援助蒙古國科倫巴爾古塔保護(hù)工程紀(jì)實(shí)

2020-10-19 06:00:14中國文化遺產(chǎn)研究院北京100029

中國文化遺產(chǎn) 2020年5期

（中國文化遺產(chǎn)研究院北京 100029）

一、工程背景

援助蒙古國科倫巴爾古塔保護(hù)工程是繼1957年興仁寺和博格達(dá)汗宮維修工程，2006年博格達(dá)汗宮博物館門前區(qū)維修保護(hù)工程之后，中蒙兩國在文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域的又一次成功合作，也是國家文物局首個(gè)對(duì)外文物保護(hù)援助項(xiàng)目。

科倫巴爾古塔（Kherlenbars Tower）位于蒙古國東方省，距省會(huì)喬巴斯100多公里?？苽惏蜖柟懦鞘冀ㄓ?0世紀(jì)，城內(nèi)原有2座磚塔，其中1座五層塔毀于20世紀(jì)40年代；現(xiàn)存古塔位于城東，高約16.4米，為遼代磚木結(jié)構(gòu)塔（圖1）。

2014年6月10日，中國國家文物局與蒙古國文化體育旅游部在烏蘭巴托簽署《蒙古國文化體育旅游部與中華人民共和國國家文物局關(guān)于合作保護(hù)科倫巴爾古塔的備忘錄》。在備忘錄簽署之前，中蒙有關(guān)方面已就科倫巴爾古塔的維修保護(hù)進(jìn)行了充分的接觸與協(xié)商。

2014年1月6—12日，蒙古國文化體育旅游部代表團(tuán)訪華，商討中國文化遺產(chǎn)研究院與蒙古國文物保護(hù)中心合作進(jìn)行蒙古國東方省科倫巴爾塔搶救加固事宜。2月，合作雙方簽署《中國文化遺產(chǎn)研究院與蒙古國文物保護(hù)中心關(guān)于合作搶救科倫巴爾古塔的協(xié)議》，約定于2014-2016年實(shí)施古塔保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目。7—8月，中國文化遺產(chǎn)研究院組織技術(shù)人員赴科倫巴爾古塔現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，工作的主要內(nèi)容包括三維激光掃描數(shù)據(jù)采集、局部手工測(cè)繪、古塔殘損調(diào)查記錄、建筑材料取樣及施工條件調(diào)查等。10月開始設(shè)計(jì)方案的編制。2015年5月，蒙古國文化、教育與科技部批復(fù)設(shè)計(jì)方案。

科倫巴爾古塔保護(hù)工程帶有搶險(xiǎn)加固性質(zhì)，以排除險(xiǎn)情為首要目的，通過加固、修補(bǔ)等措施解除古塔存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。工程的指導(dǎo)思想是，秉持最小干預(yù)和可逆性保護(hù)原則，盡可能采用原有工藝和傳統(tǒng)材料，確保古塔的真實(shí)性和完整性（圖2）。

二、科倫巴爾古塔調(diào)查研究

（一）古塔形制調(diào)查與分析

1.塔基

古塔坐落于石質(zhì)基巖上，塔基四周露頭部分為基本平齊但略有坡度的巖石面，結(jié)合一層塔內(nèi)地面情況，可以初步推斷，塔基巖體是根據(jù)磚塔砌筑的大小需要進(jìn)行了鑿平，塔內(nèi)還保留著原巖體的斜度。

2.塔體結(jié)構(gòu)

古塔為八角七層塔，坐北朝南?，F(xiàn)存塔體高約16.39米，殘存木柱頂點(diǎn)高約17.14米。一層塔身每面長約3.6米，東西總面寬9.04米，南北總進(jìn)深8.92米，塔壁平均厚1.8米，內(nèi)部為不規(guī)則圓形。一層和二層塔壁基本垂直，從三層開始內(nèi)、外塔壁向內(nèi)逐層收分，頂層塔壁平均壁厚約1米。塔外壁沒有分層塔檐的痕跡。

圖1 科倫巴爾古塔位置示意圖（底圖來源：自然資源部網(wǎng)站標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)系統(tǒng)亞洲地圖1∶3530萬，審圖號(hào)：GS(2016)2938號(hào)）

3.門窗

古塔一層洞口部位基本看不到整齊的原外壁面，但二層洞口的下部很明顯是原來開洞的形狀。從現(xiàn)存跡象推斷，由于底層室內(nèi)是一個(gè)原始基巖的斜坡狀，且堆積有雜土，沒有明顯的使用痕跡，是否有門進(jìn)入不確定，也許底部是室內(nèi)地宮，二層以上可登臨（圖3）。

三層以上各層的開洞形式是按照高度和方向的轉(zhuǎn)換，每面一個(gè)瞭望窗。即按照順時(shí)針方向，從南側(cè)的三層洞口開始，在樓板以上開瞭望窗一孔，再轉(zhuǎn)一個(gè)面在上一個(gè)窗洞上面再開瞭望窗，以此類推?；臼敲繉尤骈_窗，環(huán)繞上去直至頂層。由此推測(cè)，這個(gè)塔主要是用于瞭望和登高觀察。在當(dāng)時(shí)戰(zhàn)爭頻繁的年代，其軍事用途非常明顯。瞭望窗結(jié)構(gòu)簡單、尺寸較小，寬約0.5米，高約0.3米，垂直洞壁面，上部用木板過梁。

4.塔內(nèi)木結(jié)構(gòu)

盡管古塔內(nèi)的木結(jié)構(gòu)殘毀嚴(yán)重，且隱藏于磚砌體內(nèi)部，但仍可從殘存部分推導(dǎo)出其構(gòu)造體系。

從現(xiàn)狀看，每層每面墻體內(nèi)都設(shè)置有木柱。底層內(nèi)墻有明顯的方形柱龕（砌筑留出的可安置木柱的凹槽），其作用是支撐上部二層木結(jié)構(gòu)的樓地板，木柱已全部缺失。二層以上各層支撐木樓板的木構(gòu)造都藏于墻身內(nèi)，由木柱、樓板梁和樓板組成。所有的木質(zhì)梁板都連接支撐在木柱上而不是直接搭接在磚砌體上，其工程做法應(yīng)該是木構(gòu)造與磚砌體同時(shí)建造安裝，一層結(jié)構(gòu)完成，鋪完木樓板后在其上部繼續(xù)砌筑上層塔身（圖4、5）。

從現(xiàn)存梁柱支撐樓板的結(jié)構(gòu)分析，塔身內(nèi)的樓板上應(yīng)該還有支撐的木柱，但由于各層樓板都已塌毀，無法找到室內(nèi)柱的痕跡。

塔的各層之間還應(yīng)建有木梯，且木梯的位置與窗洞的位置相關(guān)，便于瞭望。

除了支撐上部各層樓面的梁柱體系，在古塔一層檐子的部位，發(fā)現(xiàn)有挑出的木梁枋，其中有幾處類似于下垂的出挑斜構(gòu)件，因此推測(cè)一、二層極有可能建造有木結(jié)構(gòu)挑出的屋檐。屋檐部位殘毀嚴(yán)重，說明當(dāng)時(shí)該部位在失去屋面保護(hù)后受風(fēng)雨侵蝕較嚴(yán)重，形成凹槽。由于年代久遠(yuǎn)，外部暴露的屋面已損毀無存。

5.古塔建造材料

（1）青磚

古塔使用青灰色黏土磚。磚的燒造應(yīng)該就在古城附近，歷史上這里曾發(fā)現(xiàn)有燒造灰陶磚的窯址。磚的砌筑很不規(guī)范，且規(guī)格雜亂，用量較大的磚有五六種規(guī)格，色差較大。實(shí)驗(yàn)分析測(cè)定，青磚的開孔隙率達(dá)到了38.3%，飽水系數(shù)為0.853，說明青磚內(nèi)含有大量的開孔孔隙，當(dāng)磚體吸收水分或吸收鹽溶液后很容易導(dǎo)致整體風(fēng)化。高孔隙率是青磚易風(fēng)化的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。青磚抗壓強(qiáng)度，僅為5.25MPa，承載力不高。

（2）木材

木塊樣品委托福建農(nóng)林大學(xué)進(jìn)行樹種鑒定。

宏觀構(gòu)造：木材淺紅褐色，生長輪明顯，寬度不均勻，早材至晚材急變；木射線少至中，極細(xì)至甚細(xì)；徑切面上射線斑紋可見，橫切面上樹脂道分布在晚材帶內(nèi)，節(jié)子周圍可見大量松脂，結(jié)構(gòu)粗，不均勻。

顯微構(gòu)造：弦切面上木射線具單列和紡錘形兩類。紡錘射線具徑向樹脂道。徑切面上軸向管胞具緣紋孔1-2列，射線薄壁細(xì)胞與早材管胞交叉場(chǎng)紋孔式為窗格狀。射線管胞內(nèi)壁深鋸齒。

依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《中國主要木材名稱》[1]，以及《中國熱帶及亞熱帶木材》[2]《木材鑒定圖譜》[3]，推斷塔的使用木材屬于松科松屬馬尾松。

（3）砌筑灰漿

因古塔墻體磚規(guī)格不一，故砌筑灰漿灰縫厚薄不等，外觀比較粗糙。砌筑灰漿有白色和偏黃色兩種。

圖3 塔內(nèi)殘存的木梁架

圖4 窗洞口

圖5 頂層殘存的木梁與木柱

白色灰漿樣品在顯微鏡下觀察，可以看到顆粒較細(xì)，分布均勻。對(duì)灰漿的成分進(jìn)行X射線熒光分析和X射線衍射分析，由熒光結(jié)果可知，樣品主要元素為鈣和硅；XRD結(jié)果表明，樣品的物相為碳酸鈣和石英，推測(cè)灰漿應(yīng)由石灰加少量沙子制作，通過熒光結(jié)果計(jì)算二者的比例約為16：1。

黃色灰漿樣品在顯微鏡下觀察，可以看到顆粒較粗，分布不均勻。對(duì)灰漿的成分進(jìn)行X射線熒光分析和X射線衍射分析，由熒光結(jié)果可知，樣品主要元素為鈣、硅、鋁；XRD結(jié)果表明，樣品的物相為碳酸鈣、石英、鈣鈉長石、微斜長石。石英、鈣鈉長石、微斜長石均為常見的黏土礦物，故推測(cè)灰漿應(yīng)為白灰和黏土混合制作，二者的比例約為1：2。

6.砌體表面粉飾

塔體外表面為清水磚砌筑，局部可看到白色粉飾的痕跡，應(yīng)為契丹時(shí)期最普遍的白色刷飾。塔的內(nèi)表面也是清水磚砌筑，二層有部分彩色粉刷的印記，但不明顯。

（二）古塔保存狀況

古塔維修前殘損較為嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為塔體結(jié)構(gòu)損壞，二層入口及其下一層墻體塌落，形成空洞；2層至3層?xùn)|部墻體開裂、局部塌落；外墻磚不同程度脫落，表面風(fēng)化酥堿，外層抹灰普遍剝落；各層木樓板全部缺失，木梁大部分缺失，現(xiàn)存木構(gòu)件糟朽（圖6）。

（三）古塔殘損原因分析

古塔損壞的主要原因有：

1.年久失修。從現(xiàn)存情況推斷，該塔自建成后未進(jìn)行過系統(tǒng)或有規(guī)模的維修和保養(yǎng)。

2.風(fēng)雨雪侵蝕、凍融及震動(dòng)造成塔體不斷損壞。當(dāng)?shù)貧夂驎円箿夭畲?，特別是塔頂?shù)箽?、表皮磚脫落后，雨水浸泡及凍融作用會(huì)明顯增強(qiáng)，塔身的嚴(yán)重殘損部位均位于雨水容易浸泡的位置。

3.人為破壞。從現(xiàn)場(chǎng)情況推測(cè)，古塔曾遭受人為破壞，底層塔身有可能是盜掘引起的開洞，塔身內(nèi)部也有磚塊被人為撬走的跡象。

4.自身建造原因。塔身砌筑方式存在薄弱環(huán)節(jié)，陶土磚強(qiáng)度不一，用沙土泥漿砌筑不規(guī)則，且磚縫大小不一。

三、保護(hù)工程實(shí)施

（一）磚窯建造和青磚燒制

古塔維修需要大量青磚，由于蒙古現(xiàn)在無傳統(tǒng)青磚燒制廠，從中國國內(nèi)購買青磚運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)不僅經(jīng)費(fèi)支出大，而且從烏蘭巴托至現(xiàn)場(chǎng)路況差，個(gè)別地段大車無法通行，材料運(yùn)輸極為困難。經(jīng)前期初步勘察，當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)基本可以滿足青磚燒制要求，在古塔周圍有當(dāng)年的磚窯燒制遺址。

2015年6月下旬，項(xiàng)目組聘請(qǐng)山西萬榮縣北陽琉璃廠技術(shù)人員赴工程現(xiàn)場(chǎng)，指導(dǎo)磚窯建造工作。磚窯建造地點(diǎn)位于塔東南約1公里處，磚窯按傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)建造，內(nèi)壁直徑約3.5米，地下高3米，地上高2米，可一次性燒制青磚約10000塊。8月下旬青磚燒制完成，歷時(shí)25天，共燒制青磚8300塊（圖7）。

（二）古塔本體維修

2015年9月初開始塔體維修工作。第一步是墻體的補(bǔ)砌，首先從一層內(nèi)壁開始，然后補(bǔ)砌一層外檐磚檐，鋼筋錨固和修補(bǔ)工作同步進(jìn)行。在砌筑前，對(duì)砌筑材料（黃黏土和砂）挖取地點(diǎn)進(jìn)行篩選確定，并進(jìn)行了砌筑砂漿材料配比效果對(duì)比試驗(yàn)。9月下旬，完成一層內(nèi)壁的砌筑和一層磚檐約60%的砌筑工作。由于夜間氣溫已至零度以下，2015年度現(xiàn)場(chǎng)維修工作結(jié)束（圖8）。

2016年度維修工作從5月底開始。首先進(jìn)行塔散水墊層缺失塊石的鋪裝，隨后進(jìn)行一層外檐磚下堿補(bǔ)砌和二層以上部位外墻破損部位補(bǔ)砌，碳纖維加固塔身（圖9）、入口過梁制作安裝、室內(nèi)木梁加固（圖10）、外墻勾縫工作同步進(jìn)行，最后安裝頂蓋（圖11）。7月1日開始進(jìn)行一層板門制作安裝，修補(bǔ)內(nèi)壁局部破損墻體，安裝排水管，鋪裝夯實(shí)散水三合土面層等，至7月4日維修工程全部完成。