已有1500多年的歷史。由于地質營力的不斷作用以及人為因素的影響和破壞，一直存在著滲水、風化和溶蝕等多種病害。其中洞窟滲漏水是危害石窟安全的最主要病害之一，所以對洞窟滲漏水的治理是龍門石窟文物保護的基礎和前提。

萬佛洞至奉先寺北段位于龍門石窟西山中部，分布有萬佛洞、蓮花洞等重要洞窟，是龍門石窟洞窟滲漏水現象較嚴重的區段之一。本文根據近幾年對該段滲漏水病害狀況的調查，初步分析了滲漏水成因，提出了綜合防治對策。

一 石窟地質環境

萬佛洞至奉先寺北段位于龍門石窟西山中部，滑塌區南側，屬伊河Ⅱ級階地。此段全長155m。窟龕雕刻十分密集，現存大小洞窟779個，分布在直立的高18-20m的崖壁上。崖頂地勢比較平坦，中部被一侵蝕溶洞切割，形成南北兩部分平臺。崖頂積土0.5-1.0m。平臺往上為坡度37°-40°的山坡，山頂分水嶺標高248.9m(圖版3)。

洞窟賦存的巖體為灰色深灰色中厚層夾薄層鮞狀白云石化灰巖。巖體中發育一組緩傾層面裂隙和兩組陡傾構造裂隙。構造裂隙一組與崖壁近于平行，一組與崖壁近于垂直。這些裂隙互相交錯構成本區段的滲水連通網絡。

二 區段滲漏水特征及滲水機制

1、滲漏水現象及特征

通過泉水和地下水位調查可知，萬佛洞至奉先寺北段泉水和地下水位均低于區段底層洞窟，主要洞窟位于穩定的地下水位之上，所以該區域滲漏水的主要水源是大氣降水。表1給出了洞窟滲漏水的主要特征。圖版4—圖版6為該區段局部的滲漏水現狀。

2、滲水機理

此地段地層屬寒武系張夏組中厚層白云巖化花斑狀鮞粒灰巖和薄層泥質條帶灰巖，石質堅硬致密，滲透性極差。雖然巖石本身不透水，但區段發育有層面裂隙、卸荷裂隙、風化微裂隙和近南北向、近東西向兩組構造裂隙，這些裂隙相互交叉切割，形成空間格子狀滲水網絡，是良好的滲漏水通道。該區段洞窟如萬佛洞、蓮花洞等頂壁較薄，卸荷裂隙沿崖壁邊坡發育，垂直切割洞窟和層面裂隙，為降雨入滲提供了滲透途徑。其中的層面裂隙和卸荷裂隙是造成洞窟滲漏水的主要原因。

龍門石窟的洞窟滲漏水現象根據滲漏持續時間的不同，可分為暫時性滲水和中長期滲水，萬佛洞至奉先寺北段主要以暫時性滲水為主。這一區段的頂部比較平坦，發育有大量植被，堆積有較厚土層。降雨一部分以地表徑流形式排泄到伊河，另一部分滯留于植被豐富的堆積土層中，經各種裂隙通道進入洞窟，造成洞窟的暫時性滲水。對照圖1和圖2可知，降雨和堆積土層的含水量的相關性很好，土層的含水量的強度和變化規律與降雨量基本一致。洞窟滲漏量變化同土層含水量變化曲線一致，在一定程度上反映了該區域洞窟滲漏水受山體堆積土層水量的影響。個別土層堆積較厚的區域，堆積土層中的儲水緩慢釋放，會造成這一區段一些洞窟的局部出水點中長期滲漏，但這些出水點的滲漏具有持續時間長、水量小的特點。

三 以前做過的主要洞窟治理工作

在1988年龍門石窟綜合治理第二期工程中，曾對萬佛洞至奉先寺北段的頂部進行了防滲漏治理。清理了頂部平臺的雜草、碎石和積土。對頂部裂縫灌注水泥砂漿封堵，然后澆筑了厚8-10cm的混凝土防水層，表面用10^#瀝青涂封。為了不影響窟區自然景觀，平臺表面回填了約1000m³、厚度0.5-1.2m的根植土。在萬佛洞頂北側修筑了長度18m的排水溝。對洞內裂隙灌注環氧樹脂堵漏。

采用以上措施對該區段治理后，在10年左右的時間內洞窟維持了相對較好的防滲漏效果。

四 該區段目前存在的主要問題

1、如表1所示，主要洞窟滲漏現象十分嚴重，滲漏水導致的雕刻溶蝕、表面凝漿覆蓋和生物病害，共同威脅著洞窟、雕刻的保存。

2、過去對各洞窟的滲水裂隙進行過環氧樹脂和巖屑混合物的注漿處理，取得了一定的防水效果。但隨著時間的推移，灌漿材料老化，封堵材料和巖壁之間出現拉裂現象，原有裂隙重新滲漏。封堵裂隙后由于裂隙中水體的轉移，在其他裂隙部位造成新的滲漏水現象。

3、平臺頂部植物根系發育，穿透防滲層，導致防滲層起皮、酥松和開裂，已經失去防滲作用。混凝土防水層也因為溫差應力等原因開裂失效。

4、頂部平臺排水不暢，雨水、雪融水沿崖壁邊沿外溢，對窟龕雕刻品造成極大損害。

五 防治措施

根據長期觀察和資料分析，該區段的滲漏水防治要采用“防、排、截、堵、導”等方法綜合治理，首先要以“防”為主，“排、截”結合，以防止頂部平臺積水入滲為目標，充分利用地勢特點，對頂部平臺到山坡逐級進行綜合治理，最大限度將降水沿山體排走。具體方法為：首先徹底清除原有防滲層和平臺頂部的積土、雜草、灌木、塊石等，露出巖石，然后根據山勢在山坡上修筑截水、導水網絡，在崖頂平臺和山坡交界處修筑南北向排水溝，加速山體地表徑流的排出。排水溝要進行防滲水處理，加強日常維護，確保水流暢通。在離崖邊50-100cm處設置擋水墻，防止雨水外溢，沖蝕崖壁窟龕佛像。最大限度對降水進行疏導后，要對平臺表面巖石裂隙進行超細水泥淺孔注漿，形成一定深度的防側滲帶，填充山坡中的微裂隙，封堵雨水的入滲途徑。然后在洞窟頂部較大范圍的基巖上鋪設防滲層，混凝土要采用低堿水泥，避免鹽堿類物質進入洞窟。

在不影響防滲效果的情況下可以考慮在防滲層表面種植草類植被，使該區段同周圍環境顏色協調一致。

六 結論

萬佛洞至奉先寺北段作為龍門石窟的滲漏水典型區段，洞窟滲漏主要以短期滲漏為主，滲漏水主要通過層面裂隙和卸荷裂隙在石窟內壁滲出，對石窟產生了力學破壞、化學破壞及生物破壞等作用，嚴重威脅著雕刻的長久保存。我們在治理滲漏水時要以“防”為主，同時充分利用傳統的“疏與導”方法，最大限度減少降水進入洞窟的水量，將滲漏水對洞窟的影響降到最低。要在實驗研究基礎上結合歷史經驗選用合適的材料和工藝，治理過程中一定要加強監測和管理，確保文物安全。

洞窟滲漏水的研究治理將是一個長期而艱巨的任務，我們必須要認識到問題的復雜性，治理后還要對該區段的滲漏水狀況進行仔細深入地觀察和研究，對治理效果進行長期觀測，檢驗治理效果。同時在區段防滲漏處理后還要重視排水溝及防滲層等的日常維護和保養工作。

責任編輯：梁 紅