壁畫是文化遺產(chǎn)的重要組成部分。從廣義上講,繪制在建筑物的墻壁上或巖石上,以及其它如洞穴壁上,都可以稱為壁畫,而繪于巖壁上的繪畫亦稱“巖畫”。在建筑物上的壁畫,大致可以分為繪制壁畫、浮雕壁畫、粗地壁畫、刷地壁畫、馬賽克鑲嵌壁畫以及其它工藝材料壁畫等。中國(guó)古代壁畫一般以繪制場(chǎng)所的不同而區(qū)分,有殿堂壁畫、寺觀壁畫、石窟壁畫、墓室壁畫、民居住宅壁畫等[1 ] 。不論石窟壁畫、殿堂壁畫還是寺觀壁畫,大多都有幾百年甚至上千年的歷史。此間,由于環(huán)境(光、溫度、濕度、風(fēng)沙塵等) 、生物(微生物、昆蟲等) 、壁畫附著墻體和制作材料、建筑布局及人為因素等的綜合作用,病害類型多,且嚴(yán)重?fù)p害著壁畫[2～6 ] 。最常見(jiàn)的壁畫病害有空鼓、起甲、酥堿、煙熏、表面污染、地仗脫落、顏料層脫落、裂隙、劃痕等?？展氖欠植际謴V泛的壁畫病害之一,如在西藏幾處重要古建筑中占病害壁畫總面積的75 %[6 ] ,嚴(yán)重者有隨時(shí)脫落的危險(xiǎn)。同時(shí),在同一塊壁畫上,常常有幾種病害并存的現(xiàn)象,加大了保護(hù)修復(fù)治理的難度。鑒此,開展空鼓病害壁畫的修復(fù),加固材料及工藝研究,是擺在文物保護(hù)科技人員面前的重要課題,對(duì)保護(hù)祖國(guó)燦爛的文化遺產(chǎn)具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
空鼓是指壁畫地仗層與支撐體(墻體、巖體或其他) 間由于黏結(jié)性能喪失或減弱,導(dǎo)致地仗層和支撐體分離(圖1 ,2) ?？展目纱嬗诘卣虒娱g、地仗層和支撐體間?？展囊话阋鸨诋嫳砻骈_裂、鼓起,嚴(yán)重者由于壁畫自身重力的影響,導(dǎo)致壁畫脫落。20 世紀(jì)70～90 年代,我國(guó)對(duì)空鼓壁畫的修復(fù)加固,一般采用揭取修復(fù)加固回貼的方法,或者臨時(shí)性錨固加固的方法。前者因分塊切割對(duì)壁畫造成較大的損傷,后者因使用較大的錨頭,嚴(yán)重遮擋畫面。雖然這兩種方法對(duì)搶救空鼓壁畫都起了較好的保護(hù)作用,但也暴露出不少問(wèn)題,而且往往因操作不當(dāng)而留有后遺癥[7～8 ] 。在過(guò)去的20 年中,灌漿技術(shù)在國(guó)際文物保護(hù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,成為世界范圍內(nèi)治理空鼓壁畫的一種重要手段[9 ] ?！肮酀{”一詞源于工程學(xué),在橋梁、隧道、工業(yè)建筑、洞穴等方面得到廣泛應(yīng)用。在遺址保護(hù)方面,被廣泛應(yīng)用于石窟裂隙加固等方面[10 ] 。而在壁畫病害的治理方面,西方國(guó)家起步較早。在我國(guó),最早可追溯到1965 年對(duì)莫高窟第130 窟大面積空鼓壁畫的修復(fù),其次是1974 年對(duì)莫高窟第85 窟壁畫的修復(fù)。當(dāng)時(shí),采用粘貼和拉錨相結(jié)合的方法,錨頭為厚0. 5cm、寬5cm、長(zhǎng)25cm 的十字型鋼板,后改為同大小的有機(jī)玻璃[11 ] 。進(jìn)入20 世紀(jì)90 年代后期,國(guó)際組織合作保護(hù)敦煌莫高窟第85 窟項(xiàng)目啟動(dòng),將壁畫空鼓病害作為研究的重點(diǎn)內(nèi)容,并采用壁畫灌漿技術(shù)進(jìn)行空鼓病害治理。21 世紀(jì)初,敦煌研究院承擔(dān)國(guó)家重大文物保護(hù)項(xiàng)目西藏三大重點(diǎn)文物保護(hù)維修工程壁畫保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目,在借鑒莫高窟第85 窟成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),篩選出灌漿材料和灌漿工藝,重點(diǎn)解決了西藏空鼓病害壁畫的保護(hù)問(wèn)題,標(biāo)志著壁畫灌漿技術(shù)在我國(guó)文物保護(hù)領(lǐng)域日趨成熟。



　我們?cè)谇叭搜芯抗ぷ鞯幕A(chǔ)上,結(jié)合敦煌莫高窟第85 窟和西藏布達(dá)拉宮、羅布林卡及薩迦寺壁畫灌漿技術(shù)的應(yīng)用,認(rèn)為壁畫灌漿技術(shù)是解決空鼓病害壁畫行之有效的方法之一,具有廣闊的發(fā)展前景,并重點(diǎn)探討了壁畫灌漿技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中需要注意的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
2 　壁畫灌漿的理念與修復(fù)加固原則
　　壁畫灌漿技術(shù)的應(yīng)用,使先進(jìn)的文物保護(hù)理念在我國(guó)得到具體的體現(xiàn)“, 不改變文物原狀”的文物保護(hù)原則得到進(jìn)一步落實(shí)。壁畫灌漿的本質(zhì)是通過(guò)介入帶有一定黏性的灌漿材料,解決壁畫層與層之間黏結(jié)力喪失的問(wèn)題。灌漿在外觀上對(duì)壁畫改變不大,壁畫表面的信息也得以保存,對(duì)壁畫內(nèi)部材質(zhì)會(huì)造成一定干預(yù),需在修復(fù)時(shí)做詳細(xì)檔案已示區(qū)別。灌漿因最小改變壁畫原狀和直接解決空鼓問(wèn)題,成為治理空鼓壁畫最有效的一種手段。隨著材料科學(xué)的發(fā)展與灌漿技術(shù)的日趨成熟,空鼓壁畫的治理技術(shù)也得到不斷完善。在壁畫灌漿加固過(guò)程中,要嚴(yán)格遵守《中華人民共和國(guó)文物保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)文物保護(hù)法實(shí)施條例》、《中國(guó)文物古跡保護(hù)準(zhǔn)則》、《文物保護(hù)工程管理辦法》等法律法規(guī),還應(yīng)參考有關(guān)國(guó)際范圍內(nèi)的文物修復(fù)理論與法規(guī)來(lái)開展修復(fù)實(shí)踐工作,堅(jiān)持“保護(hù)為主,搶救第一”的文物工作方針,以及最小干預(yù)、不妨礙后人再處理的原則,妥善處理建筑與壁畫的關(guān)系,依壁畫病害的嚴(yán)重程度分步實(shí)施。
3 　灌漿材料與工藝
3. 1 　灌漿材料
　　首先,要進(jìn)行灌漿材料的篩選。瑞士西卡公司(Sika) 以生產(chǎn)各種膠和灌漿材料而著名,但其灌漿材料主要應(yīng)用于建筑、橋梁、地基、不同材質(zhì)的黏結(jié)等,其材料在壁畫灌漿方面的應(yīng)用尚未見(jiàn)到相關(guān)報(bào)道。而德國(guó)REMMERS 公司是世界著名的特殊建材生產(chǎn)企業(yè),其生產(chǎn)的文物保護(hù)材料被世界各國(guó)廣泛應(yīng)用,但因壁畫制作材料的特殊性,壁畫灌漿材料方面未見(jiàn)過(guò)多的報(bào)道。英國(guó)壁畫保護(hù)修復(fù)專家Rickerby S[12]等通過(guò)對(duì)敦煌莫高窟第85 窟環(huán)境特征、壁畫制作材料、工藝及空鼓病害產(chǎn)生的機(jī)理等方面的綜合研究,經(jīng)過(guò)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),篩選出以澄板土、玻璃微珠、浮石、蒸餾水和蛋清組成的灌漿材料,按照澄板土∶玻璃微珠∶浮石∶蒸餾水= 1∶2∶1∶0. 66 (體積比) 的配比,再按干物質(zhì)5 %的體積比加入攪拌過(guò)的蛋清配制成漿液,對(duì)空鼓病害壁畫進(jìn)行治理后效果良好。其灌漿材料具有不改變壁畫的物化性質(zhì),固結(jié)時(shí)體積變化小,與原地仗孔隙率相近,透氣性相似,機(jī)械強(qiáng)度相近,熱濕膨脹系數(shù)相近,可溶離子含量小,良好的黏結(jié)性,耐久且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,抗微生物侵襲,低密度及可再處理性。李最雄等[13]在對(duì)西藏壁畫現(xiàn)狀調(diào)查分析研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn),篩選出以高模數(shù)硅酸鉀(簡(jiǎn)稱PS) 為主劑,粉煤灰和阿嘎土(分白阿嘎和紅阿嘎兩種) 為主要填充料,氟硅酸鈉為固化劑的無(wú)機(jī)灌漿材料,在西藏三大重點(diǎn)文物保護(hù)維修工程壁畫保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用。其材料的特點(diǎn)是容重小,透氣、透水性好,收縮率小,流動(dòng)性和可灌性好,強(qiáng)度適中且可調(diào),初凝和終凝速度適中,具有最大兼容性。馬清林等[14]選用焙燒料礓石摻加一定比例的沙土或礦物纖維作為潮濕環(huán)境下空鼓壁畫灌漿材料或地仗加固材料,在墓葬壁畫中得到應(yīng)用。但至目前,壁畫灌漿材料仍在不斷探索、實(shí)踐總結(jié)中。同時(shí),隨著科技的發(fā)展,新材料不斷出現(xiàn),人們對(duì)材料性能的認(rèn)識(shí)也不斷深入,在“最小介入”理念的指導(dǎo)下,對(duì)材料的更新和優(yōu)化提出了更高的要求。
3. 2 　灌漿工藝
　　李最雄等[13 ]和汪萬(wàn)福等[6 ]在對(duì)西藏布達(dá)拉宮、羅布林卡及薩迦寺空鼓壁畫灌漿加固的過(guò)程中,認(rèn)為一般空鼓壁畫的灌漿加固工藝為(圖3) :1) 鉆注漿孔。用手敲擊空鼓部位,檢查空鼓程度及范圍,確定開孔部位,盡可能選在裂縫、地仗或顏料脫落處,以保證壁畫畫面的完整。注漿孔徑1～1. 5cm。在同一壁面上,注漿孔的分布應(yīng)呈不規(guī)則三角形,一方面可實(shí)現(xiàn)順利灌漿,另一方面,保證壁畫與墻體黏結(jié)牢固,提高壁畫整體穩(wěn)定性。2) 用內(nèi)窺鏡對(duì)空鼓部位的狀況進(jìn)行探視,若空鼓處有較大的碎石、地仗碎塊或較多的砂土,設(shè)法取出。這一過(guò)程比較危險(xiǎn),要十分謹(jǐn)慎。需要對(duì)壁畫進(jìn)行支頂防護(hù),或?qū)ζ茡p嚴(yán)重處選用紗布或宣紙粘貼進(jìn)行保護(hù)。同時(shí),對(duì)難度較大者還可采用開方孔的辦法進(jìn)行,孔的大小一般在10cm ×10cm 為宜。3) 選用直徑合適的透明塑膠管做注漿管,在每個(gè)注漿孔盡量多插入幾根注漿管,使注漿管呈上下左右分布,以利于順利灌漿和漿液分布均勻。4) 灌漿。在灌漿前,先用注射器通過(guò)注漿管注入適量模數(shù)3. 8、濃度為5 %～10 %的PS 溶液,對(duì)空鼓內(nèi)松散的壁畫地仗和墻面進(jìn)行加固。待PS 完全凝固后,進(jìn)行灌漿。灌漿時(shí),用100mL 注射器吸取配制好的漿液,由下向上依次注漿。通過(guò)手敲以及注射漿液時(shí)的手感壓力可判斷漿液是否填滿。灌漿時(shí),必須對(duì)壁畫用鋪有2～3 層吸水紙的壁板進(jìn)行支頂。灌漿2～3 天后,每天更換2 次吸水紙,以加速壁畫地仗的干燥過(guò)程。5) 錨固補(bǔ)強(qiáng)。為了使空鼓壁畫加固效果更好,結(jié)合灌漿,還需進(jìn)行錨固補(bǔ)強(qiáng)。一般在空鼓裂隙≤2mm 時(shí)漿液無(wú)法灌入(因采用常壓灌漿) ,而在用手敲擊時(shí)發(fā)出“砰砰”的聲音,這就需要借助錨桿加固。錨桿用硬木制做,直徑約1. 5cm ,長(zhǎng)15～20cm。在具體操作時(shí),應(yīng)視壁畫空鼓狀況而定。一般通過(guò)灌漿能夠解決的就盡量少用或不用錨桿,以免影響壁畫的完整性。6) 漿液凝固后,先用3 %丙烯酸乳液滲透加固孔沿,然后使用白阿嘎土∶紅阿嘎土∶澄板土= 4∶2∶1 (質(zhì)量比) ,用丙烯酸乳液配制的泥漿進(jìn)行封孔。待半干燥后,壓平表面,使其和壁畫地仗處于同一平面。7) 補(bǔ)色一般限于所修補(bǔ)的注漿孔和裂縫。選用與壁畫相同的礦物顏料調(diào)配進(jìn)行補(bǔ)色,做到“修舊如舊”時(shí)亦應(yīng)有所區(qū)別。




4 　值得注意的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題
4. 1 　注漿孔位置的選擇與注漿管的埋設(shè)
注漿孔是指為了灌漿而在壁畫表面用手搖鉆或手術(shù)刀等工具所開的小孔,孔徑以1. 0～1. 5cm 為宜,孔深以壁畫表面到空鼓部位為準(zhǔn),一般不超過(guò)壁畫地仗厚度,在1. 0～3. 0cm 之間。如果壁畫表面已經(jīng)開裂或壁畫地仗脫落,則注漿孔應(yīng)選在破損壁畫邊沿、畫面缺失或畫面不重要處。注漿孔的數(shù)量以壁畫空鼓程度而定,一般遵循1～4 個(gè)/ m2 為宜。在埋注漿管時(shí),要用自制的長(zhǎng)錐等工具將空鼓部位內(nèi)部的碎石、沙子等盡量清除干凈,必要時(shí)要借助內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查。注漿孔開好后,就要埋設(shè)注漿管。在一個(gè)注漿孔內(nèi)盡量多埋幾根(一般1～4 根) 注漿管,選擇不同深度、不同方向埋設(shè),這樣有利于灌漿和漿液的流動(dòng),提高灌漿效果。注漿孔和注漿管的合理布局及埋設(shè)是做好灌漿的前期條件。目前使用的注漿管是醫(yī)用灌腸塑膠管,管徑在2～10mm 不等,長(zhǎng)度一般為40cm 左右。
4. 2 　關(guān)于壁畫灌漿與灌漿量及水灰比的控制
壁畫灌漿技術(shù)要求嚴(yán),操作難度大,使用壓力灌漿或機(jī)械灌漿很難掌握受力情況,往往造成壁畫開裂與漏漿事故發(fā)生。因而,在壁畫灌漿上一般均采用人工無(wú)壓灌漿,多使用100mL 醫(yī)用注射器。如何確定灌漿的滿實(shí)度,即確定灌漿的效果,這是空鼓壁畫灌漿加固的關(guān)鍵。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)算和施工經(jīng)驗(yàn),灌注的漿液占空鼓部位的70 %以上時(shí)便認(rèn)為是有效灌漿,達(dá)到穩(wěn)定壁畫的效果。如果過(guò)于密實(shí),反而增加壁畫地仗重量,其強(qiáng)度不會(huì)增加。但如果灌漿量達(dá)不到70 %時(shí),起不到加固的效果。灌漿量的多少是體現(xiàn)灌漿材料有效性的重要方面,壁畫穩(wěn)定性與灌漿量有密切的關(guān)系。水灰比是漿液配制中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié),根據(jù)西藏壁畫的實(shí)際狀況,一般選用0. 55∶1～0. 65∶1 的水灰比時(shí), 漿液具有良好的可灌性, 初凝速度適宜,可獲得理想的灌漿效果。
在壁畫灌漿過(guò)程中,一定要嚴(yán)防漏漿。漿液從注漿孔注入后沿著壁畫裂縫邊沿滲出或操作不當(dāng)時(shí)直接從注漿孔漏出,污染壁畫表面。為防止漏漿,灌漿時(shí)除用泥漿封堵或用棉花堵住注漿孔外,在預(yù)計(jì)漿液可以流動(dòng)到的空鼓范圍內(nèi),用泥漿封閉好所有裂縫(在實(shí)際操作中≥2mm) ,由下到上逐步灌漿。目前還沒(méi)有科學(xué)檢測(cè)壁畫灌漿滿實(shí)度的儀器與方法,而是普遍通過(guò)經(jīng)驗(yàn)方法,即用手敲以及注射漿液時(shí)的手感壓力來(lái)判斷漿液的滿實(shí)度。手敲時(shí)由原來(lái)的“砰砰”聲轉(zhuǎn)變?yōu)椤鞍癜瘛甭晻r(shí)表明漿液已灌滿或灌漿達(dá)到70 %以上。當(dāng)用力推注射器時(shí)漿液不再進(jìn)入時(shí)表明已灌好。同時(shí),當(dāng)在一個(gè)注漿孔灌入的漿液量與估計(jì)值差異較大時(shí),要停止灌漿,檢查漿液的流向。在布達(dá)拉宮五世靈塔殿實(shí)施灌漿時(shí),灌漿量達(dá)到10000mL/ hole 時(shí)漿液還可灌入,后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)漿液從塊石墻體的石頭縫隙中流走,造成跑漿。同樣,在布達(dá)拉宮持明佛殿一層灌漿時(shí),漿液在距注漿孔1. 1m 處的壁畫破損處流出,污染畫面。在實(shí)際操作時(shí)一定要慎重,避免造成不必要的損失。在實(shí)施壁畫灌漿時(shí),至少應(yīng)4 人為一組,注射漿液、用棉花堵住注漿管、觀測(cè)壁畫表面變化并支頂壁畫及抽漿各1 人,在分工協(xié)作的基礎(chǔ)上完成灌漿工作。
4. 3 　壁畫支頂防護(hù)
支頂防護(hù)是實(shí)施壁畫灌漿技術(shù)過(guò)程中重要的一個(gè)環(huán)節(jié),指將墊上毛毯或其他軟性物料的壁板用固定在腳手架上的可調(diào)絲杠支撐在預(yù)灌漿空鼓壁畫的表面。支頂有兩個(gè)目的。一是保護(hù)壁畫,防止在灌漿過(guò)程中因壁畫地仗潮濕或在灌漿時(shí)受到外力作用導(dǎo)致壁畫脫落受損,起到臨時(shí)支撐防護(hù)作用。二是通過(guò)給壁畫表面一定壓力,在灌入漿液后,隨著壁畫地仗被潮濕而使脫離墻體的壁畫在外力作用下恢復(fù)原位,實(shí)現(xiàn)漿液與壁畫地仗和墻體的充分接觸,發(fā)揮漿液的黏結(jié)作用。
在灌漿前,支頂壁畫所用的力以足以穩(wěn)定壁畫為宜,僅起支撐保護(hù)作用。此階段支頂力不宜過(guò)大,若壓力過(guò)大,壁畫很容易被壓碎,特別是西藏硬而脆的壁畫地仗更要小心謹(jǐn)慎。灌漿后,由于漿液中的部分水分滲入地仗,使地仗有一定塑性,這時(shí)通過(guò)上緊絲桿適度加力,使空鼓變形壁畫在外力作用下恢復(fù)原位。實(shí)際上,支頂可起到整型作用,并保證變形壁畫表面平整。支頂時(shí)間即移去壁板的時(shí)間視漿液結(jié)石體的強(qiáng)度而定。室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,以PS(M= 3. 80 ,C = 10 %) 為主劑,粉煤灰和阿嘎土為填充材料,氟硅酸鈉為固化劑(摻量為1. 5 %) ,水灰比W/ C 為0. 60 的情況下,PS - (F + A) 漿液結(jié)石體的抗壓強(qiáng)度隨時(shí)間而逐漸增大(圖4) ,同時(shí)結(jié)石體內(nèi)的水分也在不斷揮發(fā),兩者成顯著的正相關(guān)性(圖5) 。由圖4 可以看出,試塊在7 天齡期時(shí)的抗壓強(qiáng)度(0. 57MPa) 僅為其最終強(qiáng)度(1. 75MPa) 的33 % ,此時(shí)的失水率為8. 1 %。在14 天齡期時(shí),試塊的失水率達(dá)到21. 4 % ,其抗壓強(qiáng)度(0. 98MPa) 也達(dá)到最終強(qiáng)度的56 %。一般在西藏的殿堂環(huán)境條件下,灌注到壁畫空鼓部位的漿液在此齡期時(shí)也能達(dá)到這一失水率,從而可以判斷10～15 天后移去支頂壁板是可行的。在實(shí)際工程施工過(guò)程中,為了縮短漿液干燥時(shí)間,在較短時(shí)間內(nèi)提高漿液結(jié)石體的強(qiáng)度,可以通過(guò)頻繁更換吸水紙(同時(shí)具有脫鹽作用) 、在壁板上開密度適中的小孔等辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)。


4. 4 　結(jié)合灌漿的錨固補(bǔ)強(qiáng)
錨固補(bǔ)強(qiáng)是指壁畫空鼓裂隙≤2mm 時(shí)常壓灌漿效果差或壁畫地仗下層疏松,孔隙大,用手在壁畫表面敲擊時(shí)同樣發(fā)出“砰砰”的空鼓聲音,但常壓灌漿時(shí)漿液很難進(jìn)入或灌入漿液量很少時(shí)所采取的補(bǔ)救措施,可保證壁畫的整體穩(wěn)定性。錨孔原則上要盡量選擇在注漿孔上,可減少對(duì)壁畫的損壞。但在實(shí)際工作中情況比較復(fù)雜,在用灌漿能夠解決壁畫空鼓的情況下不需要進(jìn)行錨固補(bǔ)強(qiáng),因而錨孔可以說(shuō)是廢棄的注漿孔。注漿孔一般是用手搖鉆或手術(shù)刀等開鑿,但錨固孔則要用電鉆或沖擊鉆(針對(duì)塊石墻) 開鑿,一般深度15～20cm ,與壁畫地仗和墻體的強(qiáng)度等有關(guān)。壁畫地仗厚,墻體酥軟,則錨孔要適當(dāng)加深,否則可以淺一些。一般采用木質(zhì)錨桿,需要專門加工(圖6) 。木質(zhì)錨桿的選材與錨桿質(zhì)量關(guān)系頗大,一般以材質(zhì)較硬的木質(zhì)為好,如用鐵木制成的錨桿質(zhì)量明顯優(yōu)于楊木。木質(zhì)錨桿在使用前需進(jìn)行防腐處理。在西藏壁畫保護(hù)修復(fù)中發(fā)現(xiàn),木質(zhì)錨桿在用泥漿封堵時(shí)遇水膨脹,干燥后失水收縮,此時(shí)錨桿與墻體之間存在一定間隙,可能影響到錨固的效果,在實(shí)際工作中應(yīng)加以高度重視。在開錨孔時(shí)電鉆的震動(dòng)可能對(duì)壁畫造成一定不良影響,因而在工作程序上應(yīng)該先開孔,然后進(jìn)行灌漿加固,或等漿液干燥并發(fā)揮穩(wěn)定壁畫作用后進(jìn)行。

　關(guān)于錨固力的計(jì)算,即一根錨桿能控制多大面積的空鼓壁畫,應(yīng)該說(shuō)目前還沒(méi)有嚴(yán)格的計(jì)算方法。采用鋼絲測(cè)力儀在布達(dá)拉宮東大殿現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明,以模數(shù)3. 8、濃度12 %的PS 溶液為主劑,粉煤灰和阿嘎土為填充材料(質(zhì)量比為4∶1) ,水灰比為0. 55 的灌漿材料,一根木質(zhì)錨桿在塊石墻上的平均拉力為1. 630kN ,在夯土墻上為0. 35kN ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出壁畫所受的壓力和張力。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果表明,在夯力墻上,一根木質(zhì)錨桿大概能夠控制2m2 的空鼓壁畫。錨固力與壁畫的材質(zhì)組成、制作工藝、地仗層厚度、壁畫病害程度等有密切的關(guān)系。鑒于錨固對(duì)壁畫有一定的損傷,錨固力的計(jì)算目前還缺乏科學(xué)系統(tǒng)的研究,錨孔及錨桿的數(shù)量均要嚴(yán)格控制。
4. 5 　補(bǔ)色的原則與技術(shù)問(wèn)題
補(bǔ)色是壁畫修復(fù)過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié),對(duì)修復(fù)效果的整體評(píng)價(jià)具有重要作用。為什么要補(bǔ)色與補(bǔ)色到什么程度是壁畫保護(hù)中重要的理念與原則問(wèn)題,補(bǔ)色標(biāo)準(zhǔn)也是學(xué)術(shù)界頗具爭(zhēng)議的問(wèn)題之一?？梢哉f(shuō),不同的國(guó)家、民族、地區(qū)存在不同的認(rèn)識(shí),在實(shí)踐中凝練出不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。一般而言,補(bǔ)色的范圍僅限于維修工程中對(duì)壁畫分割的鋸縫、注漿孔、錨固孔等。按照我國(guó)文物保護(hù)修復(fù)的理論與實(shí)踐,補(bǔ)色應(yīng)遵循“不改變文物原狀”的原則,達(dá)到遠(yuǎn)看無(wú)差異,近看有區(qū)別的效果。
為了達(dá)到上述目標(biāo),補(bǔ)色的材料與工藝要與原壁畫的制作材料及工藝一致或盡量相近,在補(bǔ)色前對(duì)原壁畫顏料和膠結(jié)材料要取樣分析。如用XRD(Rigku Dmax/ 2500 衍射儀,管壓40kV ,管流100mA)對(duì)布達(dá)拉宮東大殿西壁和薩迦寺部分殿堂壁畫材料分析結(jié)果表明,壁畫顏料既有傳統(tǒng)的礦物顏料,又有一些現(xiàn)代合成顏料。白色顏料有白堊(CaCO3) 、碳酸鎂(MgCO3 ) 、石膏( CaSO4 ?2H2O) 、滑石(Mg3Si2O5(OH) 4) 、硫酸鋇(BaSO4) 、氧化鋅(ZnO) ;藍(lán)色顏料有石青(Cu3 (CO3) 2 (OH) 2) ;綠色顏料有石綠(Cu2 (CO3)(OH) 2) 、堿式硫酸銅(Cu4SO4 (OH) 6) ;紅色顏料有朱砂(HgS) 、鉛丹(Pb3O4) ,金色是金箔(Au) 。其中每種顏料中的一種或幾種既有單獨(dú)存在的也有混合存在的[15 ] 。至于膠結(jié)材料,使用Waters 氨基酸分析儀(Waters Division of Millipore PICO. TAG,Waters Model510 with a detector of waters associates model 440 ab2sorbance detector and Waters 741 data module and Watersautomated gradient controller) ,ILLCHI 真空干燥儀和日本光和純藥公司生產(chǎn)的PICO TAG用A 型載液及PICO TAG用B 型載液進(jìn)行了分析,結(jié)果見(jiàn)表1。

　從表1 氨基酸組成類似率的結(jié)果可知,布達(dá)拉宮和薩迦寺壁畫樣品與動(dòng)物膠類似。布達(dá)拉宮樣品更接近牛皮膠, 氨基酸組成類似率在0. 9892 和0. 9911之間;而薩迦寺的樣品在取樣時(shí)混入了一些雜質(zhì),因此氨基酸組成類似率在0. 9299 和0. 9900之間。進(jìn)一步對(duì)樣品絕對(duì)濃度的分析結(jié)果可知,布達(dá)拉宮壁畫樣品中膠結(jié)材料的含量在2 %左右,而薩迦寺壁畫樣品中膠結(jié)材料的含量在0. 58 %以下,兩者含量相差很大。這種含量上的差別既反映了兩處壁畫制作年代的不同,也反映了兩者制作工藝上的細(xì)微差別。這就為我們選擇補(bǔ)色顏料提供了科學(xué)的依據(jù)。修復(fù)人員的知識(shí)域、審美觀、技法亦是影響補(bǔ)色效果的重要因素。為保證壁畫的歷史真實(shí)性,補(bǔ)色亦應(yīng)把握最小介入的原則。
4. 6 　灌漿效果的評(píng)價(jià)問(wèn)題
灌漿的目的是解決空鼓壁畫層與層間黏結(jié)力喪失的問(wèn)題,保證壁畫整體的穩(wěn)定性。一般而言,對(duì)壁畫灌漿效果的評(píng)價(jià)要從材料、工藝、灌漿的密實(shí)度等幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。前已述及,通過(guò)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的辦法篩選出的灌漿材料具有流動(dòng)性好、強(qiáng)度適中并接近壁畫地仗強(qiáng)度、收縮性小及可再處理性等特點(diǎn),即可視為有效的灌漿材料。灌漿工藝對(duì)灌漿效果起到重要作用,但其要在整個(gè)灌漿的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)。灌漿的密實(shí)度一般需要借助儀器設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè),但截至目前,還沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)可供參考或直接使用。類似的技術(shù)曾使用美國(guó)Bsison1580型淺層信號(hào)增強(qiáng)型地震儀對(duì)甘肅榆林窟崖體裂隙灌漿效果進(jìn)行了監(jiān)測(cè)[10 ] , 使用加拿大SENSORS AND SOFTWARES 公司生產(chǎn)的高頻探地雷達(dá)對(duì)莫高窟壁畫的厚度進(jìn)行了試驗(yàn)性測(cè)試[16 ] ,采用紅外熱像儀在莫高窟第85 窟來(lái)檢測(cè)漿液到達(dá)的范圍,采用CX10&11 探地雷達(dá)系統(tǒng)在西藏布達(dá)拉宮持明佛殿等處進(jìn)行了灌漿效果的檢測(cè)試驗(yàn)等。這些技術(shù)的應(yīng)用和儀器的使用給壁畫灌漿效果的檢測(cè)提供了很好的思路,但尚未解決對(duì)空鼓壁畫灌漿效果進(jìn)行準(zhǔn)確定量檢測(cè)的實(shí)際問(wèn)題。目前傳統(tǒng)的方法還是借助用手敲擊壁畫發(fā)出的聲音來(lái)判斷是否灌滿或灌漿的密實(shí)程度,在沒(méi)有新的儀器、方法出現(xiàn)之前仍是一種傳統(tǒng)而實(shí)用的方法。另外,灌漿記錄也是一個(gè)重要的參考依據(jù)。
4. 7 　關(guān)于灌漿設(shè)備的改進(jìn)與開發(fā)
由于文物的不可再生性及文物保護(hù)技術(shù)的特殊性,壁畫灌漿技術(shù)的發(fā)展相當(dāng)緩慢,使用范圍受到一定限制。在常用灌漿設(shè)備與器材方面,大多是選用建筑、化學(xué)、醫(yī)療、美術(shù)等相關(guān)行業(yè)的,如電動(dòng)鉆、手搖鉆、鋸條、錘頭、攪拌器等,天平、篩子、各種容器等,手術(shù)刀、注射器、灌腸管等,調(diào)色板、毛筆等。只有很少一部分是文物系統(tǒng)自行研制開發(fā)的,如各種不同規(guī)格的木質(zhì)、鐵質(zhì)修復(fù)刀等。說(shuō)明我國(guó)壁畫修復(fù)工具的開發(fā)研制還處于相當(dāng)薄弱的階段,幾乎沒(méi)有一家專門或兼做壁畫修復(fù)工具的廠家,此項(xiàng)工作還沒(méi)有引起全社會(huì)的足夠重視,與我國(guó)這樣一個(gè)具有豐富文物古跡的大國(guó)很不相稱。
5 　小　結(jié)
(1) 壁畫灌漿技術(shù)是治理空鼓病害壁畫的主要手段之一,能夠有效解決壁畫空鼓問(wèn)題,達(dá)到壁畫整體穩(wěn)定的目的。灌漿結(jié)合錨固補(bǔ)強(qiáng)對(duì)無(wú)法灌漿或灌漿量極少的空鼓病害壁畫具有良好的治理效果。
(2) 灌漿材料對(duì)壁畫灌漿效果起決定作用,而灌漿工藝是取得良好灌漿效果的重要保證。灌漿效果要通過(guò)對(duì)材料、工藝及灌漿密實(shí)度等環(huán)節(jié)的綜合評(píng)定來(lái)檢驗(yàn)。
(3) 在壁畫灌漿過(guò)程中,除掌握灌漿材料的性
能、工藝外,還要了解壁畫所處的環(huán)境特征及其對(duì)灌漿效果的影響。選擇恰當(dāng)?shù)奈恢瞄_注漿孔或錨固孔,嚴(yán)格控制水灰比及灌漿量,重視灌漿期間的壁畫支頂防護(hù)功能,掌握補(bǔ)色的標(biāo)準(zhǔn)與合適的“度”,真正體現(xiàn)“不改變文物原狀”的文物修復(fù)理念與原則是做好壁畫保護(hù)修復(fù)的關(guān)鍵。
(4) 壁畫灌漿技術(shù)的各個(gè)環(huán)節(jié)是相互聯(lián)系、密不可分的,在對(duì)空鼓壁畫綜合治理中,每一步均有其操作要點(diǎn)及可能對(duì)壁畫產(chǎn)生不同的影響,全面了解這些特點(diǎn),對(duì)于完善灌漿技術(shù)工藝有重要的理論及實(shí)踐意義。
(5) 開展壁畫灌漿設(shè)備及工具的研制與開發(fā),重視修復(fù)技術(shù)人才的培養(yǎng)與人力資源的儲(chǔ)備,對(duì)我國(guó)文物保護(hù)事業(yè)的全面發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義,對(duì)壁畫保護(hù)修復(fù)技術(shù)事業(yè)走向國(guó)際化具有積極意義。

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