桐君山摩崖石刻病害分析与评价

陈淑珍

(桐庐县博物馆，浙江 桐庐 311500)

1 概述

桐君山位于浙江省富春江(桐江)与分水江(天目溪)两江交汇处，与桐庐城一水之隔。桐君山石刻位于桐君山麓的悬崖陡壁上，为桐庐县重点文物保护单位(见图1)。唐大历八年(773)桐庐县令独孤勉等题名石刻为最早，距今1 200多年。摩崖石刻作为直接暴露在自然环境条件中露天保存的不可移动石质文物，表面多数存在机械裂隙和风化裂隙，会对石刻本体产生安全隐患。同时部分石刻由于顶部没有良好的防水措施，加上表面裂隙的存在，使地表水易渗透于石刻内部，加速了岩石的风化[1-5]。

2 桐君山石刻本体现状

桐庐县气候属亚热带季风气候，四季分明，日照充足，降水充沛。一年四季光、温、水基本同步增减，配合良好，气候资源丰富。桐君山摩崖石刻作为直接暴露在自然环境条件中露天保存的不可移动石质文物，易受酸雨等外界侵蚀，且周围植被较多而环境潮湿，石刻存在各种侵蚀破坏，这对石材的表面风化也有一定影响。通过现场勘察发现石刻表面由于渗水、苔藓、微生物病害等影响，表面存在多种病害。

1)生物病害。

石刻周围植被生长，低等植物侵蚀较严重，大量题字被霉菌覆盖(如图2,图3所示)。

2)表面风化病害。

石刻表面字迹模糊，存在水锈结壳，风化裂隙等病害(如图4,图5所示)。

3 检测及结果分析

3.1 表面抗压强度检测

针对初步勘察发现的石刻表面的渗水、微生物病害以及表面风化情况，对石刻本体进行现场检测。采用HT-225A型回弹仪进行石材表面抗压强度现场抽样检测(见图6)，回弹点位置如图7所示。检测结果见表1。

表1 回弹值检测结果及换算抗压强度计算表(重度由实验室检测算出，取24 kN/m3)

根据石材表面回弹强度检测结果，显示桐君山摩崖石刻的回弹平均值在35.7～53.5之间，换算成表面抗压强度值在55 MPa～130 MPa之间。经岩矿鉴定桐君山石刻石材为粉砂岩，粉砂岩为砂岩的一种，对此参考砂岩的物理性质，在《岩体力学》(刘佑荣,唐辉明主编)中常见砂岩的抗压强度值为20 MPa～200 MPa[6]。

3.2 表面渗水率检测

采用卡斯滕量瓶法(Karsten tube)检测石材表面渗水率，检测点位置如图8所示。

试验数据见表2。

表2 实验数据表

根据表2可得桐君山摩崖石刻两处点位的毛细吸水系数在0.5～2之间，材料吸水性能分级为3级，吸水性能评价为厌水。现场石材表面渗水率两处检测点位分别位于石刻四和石刻六，根据石材表面抗压强度检测结果，这两处石刻部分点位换算抗压强度较低，表面风化程度较高，因此该区域表面渗水率和表面抗压强度的情况较为相符。

3.3 检测结果

根据现场检测数据，桐君山摩崖石刻中石刻四、石刻五区域的换算抗压强度值低于实验室的单轴抗压强度值，表面风化程度较高，密实度较差；石刻六区域的换算抗压强度值部分高于实验室的单轴抗压强度值，表面风化程度较低，密实度较好；石刻八号区域的换算抗压强度值部分高于实验室的单轴抗压强度值，表面风化程度较低，密实度较好；石刻九和石刻十区域的换算抗压强度值高于实验室的单轴抗压强度值，表面风化程度较低，但密实度较差。通过上述检测结果可得，桐君山摩崖石刻石材表面总体风化程度较低，但现场石刻四、石刻五区域的各项检测结果低于正常值，说明这两处区域的表面风化现象较为明显。

3.8.3 腹痛频率评价方法 7项研究将腹痛频率作为有效性指标。其中，5项直接评价每周发作次数；1项采用等级评价方法，分为治愈、显效、好转、无效、变差、非常差6个等级；1项则以无痛天数评价腹痛频率的改善情况。

4 主要病害及原因分析

4.1 主要病害

通过仪器检测以及进一步勘察发现桐君山摩崖石刻存在的主要文物本体病害包括：水害、表面风化病害、表面裂隙等。

1)水害：桐君山的水害类型包括雨水、裂隙水、毛细水等[7]。

2)表面风化病害：主要是局部残损。

3)表面裂隙：主要是有机械裂隙、风化裂隙、原生裂隙。

4)文物表面生物病害：主要包括植物病害和微生物病害。

5)表面污染与变色：主要有低等植物损害与水锈结壳等两种现象。

4.2 原因分析

1)水害。

病害原因：一是水流在桐君山岩体表面运移过程中，水流携带的泥沙、腐殖物沉积、附着在流经的石刻表面；二是水滋养诱发杂草与灌木生长及其破坏作用;三是水滋养诱发微生物的生长及其破坏作用。

病害后果：造成石刻表面的水锈结壳等病害；在桐君山石刻裂隙部位、周边区域生长杂草、灌木，而杂草根系生长会影响桐君山石刻的风貌，同时根系产生的根劈也会造成破坏作用；微生物生长、附着在桐君山石刻表面，呈“绿毛”污染，其分泌的腐殖酸侵蚀破坏岩石微观结构，加剧风化破坏。无水滋养时，干燥、死亡、变黑的微生物，形成苍痕满身的污染。

2)风化病害。

病害原因：由于处于室外，在自然环境中的温湿度、雨水、大气、风力和动植物作用的影响下，导致岩石表面出现酥松、破碎现象。

病害后果：石刻表面破损缺失，表面出现裂缝。

3)表面裂隙。

病害原因：一是自然原因，由于岩石自身成分分解，表面出现风化，从而出现裂缝；二是外界因素，石刻由于周围的植物根系生长导致岩石开裂。

病害后果：裂缝宽度变大，岩石瓦解，石刻被破坏。

4)文物表面生物病害。

病害原因：由于桐君山石刻属于室外裸露环境，长期遭受风吹日晒雨淋，所处环境易于微生物、青苔、植被等生长。

病害后果：微生物、青苔和植被等生物病害导致石刻表面风化严重，字迹容易模糊。

5)表面污染与变色。

病害原因：处于露天环境，动植物加上大气环境的影响，石刻本身无防水措施，导致石刻表面霉斑痕迹和水锈结壳明显。

病害后果：引起石刻表面风化，影响文物原有风貌。

5 结论

1)桐君山摩崖石刻主要存在水害、风化病害、表面裂隙等病害。部分石刻表面风化程度较为严重，尤其是低等植物损害区域及裂隙处。摩崖石刻整体还处于结构稳定状态。

2)桐君山摩崖石刻受石材本身性质及外部环境因素的影响，亟需开展一系列保护工作。桐君山摩崖石刻需要解决的首要问题是治水处理，在清理植被后进行二次踏勘，观察是否存在渗水点，如找到渗水点，应铺设防渗毯或设置防水砂浆层，对于裂缝较大处进行注浆处理，防止雨水渗入裂隙加剧裂隙发展及岩体风化；对石刻及周边区域，应采取防风化处理；通过清洗等手段适度还原石质文物的历史外观，将文物的历史价值、艺术价值等最大化地展现出来。