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再固若金汤的城墙，也禁不住岁月的蚕食消磨。近日种种“老年病”缠身的故宫城墙，终于迎来了自新中国成立以来的最彻底大修。
当年明太祖朱元璋打天下的时候，有一条著名政策：广积粮、筑高墙、缓称王。
其中“筑高墙”这条，被其第四子、大明第三位皇帝朱棣，完美地在自己的皇宫执行了。
故宫周长3公里的城墙异常敦实，高近10米，底宽8.6米，顶宽6.7米，据说至少可容四马并驰，成百上千的卫兵四面奔走。其外还挖了一条宽52米、深6米的护城河环绕拱卫。
城墙内部也是下足了功夫。地基用石灰与黄土按比例搅拌成混合土夯实，中间再用黏合力非常强的灰浆泼浇三次。墙体中为夯土，内外侧均为“横七竖八”15层特制城砖结构，外墙面磨砖对缝，整齐光滑。
由于地基基础做法好，灰浆黏合力强等原因，故宫的城墙经历了600余年、多次地震，都没有出现大面积坍塌，仍能巍然屹立。
然而，再固若金汤的城墙，也禁不住岁月的蚕食消磨。近日种种“老年病”缠身的故宫城墙，终于迎来了自新中国成立以来的最彻底大修。
九大隐患
如今故宫西河沿一线，自西华门北侧“第一历史档案馆”以北的233米城墙，被维修部门称之为“K0 330_K0 563段”，已经搭建了脚手架和裹上红色防护网，戴着黄色安全帽的工程人员正忙着测量砖石尺寸。
“目前还没有大规模的施工工地。因为城墙大修有很多泥水活，一上凍容易影响工程质量，只能等到开春以后才开展。”故宫博物院宣传科杨勍女士告诉《新民周刊》记者。
在11月26日召开的“城墙第一期修缮工程正式启动”新闻发布会上，故宫博物院院长单霁翔介绍了前期勘查的情况。他们发现城墙存在九大隐患，严重影响了城墙安全，其中最主要的有：面层砖的酥碱、风化、离鼓，且离鼓区域存在相对鼓胀情况，最大鼓胀量可达20厘米；侧墙上存在多条垂直裂缝，侧墙上部多处砌体因灰浆流失而松散、缺失；城墙地面沿中线发育有贯穿裂缝；城墙地面塌陷、夯土流失，城墙地面和侧面有草木或藤本植物。
这次启动维修的233米城墙正属于“老年病”最严重的区域，单霁翔认为如遇暴雨将有局部坍塌的可能，修缮工作刻不容缓。
该怎么修缮？故宫古建部的专家赵鹏给出了一份现代科技与传统工艺相结合的框架：“在为城墙‘诊疗’时，会以探地雷达手段为主，辅以多种手段验证城墙内部的情况。例如使用地震波层析成像测试，能够对城墙砖、夯土、灰浆进行物理力学性质、矿物成分、水理性质、抗风化性能的调查。之后进行人力钎探，可以验证探测结果。
“‘治病’时也会对症下药，针对城墙地面，会全面勘察、测量、回填地面凹陷处的夯土空洞，并对地面整体揭墁，全面重做防水，更换破损严重的地面、垫层砖。
“城墙内侧的墙面，也会先全面勘察，采用摄影测量和网格化表达方式记录砖材尺寸。拆砌面层砖断裂鼓闪严重部分，按原尺寸添配新砖，对七处离鼓最严重的位置，采取整体性砌筑方法恢复结构安全；挖补风化残损严重的砌砖，并铲除植被，杀灭根系。
“至于堞墙、宇墙部分，也会拆砌变形严重部位，挖补局部面破损严重的地方，把宇墙墙帽整体重砌，并按原尺寸添配瓦件。”
“我们这次修的是西城墙。请王鹏来介绍方案，是因为他有东边城墙的勘查设计经验。具体的工艺用料还不好说，因为这是一个研究性修缮保护项目，要边开展、边分析、边出方案。所以现在只能做一些前期工作，比如勘查发现墙有空鼓，预先制定一些修缮设计。由古建部来负责工程前期的勘查设计，工程管理处负责具体施工。”杨勍表示。
“紫禁城上有临清”
故宫城墙修缮，与故宫修文物的宗旨一脉相承，都是“整旧如旧”。其中替代用砖是关键之处。
“我们前期探查发现，城墙上有各个历史时间的堆叠存在，所以我们也会根据这些历史遗存，试验制作最合适的替代城砖。”王鹏介绍说。
这种城砖就是中国古建中特有的青砖，其中又以“临清贡砖”名声最劲。
改革开放以后，山东临清博物馆年轻的馆长有一次参观北京故宫，发现地面铺的青砖上似乎有戳印，仔细端详后发现，青砖的一侧刻着“嘉靖三十三年临清造”的字样。他大为惊异，回去以后就向老馆长请教，由此揭开了一段尘封的历史。老馆长告诉他：何止故宫，整个北京皇城，从城墙到钟鼓楼、文庙、天坛、地坛等等，大部分用的都是临清贡砖。
根据《天工开物》的记载：“若皇居所用砖，其大者厂在临清。”
故宫一位知情者告诉记者，故宫所需城砖，多来自京杭大运河两岸土质较好的地区。山东临清一带，由于水土精良，所制之砖细腻坚硬，便成为了主要的制砖地区，“朝廷岁征城砖百万”。砖制好后，一块块用黄裱纸封好。按当时的规定，官船过临清码头到京城，必须捎带临清贡砖40块，民船、商船则捎带20块，均为义务摊派。到通州的张家湾码头后，再从陆路装车转运到京师。至今在坊间还流传着这样的古谚：“临清的贡砖，北京的城，紫禁城上有临清。”
中国那么大，“临清贡砖”能独占鳌头，有其得天独厚之处。
临清的土十分特别。由于地处黄河冲击平原，每次黄河泛滥时，总会留下一层细沙土，覆盖在当地的黏性土壤上，久而久之，就形成了一种特有的沙和土层层相叠：一层红、一层白、一层黄的泥土，像莲瓣一样均匀清晰，当地人称之为“莲花土”。这种土沙黏适宜，细腻无杂质，烧成的砖“击之有声、断之无孔，坚硬茁实、不碱不蚀”。现在砖的硬度一般是70号，而当时的临清贡砖基本上都在100号以上。国家文物所曾经用回弹仪对临清舍利宝塔上的临清古砖进行测试，硬度竟然能达到200号，比一般的石头还要坚硬。 故宫的工作小组经过分析测试，又跑到砖材生产厂家取回了制砖所用的黏土、水、燃料的样品进行检测，最终发现，返碱的主要原因，应该是出在青砖的原料和烧制工艺上，其中河北某厂青砖的返碱现象最为严重。
冯厂长坦言，他们家的砖也不能完全杜绝返碱，哪怕是故宫的老砖也都会有轻微泛霜。那他是怎么控制返碱程度的？这是砖厂的商业机密，但冯厂长还是透露了一二：“需要多种工艺控制，不断改进。比如泥料，当年取的土配比完之后不能直接用，要实行反复的冻融、风吹日晒，每年都得翻多少遍，把土性散发出去，三年后才能用。如果功夫下得不够，肯定要泛霜。”
据记者了解，故宫西城墙（K0 330_K0 563段）的修缮工程已经有了中标结果，供应商为“北京市文物古建工程公司”，成交金额约为943.5万元，工期为283日。那么西城墙的青砖会采用哪家的？冯厂长告诉记者，现在还未定下来。“故宫这次需要8万块青砖，还在招标中。要等他们测量分析完，确定需要哪种青砖，给出具体要求，我们再打好样品，之后才能评审用哪家。”
灰浆的秘密
城墙是砖与砌的艺术，但如何“砌”，一度也是谜团重重。
故宫大修的城墙，学名为“干摆墙”。建筑行业常称为“磨砖对缝”作法， 一般用于古建筑中重要的墙体上。即在垒砌墙时，每层先把经初步砍磨好的青砖砖块，按位置预先摆放一次，检查对缝是否严密，棱角是否方正平直， 及时磨平修整。确定无误后垒起并按稀稠次序，从墙体内侧加灌白灰浆。这种工艺从外表看砖缝密接不露灰浆，故称“干摆”。
这种能最大程度保证干摆城墙历久弥坚的灰浆到底是什么？
在此之前，虽然正史不载，野史无记，明修南京城墙却流传着一个“朱元璋用糯米汁筑城”的说法。还有传说称，古代修筑西安城墙时，也是以石灰为主要成分，再添加糯米浆汁混合粘连。
2005年，谜团解开。当时西安市文物部门对西安含光门城墙进行改造建设，破拆局部城墙墙体。拆下的城砖灰缝层，比现代水泥混凝灰浆还坚实，斧凿刀砍都刮削不干净。为了深入了解这种神秘灰浆到底是什么，掌握古代筑城的工艺技术，他们特意把没受污染的纯净灰块，交给了科研部门做鉴定，证实的确含有糯米成分。研究人员认为，糯米含100%的支链淀粉，其分支点不容易切断；石灰的化学成分则是氢氧化钙，吸收二氧化碳时间长了，就形成了坚硬的碳酸钙，两者“强强联合”所以很结实。现代研究还表明，古人在石灰中加入糯米浆，还具有类似生物矿化过程中的有机模板作用，有利于强度的提高和黏结力的维持。
虽然灰浆的秘密已经揭开，但故宫的研究人员并没有选择躺在前人的经验上。
早在2010年之前，为了能有效防治故宫古建墙体返碱、空鼓、风化等病害，故宫博物院古建部、科技部相关工作人员联合了北京一工科贸中心、中国科学院化学研究所，针对干摆墙灌装材料开展了课题研究。
他们依然以古建传统材料糯米浆、桐油为主料，在其中加入了不同类型的聚合物乳液或聚合物水溶液，通过抗压强度实验、耐水性实验、黏结强度试验、浆料流动性测试，最终研制出了一种糯米浆加现代高分子材料的“复合灌浆浆料”。
实际施工现场条件肯定比实验室环境更为复杂。为了验证这种浆料到底靠不靠谱，研究人员在故宫午门城墙进行了实地灌浆试验，发现砖面会起泡，又针对这一现象，在配方中加了专用消泡剂，终于获得了理想的效果。故宫当时参与研究的人员称，这种新型的灌浆料，后来在故宫午门城墙、神武门城台修缮工程中进行了应用，经过几年来的监测，特别是经历了几次大到暴雨的冲刷，都未出现浆液流失、墙体返碱等病害。
其实从替代用砖到改革灰浆，这才僅仅是治疗故宫城墙“九大病症”的开始。里面的每一步，都要历经反复的测量、分析、实验、改进，耗费无数心血。他们想以研究为核心，以项目为实践，探索一条符合故宫博物院实际的文物建筑保护的科学机制。院长单霁翔因此称：“与其他修缮项目不同，此次城墙治病被定为研究性保护项目，不设严格竣工时间。”
当年明太祖朱元璋打天下的时候，有一条著名政策：广积粮、筑高墙、缓称王。
其中“筑高墙”这条，被其第四子、大明第三位皇帝朱棣，完美地在自己的皇宫执行了。
故宫周长3公里的城墙异常敦实，高近10米，底宽8.6米，顶宽6.7米，据说至少可容四马并驰，成百上千的卫兵四面奔走。其外还挖了一条宽52米、深6米的护城河环绕拱卫。
城墙内部也是下足了功夫。地基用石灰与黄土按比例搅拌成混合土夯实，中间再用黏合力非常强的灰浆泼浇三次。墙体中为夯土，内外侧均为“横七竖八”15层特制城砖结构，外墙面磨砖对缝，整齐光滑。
由于地基基础做法好，灰浆黏合力强等原因，故宫的城墙经历了600余年、多次地震，都没有出现大面积坍塌，仍能巍然屹立。
然而，再固若金汤的城墙，也禁不住岁月的蚕食消磨。近日种种“老年病”缠身的故宫城墙，终于迎来了自新中国成立以来的最彻底大修。
九大隐患
如今故宫西河沿一线，自西华门北侧“第一历史档案馆”以北的233米城墙，被维修部门称之为“K0 330_K0 563段”，已经搭建了脚手架和裹上红色防护网，戴着黄色安全帽的工程人员正忙着测量砖石尺寸。
“目前还没有大规模的施工工地。因为城墙大修有很多泥水活，一上凍容易影响工程质量，只能等到开春以后才开展。”故宫博物院宣传科杨勍女士告诉《新民周刊》记者。
在11月26日召开的“城墙第一期修缮工程正式启动”新闻发布会上，故宫博物院院长单霁翔介绍了前期勘查的情况。他们发现城墙存在九大隐患，严重影响了城墙安全，其中最主要的有：面层砖的酥碱、风化、离鼓，且离鼓区域存在相对鼓胀情况，最大鼓胀量可达20厘米；侧墙上存在多条垂直裂缝，侧墙上部多处砌体因灰浆流失而松散、缺失；城墙地面沿中线发育有贯穿裂缝；城墙地面塌陷、夯土流失，城墙地面和侧面有草木或藤本植物。
这次启动维修的233米城墙正属于“老年病”最严重的区域，单霁翔认为如遇暴雨将有局部坍塌的可能，修缮工作刻不容缓。
该怎么修缮？故宫古建部的专家赵鹏给出了一份现代科技与传统工艺相结合的框架：“在为城墙‘诊疗’时，会以探地雷达手段为主，辅以多种手段验证城墙内部的情况。例如使用地震波层析成像测试，能够对城墙砖、夯土、灰浆进行物理力学性质、矿物成分、水理性质、抗风化性能的调查。之后进行人力钎探，可以验证探测结果。
“‘治病’时也会对症下药，针对城墙地面，会全面勘察、测量、回填地面凹陷处的夯土空洞，并对地面整体揭墁，全面重做防水，更换破损严重的地面、垫层砖。
“城墙内侧的墙面，也会先全面勘察，采用摄影测量和网格化表达方式记录砖材尺寸。拆砌面层砖断裂鼓闪严重部分，按原尺寸添配新砖，对七处离鼓最严重的位置，采取整体性砌筑方法恢复结构安全；挖补风化残损严重的砌砖，并铲除植被，杀灭根系。
“至于堞墙、宇墙部分，也会拆砌变形严重部位，挖补局部面破损严重的地方，把宇墙墙帽整体重砌，并按原尺寸添配瓦件。”
“我们这次修的是西城墙。请王鹏来介绍方案，是因为他有东边城墙的勘查设计经验。具体的工艺用料还不好说，因为这是一个研究性修缮保护项目，要边开展、边分析、边出方案。所以现在只能做一些前期工作，比如勘查发现墙有空鼓，预先制定一些修缮设计。由古建部来负责工程前期的勘查设计，工程管理处负责具体施工。”杨勍表示。
“紫禁城上有临清”
故宫城墙修缮，与故宫修文物的宗旨一脉相承，都是“整旧如旧”。其中替代用砖是关键之处。
“我们前期探查发现，城墙上有各个历史时间的堆叠存在，所以我们也会根据这些历史遗存，试验制作最合适的替代城砖。”王鹏介绍说。
这种城砖就是中国古建中特有的青砖，其中又以“临清贡砖”名声最劲。
改革开放以后，山东临清博物馆年轻的馆长有一次参观北京故宫，发现地面铺的青砖上似乎有戳印，仔细端详后发现，青砖的一侧刻着“嘉靖三十三年临清造”的字样。他大为惊异，回去以后就向老馆长请教，由此揭开了一段尘封的历史。老馆长告诉他：何止故宫，整个北京皇城，从城墙到钟鼓楼、文庙、天坛、地坛等等，大部分用的都是临清贡砖。
根据《天工开物》的记载：“若皇居所用砖，其大者厂在临清。”
故宫一位知情者告诉记者，故宫所需城砖，多来自京杭大运河两岸土质较好的地区。山东临清一带，由于水土精良，所制之砖细腻坚硬，便成为了主要的制砖地区，“朝廷岁征城砖百万”。砖制好后，一块块用黄裱纸封好。按当时的规定，官船过临清码头到京城，必须捎带临清贡砖40块，民船、商船则捎带20块，均为义务摊派。到通州的张家湾码头后，再从陆路装车转运到京师。至今在坊间还流传着这样的古谚：“临清的贡砖，北京的城，紫禁城上有临清。”
中国那么大，“临清贡砖”能独占鳌头，有其得天独厚之处。
临清的土十分特别。由于地处黄河冲击平原，每次黄河泛滥时，总会留下一层细沙土，覆盖在当地的黏性土壤上，久而久之，就形成了一种特有的沙和土层层相叠：一层红、一层白、一层黄的泥土，像莲瓣一样均匀清晰，当地人称之为“莲花土”。这种土沙黏适宜，细腻无杂质，烧成的砖“击之有声、断之无孔，坚硬茁实、不碱不蚀”。现在砖的硬度一般是70号，而当时的临清贡砖基本上都在100号以上。国家文物所曾经用回弹仪对临清舍利宝塔上的临清古砖进行测试，硬度竟然能达到200号，比一般的石头还要坚硬。 故宫的工作小组经过分析测试，又跑到砖材生产厂家取回了制砖所用的黏土、水、燃料的样品进行检测，最终发现，返碱的主要原因，应该是出在青砖的原料和烧制工艺上，其中河北某厂青砖的返碱现象最为严重。
冯厂长坦言，他们家的砖也不能完全杜绝返碱，哪怕是故宫的老砖也都会有轻微泛霜。那他是怎么控制返碱程度的？这是砖厂的商业机密，但冯厂长还是透露了一二：“需要多种工艺控制，不断改进。比如泥料，当年取的土配比完之后不能直接用，要实行反复的冻融、风吹日晒，每年都得翻多少遍，把土性散发出去，三年后才能用。如果功夫下得不够，肯定要泛霜。”
据记者了解，故宫西城墙（K0 330_K0 563段）的修缮工程已经有了中标结果，供应商为“北京市文物古建工程公司”，成交金额约为943.5万元，工期为283日。那么西城墙的青砖会采用哪家的？冯厂长告诉记者，现在还未定下来。“故宫这次需要8万块青砖，还在招标中。要等他们测量分析完，确定需要哪种青砖，给出具体要求，我们再打好样品，之后才能评审用哪家。”
灰浆的秘密
城墙是砖与砌的艺术，但如何“砌”，一度也是谜团重重。
故宫大修的城墙，学名为“干摆墙”。建筑行业常称为“磨砖对缝”作法， 一般用于古建筑中重要的墙体上。即在垒砌墙时，每层先把经初步砍磨好的青砖砖块，按位置预先摆放一次，检查对缝是否严密，棱角是否方正平直， 及时磨平修整。确定无误后垒起并按稀稠次序，从墙体内侧加灌白灰浆。这种工艺从外表看砖缝密接不露灰浆，故称“干摆”。
这种能最大程度保证干摆城墙历久弥坚的灰浆到底是什么？
在此之前，虽然正史不载，野史无记，明修南京城墙却流传着一个“朱元璋用糯米汁筑城”的说法。还有传说称，古代修筑西安城墙时，也是以石灰为主要成分，再添加糯米浆汁混合粘连。
2005年，谜团解开。当时西安市文物部门对西安含光门城墙进行改造建设，破拆局部城墙墙体。拆下的城砖灰缝层，比现代水泥混凝灰浆还坚实，斧凿刀砍都刮削不干净。为了深入了解这种神秘灰浆到底是什么，掌握古代筑城的工艺技术，他们特意把没受污染的纯净灰块，交给了科研部门做鉴定，证实的确含有糯米成分。研究人员认为，糯米含100%的支链淀粉，其分支点不容易切断；石灰的化学成分则是氢氧化钙，吸收二氧化碳时间长了，就形成了坚硬的碳酸钙，两者“强强联合”所以很结实。现代研究还表明，古人在石灰中加入糯米浆，还具有类似生物矿化过程中的有机模板作用，有利于强度的提高和黏结力的维持。
虽然灰浆的秘密已经揭开，但故宫的研究人员并没有选择躺在前人的经验上。
早在2010年之前，为了能有效防治故宫古建墙体返碱、空鼓、风化等病害，故宫博物院古建部、科技部相关工作人员联合了北京一工科贸中心、中国科学院化学研究所，针对干摆墙灌装材料开展了课题研究。
他们依然以古建传统材料糯米浆、桐油为主料，在其中加入了不同类型的聚合物乳液或聚合物水溶液，通过抗压强度实验、耐水性实验、黏结强度试验、浆料流动性测试，最终研制出了一种糯米浆加现代高分子材料的“复合灌浆浆料”。
实际施工现场条件肯定比实验室环境更为复杂。为了验证这种浆料到底靠不靠谱，研究人员在故宫午门城墙进行了实地灌浆试验，发现砖面会起泡，又针对这一现象，在配方中加了专用消泡剂，终于获得了理想的效果。故宫当时参与研究的人员称，这种新型的灌浆料，后来在故宫午门城墙、神武门城台修缮工程中进行了应用，经过几年来的监测，特别是经历了几次大到暴雨的冲刷，都未出现浆液流失、墙体返碱等病害。
其实从替代用砖到改革灰浆，这才僅仅是治疗故宫城墙“九大病症”的开始。里面的每一步，都要历经反复的测量、分析、实验、改进，耗费无数心血。他们想以研究为核心，以项目为实践，探索一条符合故宫博物院实际的文物建筑保护的科学机制。院长单霁翔因此称：“与其他修缮项目不同，此次城墙治病被定为研究性保护项目，不设严格竣工时间。”