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甘肃镇原玉山寺石窟病害分析与防治对策研究
甘肃镇原
玉山寺石窟病害分析与防治对策研究
玉山寺石窟位于甘肃省镇原县城东40公里处的茹河北岸砂岩上，隶属太平镇彭阳行政村。石窟坐北面南，在距河床高12米的崖体上开凿洞窟，现存洞窟5个，共有石雕和石胎彩塑82尊，保存完好藻井20平方米，壁画15平方米，酥碱脱落严重。石窟形制主要是窟和龛，窟多以平面长方形为主，内均有平面呈倒凹形高坛基。正壁上有各自独立的束腰叠涩须弥座，龛以浅圆拱形、长方形、正方形为主。窟顶以平棋式、人字坡为主，藻井以穹窿形浮雕为主。石窟的主尊造像均已不存，无法得知原貌，但从雕塑的82尊小像看，它们皆为半圆雕及石胎彩塑造像为主。造像有佛、菩萨、天王、力士、比丘、化生童子、供养人、罗汉、六臂观音、六臂力士等。造像均姿容秀丽，面容慈祥，神情庄严，衣纹概括简练，衣饰华美，给人以古朴典雅之感。在雕刻技艺上，石窟均采用石雕彩绘泥衣的表现手法，注重人物的写实，刀法娴熟，风格洗炼，形象生动，人物神情更贴近世俗化和生活化。颜色多以朱砂、蓝、粉白、群青等色为主。从玉山寺石窟的窟龛形制、造像题材、彩塑风格等方面来综合考察，该石窟最早应开创于宋金时期，后经元、明、清等都有续建、重妆和重绘，有1000多年的历史。石窟东距北石窟寺5公里，从艺术体系上看，应是北石窟造像艺术的延续，它是宋金时期陇东黄土高原上劳动人民所创造的文化艺术杰作，对研究镇原乃至甘肃宋金时期佛教石窟的历史、艺术、科学价值提供了宝贵的实物见证。
玉山寺石窟1993年被公布为省级文物保护单位，在漫长的历史岁月中，石窟在自然因素作用和人为活动的影响下，岩体逐渐风化开裂，窟内彩塑泥层酥碱、空鼓，颜料层起甲、脱落等多种病害已严重危及石窟塑像安全。近年来，虽曾作了一些急救抢修，但由于资金和技术等原因未能从根本上解除隐患。我们对其进行了多次实地勘察，现就石窟的主病害作以浅析，与同行共同探讨抢救保护的有效措施及对策。
一、自然环境
镇原位于甘肃东部，地处陇东黄土高原，玉山寺附近是起伏的黄土山卯及沟壑，茹河水流从宁夏流经此地直到北石窟寺前与蒲河交汇流入泾河，由于河水长期洗刷、侵蚀，使这里的黄土层大面积流失，暴露出砂岩河床，为开凿石窟提供了理想的地形和地质条件。此地的砂岩与北石窟寺、石空寺的砂岩均为石质属早白垩纪泥质胶结黄砂岩，主要见于河床中。泥质砂石中的粘土矿物成份较多，所以长期形成坚硬的地层。这种地层整体性很好，看似酥松实却坚固，由于它砂粒较细，砂质均匀易形成光洁平整的表面，适宜进行精雕细刻的加工。但因为岩石比较单一，强度低，易受气候环境中温湿度的影响，很容易遭受风蚀及雨蚀的严重破坏。因此石窟大多数为石雕，造像多为高浮雕、圆雕及石胎彩塑。这是陇东石窟不同于其他地区石窟的主要特征之一。
这里气候干燥，四季多吹西北风和南风，年降水量主要集中在7、8、9月，春秋两季气候潮湿，加之汛期茹河水流量较大，流速较快，是造成岩体风化和石窟病害形成的主要原因。
二、石窟主要病害及成因分析
由于自然和人为因素的影响，历经近1000年的玉山寺石窟出现了许多病害，这些病害使石窟遗存逐渐被破坏，甚至消失。经过现场认真勘察分析，其主要病害类型有彩塑的酥碱、起甲、空鼓、脱落及岩体风化、风蚀、雨蚀、裂隙发育、冲沟发育、岩体坍塌、人为破坏等11种。
（一）彩塑病害
1、彩塑酥碱
酥碱是彩塑病害中最为严重、对彩塑危害最大、也是最难治理的病害。酥碱主要是由于可溶盐引起的。此地水里的盐成份比较多，因此彩塑泥层中的可溶盐以及地仗附着岩体中的可溶盐随水迁移积在地仗层表面；当环境温度增大时，可溶盐溶解并连同地仗层膨胀；当气候干燥时，可溶盐结晶收缩，这样经反复膨胀——收缩——再膨胀——再收缩这一过程，就造成了彩塑颜料层酥碱。3号窟前壁（门道内两侧）左右两侧小龛内的造像长期不见阳光、不透风、受潮致使彩塑颜料层酸碱无存。
另一方面，彩塑泥层中所加的起胶联作用的植物纤维类麦草、麦衣、谷壳等在高温、高湿情况下，滋生了微生物，纤物类物质被分解，胶联作用丧失，也造成泥层疏松、多孔，导致酥碱。4号窟内的菩萨和十殿阎君造像彩塑泥衣下本身大部分酸碱严重。
2、彩塑起甲
玉山寺石窟彩塑起甲有两种：一种是颜料层收缩龟裂起甲。其原因是颜料中加胶过多或颜料层中的胶还未完全老化，但颜料层之下粉层中的胶已老化失去作用，使粉层酥碱失胶，导致颜料层附着力变弱，呈小片状翘起。4号窟穹窿形藻井里的图案颜料层起甲比较严重。另一种是颜料层连同粉层整体起甲。主要原因是在可溶盐作用下，使细泥层酥碱、疏松，这样粉层和细泥层失去粘结，导致颜料层连同粉层的双层结合体一起从细泥层上翘起。2、3、4号窟内的造像面部颜料层连同粉层起甲严重，致使许多造像面部呈花斑状。
3、彩塑空鼓
彩塑空鼓主要是地仗层空鼓，就是指彩塑地仗层连同颜料层一起脱离石胎。主要原因是由于长期渗水作用，使泥质胶结的岩面疏松，导致石胎和地仗层大面积分离而空鼓。4号窟内的壁画地仗层与崖面空鼓形成1—5厘米的裂隙。2号窟东壁的造像空鼓严重，有的彩塑泥衣已脱落。
4、彩塑脱落
彩塑脱落有两种：一种是地仗层与石胎脱离，由于渗水形成空鼓，若受到较大震动时就立即脱落。3号窟西壁的力士就是彩塑地仗泥层与石胎脱离只剩下原来的石胎了。另一种是古代人们在绘画或彩塑着色时，使用了动物胶或植物胶，以使颜料更好地与地仗层结合。植物胶的主要成份为糖类，动物胶的主要成份为蛋白质，糖类是微生物的良好营养物质，蛋白质在酸碱酶的作用下，容易分解，这样胶结物的胶体作用就会丧失，颜料就以单个粒子形式附着于塑像泥层表面，这时它的结合方式是微弱的分子间力，若轻轻碰壁则会脱落。2号窟内西壁的造像彩绘颜料层脱落十分严重，只有少许绿色颜料存在。
（二）地质病害
1、岩体风化
引起石窟岩体风化的因素很多，但对泥质胶结的砂岩体来讲，最主要因素之一是胶结泥质的结构受到破坏。因为玉山寺石窟所处环境温湿度变化大，很容易引起蒙脱石等粘土矿物吸水膨胀，失水收缩，导致砂岩的胶结状态受到破坏，即砂岩风化。另外，岩体中所含的可溶盐，也会随石窟环境湿度频繁变化而反复结晶膨胀和溶解收缩，导致砂岩的风化。2号窟东壁造像、平棋式顶部浮雕的莲花、穹窿式藻井已大面积风化，隐约可见浮雕痕迹。3号窟人字披仿木檩结构顶，已严重风化仅存大形。
2、岩体风蚀、雨蚀
由于气候的原因，这里春季多风，夏秋季多雨，一部分雕刻在石窟外面的造像，在没有任何遮掩物保护情况下，长年裸露，受风吹、日晒、雨淋等自然力的影响，在窟龛外平地上均落有大量细砂粒，致使长年累月岩体及造像逐年风化变薄。2号窟门外的两尊力士像就是由于风蚀、雨蚀，只剩下了模糊的轮廓。
玉山寺砂岩岩体孔隙率较大，对水的渗透性好，又因砂岩大都是泥质胶结，遇水易崩解，是雨蚀的一个主要原因。
3、岩体裂隙发育
玉山寺在崖面上开挖洞窟后破坏了原有崖体的稳定性，导致洞窟周围岩体产生的应力重新分解，进而造成应力集中而产生卸荷裂隙。5号窟就是60年代岩体裂隙发育垮塌只剩一半。再加之汶川大地震和窟顶上的公路震动，使西边崖体裂缝已形成4厘米，4号窟顶和东壁形成0.8厘米的裂缝，若不及时加固，很可能造成岩体严重破坏和窟龛坍塌。
4、岩体冲沟发育
本地降雨主要集中在7、8、9月，时常有暴雨出现，从山上排出的洪水将崖面冲成了许多小壑，加之茹河汛期到来使岩体凹陷进一步发育，导致崖体上形成危害，上重下轻，支撑力逐渐减小。受风蚀、雨蚀及裂隙发育的影响，砂砾岩石窟崖面上的冲沟更加发育，越冲越大，随时有发生崩塌和倾覆破坏的可能。
5、岩体坍塌及人为破坏
玉山寺石窟现存窟龛下面已凹陷深6、高11、长35米的凹槽，岩体已严重失去重心，河水每年都在继续向里冲刷侵蚀，加之窟顶只有3——4米厚，其上是公路，70年代为了农田灌溉在3号窟顶人为开凿了直径为0.8米的引水洞，山洪暴发时成了排洪通道，这样最容易造成窟顶局部坍塌和整体窟区大面积整体性坍塌破坏，应该立即进行抢救性加固保护。加之过去玉山寺看管措施不力，人为破坏相当严重，有时比自然破坏更大。
三、石窟病害防治与保护
根据对玉山寺石窟病害成因的分析，近期内适当地对石窟进行加固维修，消除隐患，增加抗御外力影响的能力，使石窟艺术得到妥善而安全的保护。对玉山寺石窟的维修保护，有以下几点设想，仅供探讨。
1、修复酥碱、起甲的彩塑
根据敦煌研究院研究结果表明，1—3﹪聚乙烯醇；1—1.5﹪聚醋酸乙烯乳液，这两种粘合剂性能较稳定，不易老化，比较适用修复酥碱、起甲病害。
修复酥碱起甲壁画工艺可分4个步骤：
首先是清除起甲彩塑颜料层表面尘土；其次，用小针管向起甲彩塑注射7.5﹪的聚醋酸乙烯乳液；再次待上述注射粘合剂被地仗层吸收后，用棉球排压修复处消除残留空气；最后，在用棉球排压后的彩塑上再喷涂一遍粘合剂。
2、修复地仗层空鼓、脱落的彩塑
对彩塑地仗边沿已脱离石胎的空鼓采用15﹪的聚醋酸乙烯乳液与粘土、细麦草调成泥，填塞空鼓边沿，将彩塑地仗与石胎粘接。若面积不大的，用注浆回贴方法修复，将调和剂从空鼓裂缝中注入，使其与石胎粘合。
3、对岩体进行加固
一是对凹陷崖体进行重新回填加固。先把崖体河床深挖，打眼灌桩，然后用钢筋混凝土回填，再把凹陷部分用混凝土加固，在其表面用PS粘土作旧，与崖体外观一致。
二是对岩体的裂隙加固要采用锚固方法进行回固处理。先对崖体钻孔，注浆埋设锚杆，利用锚杆张拉力来拉住裂隙，可防止危崖坍塌。
三是对玉山寺岩体做PS—C加固工程。因为玉山寺石窟的砂岩与石空寺石窟的岩砂相同，甘肃省地质防治工程勘查设计院已对镇原石空寺石窟做了PS防固维修，加固效果理想。我们不妨也利用PS材料对整个岩体直接渗透加固，PS材料必须达到一定模数。
4、冲沟整治
对冲沟发育的问题，要从根本上进行治理。现在临时对洪水及原来水洞进行了预防性处理，但不能满足现状，应在窟顶公路上的排水沟埋设排水管，在山上重修排水沟，将水集中排到旁边一小溪里。对3号窟顶上的水洞应进行回填封闭加固，不能让洪水再次对窟内彩塑冲刷侵蚀。
5、人为破坏的防止
一是成立玉山寺石窟文物管理所，设专职文保员长期看护，加强窟内管理。
二是设置窟口防护栏及安装防盗门，设警示牌，禁止闲人随意进入窟内乱摸乱划乱踩，在公路上设置禁止车辆慢行及超载重车辆停行的警示牌等。
总之，为了对玉山寺石窟进行预防性维修加固，使“防病胜于治病”，在确保文物安全的前提下，使其文物不受损坏，整旧如旧，更好地保持文物原貌，建议尽快投入资金进行预防性保护治理和研究，进一步保护好这一历史文化遗产。（文｜王博文）
