德壽宮遺址保護展示暨南宋博物院工程木結構的吊裝技術

周朝輝 彭艷麗

浙江省三建建設集團有限公司 浙江 杭州 310016

1 工程概況

德壽宮遺址保護展示暨南宋博物院一期工程1#遺址保護廳棚，設計為一座平面為四合院形制的木結構宮殿。四合院分別由大殿、宮門、廂房、耳房、朵殿及相關功能性附屬建筑組成。工程中的3#輔助用房，4#樓服務用房、宮墻，5#展示設施，大部分屬于仿古建筑。木結構建筑是德壽宮遺址地面建筑的主要部分，代表宋代宮殿建筑的形制。德壽宮文物保護區域是國家重點文物遺址保護單位，在進行木結構吊裝施工時需要分析文物基本情況、保護要求和施工影響范圍。因此，區域內的文物保護工作是施工重難點，在現場施工時要根據實際情況采取相應措施[1-5]。

2 文物保護難點及應對措施

2.1 文物保護難點

德壽宮遺址保護展示暨南宋博物院一期工程，屬于國家級文物保護遺址，并且在遺址修建展示廳，工程建設施工期間需要分析施工重點和難點。

2.1.1 文物保護工作

1）施工現場遺址文物區域有：地表模擬展示4處，1#遺址展示保護廳，2#遺址展示保護廳以及其他展示設施。

2）施工周邊文物保護區域包括德壽宮遺址保護展示暨南宋博物院二期、三期擬建工程及周邊需保護區域。

3）展示區新建較大體量的建筑物，需要投入大量的機械、材料和人員，進行現場施工作業，施工期間對于施工現場的文物保護工作，是施工吊裝階段的重點和難點。

2.1.2 吊裝安全管理

大型起重機進行吊裝作業，構件安裝和各勞務班組配合施工，現場的吊裝安全管理工作是施工的重點和難點。

2.1.3 施工場地狹窄

新建工程木結構、鋼結構吊裝工程施工，需要使用大型起重機械、運送大型構件材料，這些都需要良好的施工道路、大型施工機械?？奎c，以及材料裝卸場地，所以施工道路、機械設備安排均屬于施工重點和難點。

2.2 文物保護應對措施

2.2.1 組織措施

文物保護工作在公司統一部署和項目部統一領導下，組建文物保護領導小組，項目經理擔任文物保護負責人，組建管理成員，有針對性地進行文物保護指導，制訂文物保護方案，實施文物建筑的保護工程。

1）以項目經理和項目工程師為文物保護責任人的領導核心，組建文物保護管理機構模式；實施對文物保護進行全方位管理。

2）設置文物保護專職現場管理責任人，配備施工、安全、質量和作業班組負責人，形成文物保護管理機構。

3）確定文物保護班組責任人，選擇文物保護經驗豐富，有類似工程施工經歷的勞務班組，實施各專業分項工程管理。

2.2.2 技術措施

1）根據施工組織設施、工程合同和施工圖要求，結合施工實際情況，編制文物保護方案、措施和管理要求，在施工準備階段和實施階段，為文物保護提供技術支持。

2）工程施工階段，對于遺址文物保護要進行專項的施工技術交底，主要內容要有文物保護范圍、內容、要求等事項。交底方式有書面交底和口頭交底及現場交底。

3）施工區域內各類文物保護設施和防護措施的修建，首先要制訂技術指導方案，設施構造要求和施工方法。包括防護欄、防護棚和保護罩等設施，所采用的材料、構造方式、標高尺寸和修建標準等，明確修建圖示、式樣等。

2.2.3 施工措施

1）選擇機械設備：吊裝施工階段，選用性能良好、生產效率高的起重機械、材料加工機械和其他輔助機械，維持施工作業順暢、保證生產效率，提高施工質量和生產安全，有力促進文物保護工作的效果。

2）加工場防護：材料加工場應根據材料情況，選擇防塵、降噪和減振措施，減少材料加工對文物的影響。包括木工棚、攪拌站等均搭設防護棚，修建沉淀池，預防揚塵和排污危害文物安全。

3）吊裝施工階段的構件吊運、材料安裝施工等其他外立面高空作業，均會產生物體打擊、高空墜落等安全隱患。因此，要采用鋼管扣件搭設防護架和掛設安全網等措施，在作業層的臨邊處修建有效的防護設施。

4）重要部位、關鍵位置和主要危險源的防護措施應先確定防護措施，報監理單位審核，批準后按方案實施。

2.2.4 專項保護

1）立面防護：施工通道兩側或施工作業區附近，有文物保護的墻柱和其他構筑物的路段，采用多層模板和塑料草皮，設置側面防護措施，保證在施工期間，所有施工通道側立面的文物要素和關鍵部位，都完好無損。

2）防護欄：在遺址、地表模擬展示區域的周邊，構造地面剛性防護欄，掛設警示、警告標牌，警示車輛、施工人員，預防施工人員進入保護區，防止車輛隨意進入保護地帶。防護欄桿必須安裝牢固，平面高度不低于1.05 m，臨空位置高度應大于1.2 m，材料選用鋼質型材。

3）材料運輸防護：吊裝施工階段，需要的安裝材料和構配件，均屬于大型或重型材料，車輛運輸進入施工現場后，應遵守限重規定，并在遺址保護區域，禁止停留和超重行駛。

4）施工場地保護：材料加工場和堆場，選擇在遠離有文物建筑和需要保護的遺址文物地帶。如果不能避免的時候，要采用有效保護措施和相關隔離層，并控制堆放荷載，保證場地的安全和穩定。

5）展示廳遺址陳設保護：建筑物內不可移動的文物和陳設采取相關措施予以保護。采用鋼管、扣件、模板和彩條布等材料，在保護對象的頂面搭設防打擊防護架和安全網架保護層，在四周架設防污染、防水和防灰塵的措施。

6）木構件防護：所修建的仿古建筑物，大多為木構架結構，在安裝階段大部分的木構件均未采取保護措施。因此，對于臨時堆放、進場或待修繕的木構件，均采用防水布、蓋板等相關材料，對木構件進行必要的保護，或者把單件類材料移至室內存放。

7）建筑物罩棚：在仿古建筑吊裝施工階段，對于已經安裝的木構件，所建造的建筑物應在屋面防水工程施工前，構筑防雨設施，預防木構件被雨水侵蝕。

3 吊裝準備及施工順序

3.1 總體安排

吊裝工程施工采用2套機械設備和施工班組，實施平行施工、流水作業；分段流水作業。施工作業區劃分7個施工段（圖1），現場平面布置根據施工組織計劃和施工安排，總體規劃現場平面，并修建現場施工設施。

圖1 總體施工安排

3.2 施工準備

3.2.1 機械設備準備

吊裝工程施工需要多種型號的起重機械，包括裝卸使用的小噸位起重機，近距離和中近距離吊裝的起重機械，和遠距離構件吊裝的大噸位起重機械。

木材安裝機械要配備圓盤鋸、手工鋸、鏈條鋸等切割機械，以及平刨機、榫卯機和各類手用工具等。

3.2.2 材料準備

吊裝材料、構件、設備等按照方案要求和平面布置規劃，進行有序碼放，以便于吊裝順利進行，同時準備后續材料的加工計劃和成品類的運輸。

木構件安裝階段，還需要墊木、蕭木、支撐木材、加固木材和結構、建筑和屋面蓋瓦需要的各類輔助材料。

3.2.3 專業班組準備

施工前需確定吊裝駕駛操作和指揮人員，起重機司機、信號工、司索工必須持證上崗，且證件在有效期內，作業期間身體健康，無影響工作的身體不適情況。

木作班組是木結構安裝階段的施工主體，吊裝施工前應接受項目的技術方案教育培訓、施工技術和安全技術的書面交底，并履行簽字手續，確保在吊裝施工、結構安裝方面操作熟練，施工安全。

3.3 基本流程

3.3.1 施工段流水

2個施工作業區同時開展吊裝施工，施工段基本流水作業程序：第1施工作業區施工順序為A1→B1→C1→D1；第2施工作業區施工順序為A2→B2→其他。

3.3.2 單位工程施工順序

單位工程施工基本順序從工作面移交開始，具體為：工作面移交→復核→測量→滿堂架搭設→材料進場→起重機械就位→試吊裝→柱、枋、梁、檁吊裝→屋面鋪設吊裝→蓋瓦系統吊裝。

3.3.3 構件吊裝工藝流程

吊裝準備→構件測量、吊點定位→吊帶（繩）綁扎→試起吊→指揮吊運→落點裝卸，或吊運至安裝點直接輔助安裝構件

4 木結構吊裝

4.1 柱、枋及柱枋構架吊裝

4.1.1 工藝流程

測量定位→柱子單點吊綁扎→旋轉法豎向立起柱子→柱子吊運就位臨時固定→穿、枋吊運至與柱卯連接點→吊件停頓輔助構件連接安裝→重復上述步驟，形成柱枋構架和建筑物的柱網構架。

4.1.2 構架吊裝

1）首先吊運木柱到相應柱礎位置，每根木柱均采用兩點綁扎吊運法，即用2條扁平丙綸吊帶或棕繩綁扎在木柱或圓形構件的兩端1/4處，或經計算確定的吊裝綁扎點處，采用雙圈或單圈套結法綁扎，然后將吊帶掛至起重機吊鉤內吊運，并保證木構件水平方向平衡移動。

2）當吊運到裝卸點位置后，裝卸點地面在構件綁扎點附近，鋪上墊木，然后在吊裝指揮的指揮下，將吊運構件徐徐放在墊木上，同時由吊裝輔助人工協助下扶正空中構件輕放。

3）柱枋構架數量達到可安裝要求時，可進行柱、枋構架安裝吊裝作業。

① 先安裝柱子，采用單點雙圈套結法綁扎，在距柱頂面1/3處綁扎固定吊帶。采用旋轉法起吊方式，將柱子豎起使柱腳落在地面的軟物上，然后將柱子吊運到已經埋設固定的柱礎上，調整榫卯方向并做臨時固定后，松解吊帶。同樣方式吊裝第2根柱子。

② 吊裝梁或枋構件時采用兩點綁扎法吊裝，調整梁枋榫卯方向，保證梁枋榫與柱卯方向一致，采用木榔頭將柱、枋或梁構件安裝連接在一起，并用方木或木撐條將木柱固定，防止其翻倒、滾動。

③ 柱枋或梁構件的組合質量小于起重機吊裝荷重時，柱枋或梁構件在地面組合木構架，再起吊安裝。

4.2 斗拱吊裝

4.2.1 斗拱吊裝工藝流程

斗拱組件計件、計重→打包捆綁，或網兜、框簍裝填→試吊→吊運到安裝點附近裝卸、碼放→大于50 kg的斗拱組件吊升至安裝點輔助安裝

4.2.2 斗拱組件

斗拱組件由座斗、瓜拱、萬拱、廂拱、昂、翹等組件構成；單件斗拱的質量30～100 kg不等。

4.2.3 斗拱吊裝

吊裝時采用網兜，或簍筐裝填，吊運至安裝點；小于50 kg的組件，采用葫蘆起吊輔助安裝；大于50 kg單件組件，采用起重機輔助吊裝。

1）斗拱安裝在柱、枋或梁構架安裝驗收后進行。

2）柱枋構架安裝工序驗收合格后，先進行測量、放線，確定斗拱安裝軸線和標高。

3）斗拱安裝先固定座斗，再安裝正心瓜拱，然后根據斗拱數量，安裝不同組件；如果需要起重吊裝，應按照生產指揮和吊裝指揮的安排，分件吊裝配合斗拱安裝。

4.3 梁及梁架吊裝

4.3.1 梁、檁吊裝工藝流程

梁、檁構件測量定點→吊帶結套綁扎→吊運至安裝點→輔助構件安裝就位

4.3.2 梁、檁吊裝

梁吊裝與枋吊裝類似，采用兩點套結綁扎法吊裝；梁的安裝與枋安裝也類似；連接方式有3種，其一是鼓卯方式，也稱銀錠榫或燕尾榫連接構造，其二是透榫或半透榫式連接構造，其三是斗口連接。

1）鼓卯方式吊裝。梁構件采用兩點綁扎吊裝，吊運至安裝點上方，梁構件的兩端銀錠榫對準柱頭的鼓卯槽口，由上而下將榫頭壓入卯口，具體如圖2所示。

圖2 鼓卯方式三架梁架吊裝

2）透榫或半透榫式吊裝連接。步梁架做成透榫或半透榫，橫向插入柱子，形成屋架結構，具體如圖3所示。

圖3 步梁架透榫連接吊裝

3）斗拱連接吊裝。在柱頂面安裝斗拱，梁構件兩端下口，做成枋形構造，直接安裝在斗口上，具體連接情況如圖4所示。

圖4 梁與斗拱連接吊裝

4.4 檁條吊裝

柱、斗拱、梁、枋額等構件吊裝完成后，履行報驗手續，工序驗收合格后，進行桁檁安裝；桁檁吊裝方式和柱、梁相同，均采用兩點套結綁扎法。安裝由上而下直接吊裝安放在瓜柱的桁檁椀上，校正固定。

4.5 整榀屋架（梁架、瓜柱或童柱組合件）安裝

用同樣方法吊裝同一排架的其他相應木構件，將所有木構件安裝完畢后，木工、技術管理人員應對該排架進行核實、矯正，確認每個木構件的規格尺寸、長度等符合設計要求后方能將梁枋柱之間的榫卯進一步投入榫孔，并用同材質的木楔將榫卯固定錨緊。

4.6 整榀屋架吊裝

起重機械吊運整榀屋架時，屋架可在現場地面組裝，然后整榀吊運整組屋架；吊裝時應根據屋架的長度和高度確定其吊點，或根據計算確定吊點和綁扎方式，且應符合以下要求：

1）整榀架的質量不能大于起重機械的最大起重量。2）整榀屋架的組合體的連接構造必須牢固。3）吊裝前應進行試吊，檢查綁扎、起重量和穩定性，總體能滿足相應吊裝標準后實施正式吊運。

4.7 櫞、望板吊裝

4.7.1 櫞、望板及輔料吊裝工藝流程

計量、計件→測量吊點或確定捆扎方式→構件捆扎→吊運→落點裝卸

4.7.2 櫞、望板及輔料吊裝

在梁枋檁吊運安裝完畢后，可將屋面基層的木椽子、木望板等小構件吊運到單體的安裝點。

1）櫞條吊放在桁檁上，或相鄰的梁枋上。落吊前應在屋面構件上臨時安裝固定支撐點，保證櫞條放置平穩，但不得集中堆放。

2）望板吊裝前，單位工程的櫞條施工應完成，且經工序驗收合格。望板吊裝放置，應根據望板鋪設工程量，均勻堆放在屋面櫞條上，或邊鋪設邊吊裝，保證吊裝和堆放安全可靠。

4.8 屋面蓋瓦吊裝

屋面蓋瓦工程施工階段，需要吊裝的材料有防水卷材、掛瓦條、砂灰、瓦件和脊件等。

1）屋面蓋瓦材料的吊裝，必須要計算材料的質量，起重機械的最大回轉半徑的起重量，確定吊運量。

2）吊裝材料的綁扎方式，應按照材料的形狀、質量，確定吊具。

3）吊裝材料在屋面的堆放，應少量、單層排列，尤其是瓦件，并做好防滑溜措施，或在吊運至屋面后，采取先堆放，后澆吊方式。

5 結語

德壽宮遺址保護展示暨南宋博物院項目在木結構施工過程中準確把握了宋代建筑風格建制，通過合理的吊裝順序，避免了對德壽宮遺址的破壞，尤其是吊裝過程中的細節處理，做到了精準定位，同時兼顧了工期與質量，為后續遺址保護暨復建工程吊裝作業提供了寶貴的經驗。不出遠門即可享受到山水之樂。