成就都江堰工程的“神器”（下）
铁牛示意图。
铁龟示意图。
杩槎。
拦水杩槎。
“羊圈”示意图。
□刘刚 王克明
都江堰岁修和治理使用的工具，不经意间已发生了翻天覆地的变化。如今，铁锹、十字锹以及钢钎、铁锤逐步被挖掘机、装载机、电钻等现代设备所代替。鸳篼和尖底背篼、鸡公车、架架车等古老的运输工具已经被装载机、拖拉机、汽车等现代化机械设备所代替。穿山入地的大型工程已经有了现代化专业设备盾构机的使用。这些新工具、新材料和新方法的出现，正是古人治水经验和治水智慧的传承和发展。
随着现代化工具和新材料的推广应用，都江堰水已穿山越岭，跨过龙泉山脉，灌溉面积由新中国成立初期的280万亩扩展到1100多万亩。都江堰水利工程在防洪、发电、工业用水、城市用水和生态保护、旅游开发等方面发挥的综合效益更是空前。
壹
杩槎、木桩和“羊圈”的贡献
杩槎是用原木绑扎成三角架的拦水设施，也称“闭水三角”、“木马”等。明代《重修四川总志》卷十六附水利佥事张彥杲《议处修堰新规》一文称，修筑堰头、利民台及减水河所有工程，有“闭水三脚”，即为杩槎。杩槎配上木槛子、竹篾笆，再以黄泥填缝后，就制成堰头截流拦水设施。
杩槎也用于调节水量、挑流护岸、保护桥闸堤堰和抢险堵口等。《灌县都江堰水利志》载：“康熙丁酉岁（1717年），七月，夏雨弥月不止……河水泛涨……冲决新河，编竹为笼，贮石堵截。八月初二、三日复冲去……初五日复于水中立木杩……如是者百数，而水渐涸。”
都江堰每年岁修时节，先用联排杩槎将外江截流，拦水入内江，开始外江岁修；外江岁修完成后，撤去外江杩槎，再用联排杩槎将内江截流，拦水入外江，开始内江岁修。岁修完毕，再砍杩槎放水入内江，年复一年，传承至新中国成立初期。那时，没有杩槎的使用，是难以完成岁修的。
木桩和“羊圈”，是都江堰水利工程用于重要地段防止洪水冲击和固定河床使用的建材。木桩以圆木深插河底，顶部露出水面，主要用于消刹水势。
都江堰鱼嘴的迎水前部，过去常设木桩以消减水势和防止漂浮物撞击。钢筋混凝土材料使用以来，鱼嘴的抗冲击能力大大加强，不再需要木桩的防护，但在桥梁的桥墩前设置止水桩防止洪水和漂浮物冲击的做法还比较常见。内江第一桥南桥的桥墩前，就设置了止水桩以防漂木冲击，一直保留至今。
“羊圈”则是设置在河底起加固作用的设施。因其以圆木再加横梁和签子固定相互联结，形似羊圈的结构而被称为“羊圈”，治水《三字经》里就有“砌鱼嘴，安羊圈”。为保证由卵石构成的河床的稳定，都江堰先民在鱼嘴等重要河段淘江及底，设置相互联结的羊圈埋植于河底，填满沙石后形成稳定的基础。这是在钢筋混凝土出现前，古代水利营建中最牢固的方法，用以保护河岸基脚和分水鱼嘴等工程。
贰
铁柱、桐油和麻丝的小材大用
随着经济的发展和社会的进步，都江堰水利工程的维修和改造也在发展进步。元朝以来，开始出现“铁石坚筑”之法与传统“竹笼杩槎”治水之争。一些有识之士对笼石工程不耐久、“岁必更易”的短处有了较深认识，开始尝试“坚作”之法，以减少岁修之烦。
《都江堰市金石录》记载：元元统二年（1334年），吉当普在鱼嘴前铸铁龟以镇洪水，征调石匠、铁匠700余人，水工250人、普工3900余人，开始对都江堰工程自渠首至灌溉工程实施一系列大修。这次大修用铁16000斤铸成大龟以镇源头，再贯以铁柱，捍御漂木的冲击。各处工程都采取砌石锚铁，并用桐油、麻丝、石灰浆填缝。工程共用铁65000斤，取山石100万多条，用石灰6万多斤，桐油3万多斤，麻5000斤。
这次大修被称为“铁石坚筑”，条石、铁柱与铁龟相配合，保证了鱼嘴数十年安全。
200年后，明代施千祥之“铁牛鱼嘴”，是历史最著名的“坚作”。嘉靖二十九年（1550年）春，按察司佥事施千祥（福建进士）提督四川水利。为了治理水患，乃效仿元代吉当普铸铁龟“以铁治堰”之法，拟铸铁牛二头于堰首。各受益灌区百姓纷纷响应，鼎力相助。蜀康王朱承爚知道后十分赞赏，并支付银百两、铁万斤。施千祥很快筹集了废旧铁器7万余斤，木炭13万斤，竹木柴草不计其数。召集铁匠、铸工120多名，民工、炉夫1200多人，所集桐油、麻丝、石灰等财物，折合钱银为721两。在各项前期工作准备就绪后，经过一昼夜连续浇铸，两头铁牛终于铸成，“各长丈余，首合尾分，如人字状，以其锐迎水之冲，高与堰嘴等。”（《铁牛记》）
此后，清代丁宝桢的条石鱼嘴更是开创了都江堰历史上规模最大的一次以条石相连取代竹笼的铁石坚作。这些工程虽然没有能屹立千秋，但为后来的钢筋混凝土和浆砌卵石等新材料新技术的应用开创了先例，积累了经验。
叁
新技术、新材料催生新发展
都江堰渠首工程最容易损毁的是鱼嘴部分，历史上曾出现过多次以“铁石坚筑法”取代竹笼的尝试，在实践中都起到了一定的作用，但都在数年至数十年内都被洪水冲毁沉没了。“铁石坚筑法”效果并不理想，未能坚持下去。
民国以来，由于都江堰鱼嘴多次被洪水冲毁，人们再次注意对鱼嘴的维护。1926年，水利知事官兴文“以石易笼”，将鱼嘴前端竹笼改为砌条石，预计砌高11米的石鱼嘴，其中基础部分深5.4米，采用枕木作为“地护”（即基础），迎水端树以木桩，辅以竹笼消能护基。因历时三年尚未完工，1929年7月毁于洪水。
1933年，叠溪地震堰塞湖溃决，鱼嘴、金刚堤、飞沙堰、人字堤被冲毁。1934年，水利知事周郁如采用浆砌条石作基础再修鱼嘴，并用水泥砌座，因基础不深，当年即被冲毁。
1935年，张沅主持都江堰大修，吸取屡次失败的教训，深挖基础，安装地符，上用卵石混凝土浇砌成顺水流线型新鱼嘴。这是首次使用混凝土作为胶结材料浇铸鱼嘴，增强了鱼嘴强度和整体性，是对都江堰工程结构的一次重大改革。此法建成的新鱼嘴，一直运用至1973年新修外江闸时才进行改建。
新中国成立后，钢筋混凝土建材从都江堰渠首工程逐步扩展到整个灌区大大小小的鱼嘴，混凝土浆砌卵石也逐步代替古法的竹笼堆砌护岸，杩槎拦水被电动节制钢闸所代替，河道治理材料进入一个新时期。
古老的竹笼护岸、杩槎拦水的旧制，只能在水利工程局部的临时性工程中使用，人们能看到它们的地方，常常是在古人治水的仿古展台上。
都江堰岁修和治理使用的工具，也不经意间发生了翻天覆地的变化。铁锹、十字锹以及钢钎、铁锤逐步被挖掘机、装载机、电钻等现代设备所代替。鸳篼和尖底背篼、鸡公车、架架车等古老的运输工具已经被装载机、拖拉机、汽车等现代化机械设备所代替。穿山入地的大型工程已经有了现代化专业设备盾构机的使用。这些新工具、新材料和新方法的出现，正是古人治水经验和治水智慧的传承和发展。
随着现代化工具和新材料的推广应用，都江堰水已穿山越岭，跨过龙泉山脉，灌溉面积由新中国成立初期的280万亩扩展到1100多万亩。都江堰水利工程在防洪、发电、工业用水、城市用水和生态保护、旅游开发等方面发挥的综合效益更是空前。实践证明，新材料的发展和创新有赖于新技术的发展和进步，新技术的发展和进步往往又是新材料发展和产生的结果。两千多年来，都江堰水利工程让世人赞叹和崇敬的，不仅是因为它的古老和产生的效益，也不仅仅是它在工程技术方面的成就，更有乘势利导，因时制宜，与时俱进，取法自然的理念和智慧。