中国文物信息网
中国文物报社 主办
  • 综合新闻
  • 图片新闻
  • 行业动态
  • 展览资讯
  • 公告
  • 工作研究
  • 文物考古
  • 博物馆
  • 遗产保护
  • 收藏鉴赏
  • 文博副刊
  • 文博出版传媒
  • 文博技术产品
  • 法律法规
  • 中国世界遗产
  • 历史文化名城
  • 历史文化名镇(村)
  • 全国重点文物保护单位
  • 中国博物馆名录
  • 十大陈列展览
  • 十大考古新发现
  • 先进集体与先进工作者
  • 十佳图书
  • 十佳文博技术产品
  • 2017年专题
  • 2016年专题
  • 2015年专题
  • 您所在的位置:主页 > 专栏专刊 > 遗产保护

    遗产保护

    大足石刻宝顶山大佛湾水害治理效果显著

    发布时间:2018-02-02

    历经两年多不断优化调整的艰辛施工,大足石刻宝顶山大佛湾水害治理工程(一期)竣工,并因“水害治理效果显著”“施工质量优良”,于2017年12月25日通过了由重庆市文物局组织的专家验收。

    专家一致认为,工程确保了文物安全,达到预期效果,并充分肯定了该项目的成功实施在石窟寺及石刻类文物治水领域取得的重要突破,对其他同类项目实施具有重要参考价值。


    大足宝顶卧佛治水的启示

    黄克忠(中国文化遗产研究院教授级高级工程师)

    当看到被水患长期困扰的大足宝顶卧佛被治愈,感慨良多。因为这是我几十年关注的地方,来之不易呀!

    IMG_4090.jpg

    IMG_4141.jpg

    验收会现场考察

    首先要回答的是卧佛治水的必要性。卧佛是宝顶大佛湾的核心区,价值高,也是游客必到照相留念之处。因此其保存的现状也是公众十分关注的。但长期以来卧佛文物本体病害严重,一直遭受渗水等侵蚀破坏。卧佛头、胸、腹部呈多种形态的渗水,造成苔藓及污染物丛生,形成脓包状斑点或黑色挂流。表面的色彩斑驳,片状剥落严重。旱季下部造像表面披上了厚厚一层白花花的盐分。观众看到的是病态的卧佛,已经到了非治理不可的程度。

    其次,要了解前期的勘察研究工作是否到位。由于其复杂的地理环境和纵横交错的裂隙通道,使多次勘察工作越来越精细。卧佛处在大佛沟的源头,是上部近一平方公里汇水区的唯一泄水通道。大于1000立方米的圣迹池紧靠在卧佛顶部,泄水隧洞出口便是九龙浴太子,距卧佛头部仅10米。圣寿寺内的生活用水已渗入卧佛的脚部,还有附近的两棵大榕树,也成了入渗通道。所以,要求查明卧佛及其周边每一条裂隙的性质与走向,包括每一个软弱夹层含水性质,有无层间错动:泥岩层的隔水性能等等。直到施工勘察阶段,为了弄清渗水通道,施工单位又打了不少观测孔;对每个钻孔进行分层压水试验;典型地段做钻孔电视观测;还配合地质雷达、地质CT勘察技术、红外热成像仪、超声波、渗流途径的示踪试验等各种物探手段。其探查的精细程度,是以往少见的。

    卧佛渗水治理的方案,早在上世纪60年代就提出过多次,但由于勘察不到位,没有把握。直到1985年以后,开始对圣迹池进行放水清污泥、池底裂缝封闭;靠卧佛侧筑防渗坝;拆除周边民居、饭馆及市场;改造圣寿寺、将生活污水用专管排离大佛湾等一系列措施后,为卧佛本体的渗水治理,打下了良好的基础。

    从本次的设计到施工阶段,经历了多次的挑战和争论,真实地体现了动态设计、信息化施工的过程。在施工过程中,业主与设计、施工单位,能针对产生的问题认真研究讨论,仅汇总有正式记录的专家咨询意见就有14次之多。还与施工单位请来具有水利工程灌浆经验丰富的老工程师磋商,摆出不同观点。具有代表性的几次研讨或争议的内容有:关于渗水来源,有人提出不同意见认为圣迹池及输水隧洞仍可能渗水,软弱夹层受构造错动会产生层状渗水。经过进一步勘查证实,卧佛与圣迹池已没有水力联系,而层状渗水确与软弱夹层有关。有人怀疑在卧佛背后存在与卧佛平行的卸荷裂隙,它涉及到岩体的整体稳定性。经过施工勘察并部署试验研究课题,调查众多钻孔记录及岩芯,证明卧佛岩体整体是稳定的,仅有小范围的剥落风化。在灌浆过程中,又发现新的渗水点,担心是否会殃及千手观音及孔雀明王等区域,于是调整灌浆设计长度,灌浆压力及灌浆深度。形成灌浆帷幕后,仍有多处渗水时,及时调整渗水井位置并打水平钻孔将水疏出,体现出以疏导为主,截排结合的原则。

    由卧佛治水,我们是否可以找出一些有启示的共识:

    1.石窟摩崖石刻最主要的病害就是水患,它是所有病害的源头。保护工作应首先考虑是否有治水问题。但是由于治水的艰巨复杂性,需要精细勘察,针对性要强,施工队伍要专业可靠。尽管有合同完成的期限,但施工中遇到意外情况时,业主与施工单位不能为了赶进度而操之过急。设计者也要对不确定因素有预案,充分估计可能出现的问题。还不敢肯定是否会有反复。治好后遇到极端气候,还会漏水的情况都有可能发生。应怎么评价治水效果呢?我的看法是,竣工后,至少要有一年的考察期,渗水对文物本体已无危害,或者说已有80%~90%的成效,就可以验收。要做到滴水不漏,很难完成,也不是我们需要达到的。出现新的水害,再继续治理便是。几十年的治水实践告诉我们,石窟、摩崖造像的治水,往往需要多次治理,但要病害越来越少。

    2.研究工作要贯穿保护工作的全过程。精细勘察中,就要有研究的内容,如灌浆材料的选择、试验;软弱夹层有无层间错动而形成透水通道等。这次施工中一些关键问题的决断,就是以研究的成果为依据。如理念上与实施过程证明,只有截水和排水的有机结合,才能发挥最佳的治水效果;重点对卧佛的地层岩性、构造特征及勘察与施工提供的相关技术参数,按不同工况进行了稳定性分析评估,证实了工程实施的有效性;在进行导水工程时,施工方能认真研究对排水效果产生影响的泄水孔及水平导水孔的开孔层位、角度、方向,穿过水平层理的数量及孔底位置的选择。因而取得了满意的治水效果。这次还从理论上首次提出灌浆压力的控制性指标,有效地指导了工程的实施。

    3.这次的监测系统包括了地下水监测、文物表面渗漏水监测、振动监测、微环境监测等。采集的数据使用光缆和无线扩频技术结合传输,通过监测数据网络平台对数据整理分析,并开发出专用软件,使数据图像化。各项监测工作从始至终未间断过,不仅能有效地保障安全施工和检验施工质量,查找问题。还对下一期的治水工程,提供了依据。当然,水是最活跃的,不断变化的因素,竣工后还应不间断地监测,尤其要观察卧佛内部水的长期变化,以应对必要的措施。

    4.业主单位与设计、施工、监理单位紧密合作,发扬团队精神,也是项目成功的重要因素。作为施工单位,由于是大型国企,具有严格的施工组织与管理能力。他们的项目经理与现场技术负责人都具有丰富的文物保护现场施工经验。而业主单位的负责人及委派的业务干部,对文物现状与病害十分熟悉,与施工方经常沟通、磋商并取得共识。还聘请专业的富有经验的专家团队,在关键时刻,进行现场检查、论证,为项目实施提出指导意见。由此,卧佛治水工程的实施没有对文物本体造成任何不良影响。

    5.尽管这是一个成功的治水工程,但是还有不少工作要做,卧佛两端还要善后处理;毛细水和凝结水有待勘察研究,提出的治理方案,要与下一步卧佛本体的修复方案紧密结合。

    最后,借用这次机会,也简要说说有关应用基础理论研究问题。文化遗产保护应用学科正在向微观和宏观两个方面延伸,从层次、过程结构和功能多方面揭示规律,转化为进一步研究的方法论;涉及各门学科的研究需要紧密配合,由所面临的问题或对象来形成文化遗产保护学科,它具有综合性特点,要以问题的突出性和迫切性来重点找有关学科解决。计算机信息处理技术已广泛渗透到我们各个领域,这就要求我们把自然科学技术和人文科学知识结合成一个创造性的综合体。我们的思维方式也要从绝对走向相对,从单义性走向多义性,从精确走向模糊,从分析方法走向系统方法,从时空分离走向时空统一。

    文化遗产保护应用基础研究应包括:探索遗产保护的基本规律、理论和方法,拓展文化遗产的认知手段和范围。要研究环境、时间因素,各种物理、化学、生物等因素对遗产本体的作用机理和规律,不可逆的自然劣变现象;利用现代的仪器设备和检测方法对文物的材质、表层、内部结构、构造特性进行研究,来判断文化遗产的信息与价值;研究文化遗产最佳的保存环境,以指导文物的保存和管理;保护修复所需要的材料,保护修复技术的研究,排除劣化的原因,使其保持现状或重现原有的状态;探索、发现各类文物保护的特有规律,进一步提出解决各种难题的方向及方法等。

    应用基础研究的理论与实验研究工作,还有待大家关注和投入精力。就有关石窟治水方面,我想到的有:导致岩体内部微观结构及力学参数劣化的水岩物理、化学和力学作用研究;凝结水对石窟岩体的溶蚀作用;砂岩冻融损伤机制的理论分析和试验验证;文物保护材料高功能化、涡性能化、复合化和智能化的方向,如何逐步形成具有中国特色的材料体系;定向控制灌浆技术的研究等等。


    不忘初心  方显成效

    大足石刻是中国石窟艺术的重要组成部分,也是世界石窟艺术中公元9世纪末至13世纪中叶期间最为壮丽辉煌的一页。1999年,以北山、宝顶山、南山等为代表的“五山”石刻,被列入《世界遗产名录》。大足宝顶山摩崖造像建造于南宋淳熙至淳佑年间(1174年-1252年),是大足僧人赵智凤主持营造的一座摩崖造像近万、以大小佛湾为中心的大型石窟寺。大佛湾为宝顶山摩崖造像集中区域,佳作迭出,其中释迦牟尼涅槃图(俗称“卧佛”)、千手观音、圆觉洞等是其代表,卧佛造像雕刻一身右胁而卧的释迦牟尼佛,长达31米,整龛造像气势宏伟,布局严谨,虚实相间,颇多新意,宛如连环画,为中国石窟艺术史所罕见。

    kengdao.jpg

    坑道

    yadingguanfeng.jpg

    崖顶灌缝

    kanchaguochengzhongwofotoubushenshui.jpg

    勘察过程中卧佛头部渗水

    kanchaguochengzhongfowofoxiongbushenshui.jpg

    勘察过程中卧佛胸部渗水

    kanchaguochengzhongwofofubushenshui.jpg

    勘察过程中卧佛腹部渗水

    kanchaguochengzhongwofotuibushenshui.jpg

    勘察过程中卧佛腿部渗水

    宝顶山大佛湾石刻造像是长期暴露在高温高湿、降雨丰沛环境条件下的文化遗存,在水、干湿变化、温差变化、大气污染、人类活动等因素作用下,极易发生成分、结构的变化。在现阶段表现出的病害中,水害问题最为严重,不仅侵蚀破坏石刻岩体,滋生微生物,更是加剧石雕刻品劣变、风化的重要影响因素。从二十世纪50年代到二十一世纪初,一直采用多方法、多措施和重复性的治理,治理项目达数十项,但治理项目大多是分散性的,其规模与范围均小。这些不完整系统的防治,减少了半个世纪以来大量水的直接危害,为完好保存宝顶山摩崖造像大佛湾区域石刻造像起到了积极重要的作用;这些治理措施,也表明不可移动文物持续较好的保存,需要不断采取保护措施,只有随着时代的进步,认识能力的提升,抓住有利时机,充分利用有利条件,作出既符合历史,又应用当代科学的保护方案和技术措施,才能解决不断变化和反复产生的新老问题。

    shigongqianwofotoubu.jpg

    施工前卧佛头部

    施工后卧佛头部_meitu_4.jpg

    施工后卧佛头部

    甯穖ushigongwofotoubu.jpg

    帷幕施工卧佛头部

    kanchaguochengzhongfowofoxiongbushenshui.jpg

    施工前卧佛胸部

    甯穖ushigongwofoxiongbu.jpg

    帷幕施工卧佛胸部

    施工后卧佛胸部_meitu_5.jpg

    施工后卧佛胸部

    大足石刻宝顶山大佛湾水害治理工程,是在近半个世纪治理工程的基础上,以完整系统思路开启的研究性项目,通过中科院武汉岩土力学研究对所需治理范围在总结历史勘察成果的基础上,采用钻探与物探相互印证的手段,全面系统地查明了重点区段渗水病害的水源、渗流途径、渗流网络、渗流特征,对水害形成机理作出了科学分析,在此基础上编制出总体治理方案,经过专家多次咨询、评审,修改完善,2014年9月报国家文物局审批同意后,经公开招标,工程由北京国电水利电力工程有限公司承担。考虑工程效果与安全等方面情况,采取分区、分期方式进行,一期工程主要针对宝顶山大佛湾卧佛区域。在确定具体的治理区域后,不是简单地直接开展施工工作,而是针对具体区域开展补充勘察、试验性施工,经过这两个环节,一是更微观精细了解治理区域覆盖层厚度及含水性、地层岩性、裂隙分布、渗水路径等情况;二是力求对治理措施中的不确定因素全面精准预控。完成上述工作程序后,卧佛区域水害治理工程才进入正式施工阶段。

    大足石刻宝顶山大佛湾水害治理工程(一期)施工的同时就建立一套监测系统,实行动态设计、信息化施工;治理措施原计划以防渗帷幕灌浆为主,地表截排水为辅。经防渗帷幕实际施工的检验,在石窟文物特殊的环境条件下,因受到诸多制约因素的限制,不易形成较佳的防渗帷幕,加之本身就是治理长期挂流于造像表面分散性的微细渗水,治理过程十分曲折,施工是在不断争论,不断统一认识,不断优化调整实施方案,反复进行的过程;一期水害治理,治水措施逐渐演变为灌浆防渗与截水疏排并行的变化,才达到现在的水害治理目标。由于工程的隐蔽性、复杂性,业主单位大足石刻研究院和施工单位北京国电水利电力工程有限公司坚持将研究贯穿于工程施工,聘请了中国文化遗产研究院教授级高工黄克忠、中国电建集团北京勘察设计研究院有限公司教授级高工冯水滨、中国地质大学(武汉)教授方云、辽宁有色勘察设计研究院教授级高工兰立志、复旦大学教授王金华等专家对施工中的疑难问题进行把关,遇到问题随时叫停,整个施工期间,有明确记录的专家论证会就有十几次,为确保工程效果与安全,项目实施中,中国工程院院士王思敬、四川省考古研究院研究员马家郁等专家也为水害治理工程技术问题提出了良好的建议,有力地推进了工程的施工进度。为确保治水的有效性和长期安全性,工程从一开始就委托中科院武汉岩土力学研究所同期开展了“大足石刻大佛湾水害治理工程对石刻岩体稳定性评估研究”。课题组根据大佛湾岩体地层岩性、构造特征,以及施工实际技术参数,分不同工况进行了稳定性评估分析,研究报告证明了工程的有效性。

    石窟水害治理挑战性极大,工程隐蔽性大,是一项费力而又不易被人们直观观察到的劳心费神之事,但它是保障石窟文物长久保存的基础工作,能科学、适度解决好这一环节,石窟中的岩体稳定性、石刻劣变和风化、滋生微生物等病害就会得到很好的控制。一切围绕文物的长久保存,只要不忘初心,方能取得显著成效。

     (大足石刻研究院  蒋思维  燕学锋)


    辑志协力终告捷  精雕细琢筑匠心

    ——记大足石刻宝顶山大佛湾水害治理工程(一期)实施过程


    首批全国重点文物保护单位——宝顶山摩崖造像作为世界文化遗产大足石刻的重要组成部分,具有极高的科学、历史、文化和艺术价值。新中国成立以来,文物保护工作者为了保护好这一璀璨的历史文化遗存,孜孜不倦地开展了很多保护工作,如危岩体治理、防风化、水害治理等,其中水害治理是石窟寺文物保护中难度十分巨大的工作。宝顶山大佛湾石刻自上世纪50年代起,先后开展了10余项水害治理工作,取得了一定的治理效果并积累了宝贵的实践经验。但宝顶山大佛湾石刻仍存在明显的渗水病害,尤以卧佛造像区域最为严重。其头部、胸部、腿部有多处出水点,渗水和相伴的苔藓生长在卧佛身上形成了一处处“泪迹”和“牛皮癣”,严重影响卧佛造像的观赏价值、艺术价值和长久保存,区域水害综合治理工作就显得十分急迫。

    2012年,大足石刻研究院聘请中国科学院武汉岩土力学研究所完成了宝顶山大佛湾区域渗水病害的前期勘察工作。2013年,中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司文物保护中心承担了该项工程的设计任务。设计工作开展初期,设计单位与专家团队就总体设计方案进行了多次深入研究及讨论,最终确立了“综合治理,突出重点;截排结合,因地制宜;分区分期,逐步推进;监测并行,信息化施工”的设计原则。在此原则指导下,将卧佛造像区域确定为一期工程的治理重点,综合采用以帷幕灌浆和水平防渗构建的截渗体系和地表排水沟、地下排水沟、排水孔为主形成的排水体系的结合。为了保证文物安全,建立综合监测体系,开展信息化施工。

    不辱使命  迎难而上

    2015年6月,具有一级文物保护工程施工资质的北京国电水利电力工程有限公司中标本工程的施工工作。北京国电公司高度重视,公司总经理于绍奉亲自分管本项目,并委派具有丰富治水工程经验的高级工程师王友会担任项目经理,组建了强有力的项目团队。在工程实施过程中,专家团队发挥了巨大的作用,全程对项目的实施进行了跟踪和指导,根据项目进展和反馈情况,及时调整优化实施方案,真正做到信息化施工。

    三年磨一剑  出鞘见锋芒

    针对卧佛区域水害治理,首先开展补充勘察及试验性施工,验证和完善技术措施与施工工艺。卧佛区域东侧紧邻圣迹池、南侧紧近千手观音造像。圣迹池水是否是卧佛的主要水害来源?卧佛微量水的渗透通道可灌性如何?什么样的灌浆配比可以保证防渗效果?一旦浆液从文物本体泄露,什么样的材料不会对卧佛造成污染?什么样的灌浆工艺和灌浆压力能够保证卧佛岩体的稳定和千手观音的安全?为了进一步回答这一系列问题,北京国电公司进场后随即开展了历时3个月的补充勘察及试验性施工。通过补充勘察,进一步查清工程区的地质情况,初步掌握了钻孔与卧佛出水点的联系规律。通过远离文物本体的试验性施工,验证了设计方案的可行性、细化了灌浆材料、配比和灌浆工艺参数、掌握了施工控制要点和难点,为在卧佛文物本体周边安全施工打下了坚实的基础。

    2016年春,北京国电公司正式开展卧佛区域帷幕灌浆,因帷幕灌浆是垂直防渗体系的主要措施,是项目成败的关键,与水电工程的渗水量和速率相比,卧佛的渗水只能称之为微量水,相应的灌浆工艺和操作,也应称之为“精细化灌浆”。灌浆前,逐孔进行钻孔摄像,分析裂隙宽度和位置;逐孔进行压水试验,确定灌浆孔与文物本体出水点的关系。灌浆时,逐孔制定灌浆分段和压力;采用自动化灌浆记录仪,实时记录和监测灌浆参数,动态控制和调整灌浆过程;采用压缩空气清洗孔工艺降低水对文物本体的影响。

    灌浆作业过程中,卧佛及其临近的千手观音造像的文物本体安全是工作的重中之重。按照“监测并行、信息化施工”的原则,施工前,先建立了完整的监测体系,提前开展了卧佛区域的微环境监测、地下水位监测、出水点可见光和红外成像监测。灌浆施工过程中,辅以灌浆参数监控、地层抬动监测、施工振动监测、文物本体遮盖和人员现场观察等综合措施,确保了文物本体的安全。

    整个帷幕灌浆工程持续一年,共实施超细水泥帷幕孔3969米,化学灌浆帷幕孔966米,排水、导水孔338米。对比水电工程帷幕灌浆施工,本工程进度与完成工程量严重不匹配,但这也反映了文物保护工程精细化施工的特点。工程实施过程中,项目实施团队在专家团队的指导下,分阶段做好总结,不断根据新取得的数据分析机理、评价效果、发现问题、采取措施、调整方案。工程的实施不是一帆风顺,针对实施过程中出现的问题,参建各方有困惑、有分歧、有争论,但都本着对文物负责、尊重科学、实事求是的态度开展工作,大家的集体智慧最终实现了治理效果和文物安全的最佳平衡。

    拨开云雾见天日  守得云开见月明

    工程实施结束后,历经雨季观察,对工程实施前后卧佛造像渗漏点的对比,卧佛大部分渗漏点不再渗水,部分渗漏得到有效缓解,卧佛前面造像的盐析现象明显减轻,表明治理效果显著,至此,宝顶山大佛湾水害治理工程(一期)取得成功。

    “保护文物功在当代、利在千秋”,中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司文物保护中心、北京国电水利电力工程有限公司将时刻牢记国有企业所肩负的社会责任,充分发挥水利水电行业的核心技术优势,为我国文物保护事业做出自己的贡献。

     (北京国电水利电力工程有限公司  王友会)


    科学研究   精准灌浆


    大足石刻大佛湾水害治理工程一期治水工程的核心区域为卧佛,由于卧佛长期暴露在露天环境之中,降雨、污染等因素对佛像本体造成诸多不良影响,致使其周身发育病害多达48种,其中尤以水害最为严重。每逢雨雪天气,卧佛表面便出现大面积渗水,不仅侵蚀破坏石刻、滋生微生物,更加剧了表层风化。对卧佛进行系统性水害治理已到了不得不为的地步。

    经相关专家多次研究讨论,遵循“依文物本身的属性来进行修复,现状修复”的原则,初步形成了“疏、堵”结合、阶段治理的总体思路。主要工程手段采用了注浆帷幕,治理过程分前期工作、试验性施工和主体施工三步进行。但治水工程对卧佛岩体稳定性影响如何、施工参数是否科学合理及参数如何优化等问题,专家们心中无底且疑虑较多。在第一次项目审查会上,就有专家明确表达了对1~2MPa高注浆压力、20厘米注浆孔间距的担心,这样做会不会使治水工程适得其反。在此背景下,中科院武汉岩土力学研究所承担了“大足石刻大佛湾水害治理工程对石刻岩体稳定性评估研究”课题的攻关工作。中科院武汉岩土力学所的科研团队全程参与卧佛治水工程,多次赴现场解决施工过程中出现的问题,及时指导施工。在2016年6月至2017年12月历次治水工程专家咨询会上提出了避免无效孔、微效孔,优化工程量,控制注浆压力,重视局部稳定性,减少对岩体破坏、干扰等一系列具体意见和建议。更为重要的是课题研究与治水工程保持了进度和沟通上的协调,在保证卧佛安全的前提下,有效地提升了治水效果。

    这首先反映在治水方案的优化。由于卧佛主体段发育有三层近水平软弱夹层,构成了佛像内主要的渗水通道,故最初的治水方案是计划采用三排注浆孔形成灌浆帷幕进行治水,注浆孔间距100厘米,注浆压力1~2MPa,注浆深度15米,单孔分上下两段注浆,以期达到完全阻断渗水路径的目的。该方案经过专家论证,存在着孔位过密、注浆压力过高、单孔分段过少等问题,故在试验性施工阶段,施工方对方案进行了调整,孔距为1.0米,单孔分三段,最大注浆压力降至1.5MPa。但后续的监测结果显示,水害不减反增。课题组的科研人员经过分析指出,一是1.5MPa的压力,相当于150米的水头压力作用于佛像后方岩体钻孔中,施工过程中对卧佛的稳定性影响很大,沿软弱夹层或相对软弱的层面被高压浆液劈裂造成局部张裂破坏,使水害愈发严重;二是地下裂隙网络过于复杂,高密度、高压力注浆施工有可能使其汇点成面,并最终在崖壁复活渗水点或形成新的渗水点。所以必须降低注浆压力,根据地质条件有针对性调整单孔各段注浆长度,从而提升封堵效果,注浆压力宜进一步降低至0.3~0.5MPa,这一建议值与课题组后续的研究成果接近。在治水工程施工期间,课题组科研人员多次到现场开展调查和试样采取工作,并同业主、施工方积极沟通讨论,及时对施工过程中出现的问题进行分析研究并提出合理化建议。特别是针对局部地段注浆后治水效果不明显,甚至有所加重这一情况,针对性指出这是由于加固深度过深,将卧佛下部的天然泄水通道堵塞所造成的,建议加固深度减短为12.5米,充分利用下部破碎层的天然导水作用,给后部拦截的水体留出排泄通道,并且为了不在岩体中造成新的破坏及进一步提升注浆效果,最大注浆压力还可进一步降低,同时认为疏水比堵水对水害治理效果更佳。据此施工方及时进行了施工调整,增加了几个疏水孔,使得卧佛后方水位显著降低,崖壁的水害大为减轻。事后的监测数据也证明,疏水的治理效果要明显好于堵水。

    整个科研团队以确保卧佛安全、减少岩体破坏、降低工程扰动为原则,聚焦施工参数优化、施工过程控制,力求做到精细化灌浆、精准化灌浆、疏堵结合提升治水效果,首次从注浆孔位设置、注浆压力选择、施工工序优化等多个方面提出了治水工程需要注意的问题和控制性指标,系统地评估了多阶段多工况条件下治水工程施工对卧佛的稳定性影响,同时也在常规工程和石质文物工程安全储备问题上做出了有益探索,有效地指导了一期工程的实施。作为川渝石窟保护项目示范工程,相关的成果和宝贵经验可以为后续二期治水工程的展开以及其他国内外类似石窟文物的保护提供借鉴。

    进入2018年,一期卧佛段治水工程已经首战告捷,科研团队也交出了满意的答卷。这离不开国家文物局、中国文化遗产研究院、大足石刻研究院等单位的大力支持,也离不开各方专家、施工单位和科研单位兢兢业业,对大足负责、对子孙负责的工作态度。文物保护修复不是一劳永逸,文物保护工作应是持续不断的过程,我们任重而道远。

    专家点评


    马家郁(四川省文物考古研究院研究员)

    大足宝顶山大佛湾水害治理工程(一期)从国家文物局批准立项开始,经勘查、设计、施工,到竣工验收,前后历经10年之久,治理效果非常显著,在欣喜、庆贺同时,觉得还有以下几点值得一提:

    1.针对大足宝顶山大佛湾的水害,确立并采用截排结合、综合治理的技术思路与措施是完全正确的。

    现场观察证实,施工随着超细水泥灌浆——化学灌浆——地表水疏排——地下水导泄等工序的一步步推进,大佛湾水害治理的效果也愈来愈加明显。这充分说明,截水、排水多项措施的有机结合行之有效。

    2.试验性施工是一项极具实用价值和现实意义的重大创举。

    项目施工单位——北京国电水利电力工程有限公司,在他们驾轻就熟的截水帷幕施工经验基础上,针对大足宝顶山大佛湾石质文物保护工程的复杂性、特殊性,提出了“试验性施工”的概念,通过试验区的试验性施工的结果来确定下一步大佛湾截水帷幕施工的灌浆工艺、技术参数与灌浆材料等等,极大地提高了大佛湾截水帷幕灌浆施工的合理性、可行性和有效性,工程质量有了切实的保障。也正是鉴于文物保护工程的特殊性与复杂性,大佛湾的截水帷幕灌浆要实现 “精准灌浆”尚有一定的差距。

    3.与工程同步开展的《大足石刻大佛湾水害治理工程对石刻岩体稳定性评估研究》,通过对各区段的专项评估分析,特别是根据各区段的不同工况,从理论上提出了灌浆压力的控制性指标,及时有效地指导了本期工程的顺利实施,且大大降低了文物本体在灌浆施工过程中(灌浆压力作用下)的安全风险。有科学依据支撑,文物的安全更加有保障,这在文物保护领域尚属首次,同时也是本项工程的又一大亮点。

    4.大佛腿部迄今尚有渗漏水的个别渗水点,由于紧邻“千手观音”敏感区域,建议目前除加强监测外,余皆“暂时到此为止”。


    兰立志(辽宁有色勘察设计研究院教授级高级工程师)

    石窟治水难,大足石刻治水更难,历经半个世纪,治水不断,效果有限,但大足石刻研究院从没有放弃过,一直都在努力和期盼着。2015年北京国电水利电力工程有限公司承担了大佛湾水害治理工程,在大足石刻研究院的大力支持下,坚持以研究为导向的理念,采取了堵截排等综合治理措施,探索出了一条石窟治水的新思路。他们以负责的态度,精湛的技术,开拓进取的精神,不畏挫折的勇气,历经两年多时间解决了一个个技术难题,取得了显著效果,将不可能变成了可能。虽然长期效果还有待跟踪监测和时间的检验,但仍不失为石窟治水的典型案例,大佛湾治水方法和工艺值得参考借鉴,大佛湾治水理念和思路具有指导意义。我为其点赞。


    方云(中国地质大学[武汉]教授)

    石窟渗水病害治理,是国际性难题,大足宝顶卧佛所处的地质环境为一汇水冲沟的跌水崖壁,更是难上加难。本项卧佛治水工程取得了明显效果,对于我国南方地区的石窟水害治理具有示范作用。本项工程的如下特点值得总结推广:

    1.重视前期研究。卧佛的渗水病害成因十分复杂,卧佛脚部的构造裂隙造成大面积的渗水甚至形成泉水,滋生大量苔藓霉菌;胸腹部受卸荷裂隙和层间裂隙的交切造成季节性渗水,干湿交替造成造像表层风化剥落;头脸部位沿层面裂隙造成点状渗水,形如脓疮。渗水病害治理是卧佛本体保护的前提,而研究卧佛不同渗水病害的地质成因是治水工程设计的科学依据和保证。

    2.强调施工期勘察。针对施工过程中发现的问题补充施工勘察,及时变更设计。本项工程通过施工期勘察,查明了过去一直不清楚的卧佛头脸部位的渗水是来自卧佛脚部的圣寿寺方向,在关键部位设置降水井,堵排结合,综合治理,使治水工程取得了成功。

    3.施工单位和业主紧密配合,是治水成功的保证。北京国电水利电力工程有限公司拥有雄厚成熟的技术实力,大足石刻研究院具有丰富的文物保护经验,在本项工程中双方密切配合,过程中有激烈的争论和理念碰撞,最终能达成一致。业主单位加强管理,发现问题及时叫停,召开专家论证会进行指导。施工期由9个月延长至2年半,“慢工出细活”,最终取得了圆满的结果。


    王金华(复旦大学教授)

    大足石刻宝顶山大佛湾水害治理工程一期——卧佛渗水病害治理工作取得显著效果,不但解决了卧佛多年的渗水病害顽疾,因水诱发产生可溶盐病害、微生物侵蚀病害、污染病害等也大大缓解或彻底治理,消除了威胁卧佛长期保存的安全隐患。卧佛水害治理工作的思路、模式在我国石窟寺保护工作中具有示范作用和指导意义,值得好好总结和推广。其成功既是情理之中,也是意外之喜。

    情理之中,是六十多年,几代人锲而不舍,攻坚克难的结果;是长期综合治理工作的结果;是尊重文物保护工作规律,实行设计施工一体化模式科学决策的结果;是与科学研究紧密结合,并将研究工作、研究成果贯彻全过程的结果;是充分发挥专家团队的指导作用,真正实行信息化施工的结果。意外之喜是针对石窟寺水害问题的复杂性、艰巨性,能够取得如此显著的效果,远远超出了预期的效果。


    编辑陈梅