龙山童子寺遗址佛阁区病害及成因分析

谷俊杰 申喜旺 朱建龙 孙 博

(1.兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室，甘肃 兰州 730000；2.兰州大学土木工程与力学学院，甘肃 兰州 730000； 3.中铁西北科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730000)

龙山童子寺遗址佛阁区病害及成因分析

谷俊杰1,2申喜旺3朱建龙1,2孙 博3

(1.兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室，甘肃 兰州 730000；2.兰州大学土木工程与力学学院，甘肃 兰州 730000； 3.中铁西北科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730000)

结合童子寺遗址所处的地质情况和环境特征，调查佛阁区所面临的病害类型及特征，对其产生原因进行调查分析，并对其病害治理提出相应的建议，为进一步开展遗址保护工作提供依据。

童子寺遗址,遗址病害,病害成因

1 童子寺遗址概述及所处的地质环境

龙山童子寺遗址位于太原市西南25 km的龙山北峰，包括佛阁区遗址、寺院遗址、北齐石窟及唐代石窟。佛阁区遗址，佛阁后接摩崖敞口式大龛，龛内为无量寿佛、观世音、大势至菩萨三尊像，风化十分严重，只能看出造像的轮廓。佛阁前有中国现存最早的高达5.03 m的北齐燃灯石塔。

1.1地形地貌与气候条件

龙山童子寺坐落于太原市西南25 km的龙山北峰，位于吕梁山脉支系，海拔约1 180 m，112°25′38″E，37°44′15″N。南、北、西三面与吕梁山脉相衔接，东临太原盆地，地貌形态类型为山地，地层岩石大部分由石炭系、二叠系及三叠系的砂岩、泥岩、页岩所组成。

童子寺位于太原市晋源区。晋源区属于温带大陆性季风气候，夏季湿热多雨，冬季干燥寒冷。一年中，1月份最冷，月平均气温大约为零下6 ℃；6月份～7月份最热，平均气温有23.3 ℃。而一年的平均降雨量为456.8 mm，且主要集中在夏季，平均蒸发量为1 915 mm，其中5月份的蒸发量最高。

1.2工程地质条件

佛阁区在构造单元上位于晋中断陷盆地西部断裂带的西侧，窑头东西向断裂带的西部影响带，地层产状NW300°∠7°～14°。

1.3水文地质条件

童子寺遗址地下水以裂隙水分布为主，同时分布有少量的孔隙水。龙山裂隙水主要存在于基岩风化壳和地层砂岩的风化裂隙、构造裂隙和成岩裂隙中。龙山孔隙含水岩层为松散岩类，地下水赋存于岩石碎屑和松散沉积物的孔隙中。

2 遗址存在的主要病害

童子寺遗址佛阁区发育的主要病害为危岩体病害、不稳定边坡、砌墙结构失稳、水害以及生物病害。受裂隙和结构面切割，崖体上部岩体破碎，危岩体发育，局部岩石已经崩塌；崖体中部区域为土质边坡，已出现局部坍塌；崖体底部为佛阁区护墙，暴鼓病害发育，坍塌严重；佛阁区北墙、南墙以及东墙暴鼓病害同样发育，局部区域已经坍塌；崖顶存在大的汇水面，降雨可以顺裂隙下渗或直接对崖面进行冲刷，水害作用明显；佛阁区域植被茂盛，生物病害作用明显。

2.1危岩体病害

童子寺佛阁区危岩体主要分布在崖体上部区域，陡崖岩层中普遍发育分布着NS向的两组水平层理面，切割和影响了岩体的完整性和连续性。岩层中以近乎垂直向的卸荷裂隙最为发育，受裂隙和层理面切割，在崖壁上形成了大小不一的危岩体。危岩体的形态以块状为主，其次为楔形[4-7],见图1。

2.2不稳定边坡

童子寺遗址佛阁区崖体中部区域为陡峭土质边坡，宽约12.5 m，高约8.5 m，面积约为106.25 m2，坡角约为67°。边坡表层结构疏松，已经出现了局部垮塌，给佛阁区安全构成了严重威胁，见图2。

2.3砌墙结构失稳

佛阁区底部护墙为砌墙结构，暴鼓病害发育，坍塌严重；佛阁区北墙、南墙以及东墙暴鼓病害同样发育，局部区域已经坍塌,见图3。

2.4水害

在佛阁区崖体顶部存在汇水区(见图4)，降水时面流及渗水对造像本体及所依附的岩体所造成的危害，主要表现在以下几方面：

1)崖顶部植被茂盛，大气降水后，滞留的水分将沿着崖壁漫流，表水沿裂隙下渗，不断弱化危岩体与母岩的粘聚力，产生一定的静动水压力；同时，充足的水分为植被提供了良好的生存条件，植被根系的根劈作用使得原有裂隙进一步扩大，从而形成恶性循环，最终形成危岩体，危及崖体稳定性。渗水冲蚀危岩体底部的软弱夹层形成岩腔，加速危岩体的变形破坏。

2)大气降水沿裂隙下渗至造像处沿裂隙方向以点线状出露，在造像周边裂隙面可见到白色线条状或云朵状渗水痕迹，部分渗水痕迹已延伸到文物造像本体，对文物产生较为严重的危害。

3)水在渗流循环过程中会产生水汽，水汽顺着微裂隙进入到石窟内，会改变石窟原有的湿度，从而对文物造成危害；同时在渗水运移过程中，水分会将岩体中的可溶性硫酸盐带到岩体和文物表面，这些可溶盐会对文物造成严重的“隐形”破坏，不易察觉，但后果严重。

4)在潮湿空气及裂隙渗水等长期作用下，为苔藓等植物的生长提供了良好的生长环境，同时有些部位苔藓大面积死亡霉变，呈条带状，斑点状覆盖在佛像体上，严重影响佛像体的观赏性。这种苔藓覆盖及霉变现象在各个石窟当中均普遍存在，在东侧崖体上的造像显得尤为严重，佛像体均不同程度的被苔藓及苔藓霉变覆盖。

2.5生物病害

童子寺遗址佛阁区位于太原市晋源区，属温带大陆性季风气候，降雨充沛，植被茂盛，生长区域覆盖整个崖壁区域，类型以灌木和藤本科植物为主,见图5。

在佛阁区崖体顶部和周边，灌木的根系较为发达，对岩石根劈作用较大，同时也是面流渗入岩体内的通道。在佛阁区崖体中上部，藤本科植物生长茂盛，附着在岩体表面，产生的腐殖质腐蚀、分解岩体，降低岩体强度。

3 病害成因分析

3.1危岩体发育成因

大佛阁造像区所在山脊近南北走向，整个造像分布在坐西朝东的陡崖上，崖体发育有卸荷裂隙、层理软弱面、裂隙和差异风化形成的岩腔，这些裂隙和构造面相互组合相互切割，局部形成块状、楔形状、长柱状危岩体。再加上雨水的冲刷侵蚀和植被的根劈作用，使得裂隙不断扩大，其发达的根系也成为渗水的通道，导致区域内空气潮湿，使岩体存在苔藓和霉菌，这样恶性循环造成危岩体较为发育。

3.2不稳定边坡成因

根据现场调查，边坡的出露层为粉土，大气降水易沿垂直节理迅速入渗，同时上露土体饱水后质量增加，抗剪强度降低，在前缘临空的情况下，易形成潜在滑动面，从而造成滑坡。

3.3砌墙结构失稳原因

童子寺遗址佛阁区从2002年进行第一次发掘开始到现在，已经历经多次发掘工作。发掘时间较长，由于遗址保护工作难度大，再加上雨水、植物和自然风化等作用造成了建筑遗址墙体的结构失稳。

3.4水害成因

童子寺遗址佛阁区崖顶原有排水沟已经废弃，汇水面积较大，约为308.83 m2，在雨季时，崖顶汇集的雨水会顺着上下贯通的构造裂隙和卸荷裂隙渗漏，对崖体岩石产生冲刷、溶蚀作用，从而破坏着岩体的结构，同时还为崖体上的灌木和植被提供了适宜的生存环境。

3.5生物病害成因

藤本科植物生长茂盛，会附着在岩体表面，甚至是蔓延到文物本体，待其腐烂后形成的腐殖质会与岩石中的不稳定矿物发生反应，进而腐蚀、分解岩体，最终导致岩体强度降低。灌木根系发达，其根劈作用会使裂隙不断扩大，同时发达的根系也会成为渗水的通道，导致顶部面流可以直接顺着通道渗入岩体，从而加快了岩体侵蚀速率[8-10]。

4 建议

1)由于佛阁区崖体岩体裂隙较为发育，危岩威胁到文物本体的长久保存，要尽快加固，防止突发事件给文物带来致命破坏。各危岩体根据不同区域、不同的发育特征，采用不同的加固措施。危岩加固主要采用锚固、裂隙注浆、砌补等措施相结合的方法进行治理。

2)对佛阁区结构失稳墙体进行加固，对暴鼓病害区域进行拆砌归安，对坍塌区域砌块进行整理。由于童子寺遗址佛阁区主要涉及到北齐及唐代遗存，考古发掘尚未完成，因此，在对佛阁区砌墙加固的过程中遵循可逆性及可识别性的原则，对墙体进行分类治理。

3)崖顶文物区域外沿设置截排水沟，将地表水引至远离文物本体的一侧，同时在汇水区设置临时防护棚，将雨水导入排水沟，避免形成面流对崖壁进行冲刷；对崖体发育裂隙进行注浆封堵，杜绝地表水下渗。

4)童子寺遗址佛阁区崖体顶部植被生长茂盛，可以根据植物类型进行分类治理，对附着于文物表面的藤本科植物进行清除，对遗址区域的灌木进行修剪，降低植物高度。

5 结语

童子寺遗址对于研究北朝至隋唐时期寺院的形制布局以及佛教史具有重要的价值。遗存至今，破坏严重，病害发育，对其进行加固保护迫在眉睫。因此对危岩体病害、不稳定边坡、砌墙结构失稳、水害和生物病害等主要病害要在保证崖体整体稳定和文物安全的前提下，依据其成因进行设计加固、治理，合理有效的治理病害，延长珍贵文物保存时间。

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ThediseasesandtheanalysisoncausesofFogeareainTongziTempleruinsofLongshanMountain

GuJunjie1,2ShenXiwang3ZhuJianlong1,2SunBo3

(1.KeyLaboratoryofMechanicsonDisasterandEnvironmentinWestChina,Lanzhou730000,China； 2.CollegeofCivilEngineeringandMechanicsLanzhouUniversity,Lanzhou730000,China； 3.NorthwestResearchInstituteCo.,Ltd,ofChinaRailwayEngineeringCorporation,Lanzhou730000,China)

Combined with the geological conditions and environmental characteristics of the Tongzi Temple ruins, the article mainly investigates the types and characteristics of the diseases faced by the Foge area, investigates and analyzes the causes of the disease, and puts forward the corresponding suggestions for the disease management, and provides the basis for the further development of the site protection.

Tongzi Temple ruins, the disease of ruins, the cause of the disease

1009-6825(2017)28-0069-03

2017-07-23

谷俊杰(1997- )，男，在读硕士

P642

A