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轨道交通建设与文物保护
时间:2015-12-21 　　　　点击率:2329

编者按：中国科学院力学研究所研究员周家汉于2014年在中科院“科普论坛”上宣讲了《轨道交通建设与文物保护》报告。该报告经作者整理后又登载于2015年正式出版《科学在这里――“科普论坛”报告选集（第二辑）》中。承蒙作者盛意，本刊在此刊发，以飨读者。

轨道交通建设与文物保护

周家汉

1振动对文物影响问题的提出

振动是自然界常见的一种物理现象，现代社会的生产活动和现代人们的生活活动都在产生振动，如轨道交通运行、爆破、振动冲击强夯加固地基、锤击破碎加工石料等。人们一方面要利用可能产生振动作用的功效，同时又在受到振动的伤害，如乘坐汽车跑的快了，却要遭受汽车颠簸振动的危害。在能高效达到一定施工目的同时，振动可能危及相邻近建筑物的安全和影响人们的正常生活。《中华人民共和国环境保护法》明确定义振动是一种公害。因此防止震动造成损害是许多工程建设设计和施工中要关心的重要问题。爆破作业的有害效应之一是爆破振动对周围环境的影响；轨道交通振动更是一种经常发生在我们身边的振动现象。

我国历史悠久，文物建筑和古迹特别多，为保护文物艺术宝库，国家于1982年就颁布了“文物保护法”。对于我国许多重要的古建筑、名胜古迹，国家先后确定了一批国家级和省级重点文物保护单位。随着国家经济建设的发展，一些现代社会活动对文物保护的负面影响也相应出现。

古建筑物或是重要的文物古迹，特别是古塔类建筑物由于它们的建筑年代久远，有的数百年，有的上千年，甚至更长的。它们经历了无数自然灾害的袭击或人为的伤害，或多或少都存在着这样那样不同程度的损害和破坏。它们的现状难于用现代力学给于准确的描述和评价。一方面我们从古代建筑看到了我们祖先的睿智、高超的建筑艺术和施工质量，同时又不得不承认当时认知的局限性，有限的生产能力和材料品种，或是结构设计不合理，使得有的建筑物基础承载能力不够，不少建筑就难于保存到现在。由于累积的伤害，严重降低了它们抵抗自然灾害和现代社会活动带来的干扰的能力。因此，专门研究确定它们可以承受的振动安全控制值是十分必要的。

八十年代初，洛阳市想在龙门石窟东边3公里处建设一个年产120万吨的石灰石矿山。矿山建设和生产都要进行爆破作业，爆破时总有一部分炸药的能量引起爆破作业地界附近地面的振动，尽管3公里外的爆破在龙门石窟区产生的振动量值很小，但是这样大小的振动若长期地存在，就会对早已遭受风水剥蚀的石窟文物的保护极为不利。龙门石窟文物已存在一千多年了，我们希望他们还能保存下去，一千年，两千年。为了保护龙门石窟文物，即使是具有很高品位的矿山资源，我们也只能优先选择保护好文物，放弃矿山开采。

同样，为了保护好龙门石窟文物，铁路也要让道。在修建焦枝铁路复线，确定洛阳龙门段选线方案时，当时任国务院副总理的邹家华同志曾指示说：铁路要建设，文物要保护。铁路列车运行振动是存在的。铁路振动有多大，铁路要外移，移多远合适要进行科学论证。经过实地监测铁路列车运行振动和分析研究，1992年在国家发改委评价焦枝铁路复线选线方案时，提出以龙门石窟区的地脉动为标准，让焦枝铁路复线东移700m，为龙门石窟在2000年一次申报世界文化遗产成功，奠定了必要的基础条件。

因此我们认为，对古建筑的振动安全标准原则上应是以回避现代社会活动的干扰影响确定一个保护范围，依据科学分析给出有足够安全性的振动约束值。

2发展轨道交通是解决城市交通拥堵的根本出路

图1 北京地铁拥堵状况