对一座经历了120年风雨侵蚀和社会多次动乱破坏的大教堂进行百年大修，同时又必须遵守“不改变文物原状”的原则进行施工，是一项难度极大的工程。石室天主堂总体维修保护工程综合了多年的研究、设计和论证，在2004年7月18日进入了实质性的施工阶段。就这样，这座古老而雄伟的教堂建筑——藏在建筑排栅搭成的匣子里的石室，经过830个日夜的挣扎和努力，终于在2006年11月1日，这一天破茧而出，顺利通过质量验收，再次为社会和广大信众服务。
图1：藏在匣子里的石室
教堂在此次大修前，整体损坏状况严重：
1、教堂在70多年前更换的钢筋混凝土构件包括上下层屋顶、塔楼各层楼梯和楼板都已碳化疏松，成为危险构件，必须全部拆除重建。（见图2）
图2：堂内屋面板漏水、混凝土爆裂、钢筋锈蚀
2、教堂的石笋构件被大量摧残，包括正立面的大十字架、入口尖拱的中十字架、屋顶石亭及亭尖的小十字架、排水兽头以及室内曾被火烧破坏的束柱、墙面和地面，必须全部修补或重造。（见图3）
图3：教堂的石构件被大量摧残
3、，必须重新考究和制作。（见图4）
图4：破坏的玫瑰窗
4、西塔楼的自动报时机械钟早被拆除丢失，必须复原机械时钟。（见图5）
图5：厂方对机械钟机械检测
5、东塔楼大铜钟的钟体早已不能摆动，靠用钟锤敲击钟体发声，破坏了西方古典铜钟的发声规律，必须恢复摆动发声。（见图6）
图6：东塔楼大铜钟的钟体早已不能摆动，靠用钟锤敲击钟体发声
此外，必须改善的工程项目还有教堂的防漏、防雷、排水、围墙、室内音响和照明等。其中防漏、防雷和音响三项是难点。（见图7）
图7：施工现场
对钢筋混凝土屋顶的拆建，最困难的是“拆”，我们制定了“三防”措施，以确保混凝土屋顶下面的教堂心脏——石肋砖拱顶绝对不受损害。这“三防”是：一防拆除时引起砖拱顶的振动，二防拆除时混凝土碎块砸到砖拱顶上，三防屋顶拆除后雨水落到砖拱顶上。这三防施工队都做到了。我们还制定了拆和建同时施工的合理措施，保证了砖拱顶的安全。（见图8-11）
图8：石室教堂的防护棚
图9：整体围蔽的石室教堂
图10：拆除、切割混凝土块
图11：砖拱防护膜
对石构件的修补和再造，最困难的是吊装。为了保证两尖塔的绝对安全，在当初评标时，专家们已有共识：大教堂修缮的起重设备不能用塔吊，以免万一塔臂碰到尖塔上，只能用手动葫芦。施工队继承传统施工技术，采用两组葫芦交替、分层地把3吨多重的新造石亭吊上40多米高的塔顶安装。其他如大十字架、排水石兽也是这样吊装。（见图12-13）
图12：吊装大十字架
图13：手动葫芦吊装石构件
对彩色镶嵌玻璃窗的复原，除教会把握宗教文化内涵，设计单位把握整体色调、色差和人物造型等艺术外，还有很多技术难题需要解决，如4-7米长的镶嵌玻璃窗的安装要求安全坚固、金属框架要防锈和防变形、还要防雨、防风、防砸、防潮气、采光、通风等。这些难题在多方工程师的努力下，都得到圆满解决。（见图14-15）
图14：修复前的彩色玻璃窗
图15：修复后的彩色玻璃窗
对西塔楼的自动报时机械钟的复原，看作是教堂宗教气氛最重要的听觉效果的复原。经过对广州、上海、烟台多间老钟厂的生产流程的考察及与他们老工程师们的交流，最后选定烟台钟厂，他们考察了广州海关现存同年代的英国制造的机械钟，重新设计、生产，反复调试，长时间试行，终获成功。（见图16）
图16：为复原自动报时机械钟，到山东烟台等各地视察
对东塔楼摆动大铜钟的复原，已把四只大钟恢复转动钟环，带动钟体摆动以碰撞钟锤发声的操作功能，能发出四音。但原有五钟，现缺一钟，即去一音，难以组乐，期望今后能恢复五音。（见图17）
图17：复原东塔楼摆动大铜钟
此外，防漏、防雷和音响三项难点也都一一克服困难，达到预期目的。
德国哲学家黑格尔曾说过:“建筑是凝固的音乐。。虽然这首交响乐的曲谱曾遭损坏，满目疮痍而成不了乐章，但是经过我们的共同努力，现在的她再度响起了悦耳动听的旋律。