聯(lián)合國教科文組織資助的龍門石窟修復(fù)保護(hù)工程項目基本結(jié)束。項目的實施為龍門石窟保護(hù)科研基礎(chǔ)條件的建設(shè)、人才的培養(yǎng)、信息檔案資料的收集與建設(shè)、龍門石窟保護(hù)示范指導(dǎo)作用等方面取得了顯著成果，項目的工作機(jī)制及形成的保護(hù)機(jī)制、保護(hù)理念、技術(shù)路線對未來龍門石窟的保護(hù)將起到更大的作用。

    但是作為項目主要內(nèi)容之一的潛溪寺石窟水害治理工程，在實施了部分治理措施——帷幕灌漿工程后，還未達(dá)到有效治理滲水病害的目的，就此引發(fā)了對潛溪寺石窟治水工程保護(hù)設(shè)計思想、治理措施的疑慮和爭議，部分專家提出了中肯意見和建議，作為項目專家組、設(shè)計人員、石窟管理者頗感壓力，也引發(fā)了更深入的研究、思考和探索。

    龍門石窟面臨的主要威脅有三個方面：1.石窟存在的水害，主要是石窟裂隙滲水病害；2.石窟不穩(wěn)定巖體病害；3.環(huán)境污染病害（以及由其引發(fā)的雕像風(fēng)化破壞）。自1971年國家撥專款開始進(jìn)行龍門石窟專項保護(hù)工作起，經(jīng)過幾十年的保護(hù)工作，龍門石窟存在的巖體穩(wěn)定性病害基本得到有效治理，石窟環(huán)境條件大大改善，其中也投入了大量的人力、物力，采取各種不同的措施治理石窟的裂隙滲水病害，也取得了較好的效果。但是由于技術(shù)的限制、材料的老化或保護(hù)材料與石窟巖體性能的差異，經(jīng)過一段時期，石窟裂隙滲水病害仍會出現(xiàn)、發(fā)展、惡化。龍門石窟裂隙滲水病害威脅最嚴(yán)重的主要是一些大型石窟，而這些大型石窟又是石窟內(nèi)容最豐富、價值最高及保護(hù)工作的重點。因而，石窟裂隙滲水病害是龍門石窟存在最普遍、危害最大的病害之一，水害治理也是龍門石窟保護(hù)最迫切、最主要的工作之一。

    項目選擇潛溪寺石窟作為龍門石窟水害治理的試驗研究對象，目的就是在有效治理龍門石窟水害方面進(jìn)行有益的實踐探索。潛溪寺治水工程的目的并不是為了暫時性止住滲水的效果，而是探索全面、長久治水的方法和途徑，對項目的意義非常重要，對龍門石窟保護(hù)的意義也非常重要。

    由于龍門石窟依托的山體龐大，崖壁陡峻，地形復(fù)雜，采取大規(guī)模治水措施的空間有限，也與文物保護(hù)原則要求相違，無法按常規(guī)水利工程的治水思路、措施實施治理工程；另外由于龍門石窟地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性（層面裂隙、卸荷裂隙、節(jié)理裂隙、巖溶各種構(gòu)造相互交切），裂隙滲水的滲流途徑十分復(fù)雜，增大了龍門石窟水害治理的難度。所以龍門石窟的治水工作是一項以科研為基礎(chǔ)的攻關(guān)項目。

    潛溪寺石窟位于西山最北端，為唐中期開鑿的大型石窟，其歷史、石窟形制、藝術(shù)價值等在龍門石窟具有典型性和代表性，但潛溪寺石窟裂隙滲水病害、凝結(jié)水病害十分嚴(yán)重，而且對石窟雕像造成了嚴(yán)重?fù)p害。自1976年起，開始重視潛溪寺石窟的滲水病害和治理工作，至1991年相繼采取了拆除、重建窟檐，裂隙灌漿、封堵，窟頂清理，鋪設(shè)防滲層等措施，在一段時期內(nèi)，治水效果明顯。但近期石窟裂隙滲水病害又重新產(chǎn)生，而且愈來愈嚴(yán)重。如何以潛溪寺石窟為例探討龍門石窟有效治水思路、措施：是完善歷史上采取的治理思想、措施？還是探討新的、長久有效的治理思路和途徑？能否對龍門石窟起到啟發(fā)、示范、指導(dǎo)的作用？所以，潛溪寺石窟治水工程對項目、對龍門石窟的保護(hù)，其意義是深刻的。

    潛溪寺石窟水害狀況及分析

    潛溪寺石窟南壁面、北壁面、窟頂區(qū)域存在滲水病害，而且以窟頂裂隙滲水最為嚴(yán)重。潛溪寺石窟裂隙滲水狀態(tài)：

    （1）潛溪寺正壁（西壁面）：正壁共有3處滲水點，均位于主佛像頭部的右上角。主佛像頭部上方的2條層面裂隙中各有一個滲水點；南側(cè)頂部卸荷裂隙分布有一處滲水點。

    （2）潛溪寺背壁（東壁面）：背壁較干燥，未發(fā)現(xiàn)有滲水痕跡。

    （3）潛溪寺南壁：南壁有3處滲水點，滲水病害比較嚴(yán)重。位于西側(cè)佛像頭頂至東側(cè)佛像肩部的卸荷裂隙是一條主要的滲水控制裂隙，洞頂滲水沿該裂隙下滲。層面裂隙和卸荷裂隙滲水裂隙交切，造成了南壁東側(cè)的大面積巖溶覆蓋區(qū)窟門外發(fā)育1條大的卸荷裂隙，隙寬8~20厘米，雨季滲水嚴(yán)重（圖一）。

    （4）潛溪寺北壁：北壁有3處滲水點。頂部層面裂隙有2個滲水點，北壁卸荷裂隙是主要滲水裂隙。

    （5）潛溪寺洞頂：洞頂滲水較為嚴(yán)重，發(fā)現(xiàn)有滲水點9處，卸荷裂隙是主要滲流通道（圖二）。

    （6）潛溪寺窟外保護(hù)建筑與窟壁之間脫離出現(xiàn)裂縫，降雨時雨水直接滲入倒灌窟內(nèi)造成石窟窟門區(qū)域水的侵蝕損害。

    以上滲水狀態(tài)說明：潛溪寺石窟南壁面以層理裂隙面滲水為主，窟頂區(qū)域、北壁面以卸荷裂隙面滲水為主。

    潛溪寺石窟裂隙滲水與大氣降雨密切相關(guān)。只有降雨時，石窟裂隙才發(fā)生滲水現(xiàn)象。不同滲水部位，受降雨的影響不同：頂板反應(yīng)較快，南北兩壁面反應(yīng)相對較慢，但持續(xù)時間較長。一般是在降雨時間24小時后，裂隙出現(xiàn)滲水，首先是頂板裂隙出現(xiàn)滲水，爾后是南北壁面出現(xiàn)滲水。在雨季，遇到大暴雨，20多分鐘頂板裂隙就出現(xiàn)滲水。這個現(xiàn)象說明頂板裂隙滲水滲流途徑暢通，滲水源不遠(yuǎn)。南北壁面裂隙滲水在降雨停止后仍持續(xù)一段時間，與山體較遠(yuǎn)處裂隙水提供水源有關(guān)。

    除滲水時間比降雨時間滯后一段時間外，潛溪寺石窟裂隙滲水量和持續(xù)時間幾乎與降雨量同步，即降雨量大，裂隙滲水量大，持續(xù)時間長；降雨量小，裂隙滲水量小，持續(xù)時間短。大氣降雨是潛溪寺石窟裂隙滲水的唯一水源。

    除了裂隙滲水病害外，在雨季，潛溪寺石窟還產(chǎn)生嚴(yán)重的凝結(jié)水病害。凝結(jié)水的生成與大氣溫度、濕度、氣壓、石窟通風(fēng)等環(huán)境條件密切相關(guān)。關(guān)于凝結(jié)水形成機(jī)理還處在研究階段，其治理也還處于探索試驗階段，所以潛溪寺石窟水害的治理重點應(yīng)當(dāng)是裂隙滲水病害。

    潛溪寺滲水病害機(jī)理研究

    為查明潛溪寺石窟裂隙滲水的滲流途徑、水源影響區(qū)域，項目組相繼開展了潛溪寺石窟區(qū)域詳細(xì)地質(zhì)勘察、開挖探槽、模擬人工降雨試驗、地質(zhì)雷達(dá)勘察以及建立水文地質(zhì)模型分析等勘察分析工作。

    潛溪寺北側(cè)發(fā)育一條斷層F2，南側(cè)發(fā)育一條延伸較長的J1構(gòu)造裂隙，兩條構(gòu)造跡線分布在潛溪寺左右兩側(cè)，形成相對獨立的構(gòu)造單元。

    潛溪寺石窟巖體發(fā)育裂隙面有四組：（1）層面裂隙傾向為340°～10°，傾角為20°～30°，延伸規(guī)模較大；（2）構(gòu)造裂隙可按走向分為兩組，以NW向一組為主，另一組走向為NE向，傾角50°～近直立。構(gòu)造裂隙間距較大，且大多裂隙面平直，具張剪性。在潛溪寺石窟窟頂南側(cè)沖溝區(qū)域，構(gòu)造裂隙發(fā)育密集。（3）卸荷裂隙傾向為60°～80°，傾角為50°～近直立。通過水平鉆孔勘查發(fā)現(xiàn)，潛溪寺崖壁巖體0～15米范圍之內(nèi)有7條卸荷裂隙發(fā)育。在靠近崖壁面的2米范圍內(nèi)卸荷裂隙分布較密集，共3條，間距0.4～0.8米；2～10米范圍內(nèi)分布3條，間距1.8～2.5米；10～15米范圍內(nèi)分布1條，間距4.1米。卸荷裂隙連通性好，貫穿地表，隙寬較大，裂隙面曲折不平。

    潛溪寺石窟裂隙滲水主要受層面裂隙和卸荷裂隙組成滲流結(jié)構(gòu)控制。開挖的地質(zhì)探槽表明，兩組構(gòu)造裂隙面陡峭，結(jié)構(gòu)緊密，不能直接為潛溪寺裂隙滲水提供水源。其滲流模型參見圖三。

    地貌特征——潛溪寺北側(cè)沿F2斷層發(fā)育比較大的沖溝，南側(cè)沿J1構(gòu)造裂隙發(fā)育小型V型沖溝，潛溪寺上方坡體凸起，形成相對獨立的地貌單元。因而，潛溪寺石窟地表徑流的排泄及巖體內(nèi)部的裂隙滲流為一相對獨立的地貌單元（圖四）。

    潛溪寺上部坡體、南側(cè)坡體區(qū)域及窟外崖壁等組成石窟的水源區(qū)域，受水面積大，滲水來源多，滲水途徑長短共存，所以石窟裂隙滲水既表現(xiàn)為滲水反應(yīng)快，又表現(xiàn)為延續(xù)一段時間。

    為查明窟頂各個區(qū)域降雨對潛溪寺石窟裂隙滲水的影響，將窟頂劃分為3個區(qū)域進(jìn)行人工模擬降雨試驗：南側(cè)坡體小型石窟區(qū)域、窟頂坡體防滲層區(qū)域、南側(cè)沖溝及沖溝南部區(qū)域。

    人工模擬降雨試驗檢驗成果。南側(cè)坡體小型石窟區(qū)域，坡體陡峭，降雨時雨水能夠及時排泄，不會形成積水，而且此區(qū)域的微裂隙經(jīng)過封堵后，滲水量小，對潛溪寺石窟裂隙滲水影響較小。窟頂坡體防滲層區(qū)域，1991年鋪設(shè)的防滲層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，雖然部分區(qū)域起鼓，防滲層膠結(jié)物流失，防滲水的效果降低，但由于坡度較大，坡面光滑，降雨時滲水量很小，也不能形成積水，防滲層下為基巖，所以影響不大，在進(jìn)行降雨試驗時也未發(fā)現(xiàn)潛溪寺石窟裂隙滲水。但在南側(cè)沖溝及沖溝南部區(qū)域（圖四藍(lán)色圓圈處）進(jìn)行人工降雨試驗時，時間滯后1天后，潛溪寺石窟所有的裂隙都出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

    另外在南側(cè)沖溝進(jìn)行帷幕灌漿鉆孔的注水試驗時，有兩個區(qū)段鉆孔注水時，潛溪寺石窟產(chǎn)生裂隙滲水現(xiàn)象。

    人工模擬降雨試驗表明：南側(cè)沖溝及沖溝南部區(qū)域基巖裸露，發(fā)育的覆蓋層具有短時間儲存的作用，水進(jìn)入構(gòu)造裂隙、卸荷裂隙、風(fēng)化裂隙、層理裂隙面滲流網(wǎng)絡(luò)，為石窟裂隙層理裂隙滲水來源之一，是影響潛溪寺石窟裂隙滲水的主要區(qū)域。

    根據(jù)以上分析，提出潛溪寺石窟區(qū)域為一個相對獨立水文地質(zhì)模型理論，這為潛溪寺石窟水害治理提供了理論支持。

    由此，根據(jù)文物保護(hù)的特殊需要—研究的對象更加微觀、深入、具體，普通地質(zhì)學(xué)的理論不能滿足文物保護(hù)的要求，應(yīng)該建立一個新的學(xué)科—文物精細(xì)地質(zhì)學(xué)。

    潛溪寺滲水病害的治理

    1. 水害治理的設(shè)計思想

    （1）從解決裂隙滲水水源為目的，探索長久、有效治水的措施和方法。

    （2）裂隙滲水的水源為大氣降水后在表層巖體形成的臨時性上層滯水。解決表層巖體上層滯水水源的措施有兩個：措施1——地表鋪設(shè)防滲排水設(shè)施，及時排泄掉大氣降水，防止地表臨時性積水或地表水下滲上層滯水形成的水源；措施2——由滲流途徑解決水源。或截斷滲流途徑，防止水沿滲流通道滲流到石窟；或?qū)�滲流通道的滲水引流泄掉，達(dá)到治水的目的。

    龍門石窟山體險峻，植被稀疏，而且存活的植被十分珍貴，有利于石窟環(huán)境的改善。大面積的鋪設(shè)防滲排水層、開設(shè)排水溝對石窟植被、環(huán)境干擾、破壞太大，而且由于水源的受水面積較大，也很難達(dá)到有效解決水源的目的。從滲流途徑上解決水源是潛溪寺石窟水害治理最有效的方向。

    （3）潛溪寺石窟裂隙滲水病害治理的實施計劃，分為兩個階段：首先采取開鑿截水溝和帷幕灌漿相結(jié)合的措施，疏導(dǎo)、截斷滲流途徑中的水流，從而達(dá)到解決水源的目的；第二步措施是根據(jù)第一步實施效果，如果沒有達(dá)到目的，仍然滲水，對石窟滲水裂隙進(jìn)行灌漿、封堵，作為最終防線防止裂隙水在窟內(nèi)出露產(chǎn)生滲水病害。

    此項目作為國際合作項目，在關(guān)鍵問題上不回避，進(jìn)行攻關(guān)、探索，做一些對龍門石窟更具深刻影響的研究，雖然具有一定的風(fēng)險和挑戰(zhàn)，但更有意義。

    針對潛溪寺石窟的滲水狀況、歷史治水的經(jīng)驗教訓(xùn)和水文地質(zhì)條件，以解決水源為目的的設(shè)計思想應(yīng)該是正確和恰當(dāng)。

    2. 水害治理的措施及分析

    2008年5月初，潛溪寺石窟水害治理工程完成第一階段的部分工作—帷幕灌漿工程。工程完成后經(jīng)過一個雨季的檢驗，帷幕灌漿沒有起到封堵、截斷滲流途徑的作用，石窟滲水病害仍然很嚴(yán)重。

    根據(jù)后期開挖地質(zhì)探槽探查分析和研究，帷幕灌漿漿孔柱為光滑的水泥柱，與鉆孔相交切的裂隙沒有走漿的現(xiàn)象，沒有形成防水帷幕。其原因有兩個方面：（1）帷幕灌漿技術(shù)不適合灰?guī)r微裂隙結(jié)構(gòu)灌漿封堵，設(shè)計指標(biāo)不能滿足帷幕的形成；（2）施工的程序或控制性技術(shù)指標(biāo)不合格，沒有達(dá)到設(shè)計要求。其中施工中為趕工期，白天、黑夜的加班、連續(xù)工作，不嚴(yán)格執(zhí)行工程規(guī)范，對出現(xiàn)的問題異常情況不進(jìn)行研究、補(bǔ)充、完善等，施工管理及程序存在的問題應(yīng)該值得深思。

    但這并不能否定設(shè)計思想的合理性。本著對文化遺產(chǎn)保護(hù)負(fù)責(zé)的態(tài)度和科學(xué)精神，在總結(jié)帷幕灌漿的教訓(xùn)基礎(chǔ)上，應(yīng)該深入研究，科學(xué)合理的實施其他措施。

    下一步重要的工作計劃，嚴(yán)格按設(shè)計方案實施截水溝截流導(dǎo)水措施。對于由層理裂隙面、構(gòu)造裂隙面、巖溶構(gòu)成的復(fù)雜滲流途徑，如果不能找到、截斷滲流通道，治水工程的效果很難保障。開鑿截水溝是最簡單、最有效的治理措施。

    由于潛溪寺石窟巖體地層傾向為340°～10°，傾角為20°～30°，即緩緩傾向山體，也不存在向山體外傾向裂隙面，石窟巖體是穩(wěn)定的。開鑿的排水溝垂直山體崖壁走向，規(guī)模小，對石窟巖體穩(wěn)定沒有影響，而且開鑿的排水溝進(jìn)行礫石填充覆蓋或鋪設(shè)蓋板等特殊處理，維持原有地貌形態(tài)，不干擾、破壞景觀，不改變原有地表排水狀態(tài)，防止產(chǎn)生次生水害。

    實施截水溝措施前，首先重點對異常部位、特殊部位開挖地質(zhì)探槽進(jìn)行詳細(xì)勘察，詳細(xì)查明異常部位巖體的構(gòu)造特征、滲流的具體途徑及與石窟滲水的關(guān)系，并進(jìn)行滲水試驗觀察，為截水溝的實施提供技術(shù)支持。

    截水溝措施實施后觀察治水效果，根據(jù)治水效果，在決斷石窟裂隙封堵措施的實施。

    潛溪寺治水工程的一些認(rèn)識

    1. 潛溪寺石窟裂隙滲水病害治理工程的設(shè)計是在科學(xué)分析、廣泛征求意見、深入研究，慎重認(rèn)真思考，而且對涉及石窟巖體穩(wěn)定等方面進(jìn)行了科學(xué)分析基礎(chǔ)上提出的。潛溪寺治水設(shè)計思想是探討從水源治理上解決水害的治理技術(shù)、措施，提出了將潛溪寺作為一個相對獨立的水文地質(zhì)單元進(jìn)行治理的設(shè)計理念，分兩個步驟實施，即首先探索治理水源，最終防線是窟內(nèi)裂隙封堵、設(shè)計思想正確、技術(shù)路線合理。

    2. 石窟水害治理是一項難度很大工程，在我國石窟水害治理過程中有許多成功和教訓(xùn)，勇敢面對，科學(xué)探索攻關(guān)文物保護(hù)面臨的難點、關(guān)鍵技術(shù)問題，不回避矛盾，面對風(fēng)險不退卻，對文物保護(hù)是一項有意義的工作，它需要一種科學(xué)、負(fù)責(zé)任的精神，更需要科學(xué)的態(tài)度。

    水害治理工作是循序漸進(jìn)，逐步探索、逐步治理特殊保護(hù)工程，在遵守文物保護(hù)準(zhǔn)則，尊重科學(xué)的前提下，需要科學(xué)的過程。

    潛溪寺石窟治水的設(shè)計思想是在對發(fā)現(xiàn)問題科學(xué)分析評估基礎(chǔ)上，分步實施的，而且在實施過程中需要不斷的完善、修正。首先探索對環(huán)境干擾小，水利工程成熟的帷幕灌漿技術(shù)。這步措施的風(fēng)險是滲水病害的水流很小，只是滴水或沿滲水裂隙形成的面流潮濕，而作為水利工程帷幕灌漿效果，這種現(xiàn)象是水利工程治水的理想效果。所以作為文物保護(hù)工程借鑒其他領(lǐng)域的技術(shù)需要更加深入的探索、試驗。

    3. 潛溪寺石窟治水工程現(xiàn)在只實施了第一步，還沒有按設(shè)計完成。作為探索科研攻關(guān)的保護(hù)工程，剛剛出師不利就求全責(zé)備，對實施者既是壓力，也是動力，但更需要的是科學(xué)的態(tài)度、支持、幫助。堅持項目建立的專家咨詢工作模式，在總結(jié)歷史經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，尊重科學(xué)，嚴(yán)格程序和規(guī)范，修改完善下一步的治理措施。

    4. 文物保護(hù)工程使用一般工程招標(biāo)的模式，工程實施與設(shè)計脫離，在文物修復(fù)保護(hù)工程實施中表現(xiàn)出嚴(yán)重的弊端。文物保護(hù)工程特殊點及要求——傳統(tǒng)技術(shù)與工藝、隱蔽性工程、隨時出現(xiàn)的不可預(yù)見的情況、隨時必須修正的設(shè)計、施工過程中需要表現(xiàn)的細(xì)節(jié)等，需要設(shè)計者指導(dǎo)、貫徹整個實施過程。而施工單位按圖施工，按建設(shè)工程完成工作任務(wù)，設(shè)計人員無法全程介入，或設(shè)計人員提出意見、建議沒有落實保障，無法確保文物保護(hù)工程高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求，或確保保護(hù)工程的每個細(xì)節(jié)按設(shè)計要求實施。不單是龍門石窟，許多工程都顯現(xiàn)其管理嚴(yán)重的弊端。

    5. 此項目管理模式和過程都存在一定問題，造成施工程序不符合要求。工程項目與業(yè)主脫離，管理單位與施工單位脫離，施工單位與設(shè)計單位脫離，非專業(yè)的監(jiān)理單位，不專業(yè)的監(jiān)督施工單位的程序、技術(shù)規(guī)范，保護(hù)工程為旅游讓路或為旅游時間不顧技術(shù)程序白天晚上連續(xù)施工，根據(jù)資金確定工程量而不是根據(jù)保護(hù)工程需要確定資金等，都是未來文物保護(hù)工作需要規(guī)范的問題。

    6. 作為國際合作項目目標(biāo)不能太大，而且在啟動初期應(yīng)該目標(biāo)明確，并圍繞目標(biāo)開展必要、合理的調(diào)查、試驗、勘察、研究等工作。本項目在龍門石窟選擇了水害治理、附著物的清洗、風(fēng)化巖石加固三個保護(hù)工作的目標(biāo)。實際上這三個目標(biāo)是石窟保護(hù)的三大難題，三個攻關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)問題，通過此項目在這三個方面都取得突破是很不現(xiàn)實的，而且在項目實施過程中，采取的部分調(diào)查、勘察、試驗等工作針對性不明確。比如對潛溪寺石窟滲水的前期調(diào)查、勘察、試驗工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足治水工程的需要，而且實施的部分勘察工作，與保護(hù)工作關(guān)聯(lián)性很差。雖然對潛溪寺石窟構(gòu)造條件、水文地質(zhì)條件等有基本的模型分析，但具體的結(jié)構(gòu)特征、具體的滲流途徑并沒有勘察清晰，還需要在實施工程過程中深入勘察、研究，但配合工程深入研究的計劃、資金等并沒有保障。

    合作項目是具有探索性、試驗性、示范性的工程，應(yīng)該以科學(xué)的態(tài)度給予客觀的評價。由于受時間與經(jīng)費的限制，在治理潛溪寺滲水的問題上，合作項目的參與者，都對問題的復(fù)雜性估計不足。客觀的總結(jié)項目的經(jīng)驗教訓(xùn)，對未來我國文化遺產(chǎn)保護(hù)國際合作的開展具有十分重要的意義。

    作為國際合作項目的目的并不是實施某項工程，更重要的是保護(hù)理念的學(xué)習(xí)，技術(shù)與方法的學(xué)習(xí)，技術(shù)程序、規(guī)范的培養(yǎng)及保護(hù)工程的示范指導(dǎo)作用。