七年大修的含金量 西藏三大重点文物维修工程设计与施工管理

郭桂香　文　冰　

维修设计：不改变原状，各有侧重，先救命，后治病

设计关乎古建维修工程的全局。考虑西藏古建维修力量不足的情况，国家文物局委托国内技术力量最强的中国文化遗产研究院、河南省古代建筑研究所、河北省古代建筑研究所等分别承担三处古建筑的维修设计

由于自然、人为因素的破坏和年久失修，加之古建筑自身建筑材质存在的缺陷，西藏布达拉宫、罗布林卡、萨迦寺三处全国重点文物保护单位维修前普遍存在漏雨、局部坍塌、结构不稳定等诸多安全隐患和不同程度的险情。因此，本次保护维修工程的重点是解决古建筑的安全问题，其中最主要的是布达拉宫地垄(基础)的灌浆加固和红宫、白宫两大主体古建筑结构加固维修，罗布林卡几个大的宫殿和萨迦寺主殿的保护维修，同时为加强和抵御安全风险，对三处国保单位进行改造、升级和安装消防管道、火灾自动报警系统，电器和照明系统，主体建筑避雷系统和给排水系统等。另外对空鼓、开裂、起甲壁画进行维修复原，对糟朽、腐蚀、虫蛀的木构件进行更换，并对更换的新木构件进行防虫、防腐处理，增强使用寿命等。

这三处国保单位虽然都是典型的藏式建筑风格，但又各有自身的建筑与环境特点。因而，三家设计单位以尊重传统、尊重民族风格为前提，秉承“不改变文物原状”的原则，尽可能多地保存古建的历史原貌和建筑特点，尽可能多地保持其自身的真实性、完整性和修建的历史痕迹。同时，根据保护对象的不同特点在设计也各有所侧重。

布达拉宫：抓住“头”和“脚”

布达拉宫是建筑与山体浑然天成的艺术杰作，由许多单体建筑组合而成，单体建筑的平面大多呈矩形或方形，平面内部按井字形布置上下贯通的墙体。在墙体内部的空间里，用木梁柱组成纵横排架，梁上铺密椽，再夯筑阿嘎土楼面。楼层高度多为3米左右，大的殿堂层高约为6～12米。单体建筑形式均为厚墙平屋顶，结构形式为块石承重墙和木(梁柱)构架共同承重的混合结构。

二期维修前，布达拉宫石砌地垄墙体和建筑墙体普遍存在开裂、鼓闪，甚至局部坍塌；由于木结构位移、木构件挠曲、断裂，增加了部分建筑的整体变形，引起楼面、屋面下沉、开裂等；木材虫蛀、腐朽相当普遍，主要分布于建筑地垄的椽望及门窗过木上；部分轻质墙体(包括各类材料的墙体)开裂，墙面空鼓、脱落，边玛墙变形、松散和糟朽；阿嘎土屋面普遍残损严重：开裂、表面粗糙不平、凹陷变形和渗漏水；北部、西部上山坡道的边墙和护坡墙墙体渗水潮湿，墙基开裂、空臌，甚至局部坍塌。

2001年6月至8月，中国文物研究所(2007年更名中国文化遗产研究院)在前期勘查的基础上，对各维修项目逐一进行了现场详勘，遵循“先救命，后治病”的维修方针，完成了15个工程项目维修方案的初步设计。除此之外，还会同清华大学、北京建工学院联合编制了布达拉宫山下雪城保护规划和布达拉宫重点保护范围内的给水排水工程规划；会同加拿大凯莱斯公司进行了阿嘎土材性的分析化验，以及提高阿嘎土防水性能的室内和现场试验，并据此编制了阿嘎土屋面的保护维修方案。

地震和水是布达拉宫最大的危害，所以重点就是处理好“头”和“脚”。所谓“头”，就是屋顶，主要是解决屋面防水的问题。“脚”就是地垄，主要是解决地基的问题。由于布达拉宫阙台很高，下雨的时候，它的楼梯道也是主要的泄水道，经常有坍塌。

在布达拉宫雪城维修和拆除违章建筑、全面整治环境工作中，工程领导小组邀请了当地著名的史学家、学者、古建专家考证了雪城的历史，并从布达拉宫内的壁画中分别发现了八世和十三世达赖喇嘛时期不同的雪城风貌全景图，以这些作为参考依据，并按照经国家文物局批准的《雪城保护和环境整治规划》提出的原则要求，经过努力，基本上恢复了十三世达赖喇嘛时期(1933年)的风貌。

罗布林卡：防治“水”和“虫”

罗布林卡现占地40多万平方米，是一座融藏汉建筑风格为一体的大型宫殿园林建群。由于园林中存在大量水体和植被，罗布林卡成为三大工程里含氧量最高(能达到70％)、湿度最大、虫害最严重的一处。

西藏文物古建筑都是木土石结构，最大的危害其实是由于水的因素造成的。而且近年西藏雨水量不断加大，水的问题日益严重。同时罗布林卡木结构虫蛀腐朽情况也十分严重，除环境、木材材质及施工期木材含水率高等问题外，亟待解决的还有防虫、防腐药剂的种类、药效、耐久性及对木材材性的影响等问题。数据显示，在罗布林卡50个维修建筑中40个建筑的木构建存在虫蛀现象。

据罗布林卡项目设计负责人杜启明介绍，此次工程主要对罗布林卡格桑颇章区域、湖心宫区域、金色颇章区域、新宫区域、原噶厦办公区域和外围区域进行维修，对壁画进行修复，新建办公与服务用房、公厕，职工搬迁等。制定保护维修方案时，主要围绕墙体、木梁、阿嘎土和边玛墙四个方面观察其病害，然后对症下药。墙体问题主要通过加压灌浆进行加固；木梁问题主要通过在椽子和梁等关键部位进行加强，同时进行虫害的处理；通过增加防水层解决阿嘎土漏雨问题，同时保留传统的打阿嘎土过程；通过在边玛墙旁的隐蔽处加钢架的办法来延缓墙体的歪斜。

由于罗布林卡水害和虫害更为突出，设计时对园林中的水系区分情况进行规划。正在使用的水系，设计强调对它们进行重点维修；而废弃的水系均属历史上的沟渠，设计规定清理后进行现状展示。对于植物病虫害的防治，则邀请林业专家做出详细的诊断并制定具体防治措施。

萨迦寺：重点修缮，整体现状加固，局部修复

萨迦寺是西藏著名教派之一——萨迦派的第一座寺院，因其在祖国统一过程中的重要意义和大面积的珍贵壁画等文物而倍受珍视。主体工程维修项目包括主殿维修和城墙、角楼、敌楼维修加固和修复羊马墙及壁画保护维修，同时也填补了消防排水等公众设施上的空白。由于所处的地理位置平均海拔高达4280米，萨迦寺成为三大工程中海拔最高的地方。除了1948年当时的地方政府对西南角进行维修后，一直未进行较大规模的维修保护，屋顶大面积裂缝、脱落，承重木构件糟朽、断裂，建筑墙体开裂、渗漏，壁画酥减、空鼓……2001年6～8月，承担萨迦寺(南寺)文物保护工程方案勘察设计任务的河北省古代建筑研究所，组织专业人员克服高原空气稀薄、干燥带来的种种困难，对萨迦寺(南寺)在全面勘测、分析、评估的基础上，制订整体维修设计方案。项目设计负责人刘智敏介绍，工程重点修缮拉康钦莫大殿、东北角楼、西南角楼、

三层僧舍、东城墙北段、西城墙南段、北城墙、南城墙东段、整个城墙墙顶及女儿墙和地面、城墙马道。维修的主要内容为建筑屋顶、结构墙体、屋地面排水系统、本体木构加固、壁画防护措施等。

另外，在设计团队中，还有清华大学建筑学院和敦煌研究院。清华大学建筑学院副院长吕舟领衔完成了布达拉宫雪城的保护规划设计；时任敦煌研究院副院长的保护专家李最雄博士率领精兵强将承担了三大工程所有的壁画保护设计。

施工管理：传统工艺与现

代科技交融

文物保护维修工程首先是勘察设计，而要实现设计目标，确保工程的质量，施工则是关键。三大维修工程的对象不仅是古建筑，同时也是具有浓厚的藏族特点、寄托藏族人民精神信仰古建筑。因而，它的保护维修除了要遵循“不改变文物原状”等文物保护原则，在维修中坚持原形制、原结构、原材料和原工艺外，还要尊重民族传统、尊重民族风格。文物保护不排斥科学技术，三大工程也是如此，传统工艺和现代科技在维修工程中水乳交融、交相辉映。

联营体——内地技术与本地工艺优势互补，传统工艺和现代技术取长补短

为了保质保量完成维修任务，工程管理办根据实际情况，通过招标邀请拥有先进维修理念和良好维修资质的内地古建维修公司参与，同时也依靠西藏本地的能工巧匠，实行内地技术与当地传统工艺相结合的方式。内地古建维修公司拥有丰富的管理经验，维修手段先进；而在施工技巧上，本地工匠有明显的优势。二者结合起来，取长补短，形成强强联手。

西藏三大工程办常务副主任、西藏自治区建设厅厅长陈锦说，正是通过这种联营体方式，维修中实现了优势互补。内地技术人员将他们先进的维修理念应用到了工程中，而在一些复杂的施工中，本地的能工巧匠大显身手，很好地完成了一些设计方担心的高难度工艺。本次维修中难度最大的布达拉宫五世达赖喇嘛灵塔殿的维修项目就是如此。五世达赖喇嘛灵塔殿是布达拉宫内最神圣、文物价值最高的殿堂之一，然而，体量宏大的灵塔殿险情四伏，结构梁架已经弯曲、变形，拔榫严重，一旦坍塌损失无法估量。对它如何维修，不仅紧扣广大信教群众的心弦，社会各界也倍加关注，工程领导小组和工程技术人员更是十分担心。鉴于此，他们邀请了藏族知名古建专家和民族、宗教界人士，采取现场考察、召开座谈会等形式广泛征求意见，达成共识后，采用传统工艺与现代技术相结合的办法，在尽可能保留原有构件基础上，经专家现场勘察，确定采用复合梁的方式，即：增加一道新梁与原有旧梁复合作为承重梁，提高承载能力。项目施工由经验丰富的藏式木结构专家索朗亲自操刀。索朗说，这是他终生难忘的一件事。他们对新梁采取了传统的烟熏方式，新粱与旧梁之间通过高强度的玻璃纤维有机地结合，这样，既可使新加的负荷梁不致于在短期内失效，同时也不影响观瞻，达到了“修旧如旧”的维修目标，受到社会各界的好评。

改性阿嘎土——殿宇屋顶不再逢雨就漏

阿嘎土屋面是非常传统的藏式建筑做法，也是当地一个“最高级”的做法，相当于内地的琉璃瓦。它的打制，工艺要求极其严格。阿嘎土打磨好了，就像水磨石一样，非常漂亮。但它毕竟是土，在高原强烈的紫外线照射下，还是会开裂。因此，传统阿嘎土有一个天然的弱点，就是怕水。由于气候环境的变化，西藏的降雨量逐年增加，于是出现了“年年打阿嘎年年漏”的现象，结果屋面越打越厚，最厚的地方已与女儿墙平齐，导致建筑木构荷载加大而变形、开裂，形成恶性循环。工程师张之平解释说。

为了根治这个问题，又不改变藏族阿嘎土屋面的传统形制，研究阿嘎土、改良阿嘎土性能理所当然地被提了出来。在设计过程中，中国文化遗产研究院联台北京凯莱斯建筑技术有限公司，从原料开始，对阿嘎土进行了定性研究。工程师曲雁介绍，阿嘎土是一种不饱和性石灰，经检测，它由钙、硅、铁等13种元素组成，其中主要由中粒碳酸盐矿物组成，含钙量在30％～40％，具有一定的黏结性，西藏选择阿嘎土作为屋面材料是符合科学道理的。经过对西藏八、九个地方阿嘎土的检测分析，山南地区的阿嘎土因性能最优被确定为三大工程改性阿嘎土的原料。他们以“提高适当的强度、具备足够的抗裂性、符合标准的防水性能和相互匹配的亲和性”为原则，在不改变传统的前提下，增加一些提高强度、抗紫外线的材料和防水剂，改进阿嘎土的性能。经过多年反复的实验，他们研制出了使阿嘎土成分重新排列、提高物理化学性能的无机水硬性复合材料；增设一道由阿嘎土、防水剂、耐碱玻纤组成的柔性防水层，使屋面形成刚柔相济的复合防水体系。屋面表层仍使用传统的阿嘎土，但涂刷上无色抗渗剂，以提高其憎水性能，防止因雨雪的干湿和冻融对屋面造成的破坏。如此，形成了从上至下由抗渗层——改性层——柔性层——找坡层——卵石层组成的屋面构成体系。为了缩短夯打时间，特制阿嘎土夯实机也被引入进来。阿嘎土的改性成功，不仅为三大工程所普遍采用，也被推广到西藏其他具有同样问题的地方。科研人员还总结了一套便于日常保养的基本技术规程。当然，改性阿嘎土也有其不足之处，仍有待更长时间的检验。诚如张之平所言，和使用了几百年的传统阿嘎土相比，新材料改性阿嘎土只在露天的屋面使用，室内依然使用传统的阿嘎土，希望能用实践来检验，提高抗灾能力。

壁画保护——西藏寺院壁画保护修复的科学范例

布达拉官、罗布林卡、萨迦寺的壁画保护由目前国内壁画保护技术高超、经验最为丰富的敦煌研究院担纲。三大寺庙中壁画总面积约达7000平方米，可以说有墙就有壁画，病害也十分普遍。敦煌研究院针对西藏壁画的特征和气候特点，从传统修复材料的使用到新材料、新工艺的研发，经历了室内实验研究和现场可行性试验两个关键阶段，研制特殊的配方，制定专门的技术方案，并通过对壁画裂缝补隙、灌浆、铆固、表面清污以及揭取、归安等措施，有效地解决了壁画保护修复中的难点问题，保护和修复壁画5100多平方米，确保了文物古建筑的“延年益寿”。

西藏壁画、墙体的制作材料和工艺完全不同于石窟寺壁画，也有别于内地寺院、殿堂的壁画。经过实地考察和现状调查，三大寺院壁画的主要病害是空鼓，约占病害壁画的80％，其次是酥碱、起甲、烟熏，合计约占病害壁画的20％。虽然敦煌研究院在多年的保护研究和实践中，研制出了修复空鼓壁画的灌浆材料和修复工艺，但因西藏壁画制作材料、工艺及壁画所处环境的不同，需要根据具体情况选用不同的灌浆材料和修复工艺。这也

是西藏壁画修复面临的挑战性难题。因此敦煌研究院开展了专门针对三大寺庙壁画保护修复的科学研究，通过室内模拟实验和现场修复试验，筛选出了以PS为主剂，粉煤灰掺加适量当地地仗材料一阿嘎土(分红阿嘎和白阿嘎两种)为填料，氟硅酸钠为固化剂的无机灌浆材料，突破了西藏寺院空鼓壁画的灌浆加固修复瓶颈。在对布达拉宫空鼓壁画实施灌浆回贴加固过程中，他们采用美国韦林意威特(EverestVIT)工业内窥镜有限公司生产的XLPRO型内窥镜，探测壁画空鼓部位的真实状况，制定适宜灌浆回贴加固的工艺及方法；采用瑞典MALAGeoScience公司研发的高频探地雷达实时检测灌浆效果。这两项新的检测技术的成功应用为本次壁画保护修复起到了关键作用，也是过去壁画修复中亟待解决而一直没有解决的难题。这在我国壁画文物保护修复史上还是首次。两项新的检测技术不但提高料壁画修复的效果，同时也拓展了文物保护发展的空间，大大提高了壁画修复的科学水平。

木材防腐——开创西藏古建维修进行系统防腐处理的先例

我国古建筑大都采用木结构作为承重主体，而木材属生物质材料，主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，易发生木材腐朽和虫蛀，严重的腐朽虫蛀使木材变质，强度丧失，对木结构乃至建筑安全产生危害。

三大文物维修工程木材防腐项目主要包括：建筑木构件防虫防腐处理、木材干燥及含水率检测、木材质量把关、木材树种选择鉴定和力学性能检测等7项工作。

木材防腐处理技术上采用了多种木材防腐防虫剂。这些药剂低毒高效，既能防护又能杀灭菌虫；药剂能固定在木材中，遇水不流失，持久性好；处理后的木材可油漆，强度基本不变。按常理，建筑木材腐朽了就要更换。而古建筑上的木材是文物。文物修缮是以保护为主，木材腐朽虫害的检测、鉴定，包括木构架怎么进行修缮，不是很简单地换掉，应尽量地保持原材料，尽可能地减少干预。只有经过专家鉴定，实在腐朽不能用的才可以换掉，勉强能用的都要保留。于是出现了新材和旧构的处理问题。新材是经过对西藏地区所有生长树木的地方考察检测，根据木材的密度、抗压强度、抗弯强度、弹性模量、韧性、耐冲击性等指标选择的。新材和旧构采取不同的防虫防腐方法，对于备用的新材，采用加压处理：将木材放入压力罐中，通过施压强迫药液进人木材，达到规定的吸收量和注入深度；至于施工现场的需要修复的大量旧材，则采用浸泡、注射、喷淋、涂刷等方法，木材料的干燥也依情况不同采用自然干燥和强制两种方法。这种采用多种药剂和处理方法对不同木构建进行处理的综合性防腐处理技术，为西藏古建筑木材保护开创了先例。

到2007年，由中国林科院木材研究所负责的木材防腐处理量达6800立方米。木材防腐处理既可消除危害木材的菌虫又可使木材增强防腐抗虫性能，延长木材使用寿命，一般处理木材是未处理木材使用寿命的3～5倍。

低压灌浆——既加固地垄又避免墙体大拆大卸

地垄加固是布达拉宫维修的重要内容，设计采用低压灌浆处理，是藏式建筑首次采用此种工艺。直接对松散的墙体进行灌浆，仅将个别的劈裂的石头抽出来，既保障了布达拉宫结构的安全，免除了对墙体的大拆大卸，做到了对文物的最少扰动，又确保了周边已经稳定的不受干扰。灌浆加固有几个要求，第一要把浆灌进去，保证一定的饱满度。灌浆需要有一定的压力，但是古建筑的灌浆压力不能很大，否则将可能造成墙体胀塌。第二要有一定的强度，强度不是越高越好。古建筑的墙体有一定的均匀性，强度过高将产生不均匀性，如果发生地震还是有大问题。使用低压灌浆的好处就是既能达到目标，又没有太大压力，保障了古建筑的安全。

就是这样，在工程设计和施工技术人员的共同努力下，现代科学技术的有力支撑使传统工艺的生命力更加强劲。今天，圣洁的布达拉宫、罗布林卡、萨迦寺终于走出了病魔的阴霾，重新焕发出健康的神采。