一种治理西藏古建筑壁画空鼓病害的灌浆加固工艺.pdf

本发明公开一种治理西藏古建筑壁画空鼓病害的灌浆加固工艺。其步骤是①除尘；②检查空鼓状况；③选择注浆孔位置并开孔；④修补裂缝；⑤埋设注浆管；⑥支顶壁板；⑦锚固；⑧检测灌浆效果；⑨封堵裂缝及注浆孔；⑩补色。本发明加固工艺简单、实用强，成本低。对解决西藏古建筑壁画中的大面积空鼓病害以及抢救和保护西藏古建筑壁画这一文化遗产有十分重要的意义。

权利要求书

一种治理西藏古建筑壁画空鼓病害的灌浆加固工艺
技术领域
本发明涉及文物保护领域，具体的说，是一种治理西藏古建筑壁画空鼓病害的灌浆加固工艺。
背景技术
对壁画空鼓病害的治理，传统的方法有锚杆锚固及揭取-加固修复-回贴等。锚固是对严重空鼓病害实施抢救性修复的一种方法，以前曾用带十字架锚头的锚杆锚固。这种方法可以控制空鼓面积的扩大和延伸，防止壁画地仗大面积脱落。最初十字架锚头是用金属薄板制作，保证了加固的强度。但由于金属锚头在空气中易锈蚀，同时又遮盖壁画。后来又改用透明的有机玻璃板，能够达到同样的加固效果，且能看到遮盖在十字架锚头下面的壁画。在20世纪60～90年代，采用这种带十字架锚头的锚杆锚固大面积空鼓壁画的方法在抢救保护敦煌莫高窟的壁画中发挥了很好的作用。但十字架锚头的锚杆体量较大，不仅影响画面的完整性，而且会对壁画造成伤害；另外，锚杆在松散的砂砾岩岩体中稳定性差，与壁画地仗的结合性不好，耐久性也差。
随着科学技术的飞速发展，这种方法也逐渐被空鼓灌浆加固技术取代。壁画空鼓灌浆加固是通过选择与壁画制作材料兼容性好的填充材料和主剂(即粘接材料)，使壁画地仗、浆液、支撑体三者很好的结合，控制空鼓面积的发展及延伸，防止空鼓壁画大面积脱落而造成严重破坏。本发明针对西藏古建筑壁画的结构特点，经过几年实践和摸索，选择出与壁画制作材料兼容性好的填充材料和主剂(即粘接材料)，以及利用这种填充材料和主剂制备的浆料来治理西藏古建筑壁画空鼓病害的灌浆的一整套加固工艺。
西藏古建筑整体建筑多为土、木、石结构，承载壁画的墙体为块石墙为主，也有部分夯土墙和笾玛草制作的篱笆轻质墙体。壁画地仗材料为当地的阿嘎土(有白阿嘎土和红阿嘎土两种)制作而成，含沙量很高，这种材料制作的地仗硬而脆，遇水立即变得松散。其壁画地仗一旦与墙体分离(即空鼓)，在地仗自身作用下，极容易开裂、破碎，处理难度很大。当空鼓病害发展到一定程度时，就会造成壁画大面积坠落，严重毁坏壁画。20世纪90年代对空鼓病害壁画采取揭取-加固-回贴的方法进行了抢救修复。由于西藏古建筑壁画地仗硬而脆，若采取分块揭取，锯缝时地仗非常容易破碎，严重损伤画面，不但费工、费时，修复效果也不理想。同时壁画揭取后要进行加固，免不了要用一些水性材料，稍不小心，就会使壁画地仗散开而遭到损伤。因此采取揭取回贴的方法是不可取的。
发明内容
本发明的目的是为了解决西藏古建筑壁画中的大面积空鼓问题，保护西藏古建筑壁画这一文化遗产。本发明的目的旨在提供一种治理西藏古建筑壁画空鼓病害的灌浆加固工艺。针对西藏古建筑壁画制作材料上墙体以块石墙和夯土墙为主，地仗硬且脆，壁画空鼓病害面积大这一特点，在大量室内实验和现场试验的基础上，研制出一种以PS为主剂，粉煤灰中添加阿嘎土为填料，氟硅酸钠作固化剂的灌浆材料，并形成了一套用于西藏古建筑壁画空鼓病害的灌浆加固工艺。
本发明的目的是这样实现的：
一种治理西藏古建筑壁画空鼓病害的灌浆加固工艺，其步骤是：
①除尘；
②检查空鼓状况；
③选择注浆孔位置并开孔；
④修补裂缝；
⑤埋设注浆管；
⑥支顶壁板；
⑦锚固；
⑧检测灌浆效果；
⑨封堵裂缝及注浆孔；
⑩补色。
本发明的优点是：
针对西藏古建筑壁画制作材料上墙体以块石墙和夯土墙为主，地仗硬且脆，壁画空鼓病害面积大这一特点，本发明研制出治理壁画空鼓病害的灌浆材料——PS材料是一种高模数的硅酸钾；粉煤灰的主要组分是以空心球状二氧化硅组成的硅线石，其特点是粒度小、容重小，其中含微量的碳粉，性能稳定、质轻而滑腻，使PS-F浆液和易性好、流动性大、可灌性也好，能保证浆液的密实而不堵塞；阿嘎土是西藏当地的土，在制作壁画地仗中使用了此种材料，提高了灌浆材料与原材料的兼容性。本发明所选材料无毒、无味，不污染环境，不伤及壁画文物。在加固中，可通过适当调节PS的浓度、水灰比及固化剂掺量来控制浆液的加固强度。并根据不同地质情况辅以壁画制作材料。制备好的较纯的PS是一种基本无色透明的粘稠胶体。通过调节固化剂掺量控制浆液的固结时间，因此便于现场操作。该发明对西藏古建筑空鼓壁画加固效果良好，施工工艺简单、实用，成本低。
空鼓病害是西藏古建筑壁画的主要病害，占到病害壁画总面积的75％以上，采用上述配方的灌浆材料对布达拉宫、罗布林卡、萨迦寺等古建筑空鼓壁画的治理达到了很好的效果。壁画产生空鼓病害后，地仗与墙体分离，之间产生不同程度的空隙。采用灌浆材料灌浆后，浆料不仅填充了地仗与墙体之间的空隙，通过壁板的回压作用，使墙体和地仗通过浆液的粘结作用重新结为一体，达到了稳固壁画的目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行说明
实施例
1、浆液的制备：
①备用模数为3.8、浓度为10％的PS主剂；(模数为3.8、浓度为8％～10％的PS主剂由青岛东岳泡花碱有限公司提供)
②将阿嘎土碾碎过100目分析筛备用；
③将填料：粉煤灰与阿嘎土按质量比4∶1充分混合均匀备用；
④在搅拌器内加入填料和PS主剂，填料与PS主剂的质量比为1.00∶0.60，即每1000克填料中加入600克PS主剂；
⑤用搅拌器将PS主剂和填料搅拌均匀，搅拌过程中不断加入占PS主剂质量1.5％的氟硅酸纳粉末；
⑥持续搅拌时间约15分钟后，浆液制备完成备用。
上述的浆料的制备均在室温即不低于15℃的条件下进行。
2、治理西藏古建筑壁画空鼓病害的灌浆加固工艺：
为了防止灌浆时压力过大而造成对壁画的损坏，在灌浆设备和工艺上，本发明采用人工常压灌浆的方法。
1)设备及工具：
①设备：
内窥镜、探地雷达
②工具：
吸耳球、软质毛刷、医用注射器、医用塑胶管、壁板、棉毯、手摇式冲击钻、木制锚杆、修复专用工具、绘画专用工具等。
2)灌浆加固工艺流程：
①除尘。清除空鼓壁画表面的浮尘；
②检查空鼓状况。用探地雷达探测空鼓范围及空鼓程度；用内窥镜观察空鼓壁画内部状况并清除碎石等；
③选择注浆孔位置并开孔。注浆孔选择画面单一或有破损的部位，钻注浆孔。
④修补裂缝。在埋设注浆管的同时，对需处理的壁画边缘的裂缝作填泥封堵处理，防止注浆过程中浆液从裂缝渗出；
⑤埋设注浆管。选用直径合适的透明塑胶管做注浆管，在每个注浆孔内尽量多插入几根注浆管，并呈上下左右分布，灌浆的同时可排出内部的空气，也有利于浆液流动并确保均匀分布；
⑥支顶壁板。灌浆前对空鼓部位进行支顶，主要是防止灌浆过程中在浆液重力和空气压力作用下挤落壁画，特别灌浆后的支顶，一方面使壁画地仗、浆液、墙体三者充分结合，另一方面保证回贴后的壁画与原壁画保持在同一平面。同时可适当延长支顶的时间，使浆液中的水分尽量从墙体或排气孔中散发，而不会影响到画面的壁画颜料层因潮湿而产生起甲。另外，注意壁板上开孔，以利浆液凝固过程中的水份散发。壁板接触画面的一面铺一层柔软的棉毯，棉毯之上再铺一层棉纸。这样一方面防止壁板压伤壁画，同时防止棉毯粘下颜料层；
⑦锚固。锚固措施在两种情况下实施，一是壁画已产生空鼓病害，而这种空鼓只是墙体和地仗间存在疏松层，层间已丧失粘结作用，这种情况下无法实施灌浆措施，因此选择锚固处理。用自制的直径15毫米，长约150毫米的硬木质小锚杆锚固，防止空鼓病害的扩延。锚杆通常以三角型分布，使植入锚杆数量最少而控制的面积达到最大。另一种情况是由于壁画灌浆时采用人工常压灌浆，2毫米以下的裂隙灌浆效果会比较差。为了壁画安全，做到万无一失，防止随着时间的推移，壁画裂隙的变化甚至不断增大，导致壁画变形或整体下坠错位。在完成灌浆后，待浆液凝固并达到一定强度时，还要辅助于小木锚杆锚固补强。一般情况下，选择注浆孔作锚孔，有时为了达到有效的锚固补强作用，也有在其它适当部位开设少量锚孔。所使用的木质锚杆都经过化学防虫、防腐处理，确保木质锚杆的耐久性；
⑧检测灌浆效果。用探地雷达检测灌浆效果；
⑨封堵裂缝及注浆孔。
⑩补色。按照文物保护“不改变原状”的原则，只对修补后的灌浆孔或锚孔、修补后的裂缝做补色处理。补色所用的颜料材料必须与原壁画的颜料一致，补色后的效果要做到与原画面协调一致。
2004-2007年间，采用上述灌浆材料和加固工艺完成了西藏布达拉宫白宫、红宫及附属建筑内22个殿堂、罗布林卡内11个殿堂1500多平方米空鼓病害壁画的保护加固，应用效果良好。目前此项技术正在应用于西藏日喀则地区萨迦寺病害壁画的保护修复中。