(一)土堤填筑質(zhì)量控制的早期成就和施工規(guī)范

　　1．先秦堤防規(guī)模和夯筑要求

　　西周時(shí)期堤防已有相當(dāng)規(guī)模。據(jù)《國語?周語上》記載：“防民之口，甚于防川。川壅而潰，傷人必多。”這是召公勸導(dǎo)周厲王不要壓制百姓對政治的議論時(shí)所說的一段話，大約出自公元前844年左右。從“川壅而潰，傷人必多”的說法來看，當(dāng)年不僅堤防修筑已較普遍，而且也有相當(dāng)?shù)母叨取４呵飼r(shí)淄水流經(jīng)齊國都城東門外，為防洪水，當(dāng)年東門堤有相當(dāng)?shù)母叨龋┕ぶ许氁獎(jiǎng)佑门ｑR向上運(yùn)輸土料。到了西漢，在今河南浚縣黃河的一些堤段，堤高達(dá)16米以上。這樣高的土堤，又是用來擋水的，因此一定要有較高的填筑質(zhì)量才行。

　　高大堤防斷面也必然龐大。為保證土堤的自身穩(wěn)定，要選擇較緩的邊坡。據(jù)《周禮?考工記》記載，戰(zhàn)國年間的土堤邊坡一般規(guī)定是：“凡為防，廣與崇方。其?分去一。大防外?于這段文字有不同的理解。筆者從水利技術(shù)的角度理解是：“若將‘廣’解釋為堤頂寬，‘叁分去一’解釋為堤兩面坡度的總合(即每邊的邊坡都分別是1:1.5，也就是橫1.5，縱1)，這樣就比較合理了。”②而高大的堤防，兩面邊坡還要更緩一些。據(jù)此，像西漢黃河的一些堤段，大堤底寬將近80米。這種大型水工建筑物，其修筑技術(shù)和施工組織都會比較細(xì)致，以便保證質(zhì)量。

　　《管子?度地》記錄了戰(zhàn)國時(shí)代土工施工的技術(shù)規(guī)定，主要有土壤含水量的掌握和施工工具的配置。

　　土工施工的合理季節(jié)在春季。技術(shù)原理是：“春三月，天地干燥……利以作土功之事，土乃益剛。”土壤含水量適宜，容易搗實(shí)，有利于提高土堤密實(shí)度和容重。而夏季多雨。秋季土壤含水量大，“濡濕日生，土弱難成……土工之事亦不立”，而冬季土壤結(jié)凍，起土困難，又不易搗實(shí)，“土剛不立”，難以保證施工質(zhì)量。

　　直接決定施工質(zhì)量的還有土體的夯筑程度。《管子?度地》中記錄了當(dāng)時(shí)水利工程常用的工具有：“籠、鍤、版、筑”和土車。土車?yán)谶h(yuǎn)距離運(yùn)送土料。籠(土筐)、鍤(锨)是挖土和挑土的器具。而版即今筑墻的模板。筑則是夯杵，搗實(shí)土體的工具。筑堤土壤必須分層搗實(shí)才能達(dá)到較大的容重，也才能保證一定的密度，以提高土堤抗御洪水時(shí)自身的穩(wěn)定和擋水的能力。考古發(fā)現(xiàn)早在商代修筑宮殿的臺基，就曾使用夯筑，河南偃師二里頭早商宮殿臺基保留有清晰的夯印。夯印呈半球狀，直徑3～5厘米。在此遺址中還同時(shí)出土了羊頭形石杵一件。杵體呈圓柱形，上部稍細(xì)，下端磨成半球形。

　　夾板分立土體兩側(cè)，并由兩旁立柱加以固定。夾板中間填土，用夯杵搗實(shí)。一般每板長2～3米，高20～30厘米。每板搗實(shí)后，上面再加一板，并繼續(xù)填土和搗實(shí)。土體筑成，再拆除模板。直到唐代黃河河工上還曾使用過板筑修筑擋水土堤。