长城的建筑构造和建筑材料
1. 关隘的构造
  关隘是长城沿线的重要驻兵据点,位置多选择在出入长城的咽喉要道上。整个关隘构造,一般由关口的方形或多边形城墙城门、城门楼、瓮城组成。有的还有罗城和护城河。
  (1) 城墙:这里的长城城墙,一般特别坚固,内外檐墙多用巨砖、条石等包砌,内填黄土、碎石,高度一般在十米上下,这不仅使攻城的敌人难于攀登,而且可以给人望而生畏的感觉。城墙顶上一般都有四马并骑的宽度,即有四、五米宽,以便作战时部队机动和运送粮秣、兵器等。这里还有上下城墙的马道和梯道。在城墙的外檐上筑有提供了望和射击的垛口,在内檐墙上筑有女墙(宇墙),起保护人马不至于从墙顶跌落下来的作用。
  (2) 城门:城门是平时进出关口的通道,战时是反击敌人的出口。早期多用木过梁,元朝以后一般均改用砖或石块砌成拱券形的门洞。为了增加稳固性,城门附近的一段台基多采用条石砌筑。不少城门上均镌刻着门的名称。门洞内装巨大双扇木门,木门外包铁皮,用巨钉嵌镶,门内侧装有门闩及锁环,有的还装有机关。
  (3) 城门楼:城门上方一般均筑有城门楼。它是战斗的观察所和指挥所,也是战斗据点。城门楼多为一层、二层或三层的木结构及砖木结构的建筑物,其屋顶多为庑殿式或悬山式、歇山式结构。这些结构普遍使用斗拱。并且对整个建筑物内外用油漆彩绘进行建筑装饰。这样就使整个城门楼不仅具有丰富多彩的艺术形象,而且也增添了它尊严威武的气魄,以适应战斗的功能和审美的要求。山海关的"天下第一关"城门楼就是一座歇山式屋顶的二层建筑物。在嘉峪关的"光华门"和"柔远门"顶方形平台上的两座三层城楼,被阳光涂上了一层橙红,歇山式屋顶上绿的琉璃瓦闪闪发光,屋脊上装饰的兽形瓦、蟠龙、狮子等显得更加光亮活跃。"柔远门"的城楼下,红油漆的明柱回廊,雕梁画栋,五彩缤纷,集中地表现了我国古代高超的建筑技术和建筑艺术,给祖国的建筑宝库增添了光彩。
  (4) 水关:长城在于溪流、河谷相交处为达到水流通过和防御目的而设计的种种通道式结构。比较著名的有九门口长城、八达岭水关、黄崖关长城水门等。 有关长城的诗句
  (5) 瓮城:瓮城是在预想的敌人主攻方向的城门外,再构筑一个"∏"形的城墙,形成二道城墙,故叫"瓮城"。其作用是增大防御纵深,加强城门的防御能力。瓮城也有城门,但其主轴方向与主城门的主轴方向多形成直交,这是为了加强防御,使敌人在攻破瓮城城门时,不
至直冲主城门,同时也便于在城墙上向下射杀敌人。例如山海关城的东门原名"真东",因为它面向关外,有人以"两京锁钥无双地,万里长城第一关"的诗句来形容它的险要,所以它建有坚固的瓮城,瓮城的城门是向南开的,与东门的城门主轴成直交。嘉峪关的"柔远门"与"会极门"的轴线很明显也是直交的。
  (6) 罗城:罗城是在预想的敌人主攻方向瓮城外,再构筑的一道"∏"形城墙,不过这一道城墙比较长,它不仅起掩护瓮城的作用,而且能掩护内城城墙较长的地段。在嘉峪关瓮城的西边,相距五、六米处,就筑有一道罗城,长近两百米,是城关的第一道防线,起增大防御纵深的作用,有利于取得战斗的准备时间。在罗城的城墙上,一般也建有城楼,用以观察敌情,指挥作战。在城墙两端,一般都建有箭楼,以加强了望和巡逻。嘉峪关的这道罗城与内城,形成了一道重墙,它是面向敌人主攻方向的最前防线。
  (7) 护城河(壕堑):利用地形挖成深沟灌水代替城墙,一般在城关的四周均有护城河。它是在筑城挖掘土方时形成的,后来再引入河水,形成了关城的又一道防线。在山海关城外有一道深约二丈、宽五丈的护城河,迫使敌人必须涉水过河才能到达城下,增加了攻城的难度,给守卫在城墙上的士兵创造了射杀敌人的有利机会。
2. 城墙的构造
  墙身是城墙的主要部分,平均高度为七点八米,有些地段高达十四米。凡是山岗陡峭的地方构筑的比较低,平坦的地方构筑得比较高;紧要的地方比较高,一般的地方比较低。墙身是防御敌人的主要部分,其总厚度较宽,基础宽度均有六点五米,墙上地坪宽度平均也有五点八米,保证两辆辎重马车并行。墙身由外檐墙和内檐墙构成,内填泥土碎石。外檐墙是指外皮墙向城外的一面。构筑时,有明显的收分,收分一般为墙高百分之二十五。墙身的收分,能增加墙体下部的宽度,增强墙身的稳定度,加强它的防御性能,而且使外墙雄伟壮观。内檐墙是指外皮墙城内的一面,构筑时一般没有明显的收分,构筑成垂直的墙体,关于外檐墙的厚度,一般是以"垛口"处的墙体厚度为准,这里的厚度一般为一砖半宽,根据收分的比例,越往下越厚。砖的砌筑方法以扁砌为主。图示为长城的墙身断面图。
  墙的结构内容是根据当地的气候条件而定的,总观万里长城的构筑方法,有如下几种类型:
  (1) 版筑夯土墙:版筑夯土墙是我国最早采用的构筑城墙的方法。它是以木板作模,内填粘土或灰石,层层用杵夯实修筑成的。在长城沿线,可以看到不少地方是夯土墙。它们有的
是用粘土和砂,再夹以红柳或芦苇的枝条夯筑成的。也有的地方是用土、砂、石灰加以碎石夯筑的。版筑夯土墙,她的高度一般是底厚的一倍左右,顶部宽度为墙高的四分之一至五分之一,所以城墙有明显的收分。这种墙有一定的承载能力,它能阻止敌人步、骑兵的行动,抵抗冷兵器(刀、抢、箭等)的袭击,并可就地取材,施工也很简便。所以隋朝以前的长城,多是采用版筑夯土墙。汉代夯层在15公分左右,由于筑城术的进步,唐代和明代筑城夯层则在30公分左右。但这种墙容易被敌人破坏,而且不耐风雨剥蚀,天长日久会自行坍倒。例如在玉门关和汉长城烽台,明显打有木筋,相隔数米并有规则,至今犹存。但是一些唐代如锁阳城和明代的大同古堡,一些木筋则腐烂掉,少许耐腐蚀木料则存留。芦苇筋在玉门关大小方盘城呈规则分布,上下左右各相隔20公分左右。汉长城厚度足够容2个全副铠甲士兵相向通过,现存厚度在1.2米以上。城墙高度,都在8~18米左右,体现了筑城术整体的坚固和技巧。
  (2) 土坯垒砌墙:它是用粘土先做成土坯,晒干后再用粘土作胶结材,像砌砖一样垒砌而成,墙面外再抹一层黄泥作保护层。像嘉峪关的城墙,不少地方均是用土坯垒砌而成。这种墙的承载能力以及所起的作用,基本与版筑夯土墙类似。它也是就地取材,但比夯筑施工更加方便,而且不要多少收分即能建造较高的城墙,嘉峪关的城墙即达九米之高。土坯垒砌的
墙适于雨水稀少、天气干燥的地区。这种墙也容易被敌人破坏,不耐风雨长久侵蚀。
  (3) 青砖砌墙:到了唐代以后,制砖技术有了发展,队城门及附近的城墙,开始采取用砖包砌,内填黄土的方法来修筑了。这样构筑的城墙比版筑夯土墙坚固多了。唐、宋时,砖还比较贵重,不能广泛使用,到了明代,不仅制砖业规模宏大,砖的产量大增,砖价低廉,而且砖的质量和制砖技术都有了很大提高,砖已普遍用于居民砌墙。又由于用砖砌墙,不仅能承受较大的垂直载荷,而且它的强度大大高于版筑土墙及坯垒土墙。因此,此时也多用青砖来砌筑城墙了。砖砌城墙,不但能有效阻止敌人步、骑兵的行动,抵抗冷兵器的袭击,而且也能抵抗当时火器的袭击。所以明朝时,不仅许多地、府、州、县的城墙多采用巨砖砌筑,而且规模宏大的长城城墙的不少地段也采用巨砖砌筑。