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麦积山石窟栈道考古:四号平台及递进栈道功能分析

时间:2023-07-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:无论这两个大龛的功用如何,其下层的一排栈道应该就是开凿这两个大龛的施工平台,这个平台我们将其命名为四号平台。从135窟门口上方开始的栈道一直延伸到150、151窟位置,这些部分的栈道是属于递进向高发展,其目的也仅限于此,没有其他更多功能,这两个大龛上方也有一些向高发展的栈道,其功能都比较单一。

麦积山石窟栈道考古:四号平台及递进栈道功能分析

这两个大“龛”的下方约70厘米的位置,有一排栈道,栈道共有5个桩孔,总宽度约为6米,附近还有几个在开凿过程中的辅助性桩孔,另外在其上方约1.5米的位置,有一排双层栈道孔组成的平台,其总宽度约为6米,这就是我们前面提到的三号平台。无论这两个大龛的功用如何,其下层的一排栈道应该就是开凿这两个大龛的施工平台,这个平台我们将其命名为四号平台。

排除了这两个大龛是造像龛的情况下,结合其和栈道的关系以及我们讨论的高层洞窟如133、135窟中石刻造像的搬运方法的课题,我们就可以大胆地推测,所谓的两个大龛其本来的功用就是安置垂直运输石刻造像时的支架所用的大型桩孔。

在前面的讨论中提到过,洞窟中的石刻造像都非常重,超过了一般人所能担负的重量,这样的情况下就必须借助一定的工具把这些造像垂直运输到高层洞窟。而由于石刻重量大,作为一般的普通通行的栈道难以满足这些石刻的垂直运输的要求。所以必须是比较大的木构架,而这样大的木构架在崖面上遗留的痕迹也会比较大,我们可以认为150及151两个窟其最初的功用应该是安置大型木梁的桩孔。

这不仅是我们简单地推测,而是建立在我们对135窟上方栈道孔洞整体的分析研究基础上。这处栈道是从135窟的门口出发,经过了7~8层的栈道层层递进升高,到这个位置开凿这两个大型的桩孔,并安置木梁,四号平台就是开凿和安装大木梁的施工平台。这个位置距离135窟窟口的垂直高度约为15米。因为这个位置的山势我们前面谈过,是山体坡度转折的位置,其下方全部是内倾的崖体,这样可以达到最大程度的出挑,来满足悬吊工作需要。因为在其下方位置全部是洞窟和栈道,悬吊时这些石刻造像要尽量避开这些栈道,同时还要留足摇摆的空间,以免绳索被栈道钩挂,所以选择了最突出的位置就可以在用最小的木梁长度来最大程度地达到悬挑长度。

现在,我们再来分析这两个大型桩孔上方的栈道的功用?

一般来讲,已经将栈道开凿到了这个位置,高度和木梁向外伸展的长度已经满足了悬吊工作的需要,栈道的功用就已经完成了,就没有必要再向上发展栈道,而其上方栈道还存在很多的栈道孔,这部分的功能是什么?

综合看,这些栈道都是一体性的工程,不太可能是在前面的工程完工之后,后面的人又向上发展,这样没有什么意义。因为如果是开凿洞窟,其上位置都是顺坡,雨水会自然下流,将洞窟开凿在这个位置不是一个好的选择。

在这个问题的研究中,施工的具体过程很关键,我们不能只看重结果,要对施工过程模拟推演,还原最初的施工结果,从而对现存遗迹进行正确判断。

假设一根普通的栈道梁截面尺寸为30×30厘米,长度为1.5米,按照一般木材的密度,它的重量应该是45公斤。这样的重量无论是在悬吊还是在向栈道孔中安插,一个工匠都可以独立操作。考虑到在栈道上临空操作难度大,一个人独立操作困难,可以由两名工匠操作。但是,在面对150和151栈道桩孔中安置这两个木梁的时候,就出现问题了。从150和151这两个栈道桩孔看,截面尺寸为60×70厘米,基本长度约为2.5米以上。这样,其重量约为105公斤,是普通栈道梁重量两倍还多,这样的重量一个工匠根本无法操作,同时其截面尺寸和长度也不允许一名工匠操作,考虑到高空条件,应该有四名工匠来进行操作。在有限的栈道范围内不允许有四名工匠来操作,更为重要的是木梁重量加上四名工匠的重量就会超出一般木栈道的承载力

面对这样的情况,安插普通栈道梁的方法显然不适合,重量和物体体积都超过了正常操作范围,而当时的工匠也必然会寻找其他方法,通过对这些桩孔和栈道层的功能分析,150和151窟上方的栈道正是当时施工方法痕迹遗留。

从135窟门口上方开始的栈道一直延伸到150、151窟位置,这些部分的栈道是属于递进向高发展,其目的也仅限于此,没有其他更多功能,这两个大龛上方也有一些向高发展的栈道,其功能都比较单一。但是重点是三号平台,三号平台接近于大型桩孔,距离大型桩孔上方的距离约为1.5米。但是栈道并没有至此结束,而是继续向上发展,一直到最上方的一号平台。这两个平台的功用究竟是什么?

我们推测,在安插这两根大型木梁的时候,首先要采用悬吊的方法将大木梁悬吊到桩孔高度,在悬吊时具体方法不外乎有两种,一种是用绳索固定大型木梁的一端然后垂直提升。当然,提升时可以分为数股绳索,方便在高端的数个人同时用力。这种方法可以称为垂直提升法。另一种方法是用绳索分别固定大型木梁的两端,然后两端同时提升,使木梁处于基本平行的状态上升。这种方法可以称为水平提升。而古人究竟会采用哪一种方法呢。

我们可以推演一下具体的操作过程,如果是采用将大型木梁做大致水平状向上提举,这个方法的好处是两端可以同时用力,适宜操作。在提举到适当高度以后,就需要将和山崖呈水平状态的木梁调整至和山崖垂直的状态。提升木梁的栈道层是在大型桩孔的上侧,而具体操作木梁的栈道是在大型栈道孔的下方,从两个操作平台栈道孔的基本尺寸看,梁的外伸长度约在1.5米左右,而实际使用长度也就在1.2米左右,因为处于安全性和稳定性考虑,人员不可能站在栈道最外沿操作。而另一方面,在大型桩孔中安插的木梁的长度在2.5米以上,这样一个问题就出现了:这个梁如何旋转至垂直位置,用什么力量、在什么位置用力将这个梁旋转过来。上面提升的人用力将梁固定住,不可能通过一个软绳索来旋转木梁,所以只能是依靠下层的人来进行旋转,但是由于栈道宽度的限制,没有合适的用力点,因为梁非常长,限于栈道的宽度,工匠们只能在梁尾的用力,而在这种情况下将梁旋转至垂直位置,是很困难,也是不可能完成的。(www.xing528.com)

那么,采取垂直提升法会怎么呢?这种方法是用绳索固定梁的一端(外端),然后垂直上提,提升到合适位置以后,就让梁尾安插到大型梁孔之中。这种情况下,工匠们只将梁尾提升至桩孔位置,然后将梁尾固定至桩孔的下边缘,之后垂直地下放木梁,在梁放倒的过程中,梁也逐渐水平,就可以将梁尾逐步放置在梁孔中。这样来看,采用第二种方法要安全便利一些,更利于高空操作(图5-19)。但是这需要一个前提条件,是在大型桩孔的上方要有足够的提升空间,至少要大于梁的长度,这样才可以使梁呈竖直状态地提升到梁孔的位置。

图5-19 大型木梁安装过程示意图

这种安装方法木梁不是直接插进桩孔,而是呈倾斜状态,先在桩孔的下沿位置稳固一个支点,然后木梁逐渐放平,待完全平置后用力将其安插进桩孔内。因为这种高空操作木梁进入桩孔内的困难性,所以桩孔的设置并非是外口和内底尺寸完全一致,而是侈口或是内部有个凸起的棱,这些做法都是为了大型木梁可以更顺利地安插到桩孔内部。待木梁全部安装到位,再将木梁和桩孔之间的空隙采用加楔的方法固定。而如果木梁的尺寸和桩孔的尺寸接近,现场安装时候就很困难。

现在我们来看在大型桩孔上方三层施工平台,和大型桩孔近的三号施工平台距离仅为1.5米,如果采用垂直悬吊木梁的方法,这个距离显然不能满足要求。因为至少要把木梁下端提升到高于钻孔的位置,木梁的长度在2.5~3.0米以上,所以1.5米的距离不能满足要求。我们猜想在最初的施工中,工匠们可能先是开凿到了这个平台,然后利用水平悬吊的方法将大木梁悬吊在梁孔高度,但是却无法将梁安放在梁孔之中,无奈之下,就选取了垂直悬吊的方法进行。只有继续向上开凿栈道,将施工平台和大型梁孔距离拉开,遂在距离梁孔8.0米的位置确定了一号平台,两者的净距离为6.5米,这样的距离足以满足将大木梁悬吊在适当的高度来进行操作,并留下了充足的预留空间。

需要注意的是,在4.5米的高度是二号平台,是一排没有开凿完工的桩孔,共有7个桩孔。如果按照木梁最长3.0米的长度,这个高度也是可以满足要求,但为什么没有二号平台展开悬吊工作而继续向上开凿一号平台?这是因为除了梁的长度之外,还需要一些操作空间,如绳索、人员操作等,这个空间距离在实际操作时就有点紧张,所以工匠们就继续向上发展,在合适位置开凿了一号施工平台。

135窟上方位置所有的栈道,其开凿和架设的目的都是为了安装150和151位置的两根大型木梁。这两个木梁相对独立,和其他栈道没有直接关联;而其巨大的体量说明其功能和其他位置的栈道在功能上不同。其位置在135窟正上方位置,基本垂直于135窟门口,综合以上情况,我们就可以做出判断:这两个大型木梁是为了吊运135窟和133窟内大型的石刻造像而专门开凿和安装的。另外我们注意到这两个梁孔的方向并非是水平的,而是呈一定的夹角,木梁安装到位后,这样的结构在负重状态下会更加稳定,是一种良好的受力结构(图5-20)。这是当时的工匠有意为之还是无意间形成了这样的状态,尚无法确定。

至此,135窟中的这些重量比较大的石刻造像是通过什么样的方法被运输到这个洞窟中基本上清楚了,就是采用了悬吊的方法、在高空位置安置大型的木梁,采用滑轮技术、将滑轮等工具固定在木梁上,采用反向用力的方法大量的人员在山崖下用力牵扯,将这些造像碑吊运到高层洞窟中(图5-21)。这些桩孔和遗迹,都是施工过程中的遗留,吊运工作完成之后,这些设施都被拆除。

图5-20 150窟-151窟木梁安装效果示意图

图5-21 悬吊进窟示意图

为何使用两根大型木梁?还是考虑到悬臂梁负重情况下的下垂和震颤问题,因为这种结构是无法避免震颤,只能是采用综合技术来减小这种下垂和震颤,如之前在栈道形式中提到的双层栈道和三层栈道技术。在负担大型石刻造像的前提下,大型木梁也会有下垂现象,而如果将重量分解到两根栈道梁上就会有效减小这种下垂现象,保障悬吊工作的安全进行。

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