广告位
文章正文
《中国中铁报》:乐山大佛“重装归来”
作者:王伟  来源:中国中铁报   发布于:2019-04-12 10:12:00    文字:【】【】【

    4月1日, 乐山大佛以崭新的容颜面对游客开放, 九曲栈道和佛脚观光平台再现游人如织场景, 标志着乐山大佛 “闭关” 175天 “体检” 、“保养” 脸部、 抢救性“修缮” 胸腹部工程圆满完成。

  乐山大佛已有1300多年历史, 通高71米, 是世界上最高大的古代石刻弥勒佛坐像、 世界文化与自然双遗产。由于其在红砂岩上依山雕琢而成, 极易风化和受到生物侵蚀, 科学保护修缮尤其重要。新中国成立之后, 乐山大佛曾有过9次较大规模的修缮。随着科技水平提高, 大佛的每一次 “体检” 、 修缮, 都是中国文物保护新科技的 “演练” 。英国 《每日邮报》 称,“给这么一个 ‘庞然大物’ 做体检是一项难度非常大、 科技含量极高的世界级系统工程。 ”

  2018年10月8日, 中铁科研院西北院文保团队承担乐山大佛胸腹部开裂残损区域抢救性保护前期研究及现场勘测工作启动。这次 “体检” 、 修缮, 又有什么特点呢?

    “超级” 团队完成世界级文保项目

  “这是一个全世界都关注的重大科研项目, 光靠我们一家单位肯定是不行的! ” 中铁科研院西北院乐山大佛科研项目负责人孙博说。

  孙博所说的这家单位是中铁科研院西北院, 其具有国家文物局颁发的文物保护工程勘察设计甲级资质、 施工一级资质, 是中国中铁系统内唯一具有文物保护工程勘察设计、 施工 “双甲” 资质的单位, 其在石窟寺石刻等专业水平方面居于国内领先地位。

  乐山大佛科研项目团队成立之初,公司就调集了最精干的技术专家加入,部分专家曾参与过敦煌莫高窟、 嘉峪关长城等全国著名文保项目的科研攻关,具有很强的科研实力。但他们面对乐山大佛这样世界级的文保项目, 在进行多次现场调研后, 对是否能圆满完成任务也有了一些疑虑和担忧—涉及的学科太多了。

  如何才能把这个项目做到最优?强强联合!公司决定与国内相关领域的高校、 科研机构合作, 请对方提供技术支持。

  项目开工前的3个月时间, 孙博就代表公司开始频繁邀请相关领域的权威专家教授参加项目研究, 最终组建了一个有30余人参加的专家智囊团, 成员来自复旦大学、 南京大学等国内 11 个高校、 科研单位。

  孙博说, 在项目推进过程中, 专家智囊团对项目团队提出的大佛 “花脸” 、 生物病害等技术难题解决方法进行论证,提供技术咨询服务, 共同完美解决了许多技术难题。

  在这个项目中, 由中铁科研院牵头,大家共开展科研课题研究20余项, 撰写科研论文20余篇。这些科研课题的研究成果, 使 “体检” 更加准确, 也使乐山大佛文保技术进一步提高。  

“蒸汽” 法 “洗脸” 提高大佛 “颜值”

  乐山大佛 “花脸” 问题在历次修缮中都备受瞩目。以前走近大佛后, 不难发现, 大面积黑色 “疤痕” 覆盖着大佛额头及两侧脸颊。这是什么原因呢?

  项目团队科研人员使用了三维激光扫描仪对大佛全身进行高精度扫描。为了保证这次 “体检” 数据准确, 文保团队想办法从全国各地调用了一批科技含量极高的设备, 其中很多是国内最先进的。如这台三维激光扫描仪, 其数据精度达到毫米级, 不用登上脚手架, 观测人员在远程就能清楚地看到大佛表面的每一处苔藓、 裂隙和斑点。

  经过扫描和取样分析, 文保团队找到了主要 “元凶” —生物病害, 主要由地衣、 苔藓和其他生物藻类、 霉菌造成。

  原来, 大佛的头部和胸部都有保护层, 最新保护层是在2001年添加的。由于保护层上附着了毫米级的泥土, 这些泥土使苔藓类植物有了生存基础。生物病害问题几乎覆盖了大佛全身, 在大佛右手大拇指侧有一棵构树, 8个月内几乎长高了2米。

  项目团队对大佛岩体开展了保护性清理。技术负责人申喜旺说: 为了清除黑斑又不破坏大佛脸部面层, 10余名工人只能用无纤毛巾一点一点为其 “洗脸” 。由于植物根系吸附能力比较强, 传统的物理修剪方式往往治标不治本, 团队还采用了 “蒸汽法” , 先对其软化, 再用砂纸挨个将地衣、 苔藓轻轻打磨掉。这就像胶水粘过的信封口, 直接撕开, 信封也会撕破, 但放在杯子上用热水汽熏一会儿, 撕开就很容易了。  

研究新材料抢救性修缮残损区

  大佛胸腹部多处起鼓并出现较长裂口, 有些部位已开始与大佛基岩脱离, 危及大佛本体安全和游客游览安全。这个项目中还有一个重要任务就是胸腹部开裂残损区域抢救性修缮保护。

  “渗水” , 是从大佛建成之初就面临的问题, 也是项目团队怀疑造成大佛胸腹部起鼓等病害的重要原因。

  项目团队采用了获得国家专利的荧光碳点示踪法, 将荧光标记后的碳元素打入大佛岩体, 让这些原子级的标记物随着岩体内水流移动, 工作人员再用特殊设备光照检测荧光标记位置, 判断大佛体内渗水的路径。

  为了拿到第一手数据, 项目团队在大佛本体埋设了4个探头, 在获取岩体内部的温湿度、 渗水、 修复层及基岩位移等情况的同时, 还对大佛左右肩膀一直在渗水的排水口进行检测。“一个孔每天至少能接满1500毫升的水样取样瓶。 ”技术专家王海涛主要负责这项检测工作, 他说为了找出渗水与降水的关系, 他曾连续48小时待在大佛肩膀处的脚手架上, 每隔1个小时取样记录1次。

  “其实在路桥、 隧道修建中, 我们也会遇到周边岩体开裂渗水的问题。平时可以直接通过打孔排水、 加固等工程方式解决, 但明显对于文物保护不适用。项目团队开展修复材料创新研究。新技术考虑在涂层中添加石英砂等物质, 提高渗透性, 同时加入偏高岭土类材料提高强度。一旦渗透系数与原来岩体匹配了, 那么他们就会更接近为一个整体, 以后外壳部分就不容易开裂或者凸起。 ” 孙博介绍。

  修复材料既要满足渗透性和高强度的要求, 还要保证颜色的协调性, 替换的混合捶灰配比就非常重要。为了参考以前使用的材料, 他们找到了以前的修缮人员, 凭着记忆找出了原来材料的相关参数。为了新材料配合比, 项目团队反复试验, 仅抹在岩壁上的材料试块就做了近50种。“接下来我们还将继续试验直到寻找到最佳配方。 ” 在孙博看来,这次确定的修复材料配比, 能将过去经验性的东西转化为可保留的数据资料,为今后文保工作提供数据支持。

  如此一尊大佛, 修缮得用多少材料?“残损区域涉及大佛表面约72平方米, 其中严重开裂残损区域约 20 平方米, 总共用了1620公斤材料。 ” 孙博脱口而出。由于修复材料需要通过反复捶打混合, 捶打得越好材质才会更均匀, 为此他们还专门研发了一种捶灰机, 一改过去仅靠 “手工造” 的局面。

  4月下旬, 大佛保护专家团队将正式对外发布乐山大佛 “体检” 及抢救性保护工作阶段性成果。

    文章来源:http://gcb.crec.cn/ZTB/20190411/html/page_02_content_001.htm

本网站版权归中铁科学研究院有限公司所有 地址:成都市金牛区西月城街118号 邮编610032

E-mail [email protected] fax: (028)86119790

备案号:蜀ICP备15009224号-1