石文化史
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乌苏里蝮
冯晖1张淮瑜2
钢结硬质合金(1成都建工集团，四川成都610000; 2四川大学艺术学院，四川成都610000)
摘要：本文以成都都江堰水利工程为例，以三大工程为重点，以竹笼、羊圈、杩槎中的石材使用为主 要例证，系统论述了石材在成都古代水利工程设计、施工和后期维护中的具体运用。
关键词：古代水利工程成都都江堰石材运用
战国时期秦国蜀郡太守李冰主持修建的都江堰水 利工程，位于成都平原西部的都江堰市，岷江河道 上。这项大型水利工程至今依旧在发挥巨大作用。这 项工程以无坝引水为特征，是世界水利文化的杰作。 都江堰和相邻的青城山被一并列入世界文化遗产名 录。这既是水利工程的杰出范例，同时也代表一种独 特
的艺术成就，一种创造性的天才杰作。除此之外， 都江堰还是世界灌溉工程遗产，为辉煌的巴蜀文明提 供独特的实物见证。
图1成都都江堰水利T：程工作原理
这项工程主要由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝
瓶口进水口三大部分和百丈堤、人字堤等附属工程构 成，科学地解决了江水自动分流、自动排沙和控制 进水流量等一系列难题。这一庞大的工程系统，担负 着四川盆地中西部地区1000余万亩农田的灌溉、成都 市企业和城市生活供水，以及防洪、发电、水产、 养殖、林果、旅游、环保等多项目标综合服务，其 灌区规模居全国第一。这一水利T .程设计科学、布局 合理，巧妙而充分地利用地势和水利资源，成功解决 了分水、引水、泄洪和排沙等水利技术问题，材料使 用和维护工程简单方便，成为千年不废的经典水利工 程。其中，对于石材广泛而科学地运用，是一项值得 研究的重要课题。
_、都江堰水利工程的基本工作原理
都江堰水利工程的核心主体由鱼嘴、宝瓶口、飞 沙堰三部分组成，见图1。这也是游客来此观光必到 之地。其中，鱼嘴是江心鱼嘴形建筑构成的分水堤， 它将岷江水分为内江与外江。位于弯道外侧的内江是 进人成都平原的河道。根据弯道动力学规律，江水在 平时大多流人内江，供给成都用水，而在丰水期，水 流大多流入外江，有效地避免了洪涝灾害。
宝瓶口是控制内江水进入量的人工开凿河口，由
人工在玉垒山的虎头岩上开凿而成的，宝瓶口是内江 进人成都平原的咽喉，能够调控水量，让多余江水通
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过，起到了二次分洪的作用。飞沙堰是泄洪排沙的通 道，位于鱼嘴尾部，与虎头岩相邻。由于宝瓶口制约 水流，江水在虎头岩附近中形成漩流，水中沙石在离 心力作用下被甩入飞沙堰。同时，在丰水期，当水面 高过飞沙堰时，多余江水可以经飞沙堰排人外江，起 到泄洪作用。都江堰无闸无坝，自动分水，是因势利 导利用自然规律，巧妙治水的智慧体现。这种利用自 然规律，系统性的治水思维是都江堰水利工程千年不 衰的根本原因。
二、都江堰三大重点水利工程的石材运用
都江堰位于岷江中上游，河道可取石材多为天然 卵石。河卵石取自经历过地壳运动后由古老河床隆 起而产生的砂石山中，经过流水搬运后失去了不规 则的棱角，卵石质地坚硬，有抗压耐磨的特性，河 卵石在都江堰工程所在地资源丰富，采集成本低。都 江堰在选址时主要考虑了当地的自然地形特征，因选 址位于河流中上游分界处，岷江上游携卷大量泥沙和 卵石而下，在都江堰工程点位天然卵石非常丰富，随 处可取，为施工和后期维修提供充足的建筑材料。鱼 嘴在建造中采用了竹笼卵石结构，“破竹成条，编制 成笼、圆约三尺、长短随人、数天以至、数丈不等、贮石其中、积累成堰堤，用以堵水，石即取之沿江，功费不大”。其中，竹笼的材料由官方种植统一提 供，卵石在就近河道取用。卵石在河流中经长距离运 动和流水冲击，棱角圆润，对竹笼的磨损程度较小。鱼嘴采用了竹笼卵石的结构，“笼石附岸，水不蚀土 而渠可坚久”。元代之前，鱼嘴一直采用这样的建造 方式。元代肃政廉访史吉当普试图改变了这一传统方 式，在鱼嘴放置一万六千斤重的铁龟，明代官员施千 祥放置了铁牛，但这些最终都被洪水冲走，治水效果 都不及石料。清代以后加固鱼嘴就没有使用铁质材 料，多用条石，在条石之间用铁锭互相固定，用桐 油、石灰和糯米汁嵌缝粘连，并用多层竹笼卵石进行 保护。民国时期，受西方建筑学和材料学影响，鱼嘴 的修筑技巧和材料有所变化，考虑了其各个部位不同的受力特征，灵活使用竹笼卵石、浆砌卵石、条石和 混凝土多种材料D
在1952年前，每年岁修都用竹笼在条石鱼嘴周 围，做成前后长40米的附鱼嘴对鱼嘴继续保护。后 来，增加木桩和干砌卵石。1961年将附鱼嘴改为混凝 土基础，浆砌大卵石护面。丨974年将鱼嘴位置略向西 移，增加钢筋混凝土护坦。总的来看，无论铁石治水 还是条石治水，工程无法一劳永逸，终
究会被洪水冲 毁。而按照李冰治水的古法，随毁随修、以柔克刚，却能够让都江堰水利工程经久不衰。
飞沙堰位于鱼嘴的后端，是自行溢出宝瓶口多余 的流水的泄洪道，也是利用离心力抛出上游泥石的排 沙道，其最初建造方式与鱼嘴其他部位相同，都是由 竹笼卵石堆积，现在则改用混凝土浇筑。如果堰顶高 度不能达到灌溉挡水的要求，就在顶部增加临时笼 石。汛期到来时，笼石被自然冲走，不影响泄洪排沙 的能力。石材运用非常巧妙。
气力提升机
宝瓶口是在玉垒山伸向岷江的长脊上人工开凿 的出水口，而开凿玉垒山后分离形成的石堆叫“离堆”，离堆在开凿宝瓶口以前，是玉垒山虎头岩的 一部分。在开凿宝瓶口时，李冰使用了烧石开山的方 法，先在岩面上点火燃烧，烧至岩石发红，再用江水 泼向岩石，在热胀冷缩的作用下，岩石崩裂疏松，再 对山体进行凿打。后因宝瓶口岩石长期遭水流冲刷 形成悬空洞穴，丨970年时在宝瓶口浇筑混凝土稳固岩 基。总体来看，三大主体工程部位石料的使用变化过 程，从取材于自然到使用天然材料与人工材料相结合 的多样化选材趋势，但石材始终是其主要和首选的建 筑建材。
三、都江堰传统维护工程
都江堰水利工程中的维护中，现在虽然采用了不 少新技术，但不少传统工程技术历经千年，目前依旧 在大规模使用，比如竹笼、干砌卵石、河方、羊圈、杩槎等。这些技术有几个重要特点：一是大多需
要本 地石材，需要量最大是卵石。通过就地取石，既降低
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费用，提高工效，同时可以疏淘河道。二是施工简 单，普通农民，几乎不用专业培训，就可以参加工程 施工。
竹笼在都江堰工程中使用历史最为悠久和最为广 泛，见图2。运用范围包括：一是护堤工程。在河岸 边放置竹笼，保护河岸，控制主槽水流；二是钉坝工 程，也叫支水3—般将其布置在河岸的凹部洪水顶冲 部位，支开水势和水路；三是笼坝工程。就是建立低 埂，起挡水和封堵缺口的作用；四是溢流坝工程。用 竹笼作为溢流坝使用，用于控制河道主流，分散水势 和水力；五是护基工程。用于洪水期间，防止洪流淘 刷河岸基脚。一般采用慈竹编成竹笼，里面装满鹅卵 石层层堆积。笼石砌堰，是把竹子剖成三四指宽的竹 蔑，编制成竹笼，长度从数尺到数丈不等。砌堰时根 据设计要求摆放好竹笼，里面装满卵石，层层堆垛而 成。笼石砌堰的优点在于：首先是就地取材，节省资 源与费用；其次是技术简单，如搭积木，人人皆可操 作；再次，竹笼工程多为半透水结构，受水压力容易 分散，故能避免大的破坏，即使遭到-定破坏，也易 于修复。
成都地区用笼石筑堤建堰的历史十分悠久，据 1985年成都方池街考古发现，早在东周时期，成都的 水利工程就是用卵石砌筑的。光绪年间，丁宝桢兴工 改笼石堰为巨石堰，费库银10余万两，但完工后仅几 个月，一场洪水将改建工程几乎全部冲毁。所以，直 到今天，都江堰堰堤工程及灌区渠道T：程，大多仍采 用水泥砂浆垒砌卵石的传统施工工艺。
干砌卵石工程是都江堰水利工程中另一项著名的 特工程技术。干砌卵石又叫石埂，此项技术具有防水流冲击，抗压耐磨性能较好，利于边坡稳定和地 下水流出，巧妙利用泥沙填堵防渗，工程造价低等优 势。一般的施工方法是：首先按照设计要求，由砌石 技工选择石质坚硬的长圆形卵石，边选边编号，分类 排队。然后，河道断流、排干明水、定位放样。第三 步是开挖基础，整理坡岸，铺填小石垫底。最后是安 砌卵石，要先砌埂脚、后砌埂面，从下往上施工。埂 面石要大头在里，垂直于坡面立钉，增加卵石的嵌入 深度和稳定性。
羊圈工程主要用于水流湍急的河段，保护河床底 部使用。羊圈四个角用圆木作为柱角，深埋于河底，每一边用横木与柱脚圆木连结成为框架，内填卵石，在顶部用大卵石或笼石压封，见图3。
图3羊圈工程示意图
都江堰采用的引水方式是无坝引水，无坝引水枢 纽是充分利用河流水文、河道地形和区域自然地理条 件，直接在河道上引水的水利T.程形式，具有工程规 模较小，就地取用建筑材料的特点，它使河流的
环境 功能、水运功能能够协调发展。无坝引水工程的技术 关键是渠首枢纽和渠系规划，而工程效益的发挥还与 管理关系重大。对于都江堰水利工程而言，石材的使 用在H常维护和管理中发挥非常重要的作用。天然石 材有着便于获取、便于处理、材料无污染、可循环的 优势，故历经千年依旧能够在其中发挥着重要作用。水利工程不能追求一劳永逸，要有年年勤修的心态。天然卵石可以从河道中年年轻松地获取，使用完毕后 投放回自然也无需拘心对环境的破坏，没有如混凝土
图2竹笼卵石示意图•60 •STONE 2021 N〇
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时材料容易定型而造成拆解不便的环境问题。地方石 材的巧妙使用，是顺势而变的都江堰智慧的形象体 现，有着其他人工建筑材料无法替代的重要地位。
四、杩槎与石材
杩槎亦作“杩杈”，是用来挡水的三脚形木架，见图4。应用时以多个排列成行，每个中设平台，台上置石块，在迎水面上增加横木及竖木，外侧用竹席 遮挡。杩槎可用作施工围堰，临时调节水量的拦河 堰，抢险堵口和护岸工程。杩槎的优点是易拆易建，木桩可重复使用，是一种造价低廉的临时性工程结 构。杩槎中的卵石是用来增加重量，起稳定作用的。一般选用直径为50cm的大卵石作为压仓石，而小卵石 作为黄泥围堰的骨料。
图4杩槎示意图
都江堰的河底易被上游冲刷下来的沙砾卵石充填 淤高，堰堤也常被洪水毁坏。因此，每年冬天必须对 外江、内江进行淘挖，并对堰堤进行整修，这就是 都江堰一年一度的“岁修”。“深淘滩”就是指每年 岁修时，河床淘沙要淘到一定深度，但是也不能淘得 过深，这样会导致宝瓶口进水量偏大，容易造成成都 平原涝灾。“低作堰”是指飞沙堰在修筑时，堰顶宜 低作，便于排洪排沙。切忌用高作堰的方式在枯水季 节增加宝瓶口的进水，那是一种急功近利的做法，在洪水季节会造成严重淤积，使工程逐渐废弃。
古时，每到冬季，人们便用杩槎筑成临时围堰，控制岷江水进入内江和外江的流量。杩槎围堰完成截 流和调水任务后，应有组织、有计划地拆除杩槎。拆除程序是：依次先拆碗篼、压盘木和盘杠，后拆
除撑 子或竹笼，接着砍断杩脑顶的绑绳，用大绳拉倒后随 水流漂走，可在下游组织打捞木料，以供次年再用。杩槎围堰采用全人工施工，拆除后对河床基本没有影 响，对周围环境也基本不会产生污染，且杩槎围堰就 地取材、施工方便、易于掌握。所以，能够长期在都 江堰岁修中发挥作用。
蚀刻标牌
清明放水节是都江堰地区的传统节日，以纪念率 众修建都江堰水利工程、造福成都平原的李冰父子。到了清明时节，内江灌溉区需水春灌，便在渠首举行 隆重仪式，撤除拦河杩槎，放水人灌渠。这个仪式就 叫“开水”。拆除杩槎，滚滚岷江水直入内江，灌溉 成都平原千里阔野。
五、 都江堰石刻水则
都江堰用刻划水则观测水位，目前能够到的正 式文献记载的是宋代的《宋史•河渠志》，内容为：“离堆之趾，旧石为水则，则盈一尺，至十而止，水 及六则，流始足用，过则从侍郎堰、减水河泄而归于 江”。宋代在三道崖石壁上刻有水则，每则一市尺，共十则。如果水位到了六则，流量就能满足灌溉。如果超过六则，多余的水就从飞沙堰、平水槽溢洪道排 到外江去。明代，将水则位置迁至宝瓶口的离堆。清代，离堆水则部分剥落，重新安装石质水则于宝 瓶口。1961年加固离堆、宝瓶口崖岸时，在清代水则 旁，制作混凝土水则。
六、 都江堰水文化石刻艺术
古人认为石刻的犀牛可镇压水怪。李冰曾经作石 犀五头以厌水精。2012年天府广场出土这五只石犀中 的一只，这只青砂石的犀牛体型巨大，重8.5t，作站 立状，头部厚重，躯干丰满，四肢粗壮，现存成都博 物馆。
《华阳国志》说：“作三石人，立于水中，与江 神约，水竭不至足，盛不没肩”。为了观测和控制内 江水量，李冰又组织雕刻了三个石桩人像，放于水 中，以枯水期水位不淹没足部，洪水期水位不超过肩
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部的标准来确定水位。伏龙观正殿右侧竖立的堰工石 像，是1975年1月在都江堰外闸下开挖护滩时发现的。石像宽衣重袖，持插而立，石像冠冕长衣，造形简 朴，形态持重，袖手合于胸前，面含微笑，两袖和衣 襟上各有浅刻题记一行。中行为：“故蜀郡李府君讳 冰”；左为“建宁元年闰月戊申朔二十五日都水橡尹 龙”；右为“尹龙长陈台造三神石人瑜水万世焉”。1975年加座竖立在伏龙观正殿中。左边是一尊残缺的 持锸人石像，头被损坏了，他腰间扎了一根短短的绶 带，手持铁伊，推断是李二郎塑像。
李冰还凿制了石马置于江心，以此作为每年最小 水量时淘滩的标准。岁修时深淘河道，淘滩深度以挖 到埋设在滩底的石马为准。明代改成在一定高程上埋 三根铁樁，乾隆时期为了淘挖时便于到铁樁，在凤 栖窝树立石标。1936年大修的时候，在凤栖窝处设置 铜标，与卧铁配套使用。止动环
岁修的原则是“深淘滩，低作堰”。后人把这六 字诀刻在内江东岸为纪念李冰父子而建的二王庙的石壁上。
二王庙观澜亭下，红墙石壁上镌刻着两则治水 《三字经》。一则为清代同治年间，灌县知县胡圻依
据历代都江堰治水经验编成的《三字经》，内容为：“六字传，千秋鉴。挖河心，堆堤岸。分四六，平潦 旱。水画符，铁桩见。笼编密，石装健。砌角嘴，安 羊圈。立湃阙，留漏罐。遵旧制，复古埝。”另一则 是清代光绪年间，成都府知文焕对原《三字经》作了 修改，重刻于二王庙石壁上。文为：“深掏滩，低作埝。六字旨，千秋鉴。挖河沙，堆堤岸。砌鱼嘴，安 羊圈。立湃阙，留漏罐。笼编密，石装健。分四六，平潦旱。水画符，铁桩见。岁勤修，预防患。遵旧 制，毋擅变。”其中，“笼编密”是指用竹子编笼的 笼眼要小，要牢固。“石装健”是指卵石要装填饱满 密实，提高稳定性和抗冲击能力。摇臂
(本文插图均为张淮瑜绘制）
参考文献
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南安市起重机械整治专题座谈会在南安石材协会会议室召开
为有效遏制起重机械事故的发生，确保南安市石材产业特 种设备安全形势稳定，1月13日下午，南安市起重机械整治专 题座谈会在南安石材协会（以下简称“协会”）会议室召开。有关监管部门领导以及起重机械生产、安装企业代表等参加 了会议。会上，与会代表围绕南安市石材产业起重机械安全监 督管理工作情况，以及如何加强石材产业起重机械安全管理等 方面展开讨论。根据市场监管部门的普
查调研资料，目前南安市石材产业尚存在大量的桥门式起重机械（包括电动单梁起重 机械在内）未经检验，属于无证使用。对此，市监管局领导指 出，石材产业起重机械生产、安装企业和使用企业一定要提高 安全意识，认真规范好作业行为，努力提高质量安全水平；市 监局要进一步加大对起重机械生产、安装企业的监督检査力 度，规范好市场，营造企业良好的发展环境，从而推动行业持 续健康发展。（本刊）
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