石窟寺彩塑壁画病害机理成因与治理方法

摘要：石窟寺是我国文化遗产的重要组成部分，其分布广泛、规模宏大、体系完整，是中华民族文化精神的体现，也是多元文明交流互鉴的历史见证。石窟寺中的彩塑、壁画作为文物本体信息价值的重要载体，目前仍存在本体开裂、空鼓、表层风化以及表面污染等不同程度、不同类型的病害问题。本文通过梳理目前石窟寺彩塑壁画中的主要病害及机理成因，试图为此类文物的进一步保护提供参考。

关键词：石窟寺彩塑壁画；病害分类；机理研究；治理方法

壁画彩塑作为石窟寺重要的物质文化遗存，承载了丰富的信息内涵，充分体现了中华民族不同历史时期、不同地域的审美范式与价值理念。然而，受到自然赋存环境与人类活动等多方面因素的影响，石窟寺壁画及彩塑正面临着空鼓、酥碱、裂隙、起甲甚至脱落、剥离等诸多病害，严重威胁文物未来的长久保存。

一、石窟寺彩塑及壁画主要风险病害

对现存病害进行科学准确地识别、分类与评估是文物保护工作的前提与基础。病害类型根据文物的构成结构可大致分为三种类型：结构性失稳、水害侵蚀、表层劣化。就壁画彩塑来说，同样存在以上三方面的病害威胁，下面就其中尤为突出的几类病害加以阐述。

（一）结构性失稳

结构性失稳体现在彩塑壁画上主要表现为支撑体开裂、残缺与变形。壁画的支撑体指其所附着的基体，一般有砖、石、土墙等，而对于彩塑來说，其支撑体主要是塑在骨架上的泥胎。无论是墙面还是胎体，或是其岩体力学状态发生改变，抑或是外部因素由地震导致原有结构失衡，都会造成文物本体的结构性失稳现象（图1）。

（二）水的侵害

首先，彩塑壁画中常见的水害有面流水，即雨水或地表水通过直接冲刷，对文物表面产生冲击力，增大了表面孔隙率和酥松度，既容易诱发表面进一步风化，又为生物病害提供了条件；其次，凝结水，一般来说窟内环境与窟外露天环境差异巨大，空气温湿度的急剧变化为壁画彩塑上凝结水的形成提供了条件；最后，毛细水，潜水位上部的毛细水可诱发盐分积聚结晶，形成盐的破坏作用。

（三）表层劣化

表层劣化主要发生在彩塑壁画的地仗层和颜料层，地仗层存在较为普遍的空鼓、脱落、酥碱等问题，与整体稳定性存在较为密切的关联，而颜料层除上述与地仗层相同的风险外，还存在起甲、粉化、龟裂、表面污染以及颜料的变色褪色等问题。

二、病害成因及机理分析

总体来说，导致石窟寺彩塑壁画发生劣化、残损的主要因素可分为两大类，即自然因素和人为因素。下文对具体几类病害的机理成因作简要分析：

（一）空鼓、变形及脱落病害成因

空鼓在彩塑壁画上主要表现为地仗层与支撑体间发生隆起变形，形成空腔但未完全脱离的现象，状态十分脆弱，易导致起翘乃至脱落（图2）。

1.环境因素。这里所指的环境既包括石窟所处的大气环境，如该地域的气温、日照、空气相对湿度、年降水量以及风向和风速等气象环境，同时还涵盖洞窟内的小环境，如游客进入洞窟后，其呼出的二氧化碳对窟内小环境造成的影响。

2.材料自身结构与工艺。一般来说，其性质越接近，越不易发生空鼓情况。除此之外制作工艺上的区别同样会对病害发育产生影响，如颗粒度大、表面不平整的支撑体与地仗层更易于结合，反之平整而光滑的支撑体则不适合地仗层，容易引发空鼓。

3.支撑体本身的风化破坏。壁画彩塑的支撑体以岩土类矿物为主，而地仗层所附着的支撑体本身的风化破坏，同样会使得泥质、钙质胶结物流失，进而与地仗层的结合松散，很容易在地震等外力作用下脱离而形成空鼓。

（二）酥碱病害成因

彩塑壁画的酥碱主要是受到洞窟内温、湿度的作用影响，地仗层中的可溶盐多次反复溶解膨胀，导致结晶收缩，使得地仗结构遭到破坏，造成严重危害。

1.盐的溶解、迁移与结晶作用。如上文所述，水的破坏作用不光表现在表面流水的冲刷，还包括其通过干湿变化促进盐分结晶而形成的盐害。盐分的迁移一方面引发质量的损失，其结晶也会对内在结构产生破坏作用，而盐在表层结晶形成的泛盐同样会加速表层的劣化。

2.水的冻融。冻融指在寒冷环境下，水随着昼夜和季节变化发生的融化—冻结过程，温度降到冰点以下，水会在空隙中结晶体积膨胀，冰晶生长引发岩体应力状态发生变化，冻结的膨胀压力大于拉应力时，裂隙就会引发块体发生剥离、脱落，造成岩石微观结构损伤与破坏，导致冻裂甚至崩解。

（三）颜料层粉化成因

粉化实际上主要是对一种呈粉末化或小颗粒状态病害特征的描述，其直接表现为颜料颗粒的松散、脱落，进而导致文物表层信息的丢失，胶结材料的老化是颜料层粉化的主要原因之一。

1.胶结材料的老化。彩塑壁画的保存情况既受所处环境因素的影响，也与颜料中胶结材料的性能紧密相关。作为颜料的展色剂和固色剂，胶结材料可以使颜料颗粒具有黏结性与附着性。历史上我国使用的胶结材料主要为有机材料，其分子量大、分子结构复杂，具有易老化、易分解等特点（图3）。

2.可溶盐的影响。无论是彩塑壁画的制作材料还是保存环境都存有大量的可溶盐，可溶盐的破坏是通过溶解与结晶循环实现的。可溶盐通过水被运移至颜料层，表面形成盐结晶体，这一过程反复发生于颜料颗粒的空隙之中，破坏其内部结构，从而形成粉化病害。

三、保护原则与治理方法

在讨论具体治理方法之前需申明的是，针对石窟寺彩塑壁画的治理与保护，需严格遵照《中华人民共和国文物保护法》以及国际社会对于文物古迹保护与维修的各项规范标准。以下简要陈述几类典型病害的治理方式：

（一）空鼓加固

1.除尘。用软毛刷轻刷除表面浮尘，结合洗耳球对空鼓内部杂物进行清理。

2.开设注浆孔。在彩塑壁画破损无重要文物信息边缘，开设直径0.5～1厘米的小孔。

3.埋设注浆管。将注浆管从注浆孔插入空隙中，注浆管可根据空鼓部位的情况调整。

4.支顶壁板。注浆前需将壁画用壁板支顶，范围与壁画空鼓范围相同，可在壁板上先铺衬一层棉毡或质地较致密的泡沫塑料，再铺一层光滑柔软的纸衬面。

5.灌注浆液。用不同规格的注射器由下而上，将浆液顺注浆管压入表面空鼓部位，注射前需先用泥料封堵裂缝、漏洞，防止浆液泄漏。

6.拆除壁板，修补注浆孔。待灌浆区域干燥后，去除支顶板，用和原地仗文物性能相近、兼容的材料填补修复灌浆孔。

（二）酥碱及粉化加固

1.除塵。用软毛排笔或小型吹吸尘器清除表面浮尘，再用洗耳球将裂隙内尘土吸干净。

2.填垫浆液。蘸取改性丙烯酸和有机硅改性丙烯酸乳液点涂渗透病害区域，待吸收后少量多次注入稀泥浆液，视病害程度决定渗透的次数。

3.注射黏合剂。将前期试验筛选出的黏合剂沿悬浮颜料层边沿注入，将保护区域划分为小块（约10 cm2），按次序注射，每块2～3遍。

4.回贴颜料层。待黏合剂被填垫的浆液完全吸收后，用垫有棉纸的修复刀将悬浮的颜料层轻轻回贴至原处，压贴一定要用力适当。

5.再次喷涂黏合剂。悬浮的颜料层回贴后，采取小型空气压缩机，喷涂合宜的黏合剂，工作压力一般是0.7～0.8 MPa，喷头的方向应与画面保持垂直，距离约为30～40 cm，速度要适中。

6.压平。待表面喷涂黏合剂干燥，用棉球或修复刀从未裂口处向开裂处轻轻滚压，保持表面平整无褶皱，最后用修复刀将垫有棉纸的表层压平压实。

（三）表面污染物清除

表面污染物的种类十分广泛，主要包括自然状态下表层的长期积尘，水泥渍、生物活动产生的代谢物质以及人为涂写等。

1.积尘清除。用毛笔或不同尺寸的软毛刷清扫表面附着的积尘，清理时轻轻将毛刷头部置于积尘部位，不可用力按压毛刷，同时避开颜料层不稳固部位，以免造成不稳定颜料层脱落。用干洗海绵在表面轻轻按压，粘走表面积尘。

用棉签蘸取蒸馏水在彩塑壁画表面层滚动擦拭，须掌握好力度，以防对原有颜料层造成损坏。

2.生物污染。生物污染物既包括鸟类、昆虫等动物粪便对画面造成的污染，同时也涵盖霉菌等微生物对彩塑壁画表层造成的侵害。

用软毛刷、洗耳球、小型吸尘器等清理污染部位表面杂物，蘸取蒸馏水或用喷雾笔将泥渍进行软化处理。用手术刀将已软化的表面层逐步去除，要特别注意清除时的力度及持刀的角度，避免对表面颜料层造成损伤。

（四）彩塑病害修复

针对木骨架腐朽及泥胎地仗酥碱的彩塑，可参考以下方式：

1.除尘清理。用软质羊毛刷将塑像表面的积尘轻轻擦除，对于颜料表面的污迹可用棉签蘸取无水乙醇缓缓去除。

2.塑像表面加固。对于塑像泥胎地仗层的酥碱病害要首先进行与加固，采用3%～5%的聚醋酸乙烯溶液，注射喷洒于颜料层和地仗层，以增加其强度。

3.拆除或解剖塑像。由于断裂造成彩塑断裂部位的脱离或错位，因此需剥离泥质地仗层，使其复位。

4.制作新骨架。原有木骨架若严重糟朽，无法继续使用甚至需要加固处理，则需按照旧木骨架的形式尺寸制作新骨架，安装前需先进行防水处理，以防木骨架受潮变形。

5.加固塑像酥碱泥层并安装新骨架。采用5%～8%聚醋酸乙烯溶液渗透加固泥层，将原木构架基础孔穴清理干净，按照旧木骨架的方位安装新骨架。

6.组装复原泥胎。将此前分块的泥制胎体地仗组装在新骨架上，从下到上，泥胎与木骨架间的空隙用麦草泥填充。

7.合缝。用相近性能的材料填补塑像裂缝，一般为2～3次，待其干燥后进行补色，保持整体色调的和谐统一。

四、结语

彩塑壁画作为石窟寺中的重要文物构成承载了十分重要的历史、艺术与科学价值，其保护工作已取得相当显著的成就。但还需认识到的是，目前仍面临着保护需求大、保护技术不全面等多方面挑战。

有鉴于此，面临的任务主要体现以下几个方面：首先，深入开展彩塑壁画修复材料与工艺的筛选实验，继承并发展前人的研究成果，加大对兼容性高、稳定性强的关键材料的研发力度；其次，充分认识文物赋存环境的复杂性，加强对其保存环境各项指标的监测，找到影响文物长期保存的主控因素，考虑综合治理或改善手段。

作者简介

蒙治坤，男，馆员，本科，研究方向为博物馆管理。

参考文献

①中国文化遗产研究院：《中国文物保护与修复技术》，科学出版社，2009年。

②李最雄：《丝绸之路石窟壁画彩塑保护》，科学出版社，2005年。

③付有旭，牛贺强，杨金礼，等：《云冈石窟五华洞第13窟壁画泥塑抢救性保护修复研究》，石窟寺研究（第九辑），第280-306页。

④郭宏：《敦煌莫高窟壁画酥碱病害机理研究》，《敦煌研究》，1998年第3期。