龙门石窟潜溪寺渗漏水原因分析

龙门石窟自开凿１５００多年以来，除人为破坏以外，在自然营力的长期作用下，产生了比较严重的地质病害，洞窟渗漏水就是其中的病害之一。现正在实施的“联合国教科文组织龙门石窟保护修复工程”项目中，潜溪寺作为试验洞窟之一，渗漏水治理将是下一步工作中的一项重要任务。为了取得更好的治理效果，根据自己的观察和分析，对治理措施进行探讨。

潜溪寺位于龙门石窟西山北端，约开凿于盛唐高宗初期（６５０～６６１年），洞窟高９．２米、宽９．５米、深６．８米，穹隆顶，马蹄形平面，外壁岩体倾角６０°～７０°。潜溪寺洞窟地面标高为１５６．８０米，高出伊河水面７米。洞窟大，洞顶薄，构造发育，南北两侧层面节理通透，岩体处于弱风化带中，洞窟后部山体及北部植被较发育。

洞窟开凿在寒武系上段崮山组巨厚层极细－细晶白云岩中，岩性坚硬、致密。单层厚度一般为７０～２００厘米，岩体裸露，局部地段岩体破碎，洞窟顶部岩层厚度１８０～２２０厘米。岩层产状走向ＮＥ（北东）３０°～７０°倾向ＮＷ（北西）倾角２４°～３０°，属缓倾斜单斜地层，矿物成分、化学成分较复杂，岩体构造十分发育。构造节理、层面节理、卸荷节理、风化节理相互切割交叉，在岩体表层或一定深度内构成上下纵横分布的裂隙网络。

洞窟在宏观上受构造节理和卸荷节理控制，在洞窟南、北两侧发育有两条较大的构造节理，分别为Ｊ１和Ｊ２在地表形成明显的下陷式或“Ｖ”字形冲沟。Ｊ２规模大于Ｊ１，两条构造节理规模大延伸远，尤其Ｊ１位于潜溪寺与宾阳北洞之间，呈组发育。在洞窟前壁岩体表面、洞窟南部小龛和洞窟内部均可观测到其切割洞窟的出露痕迹或滑移剖面，洞窟的卸荷节理非常发育，间距一般１～３米，产状ＮＷ（北西）１０°～ＮＥ（北东）１０°倾角８０°～５０°，从地表到山体内部，倾角渐缓。在洞窟内可以看到５条卸荷裂隙，其编号依次为Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６、Ｊ７。

渗漏水情况观察

为了取得洞窟渗漏情况的详细资料，我们对洞窟渗漏水进行了连续观察。发现潜溪寺共有渗水点（带）２３处。分别为窟顶１处、西壁北侧上方２处、南侧上方４处、东壁与窟顶交界处１处、北壁３处、南壁１２处。

洞窟顶部渗水较为严重，呈面状分布。主要是沿卸荷裂隙、风化裂隙和层面节理交叉切割而成的渗水通道渗漏。东侧有一长约２５０厘米的构造裂隙渗水带。西壁主佛背光沿层面裂隙有较大面积凝浆沉积，分布不均，厚度达１～３厘米。受两条层面裂隙的切割，北侧弟子像面部渗漏水严重，主尊头部右上角有４处渗水点，头部上方２条层面裂隙中各有渗水点１个，沿渗水点下方有大面积深绿色苔藓生长。在南侧顶部卸荷裂隙处有１个较大的渗水点，下部有苔藓生长覆盖物。南壁有６处渗水带，渗水病害严重。２处位于南壁中部，另外４处位于南壁上部两侧，菩萨像头顶至力士像肩颈部是一条主要的渗水裂隙。受洞顶渗水影响，在南壁菩萨肩部形成一条溶槽，南壁菩萨像腰部以下部位生长有墨绿色苔藓，南壁西侧下部有大面积苔藓分布。

渗漏水与构造的关系

洞窟渗漏水与各种成因的构造裂隙关系极其密切，在漫长的地质发展史中，洞窟渗漏水主要受构造节理、卸荷节理、层面节理的构造框架控制。

根据长期观察，一般构造节理具有通透性和成组性、规模大、延伸远的特征。上至山顶，下至水面以下几十米、数百米不等。但由于裂隙面上长期沉积次生矿物，使其局部地段不具有良好的通透性，渗水线路会发生迁移或变化，同时在局部地段凝结物积聚地段起到储水构造的作用。卸荷节理具有导水功能，在局部地段或者在一个洞窟或数个洞窟周围严格受构造节理控制，属于新生或后期发育的构造，在空间上尤其南北两侧被构造节理截断或限制，在悬崖表面到岩体内部几十厘米到数米范围内可能在空间上具有通透性，使岩体形成剥离或分离状态。岩缝宽度一般为０．２～３厘米，岩缝中沉积有大量凝结物或生物苔藓、霉菌，是所有洞窟中的主要渗水构造。在空间上，从岩体表面到内部具有数条平行发育的特征，发育的深度受地形坡度、构造应力和空间洞窟的分布状况限制。层面节理在空间上被构造节理和卸荷节理切割，是良好的运移储水构造，在接近洞窟的一定范围内，可作为导水构造，在山顶地表沿垂直方向至岩体内部风化带范围内具有十分强烈的储水构造功能，从上到下的渗水路线：地表水——风化带——构造节理、卸荷节理、层面节理——近地表处层面节理——洞窟或潜水面。发育强度按上、中、下顺序或岩体表面、内部渐弱。在岩体内部一定深度范围内从空间上改变了水的运移路线和方向，使岩体内部的岩溶水按照“之”字形分叉，向可以最大限度减小其势能、降低其承压应力的方向运移——即大的破碎带裂隙、风化裂缝、地表浅部等。

防渗治理的基本思路是（１）切断雨水在防渗层最上部边缘与风化层之间的入渗途径，形成一定深度的扇形隔离带；（２）铺设防渗层之前，首先加固顶部风化带，保证洞窟顶部的安全稳定性；（３）防渗层钢筋网以不锈钢材质为宜，混凝土要采用低碱水泥；（４）在对洞窟渗漏水影响巨大的裂隙带或冲沟上，并排布置平行交错的反向导水钻孔，宽度略大于裂隙带；（５）在山坡上修筑多条彼此交叉的“人”型、“入”型或反“ノ”型疏散导水墙，把地表径流水分散截流送到空闲地带排放掉，减少雨水在洞窟顶部附近的入渗量；（６）对洞窟南侧岩体表面出露的卸荷裂隙进行浅空注浆，岩体表面进行防风化防渗漏处理；（７）观察治理效果，对依然渗漏的裂缝进行洞内可逆性封堵，并植入一定深度的导水管，如果有可能的话，裂缝中一定深度范围内的沉积物应该清除，有利于渗水向某一个方向运移。岩体内部的导水管部分，其上半部应具有网孔状，便于直接导水。