原样不动，尺寸不变
为了确保工程秘密进行，整个天安门城楼必须要用苇席严密遮盖起来。
天安门城楼长66米、宽37米、高32米，要将这个庞然大物整个罩起来，为它做“世纪手术”，其难度可想而知。如果用钢管搭架，需一个月。工期紧任务重，架子工人突破以往的传统方法，用数根杉篙绑在一起，层层连接，用苇席搭起一个天棚，将城楼包裹得严严实实，留出送料的循环马道。不到10天便搭好“天棚”，其跨度之大，在当时资料上绝无仅有，堪称世界之最。
同时，冬季施工需要保温，技术人员又想出一个办法，在中山公园内临时建起一座锅炉房(当时公园已不对外开放)。上下水管道直通城楼，苇篙四周铺设几层取暖管，尽管隆冬，但棚里温度却在零度以上，昼夜通明。
拆城楼前首先要进行测量，五建公司选派了懂经纬仪的木工姚来泉配合测量局的技术人员一同工作。他们将城楼所有的斗、拱、柱及端门等，一一进行了精确的测量。之后，凡拆下的每一件木构件，都拍成照片，按顺序编号，然后交由北京建筑设计院画图，再按照图纸进行木构件加工。
由于施工单位和设计单位配合默契，拆旧城楼仅用了7天时间。姚师傅回忆说:“那时连家人都不知我在哪儿干活，测量的数据不准和任何人说，这可是政治任务啊。”
后来将测量的数据报告给毛主席，毛主席批示:原样不动，尺寸不变。
施工方案颇具政治色彩
1968年8月，北京市革委会计划组、工交城建组就提出:“天安门城楼是伟大领袖毛主席和他的亲密战友林副主席检阅无产阶级革命大军的庄严场所。因此，建筑结构必须确保安全，翻修工程必须按期完成。”
在设计方案中最引人注目的是，考虑到毛主席在天安门检阅时，要从城楼前廊下三步台阶才能走到正中的检阅位置，就准备将前廊台地面坡度适当加大，同时把廊前城台地面适当提高，使这三步台阶变为一步台阶。后来觉得留下这一步台阶也不便，干脆将前廊台向前推至女儿墙的扶手处，取消了台阶，栏板移至扶手位置，不顾及后排人能否观礼。
由于以往天安门城楼照明灯具条件差，光亮度不足，不能反映毛主席接见革命群众和外宾时的全景。中央新闻电影纪录制片厂提出，为了在电影、电视中表现出伟大领袖的光辉形象，要适当增加碘钨灯，电气回路增加至12个，容量增加近4万瓦。
天安门城台前檐女儿墙距检阅扶手仅有50厘米，摄影记者在此进行拍照，由于距离太近，拍摄领袖人物的照片比例不合适。同时空间窄狭，记者转身行走很困难。为了保证毛泽东的图像完美，拟将50厘米厚的女儿墙减为30厘米，以增大女儿墙与扶手间的宽度，改善摄影条件。
还有人提出，当毛主席由城楼走向前廊城台时，由于通往城台的台阶窄小，两墙栏板又高，记者不能从两侧拍照，都挤堵在正面，影响主席和广场革命群众间的视线。因此又建议拟将靠台阶两端栏板的长度适当改小，台阶内移20厘米。
这些施工方案在当时的条件下已达到近乎完美的地步。譬如毛泽东常用的休息室，原来安装日光灯，就因为担心日光灯容易出毛病，届时影响毛泽东的安全和使用，技术人员衡量再三，决定采用更稳妥的小花灯。原来大厅内纵横交错的明设电线全部改为暗装，易渗水结冻的水暖管道变成暗沟，电热开水炉由后廊移到槛墙内……这些不起眼的小措施都是从根子上消除不安全的隐患，显现出了当时人们高度的政治责任感。
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