身边的世界,世界在身边。第144,元代水闸遗址一
上海元代水闸遗址博物馆位于普陀区志丹路、延长西路交界处,是迄今为止中国最大的元代水利工程遗址,也是国内已考古发掘出的规模最大、做工最好、保存最完整的元代水闸。
博物馆的外型就是元代水闸,从空中俯视据说是银锭形
2001年5月,在此地修建新的住宅区,叫“志丹苑”。建设工地施工过程中,一台打桩机的钢钻可能是碰到地下硬物,无法继续钻下去,把钢钻提起来。一般来说钻头里带上来的都是泥土,最多有些碎石,而这次钻头里带上来是石板、木板和木梁,显然都是人造物,于是上报文物部门。
对这些提起物,大致能判断是干什么的,家里装修时铺木地板或者大理石地暖,也是这些配件和顺序,下面龙骨、中间木板、上面石板。专业人员来了以后,可以判断是什么年代的,大概是什么性质的建筑,当然最后还是要经过考古挖掘,确定这是元代的一座大型水闸遗址。
左边是钻头,与我们常见的小型钻头显然不同,右边依次是木梁、木板和石板,石板上正好有铁锭榫
示意图
按照博物馆前言介绍,水闸埋藏于地表以下7~12米,面积1500平方米。如果面积再大几倍,这个房产项目可能危险了。
前言也介绍说:“它是宋代《营造法式》总结之后的官式工程在长江三角洲特殊地貌环境下,水利工程又有很大发展的实例。”
《营造法式》是北宋徽宗年代,将作监李诫编修的一部建筑设计、施工的规范书,相当于今天的国家标准,主要是为了杜防贪污盗窃,至于是否有效,看看今天的现实就知道了。
《营造法式》卷三,卷輂水窗条:
造卷輂水窗之制,用长三尺、广二尺、厚六寸石造,随渠河之广。如单眼卷輂,自下两壁开掘至硬地,各用地钉(木橛也)打筑入地(留出𨰭卯)。上铺衬石方三路,用碎砖瓦打筑空处,令与衬石方平。
卷輂水窗:古代控制水流的开关闸门。今天的卷闸门,可能就是从这个术语来的,但輂字没几个人认识,就省略了。
“长三尺、广二尺、厚六寸石”是标准化的条石,一直到清雍正年间修筑华亭海塘时,还是用这个规格的条石。
水闸挡墙、铺地石,都是一样规格的条石
华亭海塘的条石
龙华寺大雄宝殿前的台阶石,亦能看出标准化条石的印迹
“随渠河之广”,是按照水渠或者河流的宽度而定。这儿并没有给出一个比例,比如这座水闸的闸门(也叫金门)宽度为6.8米,当时吴淞江在下游的宽度为1里,应该在400~500米之间,河宽:闸门宽为60~70:1。这是如何计算的?是让工程设计人员在现场决定?
遗址博物馆以及相关介绍没有提及闸门的遗存,以及提升闸门石的技术和设备。当时没有足够有力的起重机械,这大概是制约闸门宽度的重要因素。
可以看到立柱内侧的槽口,闸石从槽口上下启闭,可惜没发掘到闸石
“单眼卷輂”,就是单孔闸门。以当时的工程能力,应该大多数都是单孔水闸。
1960年修筑的茅东闸,位于高淳县下坝镇,是三孔水闸,每个闸门宽度都不大。
“自下两壁开掘至硬地。”也就是说,选好闸址后,需要将两边的河流截断,将施工段的河水排干,再沿着河岸开掘到硬地。显然这对勘探是有要求的,不然挖下去很深还是软地,工程量就太巨大了。古代确实出现过很多次,因选址不当,整个工程报废的。
“各用地钉打筑入地。”今天建高楼也要打地桩,楼越高地桩的深度越大,摩天大楼的地桩一般要打到岩石层。元代还没有动力把地钉打得那么深,就以密度来弥补。
作地钉的木料,有编号,类似今天的产品序列号,有些地钉上留有八思巴文
地钉的密度极高,所用木材的质地也好,历经700多年,依然完好。可以想象,仅此一项的支出就巨大,能够保质保量地把这些地钉运用到施工现场,组织者的能力很强。给每根地钉编号,应该是其中的一项措施,《营造法式》没有给出这么具体的措施来。
需要这么高的地钉密度,说明当时吴淞江下游段的土质还是非常稀松的,基本上就是靠地钉来加固地面的强度了。
打地钉的工具是木夯或者石夯,相信工作量巨大。
木夯遗物
石夯遗物
“上铺衬石方三路,用碎砖瓦打筑空处,令与衬石方平。”北宋首都在开封,其政治文化中心位于黄河中游,对于南方长江流域的河道状况不很了解,李诫在此处的工程要求显然不够精细。
吴淞江下游河道主要就是淤泥,如果在衬石方中留出缝隙,淤泥很快就会填满缝隙,热胀冷缩之下,衬石方马上就会报废。所以此处水闸的衬石方修筑得严丝密缝,700多年出土后,依然是一个完整的工程系统。这是对《营造法式》的改进。
地钉上为有卯孔的木梁,上面为企口搭合的衬石枋,最上面是铁锭榫嵌合的石板
下面为“铺衬石方三路”的步骤: