联合国教科文组织资助的龙门石窟修复保护工程项目基本结束。项目的实施为龙门石窟保护科研基础条件的建设、人才的培养、信息档案资料的收集与建设、龙门石窟保护示范指导作用等方面取得了显着成果，项目的工作机制及形成的保护机制、保护理念、技术路线对未来龙门石窟的保护将起到更大的作用。

    但是作为项目主要内容之一的潜溪寺石窟水害治理工程，在实施了部分治理措施——帷幕灌浆工程后，还未达到有效治理渗水病害的目的，就此引发了对潜溪寺石窟治水工程保护设计思想、治理措施的疑虑和争议，部分专家提出了中肯意见和建议，作为项目专家组、设计人员、石窟管理者颇感压力，也引发了更深入的研究、思考和探索。

    龙门石窟面临的主要威胁有三个方面：1.石窟存在的水害，主要是石窟裂隙渗水病害；2.石窟不稳定岩体病害；3.环境污染病害（以及由其引发的雕像风化破坏）。自1971年国家拨专款开始进行龙门石窟专项保护工作起，经过几十年的保护工作，龙门石窟存在的岩体稳定性病害基本得到有效治理，石窟环境条件大大改善，其中也投入了大量的人力、物力，采取各种不同的措施治理石窟的裂隙渗水病害，也取得了较好的效果。但是由于技术的限制、材料的老化或保护材料与石窟岩体性能的差异，经过一段时期，石窟裂隙渗水病害仍会出现、发展、恶化。龙门石窟裂隙渗水病害威胁最严重的主要是一些大型石窟，而这些大型石窟又是石窟内容最丰富、价值最高及保护工作的重点。因而，石窟裂隙渗水病害是龙门石窟存在最普遍、危害最大的病害之一，水害治理也是龙门石窟保护最迫切、最主要的工作之一。

    项目选择潜溪寺石窟作为龙门石窟水害治理的试验研究对象，目的就是在有效治理龙门石窟水害方面进行有益的实践探索。潜溪寺治水工程的目的并不是为了暂时性止住渗水的效果，而是探索全面、长久治水的方法和途径，对项目的意义非常重要，对龙门石窟保护的意义也非常重要。

    由于龙门石窟依托的山体庞大，崖壁陡峻，地形复杂，采取大规模治水措施的空间有限，也与文物保护原则要求相违，无法按常规水利工程的治水思路、措施实施治理工程；另外由于龙门石窟地质结构的复杂性（层面裂隙、卸荷裂隙、节理裂隙、岩溶各种构造相互交切），裂隙渗水的渗流途径十分复杂，增大了龙门石窟水害治理的难度。所以龙门石窟的治水工作是一项以科研为基础的攻关项目。

    潜溪寺石窟位于西山最北端，为唐中期开凿的大型石窟，其历史、石窟形制、艺术价值等在龙门石窟具有典型性和代表性，但潜溪寺石窟裂隙渗水病害、凝结水病害十分严重，而且对石窟雕像造成了严重损害。自1976年起，开始重视潜溪寺石窟的渗水病害和治理工作，至1991年相继采取了拆除、重建窟檐，裂隙灌浆、封堵，窟顶清理，铺设防渗层等措施，在一段时期内，治水效果明显。但近期石窟裂隙渗水病害又重新产生，而且愈来愈严重。如何以潜溪寺石窟为例探讨龙门石窟有效治水思路、措施：是完善历史上采取的治理思想、措施？还是探讨新的、长久有效的治理思路和途径？能否对龙门石窟起到启发、示范、指导的作用？所以，潜溪寺石窟治水工程对项目、对龙门石窟的保护，其意义是深刻的。

    潜溪寺石窟水害状况及分析

    潜溪寺石窟南壁面、北壁面、窟顶区域存在渗水病害，而且以窟顶裂隙渗水最为严重。潜溪寺石窟裂隙渗水状态：

    （1）潜溪寺正壁（西壁面）：正壁共有3处渗水点，均位于主佛像头部的右上角。主佛像头部上方的2条层面裂隙中各有一个渗水点；南侧顶部卸荷裂隙分布有一处渗水点。

    （2）潜溪寺背壁（东壁面）：背壁较干燥，未发现有渗水痕迹。

    （3）潜溪寺南壁：南壁有3处渗水点，渗水病害比较严重。位于西侧佛像头顶至东侧佛像肩部的卸荷裂隙是一条主要的渗水控制裂隙，洞顶渗水沿该裂隙下渗。层面裂隙和卸荷裂隙渗水裂隙交切，造成了南壁东侧的大面积岩溶覆盖区窟门外发育1条大的卸荷裂隙，隙宽8~20厘米，雨季渗水严重（图一）。

    （4）潜溪寺北壁：北壁有3处渗水点。顶部层面裂隙有2个渗水点，北壁卸荷裂隙是主要渗水裂隙。

    （5）潜溪寺洞顶：洞顶渗水较为严重，发现有渗水点9处，卸荷裂隙是主要渗流通道（图二）。

    （6）潜溪寺窟外保护建筑与窟壁之间脱离出现裂缝，降雨时雨水直接渗入倒灌窟内造成石窟窟门区域水的侵蚀损害。

    以上渗水状态说明：潜溪寺石窟南壁面以层理裂隙面渗水为主，窟顶区域、北壁面以卸荷裂隙面渗水为主。

    潜溪寺石窟裂隙渗水与大气降雨密切相关。只有降雨时，石窟裂隙才发生渗水现象。不同渗水部位，受降雨的影响不同：顶板反应较快，南北两壁面反应相对较慢，但持续时间较长。一般是在降雨时间24小时后，裂隙出现渗水，首先是顶板裂隙出现渗水，尔后是南北壁面出现渗水。在雨季，遇到大暴雨，20多分钟顶板裂隙就出现渗水。这个现象说明顶板裂隙渗水渗流途径畅通，渗水源不远。南北壁面裂隙渗水在降雨停止后仍持续一段时间，与山体较远处裂隙水提供水源有关。

    除渗水时间比降雨时间滞后一段时间外，潜溪寺石窟裂隙渗水量和持续时间几乎与降雨量同步，即降雨量大，裂隙渗水量大，持续时间长；降雨量小，裂隙渗水量小，持续时间短。大气降雨是潜溪寺石窟裂隙渗水的唯一水源。

    除了裂隙渗水病害外，在雨季，潜溪寺石窟还产生严重的凝结水病害。凝结水的生成与大气温度、湿度、气压、石窟通风等环境条件密切相关。关于凝结水形成机理还处在研究阶段，其治理也还处于探索试验阶段，所以潜溪寺石窟水害的治理重点应当是裂隙渗水病害。

    潜溪寺渗水病害机理研究

    为查明潜溪寺石窟裂隙渗水的渗流途径、水源影响区域，项目组相继开展了潜溪寺石窟区域详细地质勘察、开挖探槽、模拟人工降雨试验、地质雷达勘察以及建立水文地质模型分析等勘察分析工作。

    潜溪寺北侧发育一条断层F2，南侧发育一条延伸较长的J1构造裂隙，两条构造迹线分布在潜溪寺左右两侧，形成相对独立的构造单元。

    潜溪寺石窟岩体发育裂隙面有四组：（1）层面裂隙倾向为340°～10°，倾角为20°～30°，延伸规模较大；（2）构造裂隙可按走向分为两组，以NW向一组为主，另一组走向为NE向，倾角50°～近直立。构造裂隙间距较大，且大多裂隙面平直，具张剪性。在潜溪寺石窟窟顶南侧冲沟区域，构造裂隙发育密集。（3）卸荷裂隙倾向为60°～80°，倾角为50°～近直立。通过水平钻孔勘查发现，潜溪寺崖壁岩体0～15米范围之内有7条卸荷裂隙发育。在靠近崖壁面的2米范围内卸荷裂隙分布较密集，共3条，间距0.4～0.8米；2～10米范围内分布3条，间距1.8～2.5米；10～15米范围内分布1条，间距4.1米。卸荷裂隙连通性好，贯穿地表，隙宽较大，裂隙面曲折不平。

    潜溪寺石窟裂隙渗水主要受层面裂隙和卸荷裂隙组成渗流结构控制。开挖的地质探槽表明，两组构造裂隙面陡峭，结构紧密，不能直接为潜溪寺裂隙渗水提供水源。其渗流模型参见图三。

    地貌特征——潜溪寺北侧沿F2断层发育比较大的冲沟，南侧沿J1构造裂隙发育小型V型冲沟，潜溪寺上方坡体凸起，形成相对独立的地貌单元。因而，潜溪寺石窟地表径流的排泄及岩体内部的裂隙渗流为一相对独立的地貌单元（图四）。

    潜溪寺上部坡体、南侧坡体区域及窟外崖壁等组成石窟的水源区域，受水面积大，渗水来源多，渗水途径长短共存，所以石窟裂隙渗水既表现为渗水反应快，又表现为延续一段时间。

    为查明窟顶各个区域降雨对潜溪寺石窟裂隙渗水的影响，将窟顶划分为3个区域进行人工模拟降雨试验：南侧坡体小型石窟区域、窟顶坡体防渗层区域、南侧冲沟及冲沟南部区域。

    人工模拟降雨试验检验成果。南侧坡体小型石窟区域，坡体陡峭，降雨时雨水能够及时排泄，不会形成积水，而且此区域的微裂隙经过封堵后，渗水量小，对潜溪寺石窟裂隙渗水影响较小。窟顶坡体防渗层区域，1991年铺设的防渗层结构稳定，虽然部分区域起鼓，防渗层胶结物流失，防渗水的效果降低，但由于坡度较大，坡面光滑，降雨时渗水量很小，也不能形成积水，防渗层下为基岩，所以影响不大，在进行降雨试验时也未发现潜溪寺石窟裂隙渗水。但在南侧冲沟及冲沟南部区域（图四蓝色圆圈处）进行人工降雨试验时，时间滞后1天后，潜溪寺石窟所有的裂隙都出现渗水现象。

    另外在南侧冲沟进行帷幕灌浆钻孔的注水试验时，有两个区段钻孔注水时，潜溪寺石窟产生裂隙渗水现象。

    人工模拟降雨试验表明：南侧冲沟及冲沟南部区域基岩裸露，发育的覆盖层具有短时间储存的作用，水进入构造裂隙、卸荷裂隙、风化裂隙、层理裂隙面渗流网络，为石窟裂隙层理裂隙渗水来源之一，是影响潜溪寺石窟裂隙渗水的主要区域。

    根据以上分析，提出潜溪寺石窟区域为一个相对独立水文地质模型理论，这为潜溪寺石窟水害治理提供了理论支持。

    由此，根据文物保护的特殊需要—研究的对象更加微观、深入、具体，普通地质学的理论不能满足文物保护的要求，应该建立一个新的学科—文物精细地质学。

    潜溪寺渗水病害的治理

    1. 水害治理的设计思想

    （1）从解决裂隙渗水水源为目的，探索长久、有效治水的措施和方法。

    （2）裂隙渗水的水源为大气降水后在表层岩体形成的临时性上层滞水。解决表层岩体上层滞水水源的措施有两个：措施1——地表铺设防渗排水设施，及时排泄掉大气降水，防止地表临时性积水或地表水下渗上层滞水形成的水源；措施2——由渗流途径解决水源。或截断渗流途径，防止水沿渗流通道渗流到石窟；或将渗流通道的渗水引流泄掉，达到治水的目的。

    龙门石窟山体险峻，植被稀疏，而且存活的植被十分珍贵，有利于石窟环境的改善。大面积的铺设防渗排水层、开设排水沟对石窟植被、环境干扰、破坏太大，而且由于水源的受水面积较大，也很难达到有效解决水源的目的。从渗流途径上解决水源是潜溪寺石窟水害治理最有效的方向。

    （3）潜溪寺石窟裂隙渗水病害治理的实施计划，分为两个阶段：首先采取开凿截水沟和帷幕灌浆相结合的措施，疏导、截断渗流途径中的水流，从而达到解决水源的目的；第二步措施是根据第一步实施效果，如果没有达到目的，仍然渗水，对石窟渗水裂隙进行灌浆、封堵，作为最终防线防止裂隙水在窟内出露产生渗水病害。

    此项目作为国际合作项目，在关键问题上不回避，进行攻关、探索，做一些对龙门石窟更具深刻影响的研究，虽然具有一定的风险和挑战，但更有意义。

    针对潜溪寺石窟的渗水状况、历史治水的经验教训和水文地质条件，以解决水源为目的的设计思想应该是正确和恰当。

    2. 水害治理的措施及分析

    2008年5月初，潜溪寺石窟水害治理工程完成第一阶段的部分工作—帷幕灌浆工程。工程完成后经过一个雨季的检验，帷幕灌浆没有起到封堵、截断渗流途径的作用，石窟渗水病害仍然很严重。

    根据后期开挖地质探槽探查分析和研究，帷幕灌浆浆孔柱为光滑的水泥柱，与钻孔相交切的裂隙没有走浆的现象，没有形成防水帷幕。其原因有两个方面：（1）帷幕灌浆技术不适合灰岩微裂隙结构灌浆封堵，设计指标不能满足帷幕的形成；（2）施工的程序或控制性技术指标不合格，没有达到设计要求。其中施工中为赶工期，白天、黑夜的加班、连续工作，不严格执行工程规范，对出现的问题异常情况不进行研究、补充、完善等，施工管理及程序存在的问题应该值得深思。

    但这并不能否定设计思想的合理性。本着对文化遗产保护负责的态度和科学精神，在总结帷幕灌浆的教训基础上，应该深入研究，科学合理的实施其他措施。

    下一步重要的工作计划，严格按设计方案实施截水沟截流导水措施。对于由层理裂隙面、构造裂隙面、岩溶构成的复杂渗流途径，如果不能找到、截断渗流通道，治水工程的效果很难保障。开凿截水沟是最简单、最有效的治理措施。

    由于潜溪寺石窟岩体地层倾向为340°～10°，倾角为20°～30°，即缓缓倾向山体，也不存在向山体外倾向裂隙面，石窟岩体是稳定的。开凿的排水沟垂直山体崖壁走向，规模小，对石窟岩体稳定没有影响，而且开凿的排水沟进行砾石填充覆盖或铺设盖板等特殊处理，维持原有地貌形态，不干扰、破坏景观，不改变原有地表排水状态，防止产生次生水害。

    实施截水沟措施前，首先重点对异常部位、特殊部位开挖地质探槽进行详细勘察，详细查明异常部位岩体的构造特征、渗流的具体途径及与石窟渗水的关系，并进行渗水试验观察，为截水沟的实施提供技术支持。

    截水沟措施实施后观察治水效果，根据治水效果，在决断石窟裂隙封堵措施的实施。

    潜溪寺治水工程的一些认识

    1. 潜溪寺石窟裂隙渗水病害治理工程的设计是在科学分析、广泛征求意见、深入研究，慎重认真思考，而且对涉及石窟岩体稳定等方面进行了科学分析基础上提出的。潜溪寺治水设计思想是探讨从水源治理上解决水害的治理技术、措施，提出了将潜溪寺作为一个相对独立的水文地质单元进行治理的设计理念，分两个步骤实施，即首先探索治理水源，最终防线是窟内裂隙封堵、设计思想正确、技术路线合理。

    2. 石窟水害治理是一项难度很大工程，在我国石窟水害治理过程中有许多成功和教训，勇敢面对，科学探索攻关文物保护面临的难点、关键技术问题，不回避矛盾，面对风险不退却，对文物保护是一项有意义的工作，它需要一种科学、负责任的精神，更需要科学的态度。

    水害治理工作是循序渐进，逐步探索、逐步治理特殊保护工程，在遵守文物保护准则，尊重科学的前提下，需要科学的过程。

    潜溪寺石窟治水的设计思想是在对发现问题科学分析评估基础上，分步实施的，而且在实施过程中需要不断的完善、修正。首先探索对环境干扰小，水利工程成熟的帷幕灌浆技术。这步措施的风险是渗水病害的水流很小，只是滴水或沿渗水裂隙形成的面流潮湿，而作为水利工程帷幕灌浆效果，这种现象是水利工程治水的理想效果。所以作为文物保护工程借鉴其他领域的技术需要更加深入的探索、试验。

    3. 潜溪寺石窟治水工程现在只实施了第一步，还没有按设计完成。作为探索科研攻关的保护工程，刚刚出师不利就求全责备，对实施者既是压力，也是动力，但更需要的是科学的态度、支持、帮助。坚持项目建立的专家咨询工作模式，在总结历史经验教训的基础上，尊重科学，严格程序和规范，修改完善下一步的治理措施。

    4. 文物保护工程使用一般工程招标的模式，工程实施与设计脱离，在文物修复保护工程实施中表现出严重的弊端。文物保护工程特殊点及要求——传统技术与工艺、隐蔽性工程、随时出现的不可预见的情况、随时必须修正的设计、施工过程中需要表现的细节等，需要设计者指导、贯彻整个实施过程。而施工单位按图施工，按建设工程完成工作任务，设计人员无法全程介入，或设计人员提出意见、建议没有落实保障，无法确保文物保护工程高标准的质量要求，或确保保护工程的每个细节按设计要求实施。不单是龙门石窟，许多工程都显现其管理严重的弊端。

    5. 此项目管理模式和过程都存在一定问题，造成施工程序不符合要求。工程项目与业主脱离，管理单位与施工单位脱离，施工单位与设计单位脱离，非专业的监理单位，不专业的监督施工单位的程序、技术规范，保护工程为旅游让路或为旅游时间不顾技术程序白天晚上连续施工，根据资金确定工程量而不是根据保护工程需要确定资金等，都是未来文物保护工作需要规范的问题。

    6. 作为国际合作项目目标不能太大，而且在启动初期应该目标明确，并围绕目标开展必要、合理的调查、试验、勘察、研究等工作。本项目在龙门石窟选择了水害治理、附着物的清洗、风化岩石加固三个保护工作的目标。实际上这三个目标是石窟保护的三大难题，三个攻关的关键技术问题，通过此项目在这三个方面都取得突破是很不现实的，而且在项目实施过程中，采取的部分调查、勘察、试验等工作针对性不明确。比如对潜溪寺石窟渗水的前期调查、勘察、试验工作远远不能满足治水工程的需要，而且实施的部分勘察工作，与保护工作关联性很差。虽然对潜溪寺石窟构造条件、水文地质条件等有基本的模型分析，但具体的结构特征、具体的渗流途径并没有勘察清晰，还需要在实施工程过程中深入勘察、研究，但配合工程深入研究的计划、资金等并没有保障。

    合作项目是具有探索性、试验性、示范性的工程，应该以科学的态度给予客观的评价。由于受时间与经费的限制，在治理潜溪寺渗水的问题上，合作项目的参与者，都对问题的复杂性估计不足。客观的总结项目的经验教训，对未来我国文化遗产保护国际合作的开展具有十分重要的意义。

    作为国际合作项目的目的并不是实施某项工程，更重要的是保护理念的学习，技术与方法的学习，技术程序、规范的培养及保护工程的示范指导作用。