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南京长干寺地宫示范性保护有新招 挖'模拟地宫'当实验室

2012年02月02日 10:17:00 南报网 点击:0


未发掘前的长干寺地宫遗址(资料图片)

佛教在线江苏讯 江苏省南京市大报恩寺遗址内发现的金陵长干寺地宫,出土了上万件珍贵文物和佛教圣物,这座千年地宫被视作整个遗址区保护的核心内容。2009年,《南京报恩寺遗址地宫及出土文物保护关键技术研究》课题被科技部列入“十一五”科技支撑计划,经过3年多的科研攻关,由南京市博物馆和敦煌研究院合作研究的“长干寺地宫保护技术”于2011年年底通过了国家文物局组织的中期验收。

记者日前从市博获悉,在此次研究过程中,课题组在长干寺地宫附近新挖了一个相同深度、相同直径的“模拟地宫”,作为研究地宫坍塌机理和研发新型加固材料的“实验室”。此次研发出的新技术、新材料,今后都将应用于长干寺地宫的保护工作。

新挖“模拟地宫”当实验室,监测一年找到土体塌方“病根”

长干寺地宫为圆形竖井式,直径2.2米,深达6.74米,是目前国内发现的最深的佛塔地宫。在考古发掘期间,由于周边土层环境发生变化,地宫内的土体曾出现过数次小范围的坍塌,考古人员当时通过架设支架、护栏等临时性加固手段,暂时排除了险情。

市博保管部馆员王军告诉记者,长干寺地宫保护属于潮湿环境下的土遗址保护,该领域的保护技术至今在全世界范围内仍是个难题。2009年课题立项后,研究人员的首要任务就是寻找威胁地宫结构安全的“病根”。在遗址区内,课题组建立了小型气象站和秦淮河水文监测点,获取了一年以上的气象、水文、地质数据,同时利用地质雷达、红外热像仪等高科技设备,对地宫区域的地下水、周边环境和土体形变进行实时监测,初步掌握了遗址区的地层特性及水文地质特征。

为了更好地研究地宫土体的坍塌变形机理,研究人员花了半个多月时间,在地宫南侧开挖了一个深度、直径相同的“模拟地宫”,作为研究课题的“实验室”。“模拟地宫”内布设有20余个高精度传感器,实时监测土体变形、含水量等数据变化。经过为期一年的观察,课题组掌握了“模拟地宫”在自然状态下从粉化、变形到坍塌的一整套监测数据,最终找到了导致地宫变形坍塌的诱因。

研究表明,遗址区土体的干湿变化是造成地宫坍塌的主要原因,而头号“元凶”就是降水和地下水。王军告诉记者,地宫所处环境年降雨量较大,水对土体有软化作用,尤其是遭遇强降雨时,含水量急剧增大会导致土体强度降低,进而影响地宫的稳定性。此外,地下水的水位变化,也会导致土体因含水量剧变而丧失强度。

遗址土样内添入加固材料,“转基因土”提升地宫结构强度

找到“病根”后,课题组又在“地宫实验室”内进行了示范性保护。监测结果表明,保持地宫结构稳定性的关键,是提高土体的防水和防渗性能。在试验过程中,研究人员使用了桐油、石灰、水泥三种传统加固材料,以及烧料疆石和烧阿嘎土两种新型加固材料,分别与地宫遗址土样结合。王军表示,这个方法与“转基因技术”很相似,在加固材料与地宫土样结合后,可以产生一系列变化,进而改变原始土体的性质。这种新型“加固土”可以保持相对稳定的含水量,即便是降雨和地下水出现剧烈变化,依然能维持较高的土体强度。经过一段时间的试验观察,“模拟地宫”在添入新型土样加固后,经受住了强降雨天气和地下水位剧变的双重考验,示范性保护宣告成功。

在课题研究期间,研究人员还采取了一系列抢救性支护措施,确保长干寺地宫的结构稳定。2009年10月,地宫内部搭建了一个由钢架支撑的环形防护网,地宫土体与防护网之间的空隙分别用木板、沙袋来阻隔、填充。去年,课题组又对长干寺地宫所在大棚周边的遗址、遗迹进行了回填保护,并对大棚周边土体进行防雨防渗加固。此外,大棚屋檐上还加装了雨水收集装置,收集到的雨水可以直接排入周边雨水管道,基本解决了降水对地宫地下水位的影响。

据记者了解,课题组目前已经制订出地宫整体环境的保护方案。在“模拟地宫”保护成果获得国家文物局专家评估认可后,这些新材料、新技术便可应用于长干寺地宫的保护上.(文:朱凯)

地宫1234.jpg

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