七年大修的含金量 西藏三大重點文物維修工程設(shè)計與施工管理

郭桂香　文　冰　

維修設(shè)計：不改變原狀，各有側(cè)重，先救命，后治病

設(shè)計關(guān)乎古建維修工程的全局?？紤]西藏古建維修力量不足的情況，國家文物局委托國內(nèi)技術(shù)力量最強的中國文化遺產(chǎn)研究院、河南省古代建筑研究所、河北省古代建筑研究所等分別承擔三處古建筑的維修設(shè)計

由于自然、人為因素的破壞和年久失修，加之古建筑自身建筑材質(zhì)存在的缺陷，西藏布達拉宮、羅布林卡、薩迦寺三處全國重點文物保護單位維修前普遍存在漏雨、局部坍塌、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等諸多安全隱患和不同程度的險情。因此，本次保護維修工程的重點是解決古建筑的安全問題，其中最主要的是布達拉宮地壟(基礎(chǔ))的灌漿加固和紅宮、白宮兩大主體古建筑結(jié)構(gòu)加固維修，羅布林卡幾個大的宮殿和薩迦寺主殿的保護維修，同時為加強和抵御安全風(fēng)險，對三處國保單位進行改造、升級和安裝消防管道、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，電器和照明系統(tǒng)，主體建筑避雷系統(tǒng)和給排水系統(tǒng)等。另外對空鼓、開裂、起甲壁畫進行維修復(fù)原，對糟朽、腐蝕、蟲蛀的木構(gòu)件進行更換，并對更換的新木構(gòu)件進行防蟲、防腐處理，增強使用壽命等。

這三處國保單位雖然都是典型的藏式建筑風(fēng)格，但又各有自身的建筑與環(huán)境特點。因而，三家設(shè)計單位以尊重傳統(tǒng)、尊重民族風(fēng)格為前提，秉承“不改變文物原狀”的原則，盡可能多地保存古建的歷史原貌和建筑特點，盡可能多地保持其自身的真實性、完整性和修建的歷史痕跡。同時，根據(jù)保護對象的不同特點在設(shè)計也各有所側(cè)重。

布達拉宮：抓住“頭”和“腳”

布達拉宮是建筑與山體渾然天成的藝術(shù)杰作，由許多單體建筑組合而成，單體建筑的平面大多呈矩形或方形，平面內(nèi)部按井字形布置上下貫通的墻體。在墻體內(nèi)部的空間里，用木梁柱組成縱橫排架，梁上鋪密椽，再夯筑阿嘎土樓面。樓層高度多為3米左右，大的殿堂層高約為6～12米。單體建筑形式均為厚墻平屋頂，結(jié)構(gòu)形式為塊石承重墻和木(梁柱)構(gòu)架共同承重的混合結(jié)構(gòu)。

二期維修前，布達拉宮石砌地壟墻體和建筑墻體普遍存在開裂、鼓閃，甚至局部坍塌；由于木結(jié)構(gòu)位移、木構(gòu)件撓曲、斷裂，增加了部分建筑的整體變形，引起樓面、屋面下沉、開裂等；木材蟲蛀、腐朽相當普遍，主要分布于建筑地壟的椽望及門窗過木上；部分輕質(zhì)墻體(包括各類材料的墻體)開裂，墻面空鼓、脫落，邊瑪墻變形、松散和糟朽；阿嘎土屋面普遍殘損嚴重：開裂、表面粗糙不平、凹陷變形和滲漏水；北部、西部上山坡道的邊墻和護坡墻墻體滲水潮濕，墻基開裂、空臌，甚至局部坍塌。

2001年6月至8月，中國文物研究所(2007年更名中國文化遺產(chǎn)研究院)在前期勘查的基礎(chǔ)上，對各維修項目逐一進行了現(xiàn)場詳勘，遵循“先救命，后治病”的維修方針，完成了15個工程項目維修方案的初步設(shè)計。除此之外，還會同清華大學(xué)、北京建工學(xué)院聯(lián)合編制了布達拉宮山下雪城保護規(guī)劃和布達拉宮重點保護范圍內(nèi)的給水排水工程規(guī)劃；會同加拿大凱萊斯公司進行了阿嘎土材性的分析化驗，以及提高阿嘎土防水性能的室內(nèi)和現(xiàn)場試驗，并據(jù)此編制了阿嘎土屋面的保護維修方案。

地震和水是布達拉宮最大的危害，所以重點就是處理好“頭”和“腳”。所謂“頭”，就是屋頂，主要是解決屋面防水的問題。“腳”就是地壟，主要是解決地基的問題。由于布達拉宮闕臺很高，下雨的時候，它的樓梯道也是主要的泄水道，經(jīng)常有坍塌。

在布達拉宮雪城維修和拆除違章建筑、全面整治環(huán)境工作中，工程領(lǐng)導(dǎo)小組邀請了當?shù)刂氖穼W(xué)家、學(xué)者、古建專家考證了雪城的歷史，并從布達拉宮內(nèi)的壁畫中分別發(fā)現(xiàn)了八世和十三世達賴喇嘛時期不同的雪城風(fēng)貌全景圖，以這些作為參考依據(jù)，并按照經(jīng)國家文物局批準的《雪城保護和環(huán)境整治規(guī)劃》提出的原則要求，經(jīng)過努力，基本上恢復(fù)了十三世達賴喇嘛時期(1933年)的風(fēng)貌。

羅布林卡：防治“水”和“蟲”

羅布林卡現(xiàn)占地40多萬平方米，是一座融藏漢建筑風(fēng)格為一體的大型宮殿園林建群。由于園林中存在大量水體和植被，羅布林卡成為三大工程里含氧量最高(能達到70％)、濕度最大、蟲害最嚴重的一處。

西藏文物古建筑都是木土石結(jié)構(gòu)，最大的危害其實是由于水的因素造成的。而且近年西藏雨水量不斷加大，水的問題日益嚴重。同時羅布林卡木結(jié)構(gòu)蟲蛀腐朽情況也十分嚴重，除環(huán)境、木材材質(zhì)及施工期木材含水率高等問題外，亟待解決的還有防蟲、防腐藥劑的種類、藥效、耐久性及對木材材性的影響等問題。數(shù)據(jù)顯示，在羅布林卡50個維修建筑中40個建筑的木構(gòu)建存在蟲蛀現(xiàn)象。

據(jù)羅布林卡項目設(shè)計負責(zé)人杜啟明介紹，此次工程主要對羅布林卡格桑頗章區(qū)域、湖心宮區(qū)域、金色頗章區(qū)域、新宮區(qū)域、原噶廈辦公區(qū)域和外圍區(qū)域進行維修，對壁畫進行修復(fù)，新建辦公與服務(wù)用房、公廁，職工搬遷等。制定保護維修方案時，主要圍繞墻體、木梁、阿嘎土和邊瑪墻四個方面觀察其病害，然后對癥下藥。墻體問題主要通過加壓灌漿進行加固；木梁問題主要通過在椽子和梁等關(guān)鍵部位進行加強，同時進行蟲害的處理；通過增加防水層解決阿嘎土漏雨問題，同時保留傳統(tǒng)的打阿嘎土過程；通過在邊瑪墻旁的隱蔽處加鋼架的辦法來延緩墻體的歪斜。

由于羅布林卡水害和蟲害更為突出，設(shè)計時對園林中的水系區(qū)分情況進行規(guī)劃。正在使用的水系，設(shè)計強調(diào)對它們進行重點維修；而廢棄的水系均屬歷史上的溝渠，設(shè)計規(guī)定清理后進行現(xiàn)狀展示。對于植物病蟲害的防治，則邀請林業(yè)專家做出詳細的診斷并制定具體防治措施。

薩迦寺：重點修繕，整體現(xiàn)狀加固，局部修復(fù)

薩迦寺是西藏著名教派之一——薩迦派的第一座寺院，因其在祖國統(tǒng)一過程中的重要意義和大面積的珍貴壁畫等文物而倍受珍視。主體工程維修項目包括主殿維修和城墻、角樓、敵樓維修加固和修復(fù)羊馬墻及壁畫保護維修，同時也填補了消防排水等公眾設(shè)施上的空白。由于所處的地理位置平均海拔高達4280米，薩迦寺成為三大工程中海拔最高的地方。除了1948年當時的地方政府對西南角進行維修后，一直未進行較大規(guī)模的維修保護，屋頂大面積裂縫、脫落，承重木構(gòu)件糟朽、斷裂，建筑墻體開裂、滲漏，壁畫酥減、空鼓……2001年6～8月，承擔薩迦寺(南寺)文物保護工程方案勘察設(shè)計任務(wù)的河北省古代建筑研究所，組織專業(yè)人員克服高原空氣稀薄、干燥帶來的種種困難，對薩迦寺(南寺)在全面勘測、分析、評估的基礎(chǔ)上，制訂整體維修設(shè)計方案。項目設(shè)計負責(zé)人劉智敏介紹，工程重點修繕拉康欽莫大殿、東北角樓、西南角樓、

三層僧舍、東城墻北段、西城墻南段、北城墻、南城墻東段、整個城墻墻頂及女兒墻和地面、城墻馬道。維修的主要內(nèi)容為建筑屋頂、結(jié)構(gòu)墻體、屋地面排水系統(tǒng)、本體木構(gòu)加固、壁畫防護措施等。

另外，在設(shè)計團隊中，還有清華大學(xué)建筑學(xué)院和敦煌研究院。清華大學(xué)建筑學(xué)院副院長呂舟領(lǐng)銜完成了布達拉宮雪城的保護規(guī)劃設(shè)計；時任敦煌研究院副院長的保護專家李最雄博士率領(lǐng)精兵強將承擔了三大工程所有的壁畫保護設(shè)計。

施工管理：傳統(tǒng)工藝與現(xiàn)

代科技交融

文物保護維修工程首先是勘察設(shè)計，而要實現(xiàn)設(shè)計目標，確保工程的質(zhì)量，施工則是關(guān)鍵。三大維修工程的對象不僅是古建筑，同時也是具有濃厚的藏族特點、寄托藏族人民精神信仰古建筑。因而，它的保護維修除了要遵循“不改變文物原狀”等文物保護原則，在維修中堅持原形制、原結(jié)構(gòu)、原材料和原工藝外，還要尊重民族傳統(tǒng)、尊重民族風(fēng)格。文物保護不排斥科學(xué)技術(shù)，三大工程也是如此，傳統(tǒng)工藝和現(xiàn)代科技在維修工程中水乳交融、交相輝映。

聯(lián)營體——內(nèi)地技術(shù)與本地工藝優(yōu)勢互補，傳統(tǒng)工藝和現(xiàn)代技術(shù)取長補短

為了保質(zhì)保量完成維修任務(wù)，工程管理辦根據(jù)實際情況，通過招標邀請擁有先進維修理念和良好維修資質(zhì)的內(nèi)地古建維修公司參與，同時也依靠西藏本地的能工巧匠，實行內(nèi)地技術(shù)與當?shù)貍鹘y(tǒng)工藝相結(jié)合的方式。內(nèi)地古建維修公司擁有豐富的管理經(jīng)驗，維修手段先進；而在施工技巧上，本地工匠有明顯的優(yōu)勢。二者結(jié)合起來，取長補短，形成強強聯(lián)手。

西藏三大工程辦常務(wù)副主任、西藏自治區(qū)建設(shè)廳廳長陳錦說，正是通過這種聯(lián)營體方式，維修中實現(xiàn)了優(yōu)勢互補。內(nèi)地技術(shù)人員將他們先進的維修理念應(yīng)用到了工程中，而在一些復(fù)雜的施工中，本地的能工巧匠大顯身手，很好地完成了一些設(shè)計方擔心的高難度工藝。本次維修中難度最大的布達拉宮五世達賴喇嘛靈塔殿的維修項目就是如此。五世達賴喇嘛靈塔殿是布達拉宮內(nèi)最神圣、文物價值最高的殿堂之一，然而，體量宏大的靈塔殿險情四伏，結(jié)構(gòu)梁架已經(jīng)彎曲、變形，拔榫嚴重，一旦坍塌損失無法估量。對它如何維修，不僅緊扣廣大信教群眾的心弦，社會各界也倍加關(guān)注，工程領(lǐng)導(dǎo)小組和工程技術(shù)人員更是十分擔心。鑒于此，他們邀請了藏族知名古建專家和民族、宗教界人士，采取現(xiàn)場考察、召開座談會等形式廣泛征求意見，達成共識后，采用傳統(tǒng)工藝與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合的辦法，在盡可能保留原有構(gòu)件基礎(chǔ)上，經(jīng)專家現(xiàn)場勘察，確定采用復(fù)合梁的方式，即：增加一道新梁與原有舊梁復(fù)合作為承重梁，提高承載能力。項目施工由經(jīng)驗豐富的藏式木結(jié)構(gòu)專家索朗親自操刀。索朗說，這是他終生難忘的一件事。他們對新梁采取了傳統(tǒng)的煙熏方式，新粱與舊梁之間通過高強度的玻璃纖維有機地結(jié)合，這樣，既可使新加的負荷梁不致于在短期內(nèi)失效，同時也不影響觀瞻，達到了“修舊如舊”的維修目標，受到社會各界的好評。

改性阿嘎土——殿宇屋頂不再逢雨就漏

阿嘎土屋面是非常傳統(tǒng)的藏式建筑做法，也是當?shù)匾粋€“最高級”的做法，相當于內(nèi)地的琉璃瓦。它的打制，工藝要求極其嚴格。阿嘎土打磨好了，就像水磨石一樣，非常漂亮。但它畢竟是土，在高原強烈的紫外線照射下，還是會開裂。因此，傳統(tǒng)阿嘎土有一個天然的弱點，就是怕水。由于氣候環(huán)境的變化，西藏的降雨量逐年增加，于是出現(xiàn)了“年年打阿嘎年年漏”的現(xiàn)象，結(jié)果屋面越打越厚，最厚的地方已與女兒墻平齊，導(dǎo)致建筑木構(gòu)荷載加大而變形、開裂，形成惡性循環(huán)。工程師張之平解釋說。

為了根治這個問題，又不改變藏族阿嘎土屋面的傳統(tǒng)形制，研究阿嘎土、改良阿嘎土性能理所當然地被提了出來。在設(shè)計過程中，中國文化遺產(chǎn)研究院聯(lián)臺北京凱萊斯建筑技術(shù)有限公司，從原料開始，對阿嘎土進行了定性研究。工程師曲雁介紹，阿嘎土是一種不飽和性石灰，經(jīng)檢測，它由鈣、硅、鐵等13種元素組成，其中主要由中粒碳酸鹽礦物組成，含鈣量在30％～40％，具有一定的黏結(jié)性，西藏選擇阿嘎土作為屋面材料是符合科學(xué)道理的。經(jīng)過對西藏八、九個地方阿嘎土的檢測分析，山南地區(qū)的阿嘎土因性能最優(yōu)被確定為三大工程改性阿嘎土的原料。他們以“提高適當?shù)膹姸?、具備足夠的抗裂性、符合標準的防水性能和相互匹配的親和性”為原則，在不改變傳統(tǒng)的前提下，增加一些提高強度、抗紫外線的材料和防水劑，改進阿嘎土的性能。經(jīng)過多年反復(fù)的實驗，他們研制出了使阿嘎土成分重新排列、提高物理化學(xué)性能的無機水硬性復(fù)合材料；增設(shè)一道由阿嘎土、防水劑、耐堿玻纖組成的柔性防水層，使屋面形成剛?cè)嵯酀膹?fù)合防水體系。屋面表層仍使用傳統(tǒng)的阿嘎土，但涂刷上無色抗?jié)B劑，以提高其憎水性能，防止因雨雪的干濕和凍融對屋面造成的破壞。如此，形成了從上至下由抗?jié)B層——改性層——柔性層——找坡層——卵石層組成的屋面構(gòu)成體系。為了縮短夯打時間，特制阿嘎土夯實機也被引入進來。阿嘎土的改性成功，不僅為三大工程所普遍采用，也被推廣到西藏其他具有同樣問題的地方。科研人員還總結(jié)了一套便于日常保養(yǎng)的基本技術(shù)規(guī)程。當然，改性阿嘎土也有其不足之處，仍有待更長時間的檢驗。誠如張之平所言，和使用了幾百年的傳統(tǒng)阿嘎土相比，新材料改性阿嘎土只在露天的屋面使用，室內(nèi)依然使用傳統(tǒng)的阿嘎土，希望能用實踐來檢驗，提高抗災(zāi)能力。

壁畫保護——西藏寺院壁畫保護修復(fù)的科學(xué)范例

布達拉官、羅布林卡、薩迦寺的壁畫保護由目前國內(nèi)壁畫保護技術(shù)高超、經(jīng)驗最為豐富的敦煌研究院擔綱。三大寺廟中壁畫總面積約達7000平方米，可以說有墻就有壁畫，病害也十分普遍。敦煌研究院針對西藏壁畫的特征和氣候特點，從傳統(tǒng)修復(fù)材料的使用到新材料、新工藝的研發(fā)，經(jīng)歷了室內(nèi)實驗研究和現(xiàn)場可行性試驗兩個關(guān)鍵階段，研制特殊的配方，制定專門的技術(shù)方案，并通過對壁畫裂縫補隙、灌漿、鉚固、表面清污以及揭取、歸安等措施，有效地解決了壁畫保護修復(fù)中的難點問題，保護和修復(fù)壁畫5100多平方米，確保了文物古建筑的“延年益壽”。

西藏壁畫、墻體的制作材料和工藝完全不同于石窟寺壁畫，也有別于內(nèi)地寺院、殿堂的壁畫。經(jīng)過實地考察和現(xiàn)狀調(diào)查，三大寺院壁畫的主要病害是空鼓，約占病害壁畫的80％，其次是酥堿、起甲、煙熏，合計約占病害壁畫的20％。雖然敦煌研究院在多年的保護研究和實踐中，研制出了修復(fù)空鼓壁畫的灌漿材料和修復(fù)工藝，但因西藏壁畫制作材料、工藝及壁畫所處環(huán)境的不同，需要根據(jù)具體情況選用不同的灌漿材料和修復(fù)工藝。這也

是西藏壁畫修復(fù)面臨的挑戰(zhàn)性難題。因此敦煌研究院開展了專門針對三大寺廟壁畫保護修復(fù)的科學(xué)研究，通過室內(nèi)模擬實驗和現(xiàn)場修復(fù)試驗，篩選出了以PS為主劑，粉煤灰摻加適量當?shù)氐卣滩牧弦话⒏峦?分紅阿嘎和白阿嘎兩種)為填料，氟硅酸鈉為固化劑的無機灌漿材料，突破了西藏寺院空鼓壁畫的灌漿加固修復(fù)瓶頸。在對布達拉宮空鼓壁畫實施灌漿回貼加固過程中，他們采用美國韋林意威特(EverestVIT)工業(yè)內(nèi)窺鏡有限公司生產(chǎn)的XLPRO型內(nèi)窺鏡，探測壁畫空鼓部位的真實狀況，制定適宜灌漿回貼加固的工藝及方法；采用瑞典MALAGeoScience公司研發(fā)的高頻探地雷達實時檢測灌漿效果。這兩項新的檢測技術(shù)的成功應(yīng)用為本次壁畫保護修復(fù)起到了關(guān)鍵作用，也是過去壁畫修復(fù)中亟待解決而一直沒有解決的難題。這在我國壁畫文物保護修復(fù)史上還是首次。兩項新的檢測技術(shù)不但提高料壁畫修復(fù)的效果，同時也拓展了文物保護發(fā)展的空間，大大提高了壁畫修復(fù)的科學(xué)水平。

木材防腐——開創(chuàng)西藏古建維修進行系統(tǒng)防腐處理的先例

我國古建筑大都采用木結(jié)構(gòu)作為承重主體，而木材屬生物質(zhì)材料，主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，易發(fā)生木材腐朽和蟲蛀，嚴重的腐朽蟲蛀使木材變質(zhì)，強度喪失，對木結(jié)構(gòu)乃至建筑安全產(chǎn)生危害。

三大文物維修工程木材防腐項目主要包括：建筑木構(gòu)件防蟲防腐處理、木材干燥及含水率檢測、木材質(zhì)量把關(guān)、木材樹種選擇鑒定和力學(xué)性能檢測等7項工作。

木材防腐處理技術(shù)上采用了多種木材防腐防蟲劑。這些藥劑低毒高效，既能防護又能殺滅菌蟲；藥劑能固定在木材中，遇水不流失，持久性好；處理后的木材可油漆，強度基本不變。按常理，建筑木材腐朽了就要更換。而古建筑上的木材是文物。文物修繕是以保護為主，木材腐朽蟲害的檢測、鑒定，包括木構(gòu)架怎么進行修繕，不是很簡單地換掉，應(yīng)盡量地保持原材料，盡可能地減少干預(yù)。只有經(jīng)過專家鑒定，實在腐朽不能用的才可以換掉，勉強能用的都要保留。于是出現(xiàn)了新材和舊構(gòu)的處理問題。新材是經(jīng)過對西藏地區(qū)所有生長樹木的地方考察檢測，根據(jù)木材的密度、抗壓強度、抗彎強度、彈性模量、韌性、耐沖擊性等指標選擇的。新材和舊構(gòu)采取不同的防蟲防腐方法，對于備用的新材，采用加壓處理：將木材放入壓力罐中，通過施壓強迫藥液進人木材，達到規(guī)定的吸收量和注入深度；至于施工現(xiàn)場的需要修復(fù)的大量舊材，則采用浸泡、注射、噴淋、涂刷等方法，木材料的干燥也依情況不同采用自然干燥和強制兩種方法。這種采用多種藥劑和處理方法對不同木構(gòu)建進行處理的綜合性防腐處理技術(shù)，為西藏古建筑木材保護開創(chuàng)了先例。

到2007年，由中國林科院木材研究所負責(zé)的木材防腐處理量達6800立方米。木材防腐處理既可消除危害木材的菌蟲又可使木材增強防腐抗蟲性能，延長木材使用壽命，一般處理木材是未處理木材使用壽命的3～5倍。

低壓灌漿——既加固地壟又避免墻體大拆大卸

地壟加固是布達拉宮維修的重要內(nèi)容，設(shè)計采用低壓灌漿處理，是藏式建筑首次采用此種工藝。直接對松散的墻體進行灌漿，僅將個別的劈裂的石頭抽出來，既保障了布達拉宮結(jié)構(gòu)的安全，免除了對墻體的大拆大卸，做到了對文物的最少擾動，又確保了周邊已經(jīng)穩(wěn)定的不受干擾。灌漿加固有幾個要求，第一要把漿灌進去，保證一定的飽滿度。灌漿需要有一定的壓力，但是古建筑的灌漿壓力不能很大，否則將可能造成墻體脹塌。第二要有一定的強度，強度不是越高越好。古建筑的墻體有一定的均勻性，強度過高將產(chǎn)生不均勻性，如果發(fā)生地震還是有大問題。使用低壓灌漿的好處就是既能達到目標，又沒有太大壓力，保障了古建筑的安全。

就是這樣，在工程設(shè)計和施工技術(shù)人員的共同努力下，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的有力支撐使傳統(tǒng)工藝的生命力更加強勁。今天，圣潔的布達拉宮、羅布林卡、薩迦寺終于走出了病魔的陰霾，重新煥發(fā)出健康的神采。