承德古石修复实现“从 0 到 1”：光纤监测、机器人探测与精细补型系统破解凝灰岩保护难题

据央视报道，由国家文物局组织的石质文物保护成果主题宣传活动于 8 月 13 日在河北承德启动。此次活动聚焦承德避暑山庄及周围寺庙的石质文物保护成果：这处世界遗产地的大量不可移动文物由当地凝灰岩筑造而成，历经 300 多年风化侵蚀后，普遍出现点状侵蚀、龟裂以及凝灰岩特有的板条状开裂等病害。由于这类岩石多孔、脆弱，且原址保护长期缺乏成功先例，相关修复被视为国际性难题。

从 2011 年起，中国文化遗产研究院承担承德避暑山庄及周围寺庙文物科技保护项目。十五年来，团队形成了覆盖“研究、设计、施工、效果监测、人才培养”的一体化保护模式，并被业内称为“承德经验”。对中文科技读者而言，这一案例的看点不只是文物修复本身，更在于传感、机器人、无损检测与精细化材料匹配等技术如何进入传统文化遗产保护场景。

用科技给古石“望闻问切”

凝灰岩由火山喷发碎屑物质形成，材质疏松、多孔、不耐风化。承德地区夏季高湿、冬季低温，长期干湿与冻融循环叠加，使石质文物更容易出现裂隙扩展和表层剥离。传统修复很难在不伤害本体的前提下获取关键数据，因此团队将保护工作前移到检测、评估和持续监测阶段。

来源显示，针对文物本体不能进行破坏性取样的限制，团队联合高校研发了微观力学测试平台，通过毫米级或厘米级小样获取力学参数；同时引入光纤技术，对现场裂隙发育进行持续监测。对于昏暗、狭小、人员难以进入的区域，团队还研发了可作业的机器人，对岩体侧壁和顶板进行全方位探测。这些技术共同构成了文物保护中的“诊断系统”。

• 微观力学测试：在尽量减少取样影响的条件下获取材料力学信息。
• 光纤监测：对裂隙变化进行长期、连续观察，为后续处置提供依据。
• 机器人探测：进入昏暗狭小空间，补足人工巡检盲区。
• 无损检测：在不破坏文物的前提下评估内部或表层病害。

从颜色匹配到补型系统：修复走向数据化

在普佑寺修复现场，修复人员正在对文物须弥座进行修复。针对凝灰岩表面常见的板条状开裂，团队并非单纯依赖经验判断，而是在前期评估基础上，结合现代修复手段提升效率与准确性。

其中一个具体成果是色板库建设。团队建立了包含 3000 多个色块的色板库，并筛选出 120 种常用色。修复人员可通过色板比对，再结合色差仪检测，快速找到与修复区域更匹配的补型修复材料。对于形态残缺或纹样破损的石质文物，团队还研发了残损岩土文物精细化补型修复系统，从而让补型修复更接近科学化、标准化流程。

这意味着，文物修复正在从“手艺经验驱动”逐步转向“经验 + 数据 + 工具链”协同。尤其在石质文物场景中，颜色、纹理、强度、裂隙和环境变量都会影响修复效果，数字化工具可以帮助修复人员减少主观误差，也便于后续监测和复盘。

影响解读：文保成为科技落地的新场景

承德“修石”经验已在全国多地推广。来源提到，中国文化遗产研究院已与四川乐山大佛、重庆大足石刻、山东曲阜、河南浚县、四川安岳石窟等地联合共建文物保护与科技创新基地或开展战略合作，相关技术也已应用于川渝石窟、海上丝绸之路遗址、龙门石窟等全国重点文物保护单位。

更值得关注的是，这套方法并未局限于石质文物。团队还将石质文物保护中积累的科技经验应用到其他材质文物上。例如承德避暑山庄永佑寺舍利塔内的清代纸壁画，因干湿冻融循环出现大面积起翘、变形、脱落。团队将原本用于石质文物的超声波无损检测等技术用于纸壁画病害评估，并取得良好效果。

从产业和技术视角看，文物保护正在形成一个跨学科应用场：传感器、机器人、材料科学、无损检测、图像与色彩分析等技术，都能在其中找到高价值但高约束的落地场景。承德案例的意义在于，它不仅解决了凝灰岩原址保护的难题，也为更多不可移动文物建立了可复制的科技保护路径。