長(zhǎng)城土坯墻體建造技術(shù)研究
——以河西地區(qū)土坯墻體為例

薛 程，程亦萱，張 浩

(1.西北大學(xué) 文化遺產(chǎn)學(xué)院，陜西 西安 710069；2.西北大學(xué) 科學(xué)史高等研究院，陜西 西安 710127；3.太原市文物局 執(zhí)法督察處，山西 太原 030001)

中國(guó)長(zhǎng)城墻體主要由版筑墻體、堆土墻體、石砌墻體、草墻墻體、土坯墻體等類型組成。土坯墻體的建造形式是其中較為特殊的一類,在世界長(zhǎng)城墻體建造史上也比較罕見。長(zhǎng)城墻體中使用土坯修建墻體的地段主要集中在河西地區(qū),因此,本文對(duì)長(zhǎng)城土坯墻體的研究主要以河西地區(qū)分布的漢塞墻體為例。河西地區(qū)特殊的自然地貌,不適合建造大面積連續(xù)的長(zhǎng)城墻體。所以,漢代在河西地區(qū)使用土坯修建了大量的烽燧。漢代修建烽燧的技術(shù)與修建土坯墻體的技術(shù)基本相似,因此本文對(duì)長(zhǎng)城土坯墻體建造技術(shù)的研究也會(huì)涉及河西地區(qū)的漢代烽燧。

1 河西土坯墻體分布區(qū)域自然環(huán)境

西漢河西地區(qū)土坯墻體與烽燧呈北向東表述不明確的大體走向。根據(jù)統(tǒng)計(jì),使用土坯建造長(zhǎng)城墻體以及烽燧的地區(qū)主要集中在甘肅臨澤縣、高臺(tái)縣、酒泉市、敦煌市、玉門市以及金塔縣等境內(nèi)(圖1)。如敦煌市境內(nèi)的D3烽燧,王國(guó)維考證,漢代名“凌胡隧”,玉門都尉大煎都侯官治所。烽燧以土坯砌筑,土坯內(nèi)參注意錯(cuò)別字有蘆葦,底基南北長(zhǎng)6m,東西寬5.7m;頂部南北長(zhǎng)3.2m,東西寬3m;殘高5.5m[1]。從板塊構(gòu)造角度分析,該地區(qū)北部為準(zhǔn)格爾板塊,南部為青藏板塊,東部為華北板塊,整體處于古特提斯構(gòu)造域的北部,位于古亞洲構(gòu)造域中軸上[2]。河西地區(qū)地殼構(gòu)成相對(duì)復(fù)雜,地殼活動(dòng)較為頻繁,地表結(jié)構(gòu)多樣。因此,使用土坯修建長(zhǎng)城墻體以及烽燧能夠在一定程度上減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)墻體的破壞程度。

圖1 河西漢塞走向示意圖[1]Fig.1 The sketch map of the Hexi Wall and Beacon Tower of Han

河西地區(qū)主要為溫帶大陸性氣候區(qū),常年干燥,冬季寒冷,夏季炎熱,年降水量較少,降水主要集中在夏季,四季分明,大陸性特征較強(qiáng)。河西走廊因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)造的原因會(huì)形成沖擊平原,分布有大量沙土,但整個(gè)河西地區(qū)土壤資源相對(duì)貧瘠。使用土坯進(jìn)行墻體建造,較版筑等墻體要節(jié)約大量的土壤資源,這對(duì)自然土壤相對(duì)匱乏的河西地區(qū)尤為重要。除此之外,因?yàn)楹游鞯貐^(qū)溫帶大陸性的氣候特征,使用土坯壘砌墻體會(huì)減少因氣候干燥、晝夜溫差大等原因?qū)w造成自然崩裂等物理傷害。因此,從自然環(huán)境的角度考慮,河西地區(qū)在建造大規(guī)模的防御設(shè)施時(shí),會(huì)根據(jù)當(dāng)?shù)靥厥獾淖匀画h(huán)境建立適合于其自然環(huán)境的軍事建筑。使用土坯進(jìn)行漢塞墻體以及烽燧的壘砌,是最適合河西地區(qū)進(jìn)行大規(guī)模軍事防御的建筑形式,充分體現(xiàn)了長(zhǎng)城墻體在修建過程中“因地制宜”的原則。

2 土坯墻體發(fā)展歷史

漢代在河西地區(qū)修建土坯墻體之前,土坯壘砌技術(shù)已經(jīng)有幾千年的發(fā)展歷史。土坯的出現(xiàn)標(biāo)志著人們?cè)诟脑熳匀皇挛镄螒B(tài)以及合理利用土壤特性方面取得了較大的進(jìn)步。經(jīng)工匠篩選、模制、晾曬以及火燒的土坯能夠很好地承載墻體的重力。土坯作為一種新形態(tài)建筑材料,不僅使我國(guó)建筑發(fā)展史多元素化,也為春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期燒制青磚的出現(xiàn)打下基礎(chǔ)。

從考古資料可知,河南地區(qū)仰韶文化谷水河類型的大河村四期遺存中發(fā)現(xiàn)有使用紅燒土塊壘砌的墻體[3],這是目前中原地區(qū)發(fā)現(xiàn)最早的通過改變土壤性質(zhì)建造墻體的遺存現(xiàn)象。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為距今約4 000年左右的大河村四期遺存年代應(yīng)該在仰韶文化晚期至龍山文化過渡之間。所以大河村四期遺存中發(fā)現(xiàn)使用紅燒土壘砌的墻體應(yīng)該是使用土坯壘砌墻體的最早雛形。

公元前2500年左右,龍山文化興起。土坯建筑也在該時(shí)期進(jìn)入繁榮發(fā)展階段,在黃河流域及長(zhǎng)江中游發(fā)現(xiàn)的很多城址中,都有使用土坯進(jìn)行建造的遺存。安陽(yáng)八里莊龍山遺址F3位于T2的第六層,近似橢圓形,半地穴式。南室為鍋底形,室內(nèi)居住面是在墊土上抹一層厚約3～5cm的草拌泥,部分墻體由土坯壘砌而成,并經(jīng)火燒烤[4]。1979年安陽(yáng)后岡遺址發(fā)掘的F12和F8遺址,墻體使用土坯壘砌?！笆怯靡环N不規(guī)則長(zhǎng)方形土坯砌成。土坯用深褐色黏土制成,內(nèi)夾少量小紅燒土塊。坯長(zhǎng)20～52cm、寬15～38cm、厚4～9cm。為錯(cuò)縫疊砌,空隙處填以黃泥。坯型不規(guī)整,坯與坯往往黏在一起,推測(cè)當(dāng)時(shí)壘墻用的是半濕未干的土坯”[5](圖2)。安陽(yáng)后岡遺址發(fā)現(xiàn)的土坯墻體是黃河流域紅山文化中使用土坯壘砌墻體比較具有代表性的遺址。龍山時(shí)期黃河流域已經(jīng)出現(xiàn)使用土坯進(jìn)行平鋪錯(cuò)縫壘砌的技術(shù)。

圖2 安陽(yáng)后岡F12平、剖面示意圖Fig.2 Anyang Hougang F12 flat,profile schematic drawing

黃河下游地區(qū)在進(jìn)入龍山文化以后,很多遺址也發(fā)現(xiàn)有土坯墻體的建筑遺存。如北京大學(xué)中國(guó)考古學(xué)研究中心在山東龍山文化桐林遺址的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),在遺址西南部2 000多平方米的試掘區(qū)域內(nèi),發(fā)現(xiàn)很多房屋建筑都是平面起建,沒有基槽。平面呈圓形的房屋以土坯起墻,室內(nèi)地面使用土坯進(jìn)行鋪墊[6]。日照?qǐng)蛲醭驱埳轿幕z址發(fā)現(xiàn)6座房屋,其中房址F4的墻基呈“U”型下凹,其余均為平面砌墻,墻多用土坯砌成。砌法采用平鋪橫砌,層與層錯(cuò)縫相砌,中間涂抹黏泥,黏泥一般厚1.5cm左右,墻的里外皮也用黏泥涂抹[7]。從黃河下游地區(qū)龍山時(shí)期的土坯建筑可知,這時(shí)人們已經(jīng)開始使用細(xì)泥作為黏合劑填補(bǔ)在土坯之間。在墻體壘砌完畢之后,會(huì)使用草拌泥對(duì)內(nèi)、外墻體進(jìn)行涂抹,以維持墻體的整體堅(jiān)固性。這些建造步驟與后期土坯墻體的建造步驟基本一致,說明這一時(shí)期土坯墻體的壘砌技術(shù)已經(jīng)基本成熟。

約公元前2000年,土坯建筑主要見于夏家店下層文化中,在豐下遺址、小榆樹林遺址等都發(fā)現(xiàn)有土坯建筑?？偟膩?lái)看，夏家店下層文化的土坯建筑多為圓形半地穴式和地面式土坯建筑[8]。該時(shí)期長(zhǎng)江中游地區(qū)的土坯建筑與黃河中下游地區(qū)土坯建筑的構(gòu)造方式已經(jīng)基本一致。

土坯壘砌技術(shù)在仰韶時(shí)期出現(xiàn),發(fā)展于龍山時(shí)期,在青銅時(shí)代形成完整的技術(shù)體系。在我國(guó)西北地區(qū),土坯壘砌技術(shù)得到了最充分的發(fā)展,特別是漢塞的修建,使得我國(guó)土坯技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用達(dá)到了巔峰。直至今日,我國(guó)西北地區(qū)很多地方在修建房屋時(shí)還會(huì)使用土坯進(jìn)行建造。所以,土坯墻體壘砌技術(shù)在中國(guó)建造史上應(yīng)該屬于延續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的建造形式之一。

3 土坯墻體建造工序

文獻(xiàn)中有關(guān)長(zhǎng)城土坯墻體的記載不多,因此,對(duì)長(zhǎng)城土坯墻體建造工序的研究主要基于筆者對(duì)河西地區(qū)漢塞和烽燧的長(zhǎng)期考察。長(zhǎng)城土坯墻體建造工序的研究主要包括土坯的制作和墻體的壘砌等方面,下文將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的研究。

3.1 土坯的制作

土坯墻體在壘砌之前要制作大量的土坯,然后進(jìn)行壘砌。因此,土坯的制作是長(zhǎng)城土坯墻體修筑的第一步。土坯的制作首先要選取含沙量較小的自然土壤,因?yàn)橥寥乐泻沉窟^多,土壤的黏性就會(huì)降低,制作成土坯后,很容易出現(xiàn)斷裂。所以,在選取土壤時(shí),一定要選取含沙量較小的土壤。在河西地區(qū)漢塞建造過程中,有從外地運(yùn)送土壤進(jìn)行墻體修建的記載。比如嘉峪關(guān)在建造過程中,使用的土壤均來(lái)自于北山的黃土,俗稱“客土”[9]。因?yàn)榧斡P(guān)的修建主要使用版筑技術(shù),所以需要大量的土壤資源。但是河西地區(qū)使用土坯建造的墻體和烽燧在用土量上明顯少于夯土墻體,所以從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可知,土坯在制作時(shí)基本使用本地土壤。

在采集好土壤后,先將土壤進(jìn)行晾曬。曬干之后,土壤的整體黏性會(huì)降低。這時(shí)將土壤拍打成粉末狀,然后對(duì)土壤進(jìn)行篩選,去除土壤中包含的植物根莖以及體積較大的砂礫。然后，再將土壤放入簸箕中上下顛抖,去除土壤中細(xì)小的根系。因?yàn)橹参锔o的生命力強(qiáng),如果土壤中存在植物根莖,在土壤被制作成土坯后,植物根莖很有可能在土坯內(nèi)再次生長(zhǎng)。這樣就會(huì)對(duì)土坯形成生物破壞,使土坯開裂出現(xiàn)縫隙。久而久之,就會(huì)影響墻體的堅(jiān)固性(圖3)。

圖3 篩選土壤示意圖(作者自繪) Fig.3 Screening soil schematic drawing

圖4 攪拌土壤示意圖(作者自繪)Fig.4 Stir the soil schematic drawing

其次,在篩選干凈的土壤中加入一定比列的水進(jìn)行攪拌,增加土壤的黏性,使土壤在潮濕的狀態(tài)下具有可塑性。工匠們把土壤與水?dāng)嚢杈鶆蚝?會(huì)將潮濕的土壤單獨(dú)放置,使土壤中多余的水分流失掉,這樣不僅可以增加土壤的可塑性,又不會(huì)因?yàn)橥寥肋^于潮濕影響土坯的形狀(圖4)。

圖5 土坯模制示意圖(作者自繪) Fig.5 Adobe molding schematic drawing

圖6 土坯晾曬示意圖(作者自繪)Fig.6 Adobe drying schematic drawing

土壤摻水?dāng)嚢杈鶆?水分控制合理后,工匠就會(huì)將土壤倒入模具內(nèi),進(jìn)行制坯。土壤倒入模具后,工匠們會(huì)使用木制的夯具將模具內(nèi)的土壤夯實(shí)(圖5)。然后去掉模具,將制作成型的土坯進(jìn)行晾曬,土坯晾曬干燥后就可直接進(jìn)行使用(圖6)。制作土坯使用的模具由4塊木板制成,木板相互鑲?cè)虢M成一個(gè)長(zhǎng)方形模具。土坯就是在這種長(zhǎng)方形模具內(nèi)制作成形。

圖7 土坯長(zhǎng)度范圍示意圖Fig.7 Adobe length range schematic diagram

圖8 土坯寬度范圍示意圖Fig.8 Adobe width range schematic diagram

圖9 土坯高度范圍示意圖Fig.9 Adobe height range schematic diagram

筆者對(duì)河西地區(qū)漢塞、障城以及烽燧等保存較好的45處土坯建筑進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。土坯的長(zhǎng)度在30～50cm之間(圖7)；寬度在14～30cm之間(圖8)；高度在8～20cm之間(圖9)。從土坯樣本采集的地點(diǎn)可知,分布在同一區(qū)域的不同土坯建筑之間,土坯形制上存在著較大的差異。所以，通過對(duì)土坯尺寸數(shù)據(jù)的分析也只能判斷當(dāng)時(shí)土坯形制大小的范圍,并不能說明當(dāng)時(shí)在土坯建造上已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)目前考古調(diào)查判斷,當(dāng)時(shí)人們?cè)谥谱魍僚髂＞邥r(shí)并沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),所以造成了土坯尺寸上的混亂。不過通過對(duì)土坯尺寸的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),可以判斷當(dāng)時(shí)制作土坯模具的尺寸范圍。整個(gè)河西地區(qū)長(zhǎng)方形土坯模具的長(zhǎng)度為30～50cm;寬度為14～30cm;高度為8～20cm。

3.2 地基的修建

土坯墻體雖然建造形式與夯筑墻體存在很大差異,但是在建造流程上基本一致。土坯墻體在建造時(shí),對(duì)地基的修建要求非常嚴(yán)格。不同于夯筑墻體,土坯墻體在壘砌過程中如果地基處理出現(xiàn)誤差,很容易造成墻體的垮塌[10]。從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可知,河西地區(qū)壘砌的土坯墻體和烽燧在建造過程中不使用黏合劑或使用少量黏合劑。所以,地基如果不水平,將會(huì)使土坯墻體在壘砌過程中出現(xiàn)傾斜,很容易造成墻體的坍塌。

長(zhǎng)城土坯墻體的地基在修建時(shí),首先要取平。取平時(shí)要將地表進(jìn)行下挖,下挖深度在30cm左右(圖10)。因?yàn)槟壳昂游鞯貐^(qū)保存最完整的土坯墻體分布于破城子,筆者對(duì)其外露墻體進(jìn)行了調(diào)查,發(fā)現(xiàn)其在地平面以下錯(cuò)縫鋪設(shè)3層土坯。每層土坯的厚度在8～10cm之間,所以破城子土坯墻體在下挖地基時(shí),地基的深度可能在30cm左右。目前無(wú)法對(duì)河西地區(qū)現(xiàn)存土坯墻體以及烽燧進(jìn)行墻基的試掘,所以只能根據(jù)外露遺存進(jìn)行判斷。

圖10 土坯墻體地基修建復(fù)原圖(作者自繪)Fig.10 Adobe Wall Foundation Restoration drawing

從現(xiàn)場(chǎng)觀察可知,土坯墻體的地基寬度基本相同于上層墻體的寬度。所以對(duì)土坯墻體地基寬度的判斷主要依據(jù)地表現(xiàn)存墻體的寬度。因?yàn)楝F(xiàn)存墻體的寬度不一,多數(shù)墻體寬度在2～4m之間,所以只能推測(cè)當(dāng)時(shí)挖掘墻基的寬度可能在2～4m之間。在地基下挖取平后,要去除地基表面的虛土,并對(duì)地基表面進(jìn)行拍打或壓實(shí),以保證地基底層的堅(jiān)固性與穩(wěn)定性,然后在表層鋪設(shè)土坯。土坯的鋪設(shè)方式為橫豎錯(cuò)縫鋪設(shè),就是在第一層橫向鋪設(shè)土坯,土坯與土坯縫隙之間填充有草木灰或碳灰,以增加土坯之間的粘黏性。第二層土坯在進(jìn)行鋪設(shè)時(shí),方向?yàn)榭v向,與第一層土坯鋪設(shè)方向呈垂直狀分布。在鋪設(shè)第三層時(shí),土坯的鋪設(shè)方向應(yīng)該與第一層土坯方向一致,與第二層土坯方向垂直。

除此之外,河西地區(qū)一些烽燧直接修建在石基上,這就節(jié)省了大量的時(shí)間與人力。因?yàn)槭膱?jiān)固性與穩(wěn)定性要高于土坯壘砌的地基。修建在石基上的烽燧直接可進(jìn)行土坯的壘砌,不需要對(duì)地基做處理,只需要掌握好石基的水平。如玉門市境內(nèi)的十二墩,位于黃閘灣鄉(xiāng)政府東北處,北靠塞垣,烽燧直接建于石基上[注]資料為筆者現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查所得。。

3.3 墻身建造

地基修建完畢后,工匠們會(huì)在地基上壘砌墻體。不同于版筑技術(shù)的相似性,土坯墻體在壘砌過程中有不同的壘砌方法。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及資料整理,可將土坯墻體的壘砌方法分為3種。第一種為順縫壘砌法。工匠們?cè)诘鼗享樋p擺放土坯,或橫向或縱向,然后再縫隙之間填入干燥的草木灰或木炭灰。整體一層順縫擺放好后,會(huì)在上層繼續(xù)按照下一層的擺放方式鋪設(shè)。鋪設(shè)完畢后,在土坯上薄薄的擺放一層植物根莖,植物根莖一般為當(dāng)?shù)氐能杠覆?、蘆葦枝或紅柳枝。而且擺放的方法為菱形網(wǎng)格法,類似于長(zhǎng)城草墻蘆葦?shù)臄[放方式。這樣主要起到網(wǎng)格支架的作用,對(duì)土坯墻體內(nèi)部的重力進(jìn)行支撐,提高墻體的整體穩(wěn)定性。

植物根莖擺放完畢后,工匠們會(huì)在原來(lái)鋪設(shè)好的層面上錯(cuò)縫鋪設(shè)土坯,土坯擺放的方向與上一層擺放的方向垂直。在順縫鋪設(shè)土坯的過程中,并沒有嚴(yán)格的順鋪層數(shù)要求。因?yàn)橛械膲w順縫鋪設(shè)土坯的層數(shù)在2～4層,然后加入植物根莖層,再在其上錯(cuò)縫鋪設(shè)一層土坯。如馮礽驤先生調(diào)查敦煌廿里墩烽燧,建于一高約0.3m的黏土臺(tái)基上,以土坯錯(cuò)縫壘砌而成,五層土坯間夾一層蘆葦,蘆葦層呈斜線網(wǎng)狀交叉疊壓(圖11)。

圖11 敦煌市廿里墩烽燧正視圖Fig.11 Front view of Beacon tower,Erlidun, Dunhuang

第二種方法為鋪設(shè)一層土坯后,在其上鋪設(shè)一層蘆葦或紅柳,然后在鋪設(shè)一層土坯。土坯不進(jìn)行錯(cuò)縫鋪設(shè),而是所有土坯都為順縫鋪設(shè)。如敦煌市馬圈灣漢代塞墻中有一段墻體土坯從垂直于墻體的方向順鋪一層,然后在其上鋪設(shè)蘆葦或紅柳,在蘆葦、紅柳上面再次鋪設(shè)土坯。在這種鋪設(shè)方式中,植物根莖鋪設(shè)的厚度要厚于前一種鋪設(shè)方式。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,鋪設(shè)植物根莖的厚度在3～4cm之間。當(dāng)墻體壘砌的高度上升至1m左右時(shí),當(dāng)時(shí)鋪設(shè)一層蘆葦在鋪設(shè)一層土坯的做法直接轉(zhuǎn)變成鋪設(shè)兩層土坯或3層土坯,然后在其上鋪設(shè)一層植物根莖。通過力學(xué)的分析,主要是因?yàn)橹参锔o的牽引力作用較大。在墻體底部鋪設(shè)蘆葦?shù)膶訑?shù)越多,墻體的穩(wěn)定性就越大。而土坯鋪設(shè)到上層時(shí)植物根莖鋪設(shè)的層數(shù)對(duì)墻體的穩(wěn)固性影響相對(duì)減小。所以工匠們?yōu)榱斯?jié)省工時(shí)、建筑材料,當(dāng)墻體壘砌到上層時(shí),就會(huì)減少植物根莖的使用。

第三種土坯墻體的壘砌方法為“T”型壘砌法。第一層土坯橫向鋪設(shè),土坯方向與墻體走向一致。第二層土坯豎向鋪設(shè),一般一個(gè)橫向鋪設(shè)的土坯上面可以縱向鋪設(shè)兩個(gè)土坯的寬度或者兩個(gè)半土坯的寬度?？v向鋪設(shè)完畢后,在其上鋪設(shè)植物根系,多數(shù)為蘆葦或芨芨草,然后在其上繼續(xù)橫向鋪設(shè)土坯。從墻體的側(cè)面觀察,土坯壘砌的縫隙呈“T”字形分布。如玉門市疙瘩井烽燧遺址位于花海鄉(xiāng)政府所在東南處的鹽堿沼澤地中,烽燧建在一高約1.7m的風(fēng)蝕臺(tái)地上,現(xiàn)存16層土坯,每層土坯墻體側(cè)面壘砌的縫隙呈“T”字型(圖12)。

圖12 玉門市疙瘩井Y33烽燧遺址圖[1]Fig.12 Picture of Y33 Beacon tower site in Geda well, Yumen

如上文所述,筆者認(rèn)為當(dāng)時(shí)土坯墻體在建造時(shí),兩側(cè)墻體坡面并沒有向內(nèi)傾斜。因?yàn)橥僚鲏w的建造形式類似于后期出現(xiàn)的磚墻建造形式,其防御目標(biāo)主要是當(dāng)時(shí)北方少數(shù)民族的騎兵,所以建造高度應(yīng)該不是特別高。除此之外,土坯墻體在建造過程中使用蘆葦、芨芨草等植物根莖作為凝固墻體的結(jié)構(gòu)支撐,加以土坯壘砌時(shí)多為錯(cuò)縫結(jié)構(gòu),所以整體結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,不需要使墻體向內(nèi)傾斜,出現(xiàn)坡度[11]。如果在土坯墻體壘砌過程中將墻體逐漸向內(nèi)側(cè)收縮,反而增加了工程的難度。因此,筆者認(rèn)為河西地區(qū)土坯墻體在修建時(shí),墻體的坡度應(yīng)該是90°。至于當(dāng)時(shí)修建土坯墻體的高度,從文獻(xiàn)記載以及實(shí)地調(diào)查都無(wú)法提供科學(xué)的判斷依據(jù)。

3.4 涂抹泥漿

涂抹泥漿主要是對(duì)河西地區(qū)烽燧進(jìn)行整體維護(hù)的一道工序,至于土坯墻體有沒有涂抹泥漿,目前還無(wú)法從現(xiàn)存遺跡中判斷。漢代烽燧一般為獨(dú)立的高臺(tái)建筑,周邊沒有依附的附屬建筑。為了使壘砌的烽燧成為一個(gè)更加堅(jiān)固的個(gè)體,漢代工匠們會(huì)在壘砌好的烽燧外測(cè)涂抹一層草拌泥。筆者對(duì)現(xiàn)存烽燧外側(cè)的草拌泥厚度進(jìn)行了測(cè)量,多數(shù)烽燧外側(cè)草拌泥的厚度在3～5cm之間。位于馬圈灣湖灘東側(cè)的戈壁灘上,分布有一處烽燧,底基長(zhǎng)8.25m、寬7.4m,殘高1.8m。烽燧四壁整齊收分,外壁均涂有草拌泥。涂抹草拌泥的層數(shù)多達(dá)20層,每層的厚度在2～3mm。在烽燧外壁涂抹草拌泥時(shí),并不是一次涂抹成功。因?yàn)楫?dāng)?shù)赝寥赖暮沉枯^大,土壤的粘黏性比較低,涂抹泥層較厚,很容易在泥層干燥之前造成脫落。所以工匠們?cè)谕磕鄬訒r(shí),先涂抹較薄一層,等其晾曬干燥后,再在泥層表面進(jìn)行涂抹。如此反復(fù),就形成了烽燧外壁較厚的泥層(圖13)。

圖13 墻體涂抹泥漿復(fù)原圖(作者自繪)Fig.13 Wall plastering mud restoration drawing

烽燧外側(cè)壁面涂抹的泥層并不只是單純的泥漿,是將泥與草桿等植物莖稈混雜在一起。工匠們將植物莖稈切割成細(xì)碎的小節(jié),然后將這些莖稈均勻的攪拌在泥土里。土壤中摻入大量的莖稈會(huì)增加泥漿的纖維,使土壤的凝結(jié)性增強(qiáng),黏附效果更好。有學(xué)者認(rèn)為涂抹在烽燧外壁上的泥土中摻雜的草屑,是以馬糞中未消化物經(jīng)晾曬干燥后取得的。但是，筆者對(duì)涂抹泥層進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn),這些草屑應(yīng)該是直接將蘆葦、紅柳等枝莖晾曬干燥后,用鍘刀將其切割成碎屑,然后攪拌在泥土里[注]吳礽驤先生在《河西漢塞調(diào)查與研究》中認(rèn)為這些草屑來(lái)源于馬的糞便中未消化的植物纖維，晾曬干燥后摻雜在泥土中。。因?yàn)閺谋砺对谕鈧?cè)的草屑觀察,所有的根莖斷茬都比較規(guī)整,而家畜撕咬咀嚼過的草莖呈絮狀。所以,筆者認(rèn)為摻雜進(jìn)泥土里面的草屑應(yīng)該是人工切割而成。

3.5 搭建腳手架

河西地區(qū)土坯墻體整體保存較差,所以無(wú)法判斷當(dāng)時(shí)壘砌墻體時(shí)搭建腳手架的方式。但是，河西地區(qū)現(xiàn)存很多漢代烽燧還保留了一些當(dāng)時(shí)修建腳手架的痕跡。因?yàn)楹游鞯貐^(qū)烽燧的建造方式與土坯墻體的建造方式基本相似,所以筆者認(rèn)為長(zhǎng)城土坯墻體搭建腳手架的方式應(yīng)該與漢代烽燧相似[12]。

河西地區(qū)現(xiàn)存很多烽燧的高度要高于7m,所以筆者推測(cè)當(dāng)時(shí)烽燧的高度應(yīng)該接近或高于7m。因此,當(dāng)烽燧壘砌到一定高度時(shí),工匠們已經(jīng)無(wú)法站立在地面上開展建造作業(yè),這時(shí)就需要搭建腳手架(圖14)。敦煌境內(nèi)的牛頭墩,烽燧的中心部位為土坯壘砌。這座烽燧外側(cè)顯露的胡楊木棒遺跡是河西地區(qū)散布的烽燧中胡楊木棒部分最為清楚的烽燧之一。從外側(cè)每層分布的胡楊木棒可知,這些插入烽燧內(nèi)部的胡楊木棒應(yīng)該是當(dāng)時(shí)搭建腳手架過程中支撐踩踏板的木棒,而這些木棒被一直保留在了墻體內(nèi),并沒有取出。烽燧修建完畢后未將其取出,筆者認(rèn)為有兩方面原因:一是木棒鑲?cè)敕殪輧?nèi)部,可以起到鋼筋支架的作用,增強(qiáng)烽燧的凝固力;另一方面就是烽燧頂部建有望樓,這些木棒在當(dāng)時(shí)可能起到了樓梯支架的作用,便于士兵的登爬。

圖14 土坯墻體腳手架復(fù)原圖(作者自繪)Fig.14 Adobe wall scaffold restoration drawing

筆者認(rèn)為土坯墻體在修建過程中工匠們可能會(huì)搭建一個(gè)獨(dú)立的腳手架擺放在土坯墻體一側(cè),當(dāng)一段土坯墻體壘砌修建完成后,挪動(dòng)腳手架進(jìn)行另外一段墻體的修建。如上文所講,土坯墻體的高度一般在4m左右,在墻體修建到兩三米時(shí)才需要搭建腳手架。這種獨(dú)立的腳手架高度不高,可能有2～3層踏板,搬運(yùn)較為靈活,是建造土坯墻體時(shí)比較適宜的輔助工具。

3.6 望樓建設(shè)

望樓主要是指漢代建在烽燧頂部用于觀察軍情的哨所,目前在河西地區(qū)的少量烽燧頂部還保留有當(dāng)時(shí)望樓的部分遺存[13]。如敦煌四墩窯西南一千多米處保存有一座烽燧,烽燧以土坯壘砌,底部南北長(zhǎng)5.4m,東西寬4.8m,殘高4.7m。頂部望樓南北長(zhǎng)2.6m,東西寬2.3m,殘存墻體高度在0.4～0.7m之間。王國(guó)維考證的漢代“顯武隧”底基南北長(zhǎng)6.2m,東西寬6.7m,殘高7.5m,燧頂有望樓草篷坍塌的蘆葦。敦煌市西北D29烽燧望樓女墻,東、南、北墻寬0.9m,西墻寬0.7m,墻高4m,整體壘砌方式為“T”型錯(cuò)縫壘砌(圖15)。

圖15 敦煌市西北D26烽燧望樓內(nèi)景[1]Fig.15 Interior view of D26 Beacon tower in northwest Dunhuang

從以上望樓遺存可知,當(dāng)時(shí)在烽燧頂部修建的望樓應(yīng)該是長(zhǎng)方形或正方形。墻體為土坯“T”型錯(cuò)縫壘砌,墻體寬度在25～35cm之間,相當(dāng)于橫向壘砌兩塊磚的厚度。目前望樓墻體保存情況有好有壞,但是總體保存高度在0.4～1.8m之間。從現(xiàn)場(chǎng)遺存推測(cè),當(dāng)時(shí)望樓墻體的高度應(yīng)該在2m左右。這樣士兵在內(nèi)部有足夠的活動(dòng)空間進(jìn)行正常的軍事觀察。望樓的門應(yīng)該開向南側(cè)。因?yàn)楹游鞯貐^(qū)多數(shù)防御方向?yàn)楸眰?cè)游牧民族,因此很多烽燧頂部望樓門的方向應(yīng)該朝南開設(shè)?，F(xiàn)存望樓遺存中門的寬度在0.8～1m之間,所以望樓門的寬度可能在1m左右。望樓門的上方橫向放置與墻體寬度相似的木板,用以支撐望樓頂部用胡楊木棒制作的框架。胡楊木棒在望樓頂部南北向擺放,然后東西向再次交叉擺放,或東西向擺放,再南北向交叉擺放。將支撐在望樓墻體上的胡楊木棒鑲?cè)胪僚髋c土坯之間的縫隙內(nèi)進(jìn)行固定,并將胡楊木棒交叉處用繩子進(jìn)行捆綁,使其整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固[14]。然后將蘆葦平鋪在胡楊木棒制作的框架上,將黏稠的泥漿均勻撒在蘆葦層上面,待其晾曬干燥,就起到了固定蘆葦以及防雨的作用。

4 結(jié) 語(yǔ)

以上對(duì)河西地區(qū)土坯墻體以及烽燧修建過程的復(fù)原與研究都基于筆者多年來(lái)對(duì)長(zhǎng)城墻體建造技術(shù)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行。通過考古學(xué)的調(diào)查與研究還原長(zhǎng)城土坯墻體建造技術(shù)對(duì)研究中國(guó)長(zhǎng)城本體具有重要作用。本文從土坯墻體自然環(huán)境分布情況,土坯墻體發(fā)展歷史簡(jiǎn)述以及土坯墻體建造工序3方面對(duì)長(zhǎng)城土坯墻體的建造技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并對(duì)土坯墻體相關(guān)修建步驟進(jìn)行了復(fù)原。在涉及到土坯墻體具體形制尺寸方面,因?yàn)閴w保存情況較差以及無(wú)法掌握所有現(xiàn)存土坯墻體的實(shí)地調(diào)查資料,所以在文中并沒有過多涉及。但是本文對(duì)長(zhǎng)城土坯墻體建造技術(shù)的研究,填補(bǔ)了長(zhǎng)期以來(lái)相關(guān)領(lǐng)域?qū)﹂L(zhǎng)城土坯墻體建造技術(shù)研究的空白,對(duì)復(fù)原長(zhǎng)城墻體建造技術(shù)具有重要意義。