淺談華蓋寺石窟地質災害問題及其防治對策

摘要：在漫長的歷史長河中，華蓋寺石窟受其周邊地質、自然和人為等因素的影響，其山體地質構造和環境載體發生了巨大變化，崖體中生成了大量的裂隙，外部出現了局部危巖體和欠穩定、不穩定邊坡，從而導致石窟、建筑所依附的山體存在滑坡、危巖崩塌、巖塊脫落等地質災害風險，嚴重威脅崖體的完整性和石窟本體的安全。本文從華蓋寺石窟的基本地質條件、地質災害的成因、種類以及防治措施等方面進行初步、淺顯的探討，希望對華蓋寺石窟的保護有所裨益。

關鍵詞：華蓋寺石窟；地質條件；地質災害種類；防治措施

一、華蓋寺石窟概況及其價值

（一）華蓋寺石窟概況

華蓋寺位于甘谷縣城西十公里的二十里鋪村南山坳，因山形狀如華蓋而得名。2003年，甘肅省人民政府公布甘谷縣華蓋寺石窟為省級文物保護單位。它地處北緯34°31′至35°03′之間，東經104°58′至105°31′，始鑿于約元泰定年間（1324—1328年），歷經清代維修。文獻記載，清乾隆三十九年（1774年），從原址遷移至二十里鋪村南山重建。華蓋寺現存規模中，可編號石窟有27個，保存完整的石窟有23個，其中最高的第23窟距地面66米，窟深5.2米，寬2.1米，高1.9米。窟內塑有釋迦牟尼塑像一尊，墻壁上有元代繪制的《唐僧取經圖》和《唐僧取經歸來圖》兩幅壁畫。臨近的其他石窟內多系清代塑像作品，有無量祖師、千手千眼佛、伏羲等塑像。石窟中的造像均為泥塑，凝聚著人們對真、善、美的追求，是甘肅東部宗教文化和社會形態的高度縮影，對研究隴東南地區石窟、造像、壁畫藝術具有重要的價值和意義，充分展示了當地泥塑造像藝術當時的發展水平。

（二）華蓋寺石窟的價值

1.歷史價值

華蓋寺石窟是一個信仰多元化的石窟。據調查，其塑像和壁畫的題材主要包括四大類：儒家、佛教、道教、祖先崇拜等。其中有儒教題材的洞窟1個，塑孔子像；佛教題材的洞窟有4個，即靈湫洞、地藏洞、十八臂觀音洞、釋迦洞；道教洞窟有8個，即丘祖洞、三星洞、靈官洞、玉皇洞、藥王洞、太上老君洞、靈寶道君洞、無量祖師洞、太乙真人洞；祖先崇拜的洞窟有兩個，即伏羲洞和魯班洞。可以明顯地看出，道教洞窟居多，大約占造像窟總數的二分之一。華蓋寺石窟保存了明朝早期到清朝中期的塑像，華蓋寺石窟具有明確紀年的石窟，最早創建于元代，清朝時期重修，真實地反映了該地區的歷史和儒家、佛教、道教發展狀況以及人們對祖先的崇拜狀況。

2.藝術價值

華蓋寺石窟南依群山，北臨渭水，山勢險峻，一峰突起，遠望猶如一把綠瓔覆頂、紅縵垂邊的華蓋依山而立。山崖峭壁上，大大小小洞窟蜂窩狀參差分布，整體布局呈“之”字形有序排列，凌空棧道，相互通連。窟內佛、菩薩造像體形清瘦，神態俊美，是優美精致的古代泥塑作品。“整體塑像著裝服飾也擺脫了外來藝術的影響，趨于世俗化、民族化，體現了當時社會階層審美情趣的轉變和宗教中國化的演變。”[1]編號23號窟西墻、東墻上分別繪有《唐僧取經圖》和《唐僧取經歸來圖》，據考證應為元代壁畫作品，是甘肅省東部現存極為罕見的兩處唐僧取經題材壁畫，更是壁畫藝術中的珍品。

二、華蓋寺石窟地質災害問題

華蓋寺石窟的重點保護范圍包括石窟摩崖造像本體、摩崖塑像所依附的崖體及相關自然環境等，都是石窟歷史價值和科學價值的載體。目前，華蓋寺石窟所依附的崖體高陡險峻，各種成因的裂隙密集發育，崖體存在嚴重的巖體松弛卸荷現象，形成形態和規模各異的危巖體。近年來已發生多次崩塌和落石，嚴重威脅石窟本體的安全、整個石窟區巖體的完整性及長期存留性和石窟區游人、工作人員的生命財產安全，石窟區沖溝洪水沖刷威脅平臺建筑的安全，天王殿邊坡已有磚砌和石砌擋墻發生開裂，頂部建筑（天王殿、三爺殿、僧房、灶房等），尤其是天王殿建筑屋頂、墻體及地面出現大量裂縫，邊坡穩定性差，嚴重威脅建筑及人員的安全。因此，應對華蓋寺石窟區進行全面的危巖體加固處理，沖溝水害治理，邊坡加固，延長珍貴歷史文物載體的保存期，保護基礎設施、建筑及人員安全。

（一）基本地質條件

華蓋寺石窟地處甘谷縣城西南部山地，附近有較深的狹窄山谷分布。該區域內雖然部分巖體、山體被天然次生喬灌林和綠草、綠苔覆蓋，但仍有大部分巖體裸露，加之太陽暴曬，風雨長期侵蝕，導致文物本體地質結構松散，巖體分化、脫落較為嚴重。

（二）地質問題主要成因

石窟區崖體發育有卸荷裂隙、軟弱層理面、順傾結構面和差異風化形成的巖腔，巖體成分基本以泥質粉砂巖、粉砂質泥巖為主。常年的風化侵蝕、巖體外部變形和內部結構細微變化導致局部形成塊狀危石和危巖體。其中部分裂隙已經直接切割洞窟及窟內造像，危及石窟造像的安全和長期保存。石窟開鑿于相對較完整的厚層狀砂礫巖中，但在自重卸荷、動靜水壓、地震力等自然引力作用下有的巖體形成危巖，直接危及洞窟文物的安全。巖體層為層狀砂礫巖，巖層近水平，巖性較均一，巖體較完整，由于巖體底部風化掏蝕形成巖腔，石窟巖體受裂隙切割，累積發展有加劇巖體變形，導致巖體沿結構面逐級崩塌的趨勢。基底巖腔將不斷擴大、加深，卸荷裂隙進一步擴大，最后將發展成拉裂式或傾倒式崩塌；在自重、動靜水壓等作用下，沿順傾結構面易發生滑移崩塌，影響整個崖體的穩定。危巖體及滲水所依附的卸荷裂隙，巖體內主要充填大量粘土及腐殖質，給灌木生長提供了有機質養分。同時崖體植物的根莖沿著已經張開的裂隙生長蔓延，并隨著植物的繁衍和滋長，根莖支撐部分巖塊裂隙不斷變大，最終導致與石窟原崖體分離、剝落，從而形成危巖體，對崖體的整體穩定性造成不利影響。

（三）地質災害種類及位置

石窟區崖體因卸荷裂隙、軟弱層理面、順傾結構面和差異風化形成的巖腔，在外部自然環境、人為環境影響和內部巖體結構變化影響下，部分山體上出現較大的塊狀危石和危巖體，這些不利變形在自然引力作用下不斷加劇，最終崩塌，形成目前的崖體結構形態。其中部分裂隙已經直接切割洞窟及窟內造像，危及石窟造像的安全和長期保存。石窟開鑿于相對較完整的厚層狀砂礫巖中，但在自重卸荷、動靜水壓、地震力等自然引力作用下有的巖體形成危巖，直接危及洞窟文物的安全。經現場詳細勘察，華蓋寺石窟崖體共發育24條裂隙。

（四）危害性及發展趨勢分析

華蓋寺石窟崖體為裸露的砂礫巖，崖體發育有卸荷裂隙、構造裂隙、差異風化形成的巖腔，卸荷裂隙、構造裂隙、風化巖腔和構造面相互組合，切割疏松的巖體、巖石，在局部裂隙發育密集，巖體應力集中的部分形成塊狀、楔形體危巖。通過對華蓋寺石窟依附山體的地質調查，該區域內崖體危巖變形具有以下四個特點：

一是危巖失穩破壞主要表現為滑動式危巖、墜落式危巖、傾倒式危巖三種形態，不同的形態在平面變形跡象較小，立面上變形跡象較大，垂直方向上變形破壞嚴重，斷面層上變形形態、體量、方式復雜等。

二是危巖從控制條件和失穩機理上多為懸臂式危巖，以多不規則塊狀、楔形體狀為主，碎裂小塊狀較少。變形方式集中反映為前緣巖體表面巖體由于構造裂隙、卸荷裂隙、軟弱夾層或透鏡體及巖腔、卸荷帶的發育。地質結構失穩后運動方式多為巖體崩塌、墜落。

三是巖體長期變形周期存在一定規律性，但變形崩落時間突發性明顯，存在不可控性。根據對近年來發生的巖體崩塌、脫落等情況的調查分析發現，崩塌、脫落等情況一般集中在暴雨天氣過后，陽光暴曬強烈，水分快速蒸發的夏季，說明長期崩塌與雨季降雨量有很大關系。同時發現存在震后巖體脫落現象，說明當地及周邊區域的地震災害也嚴重影響石窟巖體穩定性。

四是石窟整體巖體原始結構面破損嚴重、活動頻繁，新生結構面形態失穩，風化、破損嚴重，導致崖體上存在的多處危巖體，分布面較廣，崩塌、脫落系數較大。崖體內平行于崖面的卸荷裂隙、層理面、構造裂隙、相互切割，以及軟弱泥巖夾層差異風化形成的巖腔凹槽，使得巖體結構破碎，底部懸空易于形成危巖，向著臨空方向崩塌變形。歷經多種自然營力的長期作用，近年來崩塌變形趨勢加劇，給整個華蓋寺石窟帶來重大安全隱患。

三、華蓋寺石窟地質災害問題的治理措施

一是貫徹文物保護方針，對石窟環境進行全面保護。“既要保護石窟的平面布局、立面形態及周圍空間環境的協調統一，又要保護文物區域的時代痕跡，保存其完整的歷史信息。”[2]開展地質工程，但不允許對文物體造成新的破壞和影響。為確保崖壁的長期安全穩定、游客及保護管理人員的安全，應對文物本體及附屬地質進行全面勘察和分析，科學判斷華蓋寺石窟潛在地質災害隱患的類型，在此基礎上，再研究具體的地質防治措施，進行保護加固。

二是對于石窟本體的保護和地質災害防治，建議結合“崖壁加固、沖溝治理、環境整治”三個部分來進行綜合治理，并運用“錨桿支撐固定、注漿黏沾修復”的危巖體錨固技術，對文物本體進行加固保護，對危巖體不穩定結構進行隱蔽性注漿。根據危巖體病害的發生原因及程度輕重，具體布局錨桿位置、科學設定錨桿角度、合理選用錨桿尺寸。根據危巖體縫隙的實際情況，選擇封堵、灌漿、注漿等方式進行隱蔽性修復加固。

三是在文物本體上施加錨桿時，需對錨桿的安設位置進行充分研究，原則要避開相鄰基礎及石窟窟門、文物本體等附屬建筑，減小錨固體對文物本體的擾動，避免出現單個錨固體設計承載力過大而對巖土體內部應力場出現較大擾動。對危巖體裂隙進行隱蔽性結構加固措施時，應采取封堵和灌漿的方式。

首先，為了保證對危巖體裂隙注漿處理的加固質量和黏結強度，必須先對巖體裂隙上存在的雜質進行清理。大裂隙清理后應保證基本無泥質充填物，小裂隙一定要將細微填充雜質徹底清理，或轉送到裂隙安全位置。同時還應控制裂隙清理、沖洗時的強度和壓力，嚴格控制巖體沖洗時間時長，預防危巖體因受力不均衡或震動強度過大而引起的危巖體、巖塊剝離脫落，或因沖洗強度和時長，而加大巖體自身重量，降低危巖體自然膠結強度，從而影響加固修復質量。其次，采用超細水泥注漿加固，注漿前先危巖區寬大裂隙張開裂縫采用環氧砂漿進行封堵，封堵后做滲水試驗，即用少量水滲入裂隙，檢查封堵質量，裂隙不發生任何滲水情況才可正式注漿。

四、結語

華蓋寺石窟地質災害的防治問題涉及學科領域廣泛、技術含量密集、實施難度較大的文物本體保護工程。我們要堅持“早發現，早治理；一次根治，不留后患，綜合治理”的原則，結合文物本體依附山體危巖體存在的地理地形、地質類型和具體保護對象的重要性，研究提出多個病害預防和災害治理方案，認真分析比選，選擇防護方式科學、施工技術先進、工程造價合理的方案。這樣既可以減少病害治理總投入，又能保證石窟的長久安全。上述關于華蓋寺石窟地質災害的分析和防治措施的相關論述，僅為基于個人的研究所得出的見解，需要在以后再更進一步完善充實。

作者簡介

頡小杰，男，甘肅甘谷人，甘谷縣文旅局辦公室主任，文博助理館員，本科，研究方向為文物保護與研究、文化旅游資源的保護開發利用等。

參考文獻

[1]王來全.甘谷華蓋寺石窟[J].敦煌學輯刊，2004（1）：153-157.

[2]王金華，陳嘉琦.我國石窟寺保護現狀及發展探析[J].東南文化，2018（1）：6-14，127-128.

[3]王旭東.新時代、新擔當、新愿景—甘肅石窟保護利用的探索與實踐[J].雕塑，2018（4）：88-91.