文保專家齊聚大足,為石窟寺滲水病害「把脈開方」

中國文物報 發佈 2022-09-27T19:53:36.470813+00:00

重慶大足,古稱昌州,是我國西南地區歷史悠久的「海棠香國」,更以燦爛精美的世界遺產大足石刻聞名於世。9月23日,來自高校、文博機構和科研院所的三十餘名專家學者,為一個國家級文保難題齊聚大足,面對千年石窟凝結出智慧結晶,用科技創新手段向石窟寺滲水防治難題發起挑戰。

重慶大足,古稱昌州,是我國西南地區歷史悠久的「海棠香國」,更以燦爛精美的世界遺產大足石刻聞名於世。9月23日,來自高校、文博機構和科研院所的三十餘名專家學者,為一個國家級文保難題齊聚大足,面對千年石窟凝結出智慧結晶,用科技創新手段向石窟寺滲水防治難題發起挑戰。



我國石窟寺分布廣泛、規模宏大、體系完整、內涵深厚,在我國文化遺產中占有重要地位。加強石窟寺保護利用,具有重大意義。但是,在我國石窟寺保護工作中,砂岩質石窟岩體裂隙滲水病害的精細探測、精確評估與精準防治歷來是重點和難點。


與其他工程領域相比,石窟岩體裂隙滲流病害具有滲水裂隙微小,滲流結構複雜,滲流現象微弱等特點。現有常規探測技術無法對石窟岩體微小裂隙及裂隙滲流網絡進行精細探測、識別和解析,因而難以為精準治理工作提供科學支撐,砂岩質岩體裂隙滲水病害防治的關鍵技術瓶頸亟須突破。


這次,讓專家們齊聚聯合攻關的國家重點研發計劃 「砂岩質石窟岩體裂隙滲流精細探測與防治關鍵技術研究」項目,就是針對石窟岩體微小裂隙的滲水病害而設立的。該項目由復旦大學牽頭,王金華教授作為首席科學家,聯合大足石刻研究院等多家單位承擔,項目所聘專家都是國內文保領域的知名學者。項目實施近一年以來,各參加單位克服疫情影響,科學組織,周密籌劃,全力開展實驗、調研工作,各項研究穩步進行中。此次在大足召開階段性工作專家諮詢會,旨在交流各課題的進展情況,傾聽專家們的建議,助力項目順利推進。


「這是一個前沿的創新性研發項目。」項目組成員、吉林大學地球探測科學與技術學院馮暄教授提出,通過對設備進行適應性改造,研發探測新技術,開發軟體系統等研究,項目需要對石窟寺的微小裂隙進行高精度的探測。


水從哪裡來,水到哪裡去,這是石窟寺文保專家們思考的問題。中國科學院武漢岩土力學研究所的任偉中教授負責課題中滲流路徑及評估研究部分,他介紹道,「石窟造像內部的軟弱夾層中存在多個微小裂隙,在不同地質、不同季節性乾濕條件下,需要對局部的微小裂隙中滲流情況進行準確評估。」


該項目在石窟岩體裂隙灌漿新材料的研發方面做了深入探索。據中國水利水電科學研究院的符平主任匯報,項目聯合多家單位,根據不同裂隙的屬性要求,研發了三種裂隙灌漿新材料,以滿足不同裂隙的滲水防治需求。新材料與石窟砂岩岩體兼容,並且對石窟本體友好,可以實現經濟高效的治理。



項目聚焦砂岩質石窟岩體裂隙滲流網絡的地球物理場響應機理、裂隙滲流通道分級及滲流動力學機制、微小裂隙無機材料漿液擴散模型等科學問題,以「精細探測→精準識別→精確模擬→新材料研發→一體化解決方案」為研究路徑,提出「精細探測與精確識別」「精確模擬」「新材料研發」「防治策略及示範應用」四項研究任務,開展裂隙滲流網絡「地-井-崖」聯合波場差分精細探測、聯合反演成像和智能精準識別、多尺度滲流通道滲透能力評估、裂隙滲流路徑智能識別、灌漿材料調配及優化、「灌漿壓力、注入率、文物安全」三控的裂隙灌漿等關鍵技術及重點內容研究,並通過應用示範、產學研用一體化基地建設、行業標準制定等方式轉化落地項目科研成果。


大足石刻造像精美、規模宏大、題材多樣,但長期受到滲水病害的侵擾,石窟岩體裂隙滲水的治理也一直是大足石刻保護的工作重點之一。



項目選擇以大足石刻寶頂山大佛灣及北山摩崖造像為研究示範應用對象,綜合開展實驗室探索與野外現場探測實驗工作,持續深化滲水病害防治策略研究,逐步構建「精細探測、精準識別、精確模擬分析、綜合防治、監測評估」成套技術、行業標準等一體化石窟岩體裂隙水害治理解決方案。


項目組負責人王金華教授談到,2017年完成的大足石刻寶頂山臥佛滲水治理工程成效明顯,解決了幾十年來「臥佛」滲水的老大難問題。但是背後的滲水治理機制還待進一步深入研究,尤其是對大佛進行微小裂隙的滲流研究,具有代表性和典型性。其成果將進一步提升大足石刻保護科技力量,更將為樂山大佛等我國石窟寺保護工作提供堅實的理論支撐和技術保障。


目前,該項目已取得階段性成果。砂岩質石窟岩體裂隙滲流網絡的電場、電磁波場和彈性波場響應機理,石窟岩體裂隙滲透特性、石窟岩體及裂隙組合滲流路徑滲透能力分級,石窟岩體裂隙中無機材料漿液的性能演化與擴散模型構建等研究均取得階段性理論進展。砂岩質石窟岩體裂隙微生物灌漿材料、CaO-SiO2系膠凝材料及偏高嶺土基複合灌漿材料的研發調配,經實驗室第一階段評價成效良好。砂岩質石窟岩體裂隙滲流網絡地-井-崖多源多維差分探測技術集成應用方案通過初步野外試驗,石窟岩體裂隙智能灌漿專用設備已經基本成型。


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來源 | 「文博中國」微信公眾號

編輯 | 張 怡 實習編輯 | 李 丹

覆審 | 馮朝暉

監製 | 李 讓

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