龙门石窟保护中的灌浆技术

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内容摘要：龙门石窟是露天雕刻品，对其保护有很大的难度，涉及到多方面的知识。本文总结了龙门石窟长时间以来在保护工作中用到的灌浆技术，主要包括灌浆材料、灌浆步骤和灌浆方法等，期望对石窟寺保护工作者有一些参考作用。

关键词：龙门石窟灌浆环氧树脂超细水泥钻孔

Abstract：Longmen Grottoes are open-air sculptures.They are difficult to be protected,which involves various knowledges.This article summarizes the grouting technique which has been used in protection of the Longmen Grottoes for many years.It mainly including grouting materials,processes and methods,in order to provide some reference to the researchers who are engaged in protection of cave temples.

Key words: Longmen Grottoes,grouting,Epoxy resin,superfine cement,drilling

龙门石窟位于洛阳市区以南13km伊河两岸的山崖上。自开凿千余年来，历经自然和人为破坏，许多窟龛已面目疮痍。上世纪70年代至今进行的一系列加固及综合治理工程，有效地缓解了病害的恶化，对石窟的保护起到了非常重要的作用。在对龙门石窟进行加固和综合治理中，运用了多种科学手段，诸如灌浆、锚固、防风化处理等等。在此，重点对其中的灌浆技术作一介绍。

龙门石窟面临的病害当中，石窟渗漏水以及围岩及雕刻品崩塌是常见病害。为治理病害而采取的方法中，灌浆就是必不可少的一种。一般而言，灌浆总是和加固联系在一起的。显然，灌浆可以起到加固石窟围岩及雕刻品，防止其进一步崩塌或掉块，增加石窟文物强度的效果。此外，通过灌浆，还可以有效封堵石窟渗漏水通道，起到治理渗漏水的功效。因此，灌浆在龙门石窟的保护工作中，属于经常使用且效果显著的保护手段。

一、灌浆材料的选择

为了达到很好的灌浆效果，灌浆材料的选择至关重要。结合龙门石窟石质特点，主要选用了两种材料：环氧树脂类和水泥类。

1.环氧树脂类灌浆材料

环氧树脂类灌浆材料是在国内外灌浆中使用最多的一种材料。其特点是：可以用于较细缝隙的灌浆（可达到0.1mm）；体积小，且收缩时无气泡；硬度大；老化期长；货源充足，运输和使用方便。

龙门石窟的加固和综合治理工程中，主要使用了环氧树脂类材料作为主要灌浆材料。当然，在不同时期，结合气候和石质材料性能，采用了不同的环氧树脂材料灌浆配方，如低温灌浆配方、增加韧性材料配方等。1971年至1974年、1975年至1985年、1987年至1992年龙门石窟加固维修工程中，都使用了这种材料。另外，2002年开始的龙门石窟日常维护中，仍然采用了环氧树脂类材料作为灌浆材料。

2.水泥类灌浆材料

在以前的保护工作中，曾选用水泥类材料作为灌浆材料。主要针对比较宽的裂隙（宽度一般大于0.25mm）进行灌浆。选用这种材料的优点是操作简单，价格低廉。缺点为收缩力不够，粘结强度小，且如果选用的是普通硅酸盐水泥，将会在文物上出现泛碱现象，极难处理。目前选用的水泥类灌浆材料，主要为超细水泥。这种材料不但克服了不能灌细缝的缺点，并且不会泛碱，可灌性也不错。龙门石窟早期的保护工程中，使用了水泥类灌浆材料，但由于存在较大缺陷（泛碱），之后很长一段时间没有应用。在2008年进行的潜溪寺渗漏水治理工程中，采用超细水泥进行了灌浆，虽然治理效果并不明显，但也不能证明是由于应用水泥类灌浆材料才出现问题的。

二、灌浆步骤

灌浆步骤一般来说，主要有以下几步：

1.清理裂隙面。为了保证灌浆效果，在灌浆前要将裂隙面进行彻底清理，保证干净、干燥，不能有水分，否则会影响灌浆效果。

2.封缝。这一步是为了封住灌浆时浆液的出路，使其能够在压力作用下，充分填注到缝隙中，达到加固和防渗漏目的。

3.涂脱膜剂。为了防止浆液渗漏而造成的文物表面污染，在缝隙边缘涂一层脱膜剂，可以在发生跑浆情况以后，能够很好的处理跑浆处的文物表面，不至造成严重污染。

4.埋注浆管。选择合适的缝隙处埋设注浆管。

5.检漏。检漏的方法很多，在龙门石窟主要用高压气泵向注浆管中充气，然后在可能有渗漏的地方涂刷肥皂水，如有气泡产生，即证明有漏气情况。或者考虑在注浆管用压力注入有色气体，通过观察确定是否有漏气。检查后如有漏气点，需要重新封缝。反复进行，直至不漏。

6.灌浆。这是灌浆中的中心步骤，将在第三部分重点介绍。

7.检查和后期处理。灌浆完成后，需要对裂隙面做一细致的检查，确保没有浆液外漏而造成污染。出现了外漏污染情况，需要及时进行清除。

三、灌浆

在龙门石窟所进行的灌浆加固工作中，根据实际情况，主要由以下几种灌浆方式：一是为了防止文物表面小块脱落的灌浆；二是为了防止小缝隙造成洞窟渗漏水而进行的灌浆；三是对于较宽较长的裂隙进行的灌浆，旨在防止洞窟渗漏以及增加岩体的稳定性；四是在山体上截断洞窟渗漏水通道的帷幕灌浆。

1.文物表面小块脱落防止为目的的灌浆

在近几年龙门石窟进行的日常维护工作中，发现了多处雕刻品表面有脱落倾向的小块，为了防止其在自身重力作用下发生脱落，我们采用了灌浆措施进行保护。经过一段时间的检验，证明这种处理方法是非常有效的。

由于文物上裂隙往往较细，埋设管子通常比较困难。因此，我们选用了注射式灌浆法。①埋设注浆针头。在缝隙上埋设注射用针头，针头可根据缝隙宽度选择大小号。②注浆（见图1）。运用注射式灌浆进行灌浆。这样做的好处是便于控制注浆压力和注浆量，可避免浆液大量渗流现象发生。对于可能出现的少量跑浆现象，也可以及时进行处理，有效降低文物被污染的可能。

2.为防止雨水等从小缝隙渗流而入造成洞窟漏水的灌浆

这种方法运用的比较多，一般的做法是在可能造成洞窟漏水的缝隙上打孔灌浆。实际操作中，主要有几个步骤：①布孔。可以沿裂隙走向进行布孔。布孔时可以在同一条裂隙上布多个孔，一般约每20―50mm布一个孔。②钻孔。采用普通电钻钻孔（见图2）。钻头可以选用直径为6―10mm或14―18mm的。6―10mm的钻头主要用于裂隙较细，且深度较浅（不超过10cm）的布孔点；14―18mm钻头可以用在裂隙深度较深（20―28cm）的布孔点。③洗孔。钻孔完成后，需要对钻孔进行清理，即洗孔。可以采用高压水枪向钻孔内注水冲洗，直到流出的水不再浑浊。这是一个重要环节，由于钻孔深度较浅，如果因钻孔时留下的粉末堵住了缝隙，从而造成注不进浆或注浆效果不好，将直接导致灌浆失败，难以达到理想的防渗漏效果。④埋设注浆管（见图3）。选用和空隙孔径相同的耐压管埋好。⑤注浆。在注浆时，运用手压式压力注浆机将配置好的灌浆材料通过注浆管压入裂隙。选用手压式压力注浆机主要因为这种机器体积小，重量轻，无需动力设备，清洗也很方便。

3.较长较大裂隙的灌浆

此类灌浆有两个目的，一是防止洞窟渗漏，通过堵住渗漏水通道而达到目的。二是增加岩体稳定性，通过灌浆，使原本的岩体存在的裂隙被填满，而所用的灌浆材料又有较强的粘合力，这样就能使岩体形成一个整体，稳定性会得到很大的提高。

目前在龙门石窟东山正在进行这种类型的灌浆。在东山二莲花洞，长期以来，雨季渗漏水情况非常严重。通过对窟内渗漏水点的长期观察结果的分析，认为位于洞窟上方的几条大的层面裂隙、卸荷裂隙和构造裂隙相互交叉，形成了网状的渗漏水通道，是造成二莲花洞渗漏的主要原因。鉴于此，我们选择在层面裂隙上钻孔，沿着层面裂隙方向，斜穿卸荷裂隙和构造裂隙，采用灌浆的手段堵住网状渗漏水通道，并在洞窟下方钻排水孔，从而达到治理洞窟渗漏水的目的。在施工中，选用了水电钻进行钻孔，钻孔深度可以达到20m以上，孔径为40―42mm。水电钻的优点是钻孔时震动很小，非常适合在危岩体上进行钻孔作业，是以前龙门几次大的治理保护工程中常用的钻孔工具。目前，在国内石窟保护界，其运用也是非常多的。

这种灌浆方法对钻孔方向的要求较高。因为要保证好的灌浆效果，就必须首先确保灌浆孔分布在主要裂隙上，并能贯通其他裂隙。只有这样才能保证浆液能够顺利的被压入裂隙网络。而此类钻孔往往会打得很深，钻孔方向稍有偏差，将会偏离裂隙。所以在钻孔时，一定要调整好方向。同时，也需要在主要裂隙及裂隙方向上，多布一些注浆孔，使钻孔尽可能多的贯穿裂隙网络，从而保证灌浆效果。

4.帷幕灌浆

帷幕灌浆首先应用在水利工程中，其目的是为了加固和防渗。近些年来，逐渐在文物保护工程中被采用。在龙门石窟潜溪寺渗漏水治理工程中，就采用了这种方法。虽然治理效果不明显，但应该不是因为应用这种方法而造成的。帷幕灌浆是一项复杂的工程，在技术上有一套详细的规范和标准。笔者在这方面确实非常欠缺，就不再多说了。

在龙门石窟的保护工作中，运用到的灌浆材料和技术主要有以上几个方面。笔者的总结可能并不全面和细致，也许还有很多纰漏。尽管如此，还是希望能把自己知道的拿出来，以期对文物保护工作者起到一些参考作用。

参考文献：

1 刘景龙.龙门石窟保护.中国科学技术出版社，1993

2 洛阳市志（第十五卷）.中州古籍出版社，1996

3 黄克忠.岩土文物建筑的保护.中国建筑工业出版社，1998