淺探古建筑修復加固施工技術

黃詠馨 羅啟文

（1.湖南工藝美術職業學院，湖南 益陽 413000；2.長沙市規劃設計院有限責任公司，湖南 長沙 410000）

0 引言

我國作為歷史悠久的文明大國，在歷史長河的不同時期修建了無數的優秀建筑，留存至今已經成為無比珍貴的古建筑為數不多，需要保護。由于受到多方面因素的影響，不少古建筑都遭遇或面臨著各種損壞問題，嚴重的已經到了可能被損毀的地步。因此做好古建筑修復加固工作，自然成為了古建筑保護與利用的重要任務。本文就古建筑修復加固施工技術進行探討，希望能為古建筑保護與利用提供一定支持。

1 古建筑修復加固的必要性

古建筑作為具有歷史價值和意義的建筑，涵蓋了從遠古到民國時期的所有建筑。古建筑作為歷史文化的載體，是激發群眾愛國熱情與民族自豪感的實體，是歷史研究的對象，是旅游業發展的物質基礎，是新建筑設計以及藝術創作的靈感來源，具有多重價值，在現代社會的各個領域均發揮至關重要的作用。不過古建筑由于修建年代久遠，在經歷了材料老化、腐蝕、蟲蛀、自然災害、戰爭等因素的影響后，往往會出現各種損壞，如基礎沉降與破碎、臺基石松動和位移、墻體傾斜與裂縫、株根腐爛、柱體分裂、木構件損壞、屋頂滲漏、油漆裂紋和剝落等[1]。古建筑的損壞會對其價值造成嚴重影響。古建筑一旦受到損壞，其作為歷史文化的載體作用將會受到一定影響。損壞的古建筑固然更能體現歷史發展留下的痕跡，但卻會影響人們通過其對歷史原貌進行復原，也會導致其社會價值、經濟價值等受到影響，不利于地方形象的塑造、精神文化的建設以及旅游業的發展。對古建筑的管理而言，加強古建筑的保護、修復與加固十分有必要，是減輕和避免古建筑損害，維持古建筑原貌，全面發揮古建筑價值的有效手段。

2 古建筑修復加固的基本原則

在對古建筑進行修復加固時，一定要遵循尊重傳統原則、可逆性與可再處理原則、最低干預原則，否則可能出現修復加固效果和預期相差甚遠的情況。

2.1 尊重傳統原則

古建筑的核心價值在于其歷史性，而對古建筑進行修復加固可能會對這一核心價值造成破壞，進而嚴重影響古建筑的綜合價值。因此在對古建筑進行修復加固時，一定要以尊重傳統、保護歷史價值為基本前提，盡可能強化歷史價值的保留與傳承[2]。

2.2 可逆性與可再處理原則

對古建筑進行修繕，應當堅持貫徹可逆性原則，確保修繕后能再次處理，即實踐中應當使用和古建筑原結構相同、相近或兼容的材料以及傳統工藝技法，以免對古建筑的歷史價值造成破壞，同時為后人研究、識別及修繕等提供可靠信息。

2.3 最低干預原則

為了降低對古建筑歷史價值的破壞，相應的修復加固應當做到最低干預，即非必要情況下不應過度修復而是做好預防性保護，而古建筑損壞已經十分嚴重和危險時則需及時排除結構險情以及排除潛在威脅。

3 古建筑修復加固施工技術應用要點

3.1 柱的修復加固技術

木柱是古建筑的重要部分，是整個建筑的支撐，其一旦發生嚴重損壞會威脅古建筑的安全，故而必須對其進行重點修復和加固。木柱的損壞類型主要包括裂縫、蟲蛀以及腐朽等，針對不同損壞需要采取合適的修復加固技術進行處理。

3.1.1 裂縫的修復加固

導致古建筑木柱開裂的原因較多，包括木材抗剪性能差、使用的木材尚未完全干燥、外力破壞、榫卯結構產生的豎向載荷過大等。發現古建筑木柱開裂后，需要對開裂嚴重程度及其原因進行綜合分析，并對相應的修復加固方案加以規劃，應用合適的修復加固工藝進行處理[3]。通常木柱裂縫寬度不超過3mm時，可選用填充縫補法，即向裂縫中填充膩子或環氧樹脂后刷平；木柱裂縫超過3mm但不超過30mm的情況下，可選用嵌補法，即向木柱裂縫中嵌入木條或嵌縫料，再使用膠粘劑進行固定；木柱裂縫超過30mm的情況下，則需在應用嵌補法的基礎上進行碳纖維加固。進行碳纖維加固施工應當先對木柱表面加以清潔，均勻涂抹一層環氧樹脂，于室溫環境下養護6h左右，然后從裂縫上下兩端沿著木柱圓周方向布置單向碳纖維布，而且纖維布內表面也需要均勻涂抹一層環氧樹脂。由于碳纖維布具有重量輕、厚度薄、牢固的特點，將其作為修復加固木柱裂縫材料具有對古建筑木柱外觀以及受力情況影響小的優勢。碳纖維加固法與傳統的鐵箍或玻璃鋼箍相比，無疑更能維持古建筑原貌，故而其在近年來逐漸取替后者并在古建筑木柱裂縫修復加固工程中被廣泛應用[4]。

3.1.2 蟲蛀損壞的修復與防治

針對遭遇蟲蛀損壞的古建筑木柱，不僅要采取合理的修復加固技術進行處理，還要做好配套的蟲害防治工作，以免之后再次發生嚴重蟲害。發現木柱出現蟲蛀損壞后，一般可采取化學方法進行處理，即配制化學加固材料來強化木柱抗蟲害能力。化學加固材料的配制需要使用石英粉、304號不飽和聚酯樹脂、環烷酸鉆苯乙酸液、過氧化環乙酮苯等材料，依次按照100∶100（:2～3）:4的比例進行混合。將化學加固材料涂抹于木柱上，不僅能增強木柱抗蟲害能力，還能在一定程度上強化木柱的強度、防腐能力以及尺寸穩定性。針對古建筑木材的蟲害問題，還需要平常做好相應防治措施，如木構件覆蓋防腐防蟲涂層、定期噴灑藥劑、帳幕熏蒸、局部熏蒸、設置阻隔網、人工捕捉、土壤消殺、維持通風和干燥環境等。

3.1.3 腐朽病害的處置

木質結構腐朽是由于木腐菌侵入而使得木材細胞壁被破壞，最終導致木材力學性能下降并出現松軟易碎的情況。古建筑木柱腐朽后往往會產生粉末或篩孔，相應的木柱承載能力大幅下降，會對整個建筑的安全性和穩定性造成巨大威脅。發現古建筑木柱出現腐朽情況后，需要及時對腐朽程度進行檢查。如果木柱僅是表層腐朽且不影響結構穩定，那么可通過剔補加固的方式加以處理，即把木柱腐朽部分剔除掉之后進行防腐處理，再將干燥木料按照原樣對木柱進行修補與粘貼，如果必要的話應當使用鐵箍對木柱進一步加固。

3.2 檁的制作安裝技術

檁作為古建筑中用來支持椽子或屋面板的長條形構件，在整個古建筑結構中發揮著不容忽視的穩固作用。一般來說，檁條損壞可采取和木柱相似的修復加固方法，通過翻轉或嵌補加固后繼續使用即可。不過部分檁條損壞較為嚴重，無法通過修復來保障其使用的安全性與可靠性，應重新制作并進行更換。

3.2.1 木料選用

選擇相應的木材作為古建筑檁條制作原料即可。為了保障檁條更換加固后的可靠性，一定要確保選用的木材質量良好，以免更換檁條后短時間內又出現嚴重的檁條損壞現象。如果古建筑原本的檁條選用的木材具有防潮性弱、易變性、易遭蟲蛀等缺陷，那么可根據實際情況選擇合適的其他木材進行代替。對原木料進行認真檢查，確保其不存在大死節、蟲蛀、腐朽、木色變化、端頭年輪疏密不合理、木材過輕過重等情況，否則不能用于檁條制作[5]。

3.2.2 明確檁條制作要求

制作檁條需要根據檁條所處位置進行適當加長處理，以免更換的檁條長度不合適。如果檁條位于明間，一般需根據明間尺寸適當加長20～25cm；如果檁條位于次間，一般需根據次間長度適當加長10～15cm；如果檁條位于梢間，一般需根據梢間開間長度適當加長3～5cm。檁條作為橫向受彎構件，應對其拱勢進行合理控制，以免拱勢過大而影響屋面坡水或拱勢過小而引發結構穩固隱患。為了保障檁條拱勢的合理性與有效性，一般應根據木材原料的自然彎曲加工出1/300～1/200的起拱。

3.2.3 檁條砍刨加工

選定檁條木料以及相應的加工要求后，可對木料進行砍刨加工。將木料放置于三角木上，利用頭線法與八卦線法將木料加工成八邊形，然后將其進一步修砍為十六邊形，再依次進行粗刨與光刨，確保其尺寸與規格符合要求。

3.2.4 檁條安裝

制作好新的檁條后，需要將其安裝至古建筑相應部位。先將檁條放置于安放部位，再通過鐵爪釘將其和木柱進行牢固連接，確保二者足夠穩固。安裝過程中應當確保檁條的栓頭松緊一致且檁條順直自然，如果發現建筑物屋面坡勢舉折不流暢或檁條與柱碗的結合不到位，應對檁條局部進行鏟刨處理。

3.3 屋瓦面的拆卸與鋪裝技術

古建筑的屋面多采取鋪瓦形式，如果瓦面損壞，需要拆卸并重新鋪裝。對古建筑瓦屋面進行拆卸，多采取揭頂保脊方式進行處理。實際操作時應將脊下的兩匹老瓦頭以及腦椽保留，并將其余部分拆除掉，等到補配的椽子制作好后再將留下的部分拆除掉。拆卸瓦件時應依照由上到下、由左到右的順序進行操作，并且拆除后的瓦件應當根據顏色、規格等進行整齊擺放和保存。將屋面瓦件拆除掉之后，需要立馬搭設相應的保護支架，以免屋脊遭到破壞。對拆除掉的瓦件進行逐塊檢查，通過認真觀察以及敲擊瓦塊的方式確保瓦件不存在扭曲、變形、粘疤、掉釉、“啪啦”聲等情況。在拆除瓦件后的瓦面兩側進行沖壟處理，先在邊壟位置進行拴線和鋪灰，然后于正脊、中腰、檐頭等位置分別布好線，將底瓦與蓋瓦移到對應位置。在滴水瓦與勾頭瓦的位置拴好線，一道線需拴在滴水尖處，另一道線需栓在檐口位置，二者分別作為滴水瓦與勾頭瓦鋪裝的尺寸標準。做好準備之后便可對底瓦進行鋪裝，按照拴好系于脊上且吊在房檐下的瓦、底瓦鋪裝、磨平底瓦填灰的方式進行施工，并且底瓦的鋪裝方式必須與原本的鋪裝方式一致，不得隨意變更[6]。之后再對蓋瓦進行鋪裝，按照“大瓦跟線，小瓦跟中”的方式進行處理，從而確保蓋瓦兩側整齊。最后再進行釘瓦釘、捉節夾壟、清壟擦瓦、安裝釘帽、清潔收尾等工序，施工結束后進行檢查，確保瓦面鋪裝的質量符合要求。

3.4 油飾彩繪的保護修復技術

油飾彩繪作為古建筑的重要組成部分，通常用于裝飾檁條、墻壁、橋梁等，兼具保護木材與藝術裝飾兩大作用。古建筑油飾彩繪一旦遭到損壞，會導致古建筑的歷史價值、藝術價值等大受影響，需要加強保護與修復。對壁畫進行修復需要以調查分析和價值評估為基礎，做好環境監測、環境質量評估工作，再對壁畫生產資料、壁畫顏色等進行研究，落實色素分析與粘合劑分析工作，弄清楚壁畫問題機理，進而針對性地選用合適技術進行修復。目前常用的古建筑壁畫保護修復技術主要包含灌漿修復技術、褪色修復技術等。

3.4.1 灌漿修復技術

該技術主要用于空心壁畫的修復。與空心壁畫的錨固法修復技術相比，灌漿修復技術的安全系數更高，并不會對古建筑的支撐效果造成影響。尤其是部分古建筑的土坯墻在毛細管水長期滲透的影響下較為松軟，一旦加錨固定可能會對墻壁造成嚴重損壞。運用灌漿修復技術能在保障墻壁安全的情況下進行有效修復，盡可能維持壁畫原貌。合理選擇灌漿材料，應確保灌漿材料具有不改變壁畫物化性質、固結時體積變化小、孔隙率以及透氣性等與原墻壁相近、耐久性好、化學性質穩定、抗微生物侵襲等特點，否則可能會導致壁畫修復后出現各種問題。壁畫灌漿修復技術的工藝流程為鉆注漿孔、探視空鼓部位狀況、插入注漿管、灌漿、封孔、補色等。鉆注漿孔需要合理確定注漿孔位置，如果壁畫表面開裂，則可直接在壁畫破損、缺失位置等進行鉆孔。對孔徑與孔深進行合理確定，通常孔徑為1.0～1.5cm，孔深則需根據壁畫表面到空鼓部位的距離加以確定。同一壁畫上，注漿孔最好設置為不規則三角形，從而兼顧灌漿操作以及確保壁畫和墻體粘結牢固。使用內窺鏡對空鼓部位進行觀察與探視，如果發現其中存在較大碎塊或大量沙土，應小心取出。根據注漿孔大小，選擇尺寸合適的透明塑膠管作為注漿管，確保注漿管固定穩固，以免注漿時掉落。正式進行注漿前可通過注射器向注漿管中注入少量PS溶液，該溶液的模數為3.8、濃度為5%～10%，能起到良好的加固作用，從而為后續灌漿創造有利條件。灌漿時應當根據注漿孔位置，按照由下及上的方式進行注漿，以免漿液從下方的注漿孔涌出。注漿過程中可通過手指輕敲、按壓注射器的壓力反饋等判斷漿液是否注滿，注滿后應及時停止注射。注漿過程中需要使用鋪有多層吸水紙的壁板對壁畫進行支頂處理，以免漿液影響而導致壁畫損壞脫落。注漿后2～3d，需開始按照每天更換2次吸水紙的方式加強保養，促進漿液更快的干燥與凝固。待漿液干燥凝固后，需使用3%丙烯酸乳液滲透加固孔沿，再使用配制好的泥漿進行封孔處理，等待注漿孔處半干燥后再將其表面壓平。待封孔泥漿干燥后，需要選用和壁畫相同的礦物顏料進行調配以及補色處理，并且只能對注漿孔以及裂縫處進行補色，不得對壁畫其他部分進行補色處理[7]。

3.4.2 褪色修復技術

褪色修復技術是針對褪色壁畫的修復手段，褪色修復技術在古建筑壁畫修復中的應用較為有限，這是因為壁畫褪色本身就是自然轉化的結果，從本質上而言并不能完全視作損壞。濫用褪色修復技術，必然會破壞古建筑原本的歷史價值與藝術價值。實踐中應當以最小干預原則、尊重傳統原則為基礎，根據實際情況合理運用褪色修復技術。如果需要對壁畫進行重涂，只能對可重復疊加基礎的顏色進行重涂，否則會對壁畫本身造成不可逆的影響與破壞。古建筑壁畫重繪需維持和原畫一致，不得破壞原畫以及壁畫整體效果，實踐中可根據實際情況靈活選用影線法或原畫法進行重畫。褪色的壁畫大多已經風化干燥，為了確保重繪操作的有效性，應在重繪前將宣紙覆在壁畫上，然后使用噴霧器將需重繪的部分噴濕，等待20min后檢查宣紙表面是否剝離且附有白色鹽晶體，待宣紙表面剝離后進行重繪能確保重繪效果符合預期。

4 結束語

綜上，采取適合技術對古建筑進行科學修復加固十分必要，是維持古建筑價值的有效手段。新時期背景下，古建筑修復加工技術隨著現代科學的發展得以不斷更新和完善，能夠為古建筑提供更為可靠的保障，相關部門與人員應當以現有的技術規范為基礎，不斷探索和嘗試新的先進技術，優化施工工藝，提高古建筑修復加固施工質量。