淺談大像山石窟地質災害問題及其防治對策

張怡春

摘 要：甘谷縣大像山石窟是全國重點文物保護單位，具有極其重要的歷史價值、文化價值、藝術價值和社會價值。其附存山體為第四紀沉積巖，由半膠結紅砂巖、砂礫巖組成，節理裂隙較為發育，斜坡處于不穩定狀態，容易發生滑坡、崩塌等地質災害。準確認識大像山石窟附存山體的地質特征，科學分析存在的地質災害種類和誘發因素，制訂有效的防治措施，對于保護大像山石窟這一重要的文化遺存至關重要。

關鍵詞：大像山石窟;地質條件;地質災害種類;防治措施

2018年6—7月，甘谷縣范圍內遭遇了50年一遇的強降雨過程，導致大像山石窟出現多處滑坡、崩塌等地質災害，嚴重威脅大像山石窟、古建筑等文物的安全。這次地質災害的發生，引起當地黨委政府、文管部門、社會人士的高度關注，防治大像山石窟地質災害的問題顯得極其緊迫和重要。本文從大像山石窟的基本地質條件、地質災害的成因、危害位置劃分、危害性和發展趨勢，以及防治措施等方面進行初步、淺顯的探討，希望對大像山石窟的保護有所裨益。

1 大像山石窟概況

大像山，又名“文旗山”，地處甘肅省天水市甘谷縣境內，地理坐標北緯34°44′、東經105°19′，海拔1516.6米，山高215.6米，山勢西低東高，巖石陡峭，林木覆蓋。大像山石窟位于大像山北側崖面之上，是第五批全國重點文物保護單位“水簾洞—大像山石窟”的主要組成部分，是融石窟寺、古建筑和自然景觀于一體的重要文化遺存。石窟開鑿于北朝時期，后經唐、宋、明、清、民國各代不斷開鑿石窟、興建廟宇，逐漸形成現有規模。大像山石窟由東區石窟寺及西區古建筑組成。石窟寺共有石窟22個，其中6號窟為長方形拱頂窟，內塑石胎泥塑大佛一尊，高23.3米，是全國石窟造像中為數不多的珍貴文物。其余石窟多平頂方形，部分洞窟鑿有禪房。古建筑共37座（含窟檐），依山脊分布，為清代及民國時期所建，地域色彩濃郁，造型各異，錯落有致，疏朗自然，與石窟寺相輔相成，渾然一體。另有數量眾多的匾額、楹聯、碑刻等附屬文物，具有極其重要的歷史價值、文化價值、藝術價值和社會價值。大像山石窟是“甘谷八景”之首，在民間具有神圣而又崇高的地位。

2 大像山石窟地質災害問題

甘谷縣地處西秦嶺山地和隴中黃土高原的過渡地帶，大像山為秦嶺余脈，大像山石窟附存在大像山北側的崖體上。大像山北側的崖體是石窟和古建筑等文物的載體，其穩定性直接關系著大像山石窟、古建筑和文物的安全。研究分析大像山山體北側的地質條件，對于科學防治地質災害，保護石窟、古建筑和自然景觀具有十分重要的意義。

2.1 基本地質條件

甘谷縣屬于北秦嶺褶皺帶，大像山山體為第四紀沉積巖，由半膠結紅砂巖、砂礫巖組成。山體北側以砂礫巖為主，主要成分為石英、長石，并包含有少量蒙脫石、泥沙質結構。第四紀以來，甘谷縣內渭河南北兩側地塊正當性上升，渭河河谷下切，流水腐蝕作用加劇，斜坡臨空面積加大。山體北側表面覆蓋礫粉土、風化礫巖等物質，厚度變化較大，節理裂隙較為發育。

2.2 氣候條件

甘谷縣屬于北溫帶半濕潤季風氣候，四季分明，光照充足，夏無酷暑，冬無嚴寒，年平均氣溫10.7攝氏度。受大陸性季風氣候和地形影響，降雨量年度變化大，時空分布不均，降水多為陣雨，集中在七、八、九月，且多中、大及暴雨，年平均降水量437.3毫米。

2.3 主要成因

大像山石窟山體陡峭，崖面坡度平均為53度，陡坎較多，山體自身存在的重力作用比較突出。巖體風化強烈，表面支離破碎，覆蓋的礫粉土、風化礫巖等物質黏聚強度較低，結構松軟。在排水不暢的情況下，雨水沿著裂隙滲透，既加大壓力和重力，又軟化巖體和土壤，往往加速結構變形，對坡體產生破壞作用。

2.4 地質災害種類及位置

從地質災害的種類來看，大像山石窟存在的地質災害主要表現形式有滑坡和不穩定斜坡兩種。從大像山山門至最高處的三圣殿，經過實地勘查，總共有9處滑坡和不穩定斜坡，分別是送子殿至大佛段、神醫殿至藥王洞段、西武當棧道下、無量殿后門至景區后山門、藏經閣后、西武當大門北側、娘娘殿、文昌閣南側、梅葛殿過廳下至土地廟旁。其中，送子殿至大佛段、神醫殿至藥王洞段、西武當棧道下、無量殿后門至景區后山門、藏經閣后5處為滑坡體，西武當大門北側、娘娘殿、文昌閣南側、梅葛殿過廳下至土地廟旁4處為不穩定斜坡。總體情況是：滑坡所在斜坡高陡，坡度為53～80度，不同位置的坡度有變化，隨著山勢增高坡度逐漸加大;臨空位置高，高差為20～210米，具體高差隨著山勢增高而加大;個別位置植被存在變形和位移的問題。有的流水沖刷的凹坑比較明顯，有的坡面存在多級滑坡陡坎，有的裂隙充分發育。

2.5 危害性及發展趨勢分析

送子殿至大佛段、神醫殿至藥王洞段、西武當棧道下、無量殿后門至景區后山門、藏經閣后5處滑坡體，是沿著基巖表面發生的淺表層滑塌，在滑坡的高處、與基巖連接的地方出現裂縫。雨水沖刷坡面形成多條溝槽，溝槽基巖裸露，殘留的堆積土壤和植被層呈條狀分布。由于位置高陡，表層覆蓋的堆積土壤在砂礫巖上難以穩定附著，在強降雨條件下極其容易發生再次滑塌，對大佛所在的6號窟巖體結構產生嚴重影響，受力產生復雜變化，持續發展有可能對大佛造成災難性后果。同時，這將對藥王洞等其他石窟，神醫殿和藥王殿等古建筑，連接石窟和古建筑之間的棧道，以及附著生長的白皮松、丁香花等獨具特色的景觀植物，失去附存的巖體和土層基礎，產生嚴重的危害。

西武當大門北側、娘娘殿、文昌閣南側、梅葛殿過廳下至土地廟旁4處不穩定斜坡，坡頂位置發育多條裂縫，從坡頂至坡腳出現多條雨水沖溝，局部位置發生不同程度的滑塌，致使文昌閣、梅葛殿等多處古建筑出現裂縫、地基沉降等問題，造成建筑結構主體傾斜、神像基座和墻面壁畫破裂、連接各古建筑的棧道出現懸空，持續發展將嚴重危害石窟和古建筑的安全。

由于滑坡和不穩定斜坡出現的局部滑塌，造成砂礫巖以懸臂梁的形式裸露出來，形成危巖懸空懸垂。長期來看，受巖體風化、雨水沖刷等外在因素影響，將會導致裸露巖體變形，與母巖脫離，形成崩塌。

3 大像山石窟地質災害問題的防治措施

目前，針對大像山石窟地質災害問題的保護措施還是比較簡單落后，在娘娘殿斜坡底部修建了局部防護墻，在西武當棧道下方位置做了防護支架，其他地方未做有效防護。根據大像山石窟地質災害的種類和成因，針對存在的9處滑坡和不穩定斜坡，堅持具體問題具體分析，采取建設微型樁、錨桿和錨索、擋土墻等多種科學有效的防治措施，實現既治標又治本的目的，保護好大像山石窟這一千年歷史遺存。

①送子殿至大佛段、神醫殿至藥王洞段、西武當棧道下3處滑坡，采取微型樁、加固坡體、支撐棧道的方式加固。

②無量殿后門至景區后山門處滑坡，采用錨桿框架的方式加固。

③藏經閣處滑坡，采用錨桿和錨索框架的方式加固。

④娘娘殿處斜坡頂端，采用錨桿肋板墻的方式加固，底端坡腳位置修建重力式擋土墻。

⑤文昌閣南側下方斜坡，采用樁板式擋土墻的方式加固，底端坡腳位置修建重力式擋土墻。

⑥西武當大門北側下方斜坡，底端坡腳位置修建扶壁式擋土墻。

⑦對無量殿等古建筑的地基進行注漿處理，對室內地坪進行防水處理。

⑧對西武當棧道修建防護欄，下方加固支柱。

⑨在送子殿至大佛段、神醫殿至藥王洞段、西武當棧道下、無量殿后門至景區后山門、藏經閣后5處滑坡體的頂端，文昌閣南側斜坡的平臺處，修建排水渠。

⑩對滑坡和不穩定斜坡的坡面進行修整，并進行植樹植草綠化。

k對送子殿至大佛段下方滑坡坡體噴射植被混凝土。

l對危巖體采用錨桿、錨索、裂隙封填相結合的方式進行加固處理。

m安裝監控、檢測裝置，隨時關注滑坡和不穩定斜坡的狀態，并及時預警。

4 結語

大像山石窟地質災害的防治問題是一個跨學科、綜合性的課題，是一項極其重大而又復雜的工程。堅持“保護為主、搶救第一、合理利用、加強管理”的方針，既要保護石窟、古建筑的平面布局、立體形態和周圍空間環境的協調統一，還應當保護大像山石窟的地域特點、時代痕跡和歷史文化信息。上述大像山石窟地質災害防治措施，還是比較淺顯、粗略的，需要在以后進一步完善充實。