龍門石窟位于河南洛陽市,屬暖溫帶大陸性氣候,季節(jié)變化明顯、降雨量集中,年最大降雨量1063毫米,日最大降雨量110毫米。集中降雨形成山洪對(duì)石窟巖體及雕刻品的破壞;雨水從洞窟上部裂隙通道口滲入洞窟溶蝕雕刻品,滲出壁面的水分蒸發(fā),沉凝物附在巖體表面覆蓋雕刻品,嚴(yán)重破壞了雕刻品的安全。龍門石窟的洞窟漏水曾于上世紀(jì)70年代采用裂隙灌漿加固進(jìn)行了不同程度的治理,但80年代原被堵住的漏水點(diǎn)重新出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象。經(jīng)查,大氣溫差變化造成物體熱脹冷縮所形成的應(yīng)力作用是其直接原因。
為此,專家從龍門石窟所處的白云巖地理和氣候條件出發(fā),以溫差應(yīng)力、巖石粘結(jié)的抗拉強(qiáng)度、巖石本身的抗拉強(qiáng)度、脹縮力及其對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響等因素入手,進(jìn)行反復(fù)物理和化學(xué)實(shí)驗(yàn),最終決定選取環(huán)氧樹脂灌漿材料進(jìn)行漏水病害治理。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家介紹說,石窟維修工程用的環(huán)氧樹脂灌漿材料所配套的是常溫固化劑,過去為方便施工常在炎熱的夏季也是年極端高溫期施工。但分析表明年極端溫差應(yīng)力大,是龍門石窟出現(xiàn)上述問題的主要因素,因此巖體灌漿加固要在適宜溫度下進(jìn)行。這個(gè)技術(shù)決策是十分重要的,因?yàn)槭咚聨r體化學(xué)灌漿加固施工的溫度選擇是很關(guān)鍵的,依據(jù)巖體熱脹冷縮的原理,溫度越低巖體收縮率越大、巖體內(nèi)的裂縫開度也就越大,這時(shí)灌漿施工漿液很容易在裂隙中流動(dòng)、擴(kuò)散,達(dá)到所有裂隙內(nèi)的最大飽和、取得灌漿最好效果。
裂隙灌漿效果同濕度有著密切關(guān)系。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家說,從干濕度分析表明,夏季多降雨、裂縫內(nèi)因降雨滲入的雨水蒸發(fā)困難,縫內(nèi)濕度大。而冬季天氣多干旱、裂縫內(nèi)干燥程度大,灌漿粘結(jié)強(qiáng)度無疑也好。為提高灌漿前強(qiáng)度、解決裂縫沖洗后裂縫內(nèi)的含水問題,可以在夏秋季進(jìn)行沖洗并清理裂縫內(nèi)積物、冬季灌漿。環(huán)氧樹脂灌漿材料固化后,各種力學(xué)性能中以抗壓強(qiáng)度為最佳,它的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于巖體溫差所產(chǎn)生的膨脹力。