灵渠工程的关键部分：人字坝大天平、小天平

灵渠渠首工程的主体是一座重力式砌石溢流坝，呈“人”字形布置，故名“人字坝”（图2-2），古人说它“称水高下，恰如其分”^[1]，又名“天平坝”。人字坝斜向北渠一侧的一段较长，叫大天平；斜向南渠一侧的一段较短，叫小天平。据1985年广西水利科考队实测，大天平长344米，砌石体最大高度为2.24米，底宽12.9～25.2米，自北陡口起至与铧嘴相连处逐渐加宽；小天平长130米，砌石体最大高度为2.24米，底宽24.3米。天平坝折线总长474米，轴线夹角108°，坝顶全部可溢流，可以控制引水入渠的水位。与现代溢流坝比较，其形态上有差异，但作用完全一样，大天平、小天平的“人”字形布置，近似拱形，受力时有拱的作用，在结构上较优越合理。

图2-2　渠首工程人字坝(www.xing528.com)

大天平、小天平是灵渠工程最为关键的部分。第一，大天平、小天平抬高了湘江的水位，形成一个小型水库（古称渼潭，现名分水塘），使这里的水位高于漓江小支流始安水约1.1米，提供了将湘江水分流入漓江的可能，并使南渠取得了一个合理的纵断面，大大减少了工程量。第二，大天平、小天平与辅助建筑物铧嘴相配合，合理地分配南渠和北渠的进水量。水源较丰富时，南渠进水口处流量一般为5～6米3/秒，北渠进水口处流量一般为11～12米3/秒。在上游来水流量小于南渠、北渠流量之和时，则三七分水^[2]，以保证两渠有相应的通航水量。第三，大天平、小天平的坝身全部为溢流段，当来水超过上述流量时，在天平坝顶自行溢流，使进渠水位不超过渠道容许的高程，以确保渠道的安全。第四，天平坝顶溢流时，水泄入湘江故道，使水有所归，避免漫延冲决之祸，此时的湘江故道成了理想的排洪水道。

人字坝古时称铧堤，因为它的外形前尖后阔像犁铧而得名。现存的大天平、小天平是用大块石灰岩砌筑而成，坝高2.24米，临水面砌成阶梯状，坝顶迎水面平铺宽约2米的石灰岩条石，镶拼紧密。两块条石相接处各凿燕尾形石槽，然后嵌入生铁铸造的纺锤状铸件——铁码子，把相邻的两块石头连成为一体。其后为倾斜面，宽17～18米，用页岩片石直竖砌筑，鳞次排插，名为“鱼鳞石”，主要功用是抗冲刷、减缓水流下泄速度。在水压力的作用下，鱼鳞石会更加紧密，大大增强坝体溢流时的稳定性。如今，天平上的鱼鳞石已经磨损得相当严重，但石块之间仍排列紧密，少有损坏。坝基础用长2米多的松木打桩，然后在松桩间横铺一层松木，石料砌筑在此基础之上。这种办法在我国古代水利工程中常被采用，它可以增大地基的承载能力和保持受力的均匀。由于松木含有丰富的松脂，而松脂能很好地防止地下水和细菌对其造成腐蚀，有“水浸万年松”之说，因此松木桩适宜在水位以下使用。而兴安县盛产马尾松，便于就地取材。