佛山祖庙古洛芷兰牌坊修缮技术研究.pdf

【文物保护】Cultural Relics Protection1历史沿革及建筑形制古洛芷兰牌坊位于佛山市祖庙博物馆内孔庙片区，始建于清代，原立于昔日佛山镇社亭铺梁氏祠堂内，为佛山郡马梁氏十七世百岁族人梁持璞所建，原名“生平人瑞”牌坊。中华人民共和国成立后，梁氏祠堂因城市发展被新建筑替代，该牌坊被拆除后移至当时的佛山市博物馆保存。因佛山孔庙重修，该牌坊于1981年迁建至佛山市祖庙博物馆内（图1）。2012年，古洛芷兰牌坊被佛山市禅城区人民政府公布为禅城区不可移动文物。古洛芷兰牌坊为典型的三间四柱三楼式石牌坊，通面宽4.2米，主体结构含花岗岩和灰沉积岩两种石材，抱鼓石、柱子、大额枋为花岗岩，屋面及各楼檐下的斗栱、雀替等构件为灰沉积岩。牌坊的小额枋饰以丰富的雕刻，主要以龙凤、雀鸟为题材，体态生动，小巧精致。古洛芷兰牌坊自迁建于祖庙后未进行过保养或修缮，久经风雨日晒，已经出现不同程度的残损，存在较大安全隐患。2病害分析经详细勘察，牌坊主要存在以下问题。2.1结构失稳古洛芷兰牌坊主要结构构件保存完好，力学性能较好，牌坊的结构问题主要出现在构件节点位置。经详细勘察，牌坊的大部分节点正常，填缝砂浆完好无裂缝，主要问题出现在基座和明楼上。古洛芷兰牌坊的四根石柱分别立于四块独立的石基上，石基为长条形，石基之上、石柱两侧均设有抱鼓石。明间抱鼓石高1.8米，约为明间柱高的1/2。次间抱鼓石高1.45米，约为次间柱高的3/5。石基、石柱、抱鼓石形制合理、尺寸科学，形成一个整体的底盘，这是牌坊保持稳定的根本。现石构件保存完好，但是石柱、抱鼓石、石基底部均存在不同程度的空洞和裂缝，存在重大安全隐患。究其原因，建造牌坊时，将立柱调至垂直是一大技术难题，石构件又存在切割难的问题，因此在石构件底部加塞铁片成为常规的调平措施。古洛芷兰牌坊石构件底部存在大量铁片痕迹，但铁片多锈蚀，砂浆分离脱落，导致石构件底部出现大量缝隙（图2）。基座的轻微缝隙都可能造成牌坊晃动，严重时导致倾斜或倒塌，是本次修缮需重点解决的重大结构安全问题。除此之外，明楼与明间额枋的节点也存在问题。明楼由斗栱层和屋面层构成，斗栱为三层石斗栱，由三层石块自下而上层层叠加，再雕刻出斗栱的形状，每层的主要形态为一跳栱和人字栱。屋面层八个石墩立于明间额枋上，石墩与明间额枋的连接以及最下方斗栱层与石墩的连接成为明楼稳定的关键节点。经详细勘察，石墩上下节点处均存在大量裂缝，砂浆分离脱落，在外力作用下，明楼可前后轻微晃动，存在重【作者简介】任曼宁，女，建筑学硕士，文物博物馆员、建筑工程师，研究方向：文物建筑保护与研究。佛山祖庙古洛芷兰牌坊修缮技术研究摘要：古洛芷兰牌坊始建于清代，是佛山市禅城区不可移动文物。古洛芷兰牌坊的建造方式和石材构成具有典型的岭南地方特色，残损病害情况也具有一定的典型性。文章对古洛芷兰牌坊的病害情况进行详细分析，对解决各类病害的修缮技术进行深入解读和论述，为石质牌坊的修缮提供参考。关键词：古洛芷兰牌坊；石牌坊；修缮技术DOI：10.20005/ki.issn.1674-8697.2023.19.009任曼宁（佛山市祖庙博物馆，广东佛山528000）0332023.10（上）IDENTIFICATION AND APPRECIATIONTO CULTURAL RELICS文物鉴定与鉴赏大安全隐患。2.2石材风化气温的反复变化和各种气体、水溶液、微生物的活动使石刻岩体在结构构造甚至化学成分上逐渐发生变化，使岩石由整块变成碎块、由坚硬变得疏松。这一过程即为风化，风化不断深化导致构件开裂、残损、缺失。在同一环境，不同石材的风化程度有显著差异。古洛芷兰牌坊的花岗岩基本完好，风化程度极低，但是灰沉积岩风化程度较高，尤其是斗栱层表面呈现大量裂缝，并伴有剥落、变色、残缺（图3）。2.3物理裂缝和残缺物理裂缝和残缺是指石构件在外力作用下，如沉降、晃动、撞击、压力、自重等物理因素导致的断裂和残缺。牌坊含花岗岩和灰沉积岩两种石材，其中花岗岩强度较高，目前保存较好。牌坊屋顶石材均为灰沉积岩，此种石材较脆，易开裂。古洛芷兰牌坊一处屋面板屋角开裂，一处戗脊石雕开裂均为物理裂缝（图4）。2.4使用不当古洛芷兰牌坊明楼及次楼三楼共8处屋角，其中6处屋角脱落缺失，2处残损开裂严重，屋角缺失率75%，残损率100%。究其原因，牌坊在公布为不可移动文物之前，为了增加装饰效果，曾经在屋角处打入铁钉以悬挂灯笼，铁钉锈蚀后膨胀导致屋角石材开裂甚至脱落（图5）。2.5表面污染长期受风吹、日晒、雨淋影响，牌坊表面出现大量黑渍、霉菌、青苔，导致石构件表面污染变色。表面污染一方面影响牌坊外观，另一方面对勘察造成影响。在清理之前，污染物覆盖下的石构件具体情况无法彻底勘察。3修缮技术3.1表面清理第一步需对牌坊进行清洗。针对牌坊表面的黑渍、霉菌、青苔，采用清水冲洗的方案。清洗过程中配合细软毛刷对表面进行轻度刷洗，将对石构件的影响降到最低。经过清洗后，石构件表面显露出大量裂缝，牌坊的残损病害情况得以全面勘察。3.2基座修复基座稳固是保障牌坊安全的根本，古洛芷兰牌坊基座构件之间的小缝隙是影响牌坊安全的重大隐患。修缮方案为清理石基、抱鼓石、石柱底部锈蚀的铁片和脱落的砂浆，加塞镀锌钢片和环氧树脂，以保证各构件底部密实稳固。此方案实施的重点和难点在于，要保证石柱始终保持垂直，且加塞钢片后石构件要垂直且平稳。3.2.1设置石柱垂直度监测系统施工之前设置石柱垂直度监测设施，在四根石柱的四个面吊边垂线。施工前牌坊四根石柱均垂直，无倾斜现象。施工过程中需安排专人时刻监测石柱垂直度情况，一旦发现石柱有倾斜应立即停止施工。施工完成后应再次测量石柱垂直度，以确保石柱始终垂直。3.2.2材料准备石构件底部情况无法彻底勘察，且空隙大小宽度不一，因此采用由厚到薄的渐变型钢片，宽度为5厘米，最大厚度为0.5厘米，最小厚度为0.1厘米。现场可以根据缝隙大小精准选择合适的钢片。3.2.3加塞钢片如何保障钢片填塞密实又不会将石构件拱起是施工关键，必须由经验丰富的匠人师傅完成。加塞点选择空隙最大的位置，加塞点数量也须严格控制，石图1古洛芷兰牌坊（修缮后）图3石材风化（修缮前）图2石柱底缝隙（修缮前）034Vol.262【文物保护】Cultural Relics Protection柱三个点，抱鼓石外端尽头两个点，石基两端各两个点。加塞完成并确认石柱垂直后，在空隙处满填环氧树脂，最终在接缝表面做美化处理。修复后的基座稳固安全。3.3加固微小裂缝牌坊屋面、斗栱、额枋为灰沉积岩，现有多处树枝状裂缝，若不加固，后期裂缝必然会加深从而脱落残损。但裂缝宽度不一，深度不详，如何加固成为难点。修缮方案拟将环氧AB胶灌入裂缝，但是AB胶浓度较高，细小的裂缝无法渗透进去，仅能停留于表面，无法起到加固效果。经现场反复试验，最终采用酒精稀释石胶的修复方案。被酒精稀释过的胶可以流动渗透到裂缝深处，之后酒精挥发，仅留下胶，可起到一定的加固作用。将环氧AB胶、酒精、固化剂以一定比例融合搅拌，再灌入注射器中，以修复材料能从注射器针眼中缓慢流出为最佳。酒精和固化剂的剂量是关键，酒精是稀释剂，如果过多，修复液过稀，黏结性能较差；如果过少，修复液无法流动渗透。固化剂如果过多，注射器中的修复液较快凝固，针眼堵塞；固化剂如果过少，修复液难以干燥。修复液制作完成便将其灌入注射器内，将针管扎入裂缝中，将修复液缓慢打进去，等所有修复液渗透到深层裂缝后再继续打入，重复操作直到修复液从裂缝渗出，快速将表面清理干净。此加固方案未对石构件表面造成影响，修复后的石材视觉上与修复前完全一致（图6）。3.4加固开裂的屋面板牌坊明楼西侧屋面石板有通长裂缝，存在随时断裂脱落的风险。石板的裂缝之上是石质戗脊雕花，下方是石质斗栱层，石板与上下各构件连接节点完好牢固。石板整体完好，但是裂缝存在进一步加深的可能，且石板自重较大，普通的灌胶难以起到加固效果，如何以最小干预的方式加固石板成为本次修缮的难题。经反复研讨，最终采用扁钢加固的物理加固方案。用扁钢在现场根据屋面形状定做钢架，钢架与开裂石板表面完美贴合，并将整个石板包住。钢架未对石板进行过多干预，仅起到物理支撑的作用，在钢架的支撑保护下，一方面开裂的石板得到支撑，可有效缓解裂缝继续加深扩大，另一方面即使后期石板裂缝继续扩大甚至断裂也不会脱落。但是，钢板材质与石材视觉冲突强烈，非常影响美观，影响牌坊的传统风貌和艺术魅力，为实现加固材质和谐美观，在钢板表面涂刷一层仿石漆，在石漆快干未干的时候点上墨汁，塑造与牌坊屋面石板相近的斑驳石面的效果，最终钢架与屋面石板视觉上融为一体（图7）。此加固方案解决了石板的安全问题，且外观美观和谐，符合文物保护工程最小干预原则和可逆的原则。3.5修复残缺石构件明楼西北角戗脊石雕已经断裂，由于断裂的石构件体量较大，需要一定的黏接强度，仅用结构胶无法完全稳定，方案为通过环氧AB胶结合钢扣件进行黏接。首先在断裂面中心位置打入一对钢扣件，以加强黏接牢固度和稳定度。然后对两个断面进行清洁，保持干净干燥。根据断面面积取双组分环氧AB胶适量，在容器中搅拌均匀，在两处断裂截面上全面均匀涂抹。再将断裂的石块对准后扣紧钢扣件，将石块相互挤压，挤出多余的胶，保证缝隙越小越好，挤出的胶用酒精棉擦拭干净。裂缝处干燥凝固后进行美化处理，用石灰砂浆对接缝进行填充找平。最后对裂缝处进行做旧处理，用屋烟汁与水调配成与石材相近的颜图5屋角铁钉生锈膨胀导致屋角开裂脱落（修缮前）图6裂缝加固（修缮后）图4明楼西侧屋面板开裂（修缮前）0352023.10（上）IDENTIFICATION AND APPRECIATIONTO CULTURAL RELICS文物鉴定与鉴赏色，用细毛笔轻轻点缀上色，如此重复多次，塑造斑驳石材效果，使裂缝修补处与周围颜色基本一致（图8）。3.6加固重要节点明楼石墩与大额枋、斗栱层的连接处均出现不同程度的裂缝，存在较大安全隐患。本次修缮遵守最小干预原则，将节点脱落砂浆清除，涂抹改性环氧结构胶将连接面黏结加固。胶表面涂抹真石漆，在真石漆快干未干时用屋烟汁点缀出斑驳的效果，外观与石构件接近。3.7修复屋角牌坊多处屋角由于打入的铁钉锈蚀膨胀而开裂脱落残缺，修缮中首先清理铁钉及锈蚀残余物，再采用改性环氧结构胶加石粒、石粉的方式进行修补。首先对屋角基层表面进行清理，清除泛碱和松散酥碱部位，露出坚实基层，保证基层与修复层能有效黏接，否则修复层极易剥离。下一步对残缺处进行修补。一般情况下，环氧材料的收缩率为1%2%，若修复体积大，容易出现裂缝、空鼓。古洛芷兰牌坊残缺角最大宽度一般为78厘米，为避免环氧树脂收缩导致开裂，本次修复采用小石块和石粉结合的方式。首先将碎小灰沉积岩石块、环氧AB胶和固化剂放入容器中搅拌，再加入适量石粉，将修复材料填充于黏接面上，轮廓低于完成面约1厘米。然后用石粉、环氧AB胶、固化剂搅拌制作面层修复材料，用抹子将面层修复材料按屋角的形状涂抹在修复层上。最后，用尖锤在修复表面敲打出凹凸不平的效果，再点缀屋烟汁，最终使修复完成面在观感上与屋面石构件保持一致。4结语古洛芷兰牌坊是珍贵的历史文化遗产，是我们了解、感受传统文化和道德观念的珍贵实物载体。古洛芷兰牌坊修缮工程严格遵守中华人民共和国文物保护法中“不改变文物原状”原则，坚持“四保存”原则（原建筑形制、原建筑结构、原建筑材料、原工艺技术），坚持最小干预原则。在当前技术条件下，创新性优化修缮材料和措施，填塞柱底空隙时采用渐变型钢片，可精确选择合适的厚度；加固开裂的屋面板采用扁钢制作钢架，符合最小干预和可逆原则；美化石胶表面采用真石漆加屋烟汁调色的方式，最终实现修复材料在观感上与石材基本一致；加固微小裂缝时优化原材料配比并合理利用注射器以将加固材料渗透至裂缝深处。本修缮工程既保证了文物建筑的安全、美观，又真实、完整地保护和延续了文物建筑的价值，对岭南地区石牌坊的修缮具有一定的参考意义。参考文献1佛山市文化广电新闻出版局.广东省佛山市不可移动文物名录M.佛山：佛山市嘉俊彩印有限公司，2013.2于昕悦，董瑞华，郭泓.故宫古建筑石构件的病害机理与保护修复方法：以须弥座为例J.古建园林技术，2020（2）：70-74.3张金风.石质文物病害肌理研究J.文物保护与考古科学，2008（12）：60-684刘佳，刘玉荣，涂铭旌.石质文物保护材料的研究进展J.重庆文理学院学报（社会科学版），2013（5）：13-18.图8屋角石雕脊饰（修缮后）图屋角（修缮后）图7明楼西侧屋面板（修缮后）036Vol.262