库木吐喇石窟第56窟空鼓及起甲壁画的抢救性保护修复

徐永明 叶梅 王力丹

内容摘要：库木吐喇石窟第56窟为中心柱券顶窟，其壁画保存状况极差，所存壁画均被烟熏。壁画颜料层起甲后呈大片斑驳脱落，券顶两侧的壁画起甲尤甚，轮廓极其模糊。此外，地仗空鼓严重、大面积脱离岩体，时有掉落的危险。为此，通过起甲壁画加固、空鼓地仗层灌浆加固、风化砂岩支撑体加固等方法对第56窟壁画进行了抢救性的保护修复，解除了目前威胁壁画保存的病害，保证目前条件下的安全和稳定，使之能够长期保存下去。

关键词：库木吐喇石窟；壁画；病害；保护修复

中图分类号：K854.3 文献标识码：A 文章编号：1000-4106（2016）05-0158-07

Abstract： In cave 56 at the Kumtura Grottoes， the murals are in very bad condition and all the murals are blackened by soot； much of the paint layer has flaked off in large pieces， especially the murals on the two sides of the arch ceiling， which are obscured. In addition， severe detachment appears in the plaster connecting some murals to the walls and large sections are visibly separated from the rock body and could fall to the ground at any moment. In response to this severe deterioration， a conservation team has carried out an emergency restoration for these paintings by consolidating the flaking murals and the detached murals by grouting， and by reinforcing the supportive body of weathering sandstone， thus solving the main problems threatening the murals and ensuring security and stability that hopefully will preserve them permanently.

Keywords： Kumtura Grottoes； murals； deterioration； restoration

1 项目背景

库木吐喇石窟开凿于5世纪，衰落于11世纪。随着佛教的衰落，曾经辉煌的库木吐喇石窟被遗弃在荒山戈壁中[1]。历时至今，由于自然与人为因素的影响，石窟遭到了严重的毁坏。新中国成立后，党和国家对库木吐喇石窟的保护工作十分重视，1961年库木吐喇千佛洞被国务院公布为第一批全国重点文物保护单位。在几代人的共同努力下，进行了大量的基础性石窟保护工作。对洞窟进行调查编号，设置标志牌，安装门窗，修筑通往洞窟的道路，临摹壁画，并多次进行了初步的抢救性维修等基础性的保护工作。

20世纪70年代，新疆水电部门在库木吐喇石窟保护区范围内修建了水电站，大坝截流后，窟区水位上涨，下层洞窟处于水平面以下，窟内不同程度地进水，使许多洞窟四壁下部的壁画被损毁。第56窟位于渭干河的临河洞窟，因此窟内壁画出现大面积脱离，壁画脱离处岩体风化严重。2011年，相关专家在现场考察库木吐喇石窟时，看到第56窟正壁龛外壁画大面积脱离（图1），有随时脱落的危险，因此指出要立刻抢修第56窟壁画。

第56窟几乎整壁处于脱离状态，壁画脱离时间长，岩体风化也较严重，是此次保护修复工作中的难点。此次保护修复工作有效地保护了第56窟濒临大面积空鼓脱落的壁画，加固了起甲、粉化的壁画，使壁画处于相对稳定的状态。

2 价值评估

2.1 遗址价值评估

2.1.1 艺术价值

库木吐喇石窟体现了多种文化的相互交融，壁画风格集龟兹、汉、回鹘风格于一体，是佛教石窟艺术中难得的珍品。石窟窟形以中心柱窟和方形窟为主。当佛教从印度和犍陀罗等地传入龟兹后，龟兹人民在本民族传统的基础上，吸收了外来艺术的成分，创造出了具有时代特点和民族风格的艺术作品，具有极高的艺术价值。

2.1.2 历史及科学研究价值

库木吐喇是维吾尔语的音译，意为“沙漠中的烽火台”。库木吐喇石窟位于新疆库车县城西25km的渭干河畔，始建于5世纪，石窟开凿年代稍晚于克孜尔石窟，南北朝后期至盛唐时最为繁荣，13世纪伊斯兰教传入后遂被废弃。

2.2 壁画价值

2.2.1 艺术价值

库木吐喇石窟壁画主要以描绘大乘佛教内容为主，壁画艺术有较浓的唐风，还有少量雕塑，并有大量的龟兹文、汉文、回鹘文的题记，都是研究龟兹文化的重要史料。

内容和风格上与中原佛教艺术相近，出现了西方净土、东方药师、法华、弥勒等大型经变故事画，人物形象生动，造型优美。壁画睒子本生图，采用较粗的线条勾勒轮廓，内部以赭石平涂，极富立体感。龟兹画家还从自己的生活实践出发，让佛和菩萨披上龟兹的服装，即被称为双领下垂式的大衣。在绘画技法上，“用笔劲紧，如屈铁盘丝”。另残存涅槃变中的举哀菩萨，线条圆润，流畅柔和，是“屈铁盘丝”式线描的代表作。库木土喇石窟的壁画具有很高的艺术价值。

2.2.2 历史及科学研究价值

洞窟的早期壁画属于南北朝时期。唐代壁画内容则以经变故事为主，与敦煌莫高窟的壁画十分相似。晚唐壁画常有汉文和回鹘文榜题。库木吐喇千佛洞体现了多种文化的相互交融，具有历史与科学研究价值。

3 保存概况

3.1 遗址环境概况

库木吐喇石窟地处暖温带，热量丰富，气候干燥，降水稀少，夏季炎热，冬季干冷，年温差和日温差都很大，属暖温带大陆性干旱气候。夏季大风最多，占全年大风季的52%；春季次之，占37%；4—8月大风集中出现，占全年大风日数的85%。夏季多雨，气温偏高，冰川积雪融水增加，往往发生洪灾。

3.2 遗址保存概况

库木吐喇石窟分南北两区，南北长约5km，东西宽约1.5km，现存编号洞窟112个，是新疆境内仅次于克孜尔石窟的第二大石窟群，1961年被列为全国重点文物保护单位。

3.3 库木吐喇石窟第56窟概况

第56窟坐北向南，洞窟方向198°，为中心柱券顶窟[2]，由主室门道、主室及甬道组成。主室（图2）门道残损，宽174cm、深162cm，残高200cm。主室平面呈长方形，宽378cm、进深465cm、高454cm；正壁中部开拱形立像龛，宽127cm、深67cm、高210cm，龛底距地坪80cm。左右甬道结构相同，尺度大致相等，宽85cm、深222cm、高184cm；后甬道横宽420cm、纵深95cm、高约180cm。

3.4 第56壁画保存现状

3.4.1 壁画保存现状

正壁中部开拱形立像龛，龛内塑像已不存。上部半圆形壁面绘等身高的3尊立佛，具头光、背光，仅辨其大致轮廓，龛外右侧壁面保存甬道顶左上方的1块壁画，仅可辨识残存7身立佛、1身坐佛、1个残缺的头光及1个方形物。前壁半圆形壁面中部绘一身倚坐佛，身着红色袈裟，坐方形佛台上，佛头光内绘有团花纹样。座基有三角形纹样，左侧壁面存上沿和前端上部的地仗及彩绘，残存壁画为佛的上半部，现仅存头部、左肩及头光、背光的上半部分。右侧壁面仅在中部的上沿残存少量壁画。券顶现存壁画仅能辨识其大致，两侧满绘小坐佛，每身坐佛高约15cm、宽约13cm，约15列，每列约有40身，均着双领下垂式袈裟，结跏趺坐。左、右、后甬道壁画损毁。

3.4.2 壁画病害分类

第56窟壁画的主要病害为颜料层起甲、颜料层脱落及地仗层空鼓，还存在地仗层酥碱、地仗层大面积脱落、岩体坍塌与风化、人为涂鸦、表面裂隙、烟熏污染、历史干预造成的伤害等。

3.4.3 壁画病害分布

第56窟壁画颜料层大面积起甲脱落，仅主室右侧壁一处壁画没有出现颜料层起甲脱落的现象；壁画地仗空鼓面积达残存壁画面积的65%以上，主室正壁尤为严重。其他病害在本窟相对较少，绝大多数病害与颜料层起甲脱落病害及壁画地仗空鼓病害并存。

3.4.4 干预历史

1903、1906和1913年，“德国吐鲁番探险队”在考察库木吐喇石窟期间，不仅拍摄、测绘、挖掘、掠劫了大量文物，还切割了许多壁画。

2001年由联合国教科文组织驻京代表处、新疆维吾尔自治区文物局负责实施了库木吐喇保护维修工程。

2006年7月至10月由辽宁有色地质基础公司完成了五连洞岩体加固任务。

2012年8月至2013年12月，实施了库木吐喇石窟岩体加固的保护修复工程。

至今先后完成了库木吐喇石窟地形图、洞窟近景摄影、水文地质和工程地质调查、洞窟档案记录、洞窟壁画危急调查，进行了壁画防脱落实验、岩体锚固试验、壁画颜料分析，制订了总体保护规划等[3]。

4 前期研究

4.1 壁画制作材料与工艺

壁面泥层的结构是：在凿平的壁面上先涂一层厚约1cm的草泥，然后与其上涂一层厚约0.3cm的细泥，压光后于其上作画。

4.2 病害机理研究

第56窟壁画大面积烟熏、起翘、裂缝、盐析、虫害、人为破坏等十分罕见。整个洞窟的崖壁渗水，石窟崖体裂隙、潮湿、酥碱，原来用水泥修复的墙面因时间长久及渗水等原因，大部分壁画和岩体发生脱离，窟前泥沙淤积。

4.2.1 温度剧烈变化的影响

库木吐喇石窟的年平均气温11.4℃，7月最高，平均25.8℃，1月最冷，平均-8.0℃。年极端最高气温41.5℃，极端最低气温-27.4℃，日温差也很大。石窟的岩体和壁画部分的材质不同，热胀冷缩的系数也就不同，温度剧变会导致壁画和岩体间产生不同程度的分离现象，如图3所示。

4.2.2 水的影响

库木吐喇石窟的水害主要来自两个方面。一是地下水，洞窟临渭干河而建，河水进入洞窟。特别是进入冬季，水结冰对石窟的影响就更大，水变结冰时，体积膨胀8%，产生的膨胀力约为6000Kg/cm2，对岩体有很大的破坏力。二是雨水，夏季多雨，气温偏高，冰川积雪融水增加，往往汇流成洪灾，冲走石窟顶部的大量砂石，形成薄顶洞窟；同时雨水沿裂隙渗入，造成壁画酥碱病害。

4.2.3 风蚀破坏

大风日多出现在春季、夏季，有时8级以上大风持续二三十个小时，大风往往形成沙尘暴，造成洞窟崖体表层的风蚀破坏。

4.2.4 可溶性盐的影响

库木吐喇石窟崖体表面风化和壁画地仗层的酥碱都与可溶性盐的活动有关。水中的盐分经过不断溶解收缩—结晶膨胀—再溶解收缩—再结晶膨胀的循环破坏，逐渐出现岩体粉化、地仗层酥碱脱落等，如图4和图5所示。

4.3 保护材料与工艺研究

4.3.1 针对颜料层起甲，用注射黏结剂的办法，增加颜料层和地仗层之间的黏结力[4]。拟采用无玄光、渗透性能好的Primai AC-33丙烯酸乳液。

4.3.2 针对开裂或破损壁画，选用与壁画地仗相近的制作材料进行修复。

4.3.3 针对空鼓壁画，主要以灌浆为主、锚固补强的方法进行修复。灌浆材料要具备容重小、透气透水性好、收缩率小、流动性和可灌性好、强度适中并可调、初凝和终凝速度适中、兼容性好等特点[5]。

4.3.4 针对严重空鼓壁画，先对病害部位进行支顶整形，然后对其灌浆加固[6]。

4.3.5 修复用土须进行脱盐处理——用纯净水浸泡24小时，搅拌，将泥浆晒干，再次用纯净水浸泡，反复进行多次后测量泥浆中的盐分含量，如达到每百克含盐分0.1mg，即可认为完成脱盐[7]。

4.3.6 针对壁画脱落后裸露的墙体或崖体，选用无盐分残留、耐老化的加固材料进行处理，重点部位可用木质或复合材料的锚杆进行锚固处理。

5 保护实施

第56窟壁画的主要病害为地仗大面积空鼓、颜料层起甲、烟熏、表面裂隙和壁画表面污染，且同一处壁画多种病害并存。总的保护修复原则是：在实施过程中，严格按照“修旧如旧，不改变文物原状”及最小介入、最大兼容的基本原则。经过现场试验，对空鼓壁画灌浆回贴加固；对起甲壁画采用适宜浓度的Primai AC-33丙烯酸乳液渗透加固；对壁画表面污物用适当清洗剂软化后，再机械清除[8]。

第56窟壁画烟熏层较为稳定，针对烟熏层的清洗目前尚无较好的方法，因此本次修复未对烟熏进行处理。

5.1 壁画颜料层起甲病害的保护

第56窟壁画颜料层起甲病害极为严重，对其进行的修复也是整个保护修复工作中的难点与重点，具体修复工艺如下：

5.1.1 清除颜料层表面覆盖的蜘蛛网及尘土。用细木棍小心地将颜料层表面的蜘蛛网挑离。由于第56窟壁画起甲处轻吹一口气就能使起甲颜料层脱落，于是采用软毛笔的笔尖轻触颜料层表面，把尘土粘在毛笔尖上去除。之后用吸耳球将颜料层起甲翘起及裂隙之间的尘土吹吸干净。如遇到特别脆弱处可用棉签或小修复刀轻轻压住甲片，再将后面的灰尘清除掉。进行这一工作必须仔细小心，不能让甲片脱离壁画地仗，不能在起甲处遗留尘土。如除尘不彻底就会影响加固效果，若灰尘在颜料层与地仗层之间残留，若干年后壁画还会再产生起甲病害。

5.1.2 注射黏合剂。在前壁下部一处不太显眼的起甲处进行了局部实验，用注射器注射胶液时，发现卷曲的起甲片随着液滴的滴入迅速产生了形变。如果改用小喷壶将液化程度调到最大，将5%的Primai AC-33丙烯酸乳液均匀地喷洒在壁画表面，效果比注射器好。喷雾时注意喷壶的角度，喷嘴与画面形成一个向上的角度，使雾化度较高的液滴轻落在壁画上。

5.1.3 回贴起甲颜料层。待黏合剂水分被地仗层吸收后，用专用的木质修复刀，将起甲颜料层回贴到地仗层表面。

5.1.4 用棉球拍压起甲壁画。为使起甲片与地仗充分接触，在用修复刀回贴壁画后，再用纺绸包裹医用脱脂棉的棉包拍压壁画。脱脂棉塌包直径一般以5cm左右为宜。在拍压壁画时，从壁画未裂口处向裂口处轻轻滚动，这样就能将起甲内的空气排出，不会出现气泡，而且壁画层也不会被压出褶皱。

5.1.5 二次加固回贴。等上述工作完成后，在壁画表面喷雾2%的Primai AC-33丙烯酸乳液，达到70%的干燥程度后，将白色纺绸（与包棉球材料相同）铺在壁画上，再用棉包滚压。滚压时用力要均匀，以防壁画上出现滚痕或将颜料粘在白绸上。

二次回帖的作用：一，对壁画表面颜料层进行加固；二，检查起甲壁画处有无未注射黏合剂的遗漏处；三，保证颜料层与地仗层的充分结合。

5.2 壁画中部空鼓病害的保护加固

第56窟壁画空鼓病害的修复采取灌浆回贴加固的方法，具体工艺如下：

5.2.1 钻注浆孔。用手轻击空鼓处，检查空鼓程度及范围，依据画面内容，选择不重要处开注浆孔，尽可能选在裂缝、地仗或颜料脱落处，以保证壁画画面的完整。注浆孔径0.5—1.0cm。同一壁面上，注浆孔的分布应呈不规则三角形，一方面可实现顺利灌浆，另一方面保证壁画与墙体粘结牢固，提高壁画的整体稳定性。

5.2.2 对空鼓处进行检查，若有较大的碎石、地仗碎块或较多的砂土，应设法取出。这一过程比较危险，需要对壁画进行临时性支顶防护，或对破损严查分析后再选用纱布或宣纸粘贴保护。对难度较大处还可采用开方孔的办法，孔径10cm×10cm为宜。

5.2.3 选用直径合适的透明塑管做注浆管，在每个注浆孔尽量多插入几根，使注浆管呈上下左右分布，以利于灌浆和浆液均匀分布，封堵注浆孔，防止灌浆过程中浆液漏出，污染画面，如图6所示。

5.2.4 灌浆。在灌浆前，先注入适量浓度为3%的Primai AC-33丙烯酸乳液，对壁画地仗和支撑体进行加固。待Primai AC-33丙烯酸乳液完全凝固后，进行灌浆。灌浆时，用100mL注浆器吸取配制好的浆液，由下向上依次注浆，如图7所示。如在灌过程出现很难推动注射器时可用适量的蒸馏水冲开浆液通道，再行灌浆。手敲以及注射浆液时的手感压力可判断浆液是否填满。灌浆时，必须对壁画用铺有二三层吸水纸的壁板支顶。灌浆二三天后，每天更换两次吸水纸。

5.2.5 锚固补强。为了使空鼓壁画加固效果更好，结合灌浆，还需进行锚固补强。一般在空鼓裂隙≤2mm时浆液无法灌入（因采用常压灌浆），而在用手敲击发出砰砰声时，这就需要借助锚杆加固。锚杆用硬竹条制成，直径约1.5cm，长15—20cm，具体操作视空鼓状况而定。一般通过灌浆能够解决的就尽量少用或不用锚杆，以免影响壁画的完整性。

5.2.6 浆液凝固后，先用3%Primai AC-33丙烯酸乳液渗透加固注浆孔，然后用丙烯酸乳液配制的麦草泥泥浆进行封孔。待半干燥后，压平表面，使其和壁画层与地仗层都处于同一平面。

5.2.7 补色一般限于所修补的注浆孔和裂缝。选用与壁画相同的矿物颜料调配补色，做到“修旧如旧”时亦应有所区别。

5.3 边缘严重起翘的空鼓壁画的保护

空鼓是威胁第56窟壁画安全的最严重的病害。正壁佛龛右上方壁画空鼓部位脱离岩体最远处达17cm，面积超过2m2，壁画层随时有脱落的可能。加之壁画地仗层酥碱极为严重，导致空鼓壁画回贴的难度极大，对保护工作人员的专业技术有着极高要求，我们在修复前进行了多次讨论和小范围实验，空鼓壁画的具体情况制订了相应的保护措施：

5.3.1 用木板、砖块、海绵及宣纸对悬空的壁画从下面进行支顶固定，防止脱落。

5.3.2 对空鼓悬空的壁画层背后的风化砂岩体用7%PS进行加固，恢复支撑体的强度。

5.3.3 由于在悬空的壁画层中部有一条横贯的裂隙，而壁画地仗层厚1cm左右，在回贴过程中，为了防止脱落，先对地仗进行加固补强。待加固材料干透后，用长20cm的纱布浸透20%的聚醋酸乳液从背部对酥松地仗层进行补强加固（主要针对横向裂隙），如图8所示。

5.3.4 壁画支撑体因风化而凹凸不平，用麦草泥填充在悬空壁画层下的砂岩支撑体上，厚度为1-3.5cm（根据风化岩体凸凹的程度决定麦草泥的厚度），以找平原支撑体，便于回帖空鼓壁画；另一方面，麦草泥与原地仗层材料的组成一致，物理力学性能接近，故可以起到回贴粘结的作用。

5.3.5 用2%的Primai AC-33丙烯酸乳液（下同）渗透加固地仗层。

5.3.6 依据空鼓壁画面积，制作包有棉毯的壁板，上铺两层X-60纸，再在其上铺一层宣纸。

5.3.7 待地仗层稍干（渗透后约30min），并具有一定塑性时，用可调丝杆，小心支顶壁板，回贴空鼓壁画，并逐渐加压整形，使边缘凸出空鼓的壁画平整。

壁画层原位回贴后，可以撤掉下面支撑用的砖块、海绵等。棉毯起缓冲层的作用，X60纸有较强的吸水性，可以吸出运移到壁画表面的水分及可溶盐，宣纸有一定的吸水性，也可以保护壁画的颜料层，如图9所示。

5.3.8 地仗干燥过程中，定时更换X-60纸及宣纸。开始24h更换1次，3天后48h更换1次，更换4、5次，直至地仗完全干燥。

5.3.9 待空鼓壁画层完全回贴固定后，拆除支顶壁板，最后对画面进行检查修复。

6 存在的病害及思考

库木吐喇石窟第56窟壁画的修复，属于抢救性文物保护修复工程，基本消除了壁画当前的主要病害，如壁画起甲脱落与大面积空鼓。但造成壁画病害的原因是多方面的，其中尤以岩体坍塌、裂隙对壁画的危害最大。因渭干河水的渗入、洞窟岩体基础不均匀沉降，造成现在洞窟顶部出现裂隙，前部已与基岩完全分离，已成为危岩体，并有大块岩石脱落。加之风沙侵蚀、日光直射、干湿交替的环境一直对壁画保存产生着不利影响。为长久保存第56窟壁画，建议：

1）第56窟的壁画起甲、空鼓病害尤为严重，是本次工作的难点与重点。为使修复后的壁画处于较好的保存状态，建议结合环境监测项目对包括第56窟在内的洞窟环境进行长期监测。

2）结合库木吐喇石窟崖体加固工程，对包括第56窟在内的洞窟顶部崖体进行防雨水入渗设计，对洞窟前部岩体不均匀沉降所产生的裂缝从根源上进行治理。

3）结合库木吐喇石窟防洪工程，对包括第56窟在内的洞窟底部进行防水设计，并及早付诸实施。

4）结合库木吐喇石窟崖体加固工程，对第56窟窟顶壁画已分离处进行锚杆加固，使之与基岩结合为整体层，以防止此类病害及其他病害继续发生。

参考文献：

[1]新疆维吾尔自治区文物管理委员会等单位.中国石窟：库木吐喇石窟[M].北京：文物出版社，1992.

[2]王卫东，主编.库木吐喇石窟内容总录[M].北京：文物出版社，2008.

[3]孙洪才.新疆库车库木吐拉石窟壁画揭取保护技术[J].敦煌研究，2000（1）.

[4]樊再轩，斯蒂文·里克比，丽莎·舍克德，等. 敦煌莫高窟第85窟壁画修复技术研究[J].敦煌研究，2008（6）.

[5]汪万福，马赞峰，李最雄，杨涛，付有旭. 空鼓病害壁画灌浆加固技术研究[J].文物保护与考古科学，2006，18（1）.

[6]汪万福，李最雄，马赞峰，付有旭，丁长征，樊再轩.西藏布达拉宫东大殿空鼓病害壁画保护修复研究[J].中国藏学，2005（3）.

[7]樊再轩，李最雄，王旭东，汪万福，马赞峰，付有旭.西藏布达拉宫空鼓壁画现场灌浆加固实验[J].敦煌研究，2005（4）.

[8]姜怀英，冯丽娟.新疆石窟的主要病害及其治理方针[J].文物保护与考古科学，1993，5（2）.