复原铁榫石卯之术

○薛润峰

隋朝时铁器制造设备及工艺没有那么发达，预制铁榫比较困难。通过实地勘察、查阅资料，及与赵州桥科技馆的工作人员交流，我们认为：在石头上开卯槽，再浇铁水铸榫的方法比较可行。这种方法可以让榫卯结合得很紧密。

为了深入研究，我们香河县第一中学组建了铁榫石卯研究小团队，开始了研究之“旅”。

护坡石“复原”实验

我们首先选择金门闸遗址护坡石为研究对象，进行了一个相对简单的实验。

金门闸遗址是全国重点文物保护单位，位于香河县红庙村南（现土门楼泄洪闸南侧）。我曾多次去金门闸遗址，仔细观察护坡石——其石与石的连接方式也是石卯铁榫。残存的护坡石上的石卯清晰可见，但铁榫由于锈蚀等原因残存不多。

金门闸护坡石长、宽均为300 毫米，厚50 毫米。其上的卯为倒梯形，上底30 毫米、下底50 毫米、高40 毫米。

金门闸护坡石连接复原

为了验证浇铸造榫的可能性，我们首先按照原护坡石尺寸制作了PVC 模具，然后利用该模具制作出水泥护坡石。最后，以环氧树脂代替铁水灌注。实验结果比较理想，连接得很紧密。

拱石“复原”实验

金门闸的护坡石较薄，卯槽较浅，又是上下方向，浇注自然简单。赵州桥的拱石比较厚，石头就位后，有些卯槽是水平方向，如果是浇铸造榫，如何把铁水注入卯槽中呢？如果能解决这个问题，卯槽就可以开得更深，铁榫甚至可以贯通，连接就更牢固。

经过苦思冥想，受铝饼铛制作工艺的启发，我们设想：可以在拱石上方预留浇注槽口，向下开浇注槽与卯槽连接，经浇注槽将铁水注入石卯，铁水冷凝形成铁榫，进而将两块拱石牢牢连接起来。这样，铁榫深入石头内部，而不像腰铁那样只在两端进入较短的距离。铁榫在石头内部，受腐蚀的程度就轻，也不容易松动脱落或是被盗走。

设想产生之后，需要验证。

赵州桥拱石榫卯连接模型

我们按照我们的推测制作了赵州桥拱石模型。每块拱石规格为：上长200 毫米、下长193.3 毫米、厚约150 毫米。利用9 片厚16.8 毫米的PVC 板粘接。卯槽结构为倒梯形，上底20 毫米、下底33.3毫米、高26.7 毫米。卯槽上方开浇注口，向下开出浇注槽，在浇注槽与卯槽相交的部位，再沿与卯面垂直的方向向石块内部开出一道横向导气槽（如下图），以便在浇注时排出产生的气体。

模型建好之后，我们进行了浇注实验：以环氧树脂代替铁水灌注。实验结果：浇注、连接效果良好。

我们的设想和实验研究可能比较稚嫩，但对于打开思维的大门也有积极的意义。通过这次实践研究，我们对科学探索有了更深的体悟，创新、动手、合作能力得到了很好的锻炼，对中华文明仰之更高，爱之更切。

编者注：本文中的造榫方法只是作者及其所在团队的推理性研究，未经权威人士评定，也不代表本刊观点。