《云冈石窟保护关键技术研发及应用》

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该项目隶属于文物及非物质文化遗产保护行业,为不可移动文物保护方向。

石窟寺是中国文化遗产的重要组成部分,具有十分重要的历史、艺术、科学价值。石窟寺依山开凿,其保存与岩体及其赋存环境相关,在地震、风、水、盐和空气污染等多种因素长期作用下,普遍面临水害、污染、岩体失稳及风化等严重问题,石窟保护具有复杂性和综合性强的特点。而国际上又缺乏石窟保护理论、技术、装备等,使石窟保护成为世界性难题。

中国众多的石窟中,以云冈石窟、大足石刻等世界遗产为代表的砂岩类石窟占60%以上。据著名石窟寺考古学开创者宿白先生研究,云冈石窟是当时统治北中国的北魏皇室集中全国技艺和人力、物力所兴造,云冈石窟影响范围之广和影响延续时间之长,都是任何其他石窟所不能比拟的。自1995年以来,项目组以云冈石窟为例,在国家科技支撑计划、国家文化遗产保护领域科学和技术研究项目等的持续支持下,经过近20年的不懈努力,针对砂岩类石窟保护理论和技术等方面存在的共性突出问题开展了系列研究,揭示了石雕风化的机理,研发了石窟保护系列技术,研制了石窟保护专用装备与材料。主要创新点如下:

对石窟病害及主要影响因素进行系统研究,揭示了云冈石窟的风化机理。水和环境污染与石窟风化密切相关,综合考虑岩石、水、大气等多种因素,系统研究了水对石窟的作用,揭示了水岩作用与云冈石窟风化的机理;系统研究了云冈地区主要污染物粉尘和二氧化硫对砂岩石窟雕刻的影响,阐明了环境污染对石窟的腐蚀机理,为109国道云冈段改线工程提供了科学依据。

针对石窟存在的突出问题,研发了石窟保护系列技术。研发了石窟周边整体环境中水分来源的综合探查技术、石窟岩体稳定性评价系统、石窟危岩体综合治理技术、石雕表面污染物清除等技术,提升了中国石窟保护的技术水平。

针对石窟保护的特殊要求,研制出石窟保护专用装备与材料。研制出国内第一台石窟表面凝结水水量测量装置,一套文物保护工程风钻成孔及钻进除尘装置,一套具有波长可调、视频监测等性能的石质文物激光清洗专用设备,弥补了石窟保护专用设备不足的短板。研发出一种抗有害可溶盐侵蚀的用于危岩体裂隙注浆的矿物聚合物新型材料,有效缓解了盐类析出造成的石窟文物的二次破坏问题。

项目的实施,实现了云冈石窟保护的科学化和规范化,为云冈石窟列入《世界遗产名录》提供了科学依据。研究成果授权技术专利14项(其中发明专利6项),发表论文89篇,出版专著3部,培养博士6人,硕士20人,获省部级奖励5项,促进了砖石质文物保护和石窟寺文物保护技术等两个国家文物局重点科研基地的运行和组建。成果已授权5家文物保护工程勘察设计和施工资质单位使用,应用于山西、甘肃、新疆、陕西、重庆等地35项石窟保护工程,取得了良好效果,为国内外砂岩类石窟保护提供了技术借鉴,为科技与文化的深度融合发挥了引领和示范作用。

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