圖為傅志斌(右一)在2023年北京最美科技工作者學習宣傳活動現場(受訪者供圖)
科普時報記者 胡利娟
最美科技工作者
(資料圖片)
巖土工程與文物保護,看似不相干的行業,卻讓他干出了諸多精彩,成為以工程手段進行文物保護的“跨界”巖土專家。他就是近日在北京市委宣傳部、市科協等部門組織開展的遴選活動中榮獲2023年北京“最美科技工作者”稱號的建設綜合勘察研究設計院有限公司副總工程師傅志斌。
興趣激發,“石油生”迷上巖土
傅志斌告訴記者,他大學時學的是石油工程,畢業后工作不久,被快速發展的橋梁、隧道、地下空間開發所吸引。要探索這些工程中的秘密,就離不開巖土和地質知識。為此,業余時他泡在圖書館,從書山文海中挖掘知識寶藏,就這樣逐漸了解、愛上了巖土工程學科,并考上了中科院的碩士研究生。此后他一直從事巖土工程與地質工程的研究和工程實踐,期間還獲得巖土工程工學博士學位。
“興趣是最好的老師”,正是由興趣激發出的求知欲和探索精神,引導傅志斌獲得了扎實的理論知識基礎,為他今后在科學研究和工程實踐中孜孜以求、銳意創新并成長為一名卓有成就的巖土工程專家奠定了基礎。
滲水風化,石窟保護日益嚴峻
大同云岡石窟是我國規模最大的古代石窟群之一,以其石刻雕像最為精美揚名于世。這一世界文化遺產的防水保護勘察設計工作,令傅志斌印象深刻。
“這是我參加的第一個文物保護工程。”傅志斌向記者介紹,文物已成為一種寶貴的文化資源,但是微量破損就會對文物價值形成巨大傷害,這一點對暴露在自然環境中不可移動的巖土質文物更加突出。文物保護勘察要盡量采用無損手段,變形和滲水控制的標準遠高于其他行業,這也是巖土文物保護與一般建筑工程項目開展勘察設計工作的最大不同之處。
“云岡石窟雕琢于距今已經1500多年的北魏時期,在漫長的歲月中石窟遭受著自然界各種風化營力的侵蝕破壞,尤其是暴露于石窟外壁的雕像與題記,損毀、消蝕程度很高,加強石窟保護工作迫在眉睫。”傅志斌介紹說。
2002年,傅志斌團隊從全國7家競標單位中脫穎而出,承擔了云岡石窟防水保護勘察設計這一非常重要又極富挑戰性的工作,工作目的是通過勘察搞清導致石窟風化加劇的水的來源,并提出了防水保護治理設計的建議。其保護需要跨學科的綜合知識與技術,同時也要基于文物不可再生、極易破壞的獨特特點制定勘察方案,因此是非常復雜的。
大膽探索,國內首創文物防水保護方案
“治理風化,關鍵核心是治水;水是導致石窟雕刻破壞的重要因素。”傅志斌說。
那么,水是從哪里來?研究團隊經過匯總、分析、研究,發現主要是4個方面:一是窟頂巖體上的大氣降水;二是空氣冷凝水;三是大風大雨打進石窟的雨水;四是窟底積水在砂巖中上升形成的毛細水。
問題找到了如何解決?“給文物做個全面‘體檢’!”傅志斌和團隊大膽創新,探索嘗試將地質雷達、井間CT、鉆孔成像、示蹤等多種手段應用于該項目工程勘察,然后依據地質科學和工程物探理論和試驗、實測資料綜合分析、滲流過程模擬等,進行石雕風化水害來源、運移方式的診斷和治理方案研究,確定石窟滲水主要來源于大氣降水。大氣降水通過窟區砂巖內廣泛分部的各種裂隙網絡下滲,遇相對隔水的泥巖夾層會改變地下水滲流方向,使地下水沿泥巖層面在石窟內出露,這項研究揭示了頂部降水對石窟造成危害的滲水機制,為云岡石雕的風化保護工作提供了科學依據。
該文物保護項目中,探索使用勘察技術的多樣性、多項技術手段解析印證的可靠性、勘察角度的全面性、勘察成果分析的定量程度,均是國內巖土文物勘察工作的首例。這對今后類似大型巖土質文物保護勘察工作具有指導意義。
不僅如此,在勘察成果基礎上,傅志斌還在國內首次提出采用膨潤土防水毯(GCL)進行文物防水保護新技術,并與相關高校合作開展了GCL的斜面摩擦試驗、極端氣候條件下的凍融和干濕循環試驗等系列研究,為將GCL應用于大型巖土文物的防水保護奠定了理論和試驗基礎,此技術在吉林高句麗墓等很多文物保護工作中得到應用,促進了我國文物保護工作的發展。
“作為在文物保護工作中責無旁貸的勘察人,我們有責任讓這些寶貴的文化遺產在未來繼續散發它特有的魅力。”傅志斌說。
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