多学科协同“会诊”:龙门石窟擂鼓台项目的系统性保护实践

来源:中国文物报
作者:张嫚

龙门石窟坐落于洛阳伊河两岸,开凿于石灰岩岩体之上,现存窟龛2345个,保存造像11万余尊,是我国石刻艺术瑰宝。历经1500余年自然风化与环境扰动,石窟岩体病害持续叠加:渗漏水引发岩体溶蚀、造像表面钙化堆积,构造及卸荷裂隙诱发危岩体失稳,温湿度往复变化加速石刻表层粉化剥落,微生物滋生带来生物风化。同时,旅游荷载、大气污染等外部因素进一步加剧文物损毁风险。各类病害相互耦合、互为诱因,传统单一学科、局部抢险的保护模式,已不足以应对石窟复合型、系统性病害问题。

革新作业模式,实现多学科同步联动

2021年7月河南特大暴雨后,龙门石窟擂鼓台区域渗漏水、砌体开裂、岩体失稳等病害集中暴发,现存的89座唐代窟龛面临重大安全隐患。面对复杂的复合型岩体病害,龙门石窟研究院(以下简称“研究院”)打破传统分段作业模式,整合考古、地质、材料、测绘、力学等八大专业力量,组建专项团队,构建多学科同步推进、实时联动的协同保护机制,实现保护作业模式的系统性转变。

项目全程实行多专业同步进场、分工协作、互补联动。考古团队通过现场文献梳理、考古调查、专业摄影与精密测绘,系统完成擂鼓台区域的病害普查与档案构建,编制了裂隙和外立面病害分布图,为各专业划定保护底线、明确干预范围奠定了基础。测绘团队依托三维激光扫描、无人机倾斜摄影、精密工程测量技术,搭建区域高精度数字模型与正射影像数据库,为项目全流程提供精准空间数据支撑。地质团队综合运用钻探、槽探、高密度电法、地质雷达等手段,精准查明岩体结构、渗水通道与危岩体分布,厘清病害地质成因。材料团队聚焦石窟保护特殊性,研发适配性水硬性石灰封堵材料与超细水泥基灌浆材料,通过多轮配比优化,兼顾岩体加固强度、长期耐久性与文物兼容性,严守最小干预原则。力学团队构建三维离散元计算模型,模拟自重、降雨、地震等多工况下岩体稳定性,为加固方案提供量化依据。地球物理探测、智能监测、数字化建模等专业同步作业,探明地下含水区域与隐伏裂隙,布设多参数监测点位,将全域数据整合至三维数字底座,实现多专业一体化研判处置。

打通学科壁垒,破解协同沟通难题

多学科协同落地的核心难点,并非技术短板,而是长期存在的学科壁垒与认知差异。地质专业侧重岩体稳定与渗水参数,材料专业关注材料耐久与力学性能,考古专业坚守原状保护、最小干预原则,各专业研判维度、技术表述差异较大,形成沟通隔阂,制约项目推进质效。

为破解协作难题,研究院建立三级联动协同机制。一是制定常态化现场联合勘察制度,组织多专业人员同步踏勘,将抽象技术参数对应具体病害表象,统一现场研判标准。二是设立资深专家牵头的技术协调组,以文物本体安全为核心,统筹协调各专业方案分歧,兼顾技术可行性与保护规范性。三是建立“数字模拟、效果评估、方案优选”科学决策流程,依托三维模型开展施工预演,以量化数据支撑方案决策,规避主观研判偏差。

针对存在的数据孤岛问题,项目启动初期即统一数据采集规范与整合标准,搭建一体化数字协同平台。将地质钻孔数据、三维点云模型、考古病害图谱、环境监测数据、施工台账纳入统一空间坐标体系,实现跨学科数据实时共享、叠加分析、综合研判,既保障项目高效推进,也为龙门石窟后续保护研究留存了标准化数字资产。

科技深度赋能,实现从抢险到预防转型

本次项目的关键突破,是将预防性保护理念贯穿全过程,构建“实时监测—风险预警—精准干预”闭环体系,推动石窟保护从被动抢险向主动预判、源头防控转型。施工前,通过长期环境与病害监测,摸清病害发育规律,夯实方案设计的数据基础;施工中,全天候监测支护轴力、岩体微变形、渗水动态,动态微调施工参数,最大限度减少对文物的扰动;竣工后,保留永久监测点位,持续追踪岩体与环境变化,为常态化养护、风险预判提供长效数据支撑。

各类前沿无损探测、智能监测技术的集成应用,筑牢了预防性保护技术根基。项目采用高密度电阻率法探测隐伏渗水通道,超声波无损检测判定岩体完整性,光纤光栅传感技术实现微米级岩体变形监测,红外热成像捕捉隐蔽渗水点位,振弦式应变计全天候监控支护内力。各类技术不再孤立应用,而是围绕文物保护需求有机整合,形成全方位、立体化的风险感知与防控体系。

数字化三维模型是多学科协同的核心载体,既是各专业共用的空间底图,也是病害标注、方案推演、效果评估的虚拟科研平台。考古、地质、力学等专业同平台作业、同维度研判,有效解决了传统分头作业、重复勘察、标准不一的弊端。数字化协同模式使方案论证效率大幅提升,切实减少现场踏勘频次,切实践行文物最小干预原则。

总结实践成效,提炼可复制龙门经验

历经七个月集中攻关,擂鼓台保护修缮项目成效显著。区域长期渗漏水问题得到根治,危岩体稳定性大幅提升,砌体结构安全隐患基本消除,唐代窟龛群保存状况实现根本性改善。同时,项目结合修缮同步开展考古清理,新出土石刻造像、建筑构件80余件,其中一尊彩绘佛头保存完好、工艺精湛,实现文物修缮与考古研究的双向赋能。

近年来,国内石窟寺保护领域整体迈入提质升级阶段。龙门石窟在本次探索中积极吸纳行业先进经验,形成了“问题导向、项目牵引、平台支撑、数据贯通”的协同模式,并结合自身岩体病害特点形成差异化实践,为全国石窟寺系统性保护提供互补性参考,也与国内各大石窟的保护探索相互印证、互为补充,共同推动行业保护理念从被动抢救向系统治理、主动预防迭代升级。

实践证明,多学科协同保护绝非简单的专业叠加,而是打破边界、融合优势的深度协同。为固化实践成果、构建长效机制,研究院2025年投用文物科技保护中心,设置六大功能实验室,构建“检测分析—风险评估—科学修复—长效监测”一体化体系,为常态化跨学科协同创新、科研成果工程转化提供稳定平台支撑。

立足长远探索,迈向超学科保护新范式

在总结成效的同时,项目也暴露了行业共性问题:学科认知壁垒未完全破除,跨领域数据标准有待统一,科研成果工程转化效率不高,跨专业长效协作机制仍需完善。石窟保护高质量发展,需从理论、技术、制度三维度持续突破。

理论层面,推动保护范式从多学科协作向跨学科融合、超学科统筹演进,以遗产保护核心问题为导向,重构石窟保护科研体系。技术层面,依托数字孪生、人工智能搭建智慧协同平台,实现病害智能识别、风险预警与方案优化,以技术创新降低协同成本、提升保护精度。制度层面,建立协同成效评估机制,将多学科融合、数字化应用、预防性保护成果纳入项目考核,健全跨领域长效协作制度。

擂鼓台区域的保护实践,是龙门石窟立足文物本体病害难题、融合多学科科技力量、创新协同保护机制的一次生动探索。项目通过模式革新、技术集成与制度完善,实现了病害综合治理、考古价值挖掘、长效风险防控的多重成效,凝练出“龙门保护模式”。这一模式既是对石窟寺从抢救性保护转向预防性、系统性保护的具体践行,也是对国内石窟遗产协同保护体系的丰富与补充。在全国石窟保护行业互学互鉴、协同发展的大背景下,此次实践积累的技术经验、协作机制与建设思路,可为同类世界文化遗产的科学化、精细化、长效化保护提供有益参考。

(作者单位:龙门石窟研究院)

image.png


往期回顾

Copyright Reserved 2024 版权所有 国家文物局主管 中国文物报社主办     京ICP备19002194号-6    京公网安备11010102007559号

网站管理:中国文物报社有限公司 技术服务电话:86-10-84078838-6168

1.5401s