援助蒙古国科伦巴尔古塔保护工程纪实

2020-10-19中国文化遗产研究院北京100029

中国文化遗产 2020年5期

关键词：伦巴灰浆古塔

（中国文化遗产研究院北京 100029）

一、工程背景

援助蒙古国科伦巴尔古塔保护工程是继1957年兴仁寺和博格达汗宫维修工程，2006年博格达汗宫博物馆门前区维修保护工程之后，中蒙两国在文化遗产保护领域的又一次成功合作，也是国家文物局首个对外文物保护援助项目。

科伦巴尔古塔（Kherlenbars Tower）位于蒙古国东方省，距省会乔巴斯100多公里。科伦巴尔古城始建于10世纪，城内原有2座砖塔，其中1座五层塔毁于20世纪40年代；现存古塔位于城东，高约16.4米，为辽代砖木结构塔（图1）。

2014年6月10日，中国国家文物局与蒙古国文化体育旅游部在乌兰巴托签署《蒙古国文化体育旅游部与中华人民共和国国家文物局关于合作保护科伦巴尔古塔的备忘录》。在备忘录签署之前，中蒙有关方面已就科伦巴尔古塔的维修保护进行了充分的接触与协商。

2014年1月6—12日，蒙古国文化体育旅游部代表团访华，商讨中国文化遗产研究院与蒙古国文物保护中心合作进行蒙古国东方省科伦巴尔塔抢救加固事宜。2月，合作双方签署《中国文化遗产研究院与蒙古国文物保护中心关于合作抢救科伦巴尔古塔的协议》，约定于2014-2016年实施古塔保护修复项目。7—8月，中国文化遗产研究院组织技术人员赴科伦巴尔古塔现场进行勘察，工作的主要内容包括三维激光扫描数据采集、局部手工测绘、古塔残损调查记录、建筑材料取样及施工条件调查等。10月开始设计方案的编制。2015年5月，蒙古国文化、教育与科技部批复设计方案。

科伦巴尔古塔保护工程带有抢险加固性质，以排除险情为首要目的，通过加固、修补等措施解除古塔存在的安全风险。工程的指导思想是，秉持最小干预和可逆性保护原则，尽可能采用原有工艺和传统材料，确保古塔的真实性和完整性（图2）。

二、科伦巴尔古塔调查研究

（一）古塔形制调查与分析

1.塔基

古塔坐落于石质基岩上，塔基四周露头部分为基本平齐但略有坡度的岩石面，结合一层塔内地面情况，可以初步推断，塔基岩体是根据砖塔砌筑的大小需要进行了凿平，塔内还保留着原岩体的斜度。

2.塔体结构

古塔为八角七层塔，坐北朝南。现存塔体高约16.39米，残存木柱顶点高约17.14米。一层塔身每面长约3.6米，东西总面宽9.04米，南北总进深8.92米，塔壁平均厚1.8米，内部为不规则圆形。一层和二层塔壁基本垂直，从三层开始内、外塔壁向内逐层收分，顶层塔壁平均壁厚约1米。塔外壁没有分层塔檐的痕迹。

图1 科伦巴尔古塔位置示意图（底图来源：自然资源部网站标准地图服务系统亚洲地图1∶3530万，审图号：GS(2016)2938号）

3.门窗

古塔一层洞口部位基本看不到整齐的原外壁面，但二层洞口的下部很明显是原来开洞的形状。从现存迹象推断，由于底层室内是一个原始基岩的斜坡状，且堆积有杂土，没有明显的使用痕迹，是否有门进入不确定，也许底部是室内地宫，二层以上可登临（图3）。

三层以上各层的开洞形式是按照高度和方向的转换，每面一个瞭望窗。即按照顺时针方向，从南侧的三层洞口开始，在楼板以上开瞭望窗一孔，再转一个面在上一个窗洞上面再开瞭望窗，以此类推。基本是每层三面开窗，环绕上去直至顶层。由此推测，这个塔主要是用于瞭望和登高观察。在当时战争频繁的年代，其军事用途非常明显。瞭望窗结构简单、尺寸较小，宽约0.5米，高约0.3米，垂直洞壁面，上部用木板过梁。

4.塔内木结构

尽管古塔内的木结构残毁严重，且隐藏于砖砌体内部，但仍可从残存部分推导出其构造体系。

从现状看，每层每面墙体内都设置有木柱。底层内墙有明显的方形柱龛（砌筑留出的可安置木柱的凹槽），其作用是支撑上部二层木结构的楼地板，木柱已全部缺失。二层以上各层支撑木楼板的木构造都藏于墙身内，由木柱、楼板梁和楼板组成。所有的木质梁板都连接支撑在木柱上而不是直接搭接在砖砌体上，其工程做法应该是木构造与砖砌体同时建造安装，一层结构完成，铺完木楼板后在其上部继续砌筑上层塔身（图4、5）。

从现存梁柱支撑楼板的结构分析，塔身内的楼板上应该还有支撑的木柱，但由于各层楼板都已塌毁，无法找到室内柱的痕迹。

塔的各层之间还应建有木梯，且木梯的位置与窗洞的位置相关，便于瞭望。

除了支撑上部各层楼面的梁柱体系，在古塔一层檐子的部位，发现有挑出的木梁枋，其中有几处类似于下垂的出挑斜构件，因此推测一、二层极有可能建造有木结构挑出的屋檐。屋檐部位残毁严重，说明当时该部位在失去屋面保护后受风雨侵蚀较严重，形成凹槽。由于年代久远，外部暴露的屋面已损毁无存。

5.古塔建造材料

（1）青砖

古塔使用青灰色黏土砖。砖的烧造应该就在古城附近，历史上这里曾发现有烧造灰陶砖的窑址。砖的砌筑很不规范，且规格杂乱，用量较大的砖有五六种规格，色差较大。实验分析测定，青砖的开孔隙率达到了38.3%，饱水系数为0.853，说明青砖内含有大量的开孔孔隙，当砖体吸收水分或吸收盐溶液后很容易导致整体风化。高孔隙率是青砖易风化的结构基础。青砖抗压强度，仅为5.25MPa，承载力不高。

（2）木材

木块样品委托福建农林大学进行树种鉴定。

宏观构造：木材浅红褐色，生长轮明显，宽度不均匀，早材至晚材急变；木射线少至中，极细至甚细；径切面上射线斑纹可见，横切面上树脂道分布在晚材带内，节子周围可见大量松脂，结构粗，不均匀。

显微构造：弦切面上木射线具单列和纺锤形两类。纺锤射线具径向树脂道。径切面上轴向管胞具缘纹孔1-2列，射线薄壁细胞与早材管胞交叉场纹孔式为窗格状。射线管胞内壁深锯齿。

依据国家标准《中国主要木材名称》[1]，以及《中国热带及亚热带木材》[2]《木材鉴定图谱》[3]，推断塔的使用木材属于松科松属马尾松。

（3）砌筑灰浆

因古塔墙体砖规格不一，故砌筑灰浆灰缝厚薄不等，外观比较粗糙。砌筑灰浆有白色和偏黄色两种。

图3 塔内残存的木梁架

图4 窗洞口

图5 顶层残存的木梁与木柱

白色灰浆样品在显微镜下观察，可以看到颗粒较细，分布均匀。对灰浆的成分进行X射线荧光分析和X射线衍射分析，由荧光结果可知，样品主要元素为钙和硅；XRD结果表明，样品的物相为碳酸钙和石英，推测灰浆应由石灰加少量沙子制作，通过荧光结果计算二者的比例约为16：1。

黄色灰浆样品在显微镜下观察，可以看到颗粒较粗，分布不均匀。对灰浆的成分进行X射线荧光分析和X射线衍射分析，由荧光结果可知，样品主要元素为钙、硅、铝；XRD结果表明，样品的物相为碳酸钙、石英、钙钠长石、微斜长石。石英、钙钠长石、微斜长石均为常见的黏土矿物，故推测灰浆应为白灰和黏土混合制作，二者的比例约为1：2。

6.砌体表面粉饰

塔体外表面为清水砖砌筑，局部可看到白色粉饰的痕迹，应为契丹时期最普遍的白色刷饰。塔的内表面也是清水砖砌筑，二层有部分彩色粉刷的印记，但不明显。

（二）古塔保存状况

古塔维修前残损较为严重，主要表现为塔体结构损坏，二层入口及其下一层墙体塌落，形成空洞；2层至3层东部墙体开裂、局部塌落；外墙砖不同程度脱落，表面风化酥碱，外层抹灰普遍剥落；各层木楼板全部缺失，木梁大部分缺失，现存木构件糟朽（图6）。

（三）古塔残损原因分析

古塔损坏的主要原因有：

1.年久失修。从现存情况推断，该塔自建成后未进行过系统或有规模的维修和保养。

2.风雨雪侵蚀、冻融及震动造成塔体不断损坏。当地气候昼夜温差大，特别是塔顶倒毁、表皮砖脱落后，雨水浸泡及冻融作用会明显增强，塔身的严重残损部位均位于雨水容易浸泡的位置。

3.人为破坏。从现场情况推测，古塔曾遭受人为破坏，底层塔身有可能是盗掘引起的开洞，塔身内部也有砖块被人为撬走的迹象。

4.自身建造原因。塔身砌筑方式存在薄弱环节，陶土砖强度不一，用沙土泥浆砌筑不规则，且砖缝大小不一。

三、保护工程实施

（一）砖窑建造和青砖烧制

古塔维修需要大量青砖，由于蒙古现在无传统青砖烧制厂，从中国国内购买青砖运至现场不仅经费支出大，而且从乌兰巴托至现场路况差，个别地段大车无法通行，材料运输极为困难。经前期初步勘察，当地的土质基本可以满足青砖烧制要求，在古塔周围有当年的砖窑烧制遗址。

2015年6月下旬，项目组聘请山西万荣县北阳琉璃厂技术人员赴工程现场，指导砖窑建造工作。砖窑建造地点位于塔东南约1公里处，砖窑按传统结构建造，内壁直径约3.5米，地下高3米，地上高2米，可一次性烧制青砖约10000块。8月下旬青砖烧制完成，历时25天，共烧制青砖8300块（图7）。

（二）古塔本体维修

2015年9月初开始塔体维修工作。第一步是墙体的补砌，首先从一层内壁开始，然后补砌一层外檐砖檐，钢筋锚固和修补工作同步进行。在砌筑前，对砌筑材料（黄黏土和砂）挖取地点进行筛选确定，并进行了砌筑砂浆材料配比效果对比试验。9月下旬，完成一层内壁的砌筑和一层砖檐约60%的砌筑工作。由于夜间气温已至零度以下，2015年度现场维修工作结束（图8）。

2016年度维修工作从5月底开始。首先进行塔散水垫层缺失块石的铺装，随后进行一层外檐砖下碱补砌和二层以上部位外墙破损部位补砌，碳纤维加固塔身（图9）、入口过梁制作安装、室内木梁加固（图10）、外墙勾缝工作同步进行，最后安装顶盖（图11）。7月1日开始进行一层板门制作安装，修补内壁局部破损墙体，安装排水管，铺装夯实散水三合土面层等，至7月4日维修工程全部完成。