承德凝灰岩石质文物保护攻克世界难题
霍婷婷 2026-08-15 01:10
财π新闻 15年前,中国文化遗产研究院的一支专业团队进驻承德,正式启动针对避暑山庄及周围寺庙凝灰岩石质文物的抢救性保护修复工作。截至目前,该团队已在当地落地实施近20个保护项目,上百件此前处于高风险状态的脆弱石质文物得到系统性有效保护,大量承载着数百年历史信息的珍贵遗存重新恢复稳定状态。
承德避暑山庄及周围寺庙作为我国现存规模最大的古典皇家园林世界文化遗产,兼具清代皇家造园艺术与藏传佛教建筑风貌的双重文化底蕴,是展现中华文明兼容并蓄、多元共生特质的重要文化名片。园区内散落的石碑、瑞兽、须弥台座、建筑基座等石质遗存,全部采用当地就地开采的凝灰岩打造,这些沉默的石刻构件是皇家文脉最真实的见证,历经数百年寒暑洗礼,承载着独属于清代园林与寺庙体系的历史记忆、艺术匠心与科学价值,珍贵且无可替代。但很少有人知晓,这些历史悠久的石质文物长久以来一直在默默承受着自然的侵蚀与损耗,其病害的严重程度和修复难度,在世界范围内都极为罕见。
承德当地出产的凝灰岩,本质上是由火山喷发产生的火山灰、火山尘等碎屑物质形成的岩石,这类材质本身结构疏松,岩屑和火山灰含量高,吸水膨胀性强,力学强度先天不足。而承德地处华北与东北过渡地带,气候湿润,四季温差可达60摄氏度,夏季烈日下的石质文物表面温度会急剧升高,冬季大雪过后又会反复出现融冻交替的状态,数百年来石质文物始终处于不间断的热胀冷缩过程中。在当地湿润气候和巨大温差共同导致的长期冻融循环与干湿交替作用下,凝灰岩内部的水汽不断运移,夏季析出一层层盐碱,冬季渗入缝隙的水分子在低温下凝成冰晶,持续对岩石内部结构产生挤压破坏,最终发育出板条状开裂、剥落等世界罕见的不可逆损伤。这种被专业人士称为板条状开裂的病害,会让灰白色的岩石如同被重物压过的千层酥一般,一道道平行裂纹深入岩石本体,其上原本精美的雕刻纹饰会逐渐面目全非,承载的历史价值也会随之逐步湮灭。来自美国、英国的相关领域专家实地考察后都直摇头,明确表示这种类型的石质文物病害此前在全球范围内都没有出现过成熟的解决案例,属于原址保护的国际性难题。
面对这一无章可循的守护难题,项目团队最初的起步阶段异常艰难,整个团队最初只有两三个人,没有现成的技术路径可以参考,没有适配的修复材料可供选用,甚至连病害的具体形成机理都没有完全摸清。团队成员完全从零开始,每次从文物现场勘查返回后,都要反复梳理现场采集到的各类信息,在实验室里对凝灰岩样本开展全方位的分析测试。为了彻底摸透病害的形成逻辑,团队前后花费近5年时间开展系统性论证,累计完成上千次冻融循环试验、盐害模拟试验,制备出上万块不同配比的试样,反复调整各类材料的制备工艺,最终成功研发出专门适配凝灰岩微小裂隙灌浆加固和粘结的保护材料,填补了该领域的技术空白。整个研发过程中,团队始终秉持文物没有修坏容错率的原则,明确提出不把病害机理分析清楚绝不动手开展修复作业,所有技术路径都要经过反复验证确认安全可靠后,才会应用到实际的文物保护工作中。
在具体的修复实施环节,团队始终坚持一文物一方案的核心原则,针对每一件待修复的石质文物,都单独开展前期勘察评估,结合现场实测数据制定专属的修复流程,绝不采用通用化的模板方案处理不同状态的文物。整个修复过程融合了多学科的技术手段,首先通过三维扫描设备对文物的整体形态、残损部位的细节信息进行完整采集,留存文物修复前的全量数字化档案,为后续修复作业提供精准的数据参照。针对部分存在泛盐病害的残损构件,团队会严格按照操作流程开展残块脱盐作业,逐步析出岩石内部积存的盐碱成分,避免后续修复完成后盐碱继续对文物本体产生侵蚀。对于出现深度裂隙、整体结构稳定性不足的文物,团队会采用整体锚固的工艺,在尽可能减少对文物本体干预的前提下,恢复岩石的整体结构强度,避免开裂部位进一步扩展。每一道关键修复工序完成后,团队都会采用超声波检测手段对加固效果进行核验,通过声波传导的数值变化判断裂隙内部的灌浆饱满度,确认加固作业的实际成效,确保修复质量符合预设的技术标准。
为了实现精细化修复的目标,团队还在色彩还原环节投入大量科研精力,先后制作3000多个不同材料配比的样块,构建起涵盖上万组色度数据的数据库,最终从中筛选出120种适配承德地区凝灰岩外观特征的标准颜色试样,放置在修复现场供工作人员快速比对。依托这套专门搭建的残损岩土文物精细化补型修复系统,修复人员能够迅速锁定最匹配的修复材料,确保补配区域与周边石材在色泽、质感上协调统一,最终实现远看一致、近看有别的专业修复效果,既保证文物外观的整体协调性,又严格遵守文物保护的最小干预原则。修复作业全部完成后,工作人员还会手持里氏硬度计,对修复后的石质文物进行多维度检测,同步记录采集到的各项数据,将加固部位的检测数据与修复前的原始数据、原生石材的基准数值开展对比分析,用可量化的指标科学评估加固效果,让修复成效可测、可评,也为后续的长期监测留存下珍贵的科学依据。针对承德地区露天石质文物易遭受雨水侵蚀而产生病害的共性问题,保护团队还探索出预防性保护的新路径,为部分露天石质文物加装透明物理防护装置,将文物保护的关口前移至日常防护环节,为文物撑起一道隐形的“保护伞”。
经过15年的持续深耕,承德石质文物保护项目取得了系统性的成效,不仅攻克了此前被认为难以解决的凝灰岩板条状开裂世界性难题,探索形成的整套技术经验和工作模式也逐步成熟,开始向全国其他同类文物保护场景推广应用。目前,这套源自承德的石质文物保护经验模式,已经先后应用到川渝石窟、海上丝绸之路遗址等多个重要文化遗产地的保护项目中,为不同区域的岩土质文物保护工作提供了可参照的实践路径。在开展文物保护技术攻关的同时,整个项目团队也在实践过程中不断发展壮大,从最初只有两三个人的小型队伍,逐步成长为涵盖化学、材料学、建筑、环境、生物、考古、历史、艺术等多学科背景的40余人专业团队,形成了结构合理、专业互补的人才梯队,构建起“研究-设计-施工-效果监测-人才培养”的一体化保护模式,这套模式也被业内称为“承德经验”。
(编辑:胡忠华)

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