■ 大气降水是石窟地区渗水根源
找到渗水的源头成为治理石窟渗水问题首先需要做的工作,就像医生给病人治病一样,必须找到病根。
通过几个月的观察,苑静虎发现威胁石窟安全的水主要有四个途径:窟顶渗水、空气凝结水、冲刷窟前的雨水和地下上升的毛细水。云冈周围存在大量煤矿,煤矿开采使地下水持续降低,目前地下水水位已经低于石窟地面10米左右,因而地下毛细水上升的威胁可暂不考虑。最后,工作人员认定大气降水是石窟地区的主要水源。
找到了威胁石窟的渗水根源,工作人员制定了“堵与排相结合”的防水工程的基本思路,以排水为主要治水手段,进行彻底的治水。
今年4月起,工作人员选择了33、34两座石窟进行试点,采用了顶部护坡防渗处理、前立壁的加固封护等治理工程。
“到目前为止,我们成功地阻挡了90%以上的渗水。据工程后的观察,原来渗水的13个洞窟,现在只有33窟和34窟的北壁泥岩层仍有渗水,其顶部裂隙和龛内裂隙已经没有滴水及渗水现象,壁面上渗水痕迹自完全干燥后不再受到降雨的影响。这表明石窟顶部和前立壁不再有新的水源补给,证明本次工作的两项内容均成功完成。”苑静虎高兴地说。“这项实验的成功,为今后的防水工作积累了宝贵的经验。这使多年停滞不前的防水保护工作取得了突破性进展,为云冈石窟今后的保护工作闯出了一条新路。”
■ 空气凝结水的勘测实验已经展开
记者了解到,除了治理大气降水外,空气凝结水的勘测实验和窟檐的勘察设计也相继展开。其中凝结水研究目前由中国地质大学进行,窟檐设计方案由建设综合勘察研究设计院等多家单位共同进行。
“这样大规模的石质文物勘测、保护工程,在国内尚属首次,很多实验设备都是自主研发的。”苑静虎介绍。
众多物理、化学、地质学科专家参与其中,多学科、量化研究的特点越来越明显。为了完善设计方案,设计方对石窟地区进行了系统的水文勘测,搜集了历年的气象资料。
据了解,通过专家评审的窟顶防渗设计方案共分窟顶排水、窟顶防渗、水土保持和绿化、防水效果监测系统、防水治理施工设计五部分。
“其实这和我们普通建筑做防水是一样的道理。‘排与堵相结合’是我们的主要思路。”苑静虎说,“首先,我们要让雨水能够快速地排出,不让雨水渗入石窟。”工作人员将通过建立窟顶排水系统,使大气降水及下渗的水分尽可能迅速排出窟顶汇水区,减少大气降水在窟顶的停留时间。
“另外,做好窟顶的防水也是非常重要的。这就是对雨水进行有效的堵截。”苑静虎说。窟顶防渗部分将采用设置防水层的方式,对下渗水实施有效拦截,切断石窟渗水的补给途径。“也就是切断了石窟渗水的源头。”苑静虎介绍说。
另外,在材料的使用上,这次在大部分地区将采用膨润土做防水毯,“因为膨润土有良好的透气性和柔性,非常有利于窟内的空气循环以及适应窟顶地面的不同坡度。”苑静虎介绍说。
“最后,对进行防水处理的窟顶区域,还要进行水土保持和绿化。这样,窟顶的土壤可以吸收大部分的大气降水,防止雨水直接渗入洞窟里。”苑静虎解释说。
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