文保专家齐聚大足，为石窟寺渗水病害“把脉开方”
项目阶段性工作专家咨询会现场
我国石窟寺分布广泛、规模宏大、体系完整、内涵深厚，在我国文化遗产中占有重要地位。加强石窟寺保护利用，具有重大意义。但是，在我国石窟寺保护工作中，砂岩质石窟岩体裂隙渗水病害的精细探测、精确评估与精准防治历来是重点和难点。
与其他工程领域相比，石窟岩体裂隙渗流病害具有渗水裂隙微小，渗流结构复杂，渗流现象微弱等特点。现有常规探测技术无法对石窟岩体微小裂隙及裂隙渗流网络进行精细探测、识别和解析，因而难以为精准治理工作提供科学支撑，砂岩质岩体裂隙渗水病害防治的关键技术瓶颈亟须突破。
这次，让专家们齐聚联合攻关的国家重点研发计划 “砂岩质石窟岩体裂隙渗流精细探测与防治关键技术研究”项目，就是针对石窟岩体微小裂隙的渗水病害而设立的。该项目由复旦大学牵头，王金华教授作为首席科学家，联合大足石刻研究院等多家单位承担，项目所聘专家都是国内文保领域的知名学者。项目实施近一年以来，各参加单位克服疫情影响，科学组织，周密筹划，全力开展实验、调研工作，各项研究稳步进行中。此次在大足召开阶段性工作专家咨询会，旨在交流各课题的进展情况，倾听专家们的建议，助力项目顺利推进。
“这是一个前沿的创新性研发项目。”项目组成员、吉林大学地球探测科学与技术学院冯暄教授提出，通过对设备进行适应性改造，研发探测新技术，开发软件系统等研究，项目需要对石窟寺的微小裂隙进行高精度的探测。
水从哪里来，水到哪里去，这是石窟寺文保专家们思考的问题。中国科学院武汉岩土力学研究所的任伟中教授负责课题中渗流路径及评估研究部分，他介绍道，“石窟造像内部的软弱夹层中存在多个微小裂隙，在不同地质、不同季节性干湿条件下，需要对局部的微小裂隙中渗流情况进行准确评估。”
该项目在石窟岩体裂隙灌浆新材料的研发方面做了深入探索。据中国水利水电科学研究院的符平主任汇报，项目联合多家单位，根据不同裂隙的属性要求，研发了三种裂隙灌浆新材料，以满足不同裂隙的渗水防治需求。新材料与石窟砂岩岩体兼容，并且对石窟本体友好，可以实现经济高效的治理。
大足北山石刻项目试验场
项目监测设备
项目聚焦砂岩质石窟岩体裂隙渗流网络的地球物理场响应机理、裂隙渗流通道分级及渗流动力学机制、微小裂隙无机材料浆液扩散模型等科学问题，以“精细探测→精准识别→精确模拟→新材料研发→一体化解决方案”为研究路径，提出“精细探测与精确识别”“精确模拟”“新材料研发”“防治策略及示范应用”四项研究任务，开展裂隙渗流网络“地-井-崖”联合波场差分精细探测、联合反演成像和智能精准识别、多尺度渗流通道渗透能力评估、裂隙渗流路径智能识别、灌浆材料调配及优化、“灌浆压力、注入率、文物安全”三控的裂隙灌浆等关键技术及重点内容研究，并通过应用示范、产学研用一体化基地建设、行业标准制定等方式转化落地项目科研成果。
大足石刻造像精美、规模宏大、题材多样，但长期受到渗水病害的侵扰，石窟岩体裂隙渗水的治理也一直是大足石刻保护的工作重点之一。
大足石刻宝顶山卧佛
项目选择以大足石刻宝顶山大佛湾及北山摩崖造像为研究示范应用对象，综合开展实验室探索与野外现场探测实验工作，持续深化渗水病害防治策略研究，逐步构建“精细探测、精准识别、精确模拟分析、综合防治、监测评估”成套技术、行业标准等一体化石窟岩体裂隙水害治理解决方案。
项目组负责人王金华教授谈到，2017年完成的大足石刻宝顶山卧佛渗水治理工程成效明显，解决了几十年来“卧佛”渗水的老大难问题。但是背后的渗水治理机制还待进一步深入研究，尤其是对大佛进行微小裂隙的渗流研究，具有代表性和典型性。其成果将进一步提升大足石刻保护科技力量，更将为乐山大佛等我国石窟寺保护工作提供坚实的理论支撑和技术保障。
目前，该项目已取得阶段性成果。砂岩质石窟岩体裂隙渗流网络的电场、电磁波场和弹性波场响应机理，石窟岩体裂隙渗透特性、石窟岩体及裂隙组合渗流路径渗透能力分级，石窟岩体裂隙中无机材料浆液的性能演化与扩散模型构建等研究均取得阶段性理论进展。砂岩质石窟岩体裂隙微生物灌浆材料、CaO-SiO2系胶凝材料及偏高岭土基复合灌浆材料的研发调配，经实验室第一阶段评价成效良好。砂岩质石窟岩体裂隙渗流网络地-井-崖多源多维差分探测技术集成应用方案通过初步野外试验，石窟岩体裂隙智能灌浆专用设备已经基本成型。
