兴安灵渠大、小天平坝腰铁考证

姚镭 何磊 方智 蒲晓东 杨莹

摘要：笔者通过对腰铁工艺的兴起和发展历史的探究，并结合对灵渠大、小天平坝进行考古调查时观察了解到的地层堆积状况以及历代灵渠兴修扩建的文献记录，经过综合分析，初步了解了明清时期修缮灵渠的技术特点，确定灵渠大、小天平坝上采集的腰铁锭的年代问题以及施工工艺，有助于深化学界对灵渠的石材修建技术特点、广西和西南地区古建筑和水利工程技术发展史以及灵渠稳固、沟通西南边陲的历史作用的研究，对灵渠的人文、历史、科研价值进行了更深层次的挖掘。

关键词：腰铁；灵渠；小天平坝；大天平坝

腰铁，亦称铁锭，又别名燕尾、束腰铁锭、头勾，本地人又称“铁码子”，是“铁锭扣”工艺的连接构件即古代石板、石条的连接构件，被广泛应用于古代桥梁、拦河石坝、水闸及古城墙等，是古代石材建筑中重要的连接材料。

铁质构件的使用对于中国古代的桥梁、水利工程等建筑由木质结构向石质结构的转变起了很大的推动作用，特别是腰铁工艺技术的出现和应用，推进了古代建筑领域对石料的多方面利用，为建造石桥、水利工程提供了物质条件。考古资料显示，最早腰铁工艺的应用能追溯到隋朝年间（595—605年）建造的河北赵县赵州桥，距今已有1500余年历史。唐代张嘉贞在《石桥铭序》中记载道：“赵郡洨河石桥，隋匠李春之迹也。制造奇特，人不知其所以为。试观乎用石之妙，楞平砧，斗方版，促郁缄，穹隆崇，豁然无楹，吁！可怪也！又详乎叉插骈坒，磨砻致密，甃百象一。仍糊灰璺，腰纤铁。蹙两涯，嵌四穴，盖以杀怒水之荡突，虽怀山而固护焉。非夫深智远虑，莫能创是。”[1]这里描述的是赵州桥拱石间以腰铁固定，再用油灰涂抹、填充腰铁槽缝，为传统的锔钉连固和灰璺之法。

对腰铁工艺使用有明确记录的文献最早出现在宋代，据洛河的天津桥的文献记载：“甃巨石为脚，高数丈，锐其前以疏水势，石纵缝以铁鼓络之，其制甚固。”[2]这里的“铁鼓”即腰铁。自宋代开始，特别是明清时期，腰铁成为我国古代石质建筑，特别是城墙、桥梁和水利建筑中普遍采用的连接方式。较为著名的有宋代泉州的万安桥（即洛阳桥）、金代北京卢沟桥、明代万历十年（1582年）河北永年县弘济桥、西安明城墙和潼关古城等。其中西安明代的沣桥最为典型，石柱沿河流顺流方向靠拢并列，以腰铁箍牢，极大地增强了桥梁抵御洪水冲击的能力。

文献记载：腰铁施工时“例在对缝处用铁锭，转角处用铁销，横接处用铁锔，均凿眼安稳以资联络，又有过山鸟备砌转角之用，旧锔片铁片备塞裹石缝之用”[3]。生铁锭用于“两石接缝处所，必须凿槽安扣铁锭，俾两石交相扣接，块块联络，不致被水冲揭”[4]。腰铁的稳固措施主要是用铺灰坐浆法，分铁活式和灌浆式两种。连接石材主要有三种方式：（1）扒钉或铁锔式，主要是用于连接修复破损的石材，虽然用料较少，但是施工工艺较为复杂，应用不多。（2）腰铁式，以腰铁锭来连接石材，这种方式操作较为容易，应用面广。施工时先将石材边缘凿出榫槽，再到现场拼接定位，早期工艺是将铁水灌入榫槽，铁水自然凝固后形成铸铁构件将石材牢牢锁住，这种方式要求现场设置熔炉，速度要快且高温铁水在灌入榫槽时容易引起石材局部剧烈升温，造成榫槽损坏，返工率较高；后期则是由冶炼坊按照统一榫槽的尺寸，以模具铸造统一规格的腰铁铸锭，然后在施工现场由工匠将腰铁嵌入石材榫槽固定。（3）拉扯式，以铁条扎捆或纹拉固定，用于连接石料与其他非石材料[5]。

灵渠，开凿于秦始皇二十八年至三十三年（公元前219—214年），初名秦凿井，又名湘桂运河，为秦代三大水利工程之一，穿行于著名的湘桂走廊，其将发源于都庞岭山系的湘江与发源于越城岭山系的漓江连接起来，沟通了长江流域与珠江流域。秦代开凿灵渠之后，历代记载的大修、扩建有37次，灵渠扩建由大、小天平坝，铧嘴，南、北两渠，秦堤，泄水天平，陡门，堰坝，古桥，水涵及其上的附属建筑物、附属设施等部分构成，成为一个集交通运输、农田灌溉为一体的综合水利工程。明清时期，为了解决铧嘴、夯土天平坝及河渠因连年雨季汛期和突发洪水浸泡和反复冲刷而多次损坏的问题，砖、石等建筑材料开始普及并被广泛应用于建筑领域。灵渠在明清之际依旧发挥了运输兵员、粮草等军事物资的重要作用，乃“是渠当南服往来喉舌之地，田畴之灌溉，舟楫之通塞系焉”[6]，仍然是维护岭南、西南边疆地区稳定的重要军事、交通设施。这一时期灵渠在维修，维护，加固堤、坝、渠时，大量使用了砖、石等建筑材料。文献记载，明清时期中央为平定广西地方叛乱、匪患，疏导交通等，多次“发公帑，市采石”，花费大量的人力、物力、财力及技术力量兴修、以砖石结构技术扩建灵渠，所谓“堤不以石，则无以禦横流。木不以坚，则无以支永久”[1]。所修堤坝“其工匠精致，渠岸坚深，较之前代，相去万万”，力求“以历永久”。

2022年6月，灵渠湘江段水势暴涨，灵渠大、小天平壩本体局部出现不同程度的冲塌损毁，小天平东北端一处溢流面鱼鳞石坝体被冲出13.5 m×5.4 m的缺口，大天平东南段靠近铧嘴一侧局部坝顶料石被冲垮掀翻。为配合灵渠保护及修复工作，在兴安县文物保护中心的大力支持下，广西壮族自治区文物保护与考古研究所于2023年1月组织相关力量对灵渠大、小天平坝进行考古调查，探明了目前灵渠大、小天平坝的地层堆积存在人为层层叠石和松木桩及青石密砌堆积的现象，与文献记载中乾隆十九年（1754年）所描述的“鱼鳞石十道，并天平石下堤畸零处，基则尽钉松椿，上均用青石密砌”以及光绪十一年（1885年）广西护理扶院李秉衡修浚灵渠后，与“其大小天平，叠石如鱼鳞形，匀排密布，衔接处胶以灰泥，外复缘以巨石”的样貌相符，证明目前灵渠大、小天平所保留的坝体大部为清代乾隆年间和光绪年间所修。同时，工作人员于大天平坝南端临水一处坝顶的楔形槽中，采集到腰铁1件，楔形槽长26 cm、宽15 cm、深7 cm；腰铁长24 cm、宽14.5 cm、厚4 cm，重7.5 kg，呈扁平束腰状，素面，未见任何纹饰和铭文，楔形槽底部还发现填抹桐油、灰璺即白矾水或石灰防锈的痕迹，收集到桐油、灰璺标本一小标签袋，确定中国古代石桥、水坝等建筑中广泛应用的铁锭连固和灰璺连接法，这样可以增强坝顶水平铺砌的稳定性，使其不易因上游洪水冲刷或漂浮物砂卵石层的冲撞而错位变形。

有关灵渠修缮历代的记载中，修缮过程的描述浩如烟海，但是对于灵渠上使用腰铁工艺的记载仅于清代康熙五十三年（1714年）和乾隆十九年（1754年）修通灵渠河道的文献中有所提及。康熙年间的陈元龙在《重修灵渠石堤陡门碑记》中提及“审察旧堤，皆寻丈巨石灌铁甃成”。由此表明，在康熙五十三年（1714年）陈元龙修缮灵渠之前，灵渠各巨石料的连接是以铁水灌入榫槽的方式，然而其修缮灵渠时并未记载是否使用腰铁工艺、腰铁工艺如何，只是记载：“掘地七八尺，用大木排椿，上以大石合缝砌之，灌以灰浆，堤更固矣。”[6]乾隆年间的梁奇通修通灵渠河道时则明确记载腰铁铁锭的使用：“两石相接之处，悉以生铁锭钤锢，设城堤二道，以青石连环结合。”[6]综上所述并结合灵渠多次修缮的记录判断，灵渠大、小天平坝腰铁连接工艺的使用应伴随着明清时期制砖、制石业在广西地区迅猛发展，砖、石材料开始普及应用于建筑领域而出现，应用的时间上限应早于清康熙。由于相关文献并未有记录，具体时间不详，可能为明代。最先开始使用的是“皆寻丈巨石灌铁甃成”，以铁水灌入榫槽的方式施工。使用腰铁铁锭连接方式则出现较晚，结合文献记载中上推断所发现的腰铁锭年代上限最早不会超过康熙五十三年（1714年），下限最晚至清乾隆十九年（1754年）。

目前，灵渠大、小天平坝是整个广西唯一一处发现有腰铁遗迹和使用记录的古建工程和古代水利工程，研究其腰鐵工艺的产生、使用和演变过程有助于认识中原地区先进的建筑、水利工艺在广西和西南地区的传播过程和历史年代问题。其次，为广西和西南地区石材古建筑、古代水利建筑发展史研究提供重要的年代考证依据，为相关断代研究提供重要的年代考古标尺。最后，将铁水灌入榫槽固定以及“两石相接之处，悉以生铁锭钤锢”，提高了施工效率和施工精度，见证了水利工程标准化施工在广西的传播和推广 。历代中央政府对灵渠相当重视，花费大量的人力、物力、财力和技术力量，对灵渠进行修葺和扩建。灵渠作为稳固西南边陲、沟通西南交通的重要设施具有宝贵的人文、历史、科研价值。

作者简介

姚镭，男，广西贵港人，馆员，硕士研究生，研究方向为新石器时代考古。

何磊，男，山西晋中人，副研究馆员，研究方向为新石器时代考古。方智，男，广西钦州人，馆员，硕士研究生，研究方向为文物研究利用。

蒲晓东，男，湖南永州人，副研究馆员，硕士，研究方向为新石器时代考古、史前岩画，地方史。

杨莹，女，广西贵港人，助理馆员，研究方向为商周考古学。

注释

[1]吴静波.《赵州大石桥铭》碑之我见[J].文物春秋，2006（1）：55-56.

[2]朱更翎.《宋史·河渠志》与《金史·河渠志》[J].中国水利，1986（4）：44.

[3]李三谋.《河工器具图说》考释[J].农业考古，2002（1）：218-221.

[4]章晉墀，王喬年.河工要義[M].北京：文海出版社，1970.

[5]刘大可.中国古建筑瓦石营法[M].北京：中国建筑工业出版，1993.

[6]唐兆民.灵渠文献粹编[M].北京：中华书局出版，1982.