西安市軌道交通周邊文物保護問題研究與實踐

伍建國 徐 明 王安理 鄭 博

(西安地下鐵道有限責(zé)任公司 西安 710018)

西安是中國的千年古都，華夏民族的精神故鄉(xiāng)，絲綢之路的起點，東方古都的典型代表。西安地上和地下文物遺存眾多，濃縮了中華民族相當(dāng)長一段時期的精華，堪稱中國古代社會的“天然歷史文化博物館”。西安市是國家最為關(guān)注的文物大市之一，軌道交通建設(shè)首要考慮的是和文物的關(guān)系，即如何妥善保護好珍貴的、不可再生的人類歷史文化遺產(chǎn)，把軌道交通建設(shè)與文物保護有機結(jié)合起來，找到城市發(fā)展和文化傳承之間的平衡點。

1 軌道交通周邊的文物分布及特點

1.1 軌道交通規(guī)劃和建設(shè)概況

2005年編制完成的西安軌道交通線網(wǎng)由6條線組成，全長251 km，車站150座(見圖1)。2006年9月國家批復(fù)了西安軌道交通建設(shè)規(guī)劃，包括2號線和1號線一期工程，全長50.3 km，車站40座。2010年1月國家批復(fù)了西安軌道交通建設(shè)規(guī)劃調(diào)整方案，在原來2條線的基礎(chǔ)上，增加了3號線一期工程和1號線二期工程，建設(shè)規(guī)模達到94.6 km，車站增加到70座。目前1、2號線在建，2號線計劃2011年9月建成通車，1號線計劃2013年建成通車。3號線可研已經(jīng)上報國家發(fā)改委，待審批通過后計劃2011年開工，2015年建成通車。

圖1 西安市軌道交通線網(wǎng)及周邊重點文物分布

1.2 軌道交通周邊文物分布情況

西安是一個文物大市，目前登記在冊的文物點2944處，其中國家級34處，省級72處，市縣級176處。1號線涉及古遺址21處，其中國家級6處、省級5處，市級1處;古墓群24處;重要的文物出土點或窖藏4處。2號線涉及古遺址13處，其中國家級4處、省級4處、市縣級1處;古墓群38處，重要的文物出土點或窖藏6處。3號線400 m寬廊道涉及文物28處，其中國家級3處，省級5處。近期建設(shè)的3條線周邊的主要文物有:鐘樓、明城墻、大雁塔、小雁塔、大興善寺、青龍寺、寶慶寺塔、秦阿房宮遺址、漢長安城遺址、漢建章宮遺址、漢太液池遺址、隋大興唐長安城遺址、明秦王府城墻、半坡遺址、魚化寨遺址、新寺遺址、關(guān)中書院，以及一些朝代的墓葬密集區(qū)。

1.3 軌道交通周邊文物分布特點

西安市軌道交通周邊文物數(shù)量多、分布廣、保護等級高。為了在軌道交通規(guī)劃和設(shè)計時能對各類文物采取針對性的保護措施，把軌道交通周邊文物按照以下范疇進行歸類，并總結(jié)其特點。

1)根據(jù)文物的外觀和體量，可以分為大遺址、大陵墓、古建筑、地下遺存等4類。大遺址包括大城池、大宮殿，如唐長安城、漢長安城、秦阿房宮等;大陵墓包括帝王陵墓和現(xiàn)存于地面有高大封土堆的墓冢，如秦始皇陵、杜陵等;古建筑包括古塔、古樓閣、寺院建筑以及民居等，如大雁塔、鐘樓、碑林、關(guān)中書院等;地下遺存包括埋在地下的古遺址、古墓葬、窖藏，如半坡遺址、姜寨遺址等。根據(jù)外觀和體量的不同，軌道交通規(guī)劃設(shè)計時的保護方案亦不同。

2)根據(jù)文物的重要程度，保護級別可分為國家級、省級和市級(簡稱“國?！薄ⅰ笆”！焙汀笆斜！?以及市級以下文物保護單位。例如，鐘樓、明城墻、大雁塔、大明宮遺址都屬于國保單位，青龍寺、關(guān)中書院、建章宮遺址、魚化寨遺址等屬于省保單位。文物的定級并非一成不變，市保或者省保文物也可能隨著新的重要發(fā)現(xiàn)而被升格為國保文物。根據(jù)文物的重要程度不同，軌道交通規(guī)劃建設(shè)采用的保護重點將有所側(cè)重。

3)根據(jù)對文物現(xiàn)有的勘探和認(rèn)知程度，分為已探明文物、部分探明文物以及未探明文物。由于史料記載的詳盡程度、考古勘探工作的進展以及相關(guān)研究的深度不同，對軌道交通周邊文物的認(rèn)識亦有大的差異。對大雁塔、青龍寺、明城墻等遺址多年來考古勘探工作扎實，認(rèn)識相對深刻;對于唐長安城里坊、相關(guān)墓葬群甚至一些大陵墓，僅進行過部分挖掘，有些也是新近發(fā)現(xiàn)，認(rèn)識相對薄弱。值得注意的是，軌道交通周邊也可能存在一些目前尚一無所知的文物遺址，對此應(yīng)在施工過程中采用相應(yīng)預(yù)案。

4)按照文物存在的空間劃分，分為地上文物和地下文物。例如鐘樓、明城墻、大雁塔、青龍寺等地表以上有建筑遺存的屬于地上文物，而唐長安城、漢長安城、魚化寨、新寺等僅存于地面以下的遺址屬于地下文物。對于地上文物的保護具有直觀性和可預(yù)見性，而對地下文物的保護，由于未知性加大而更要謹(jǐn)慎。

5)按照文物分布狀態(tài)劃分，有片狀文物遺存和點狀文物遺存。唐長安城、漢長安城屬于大面積的片狀文物遺存，而新寺遺址、沿線各種墓群屬于點狀文物遺存。由于對片狀遺址認(rèn)識的空白區(qū)更大，文物保護工作更加復(fù)雜一些。

2 軌道交通建設(shè)對文物的主要影響

2.1 軌道交通建設(shè)對文物保護的促進作用

1)發(fā)展城市軌道交通系統(tǒng)，提高公交競爭力，可以減少城市道路修建規(guī)模和機動車環(huán)境污染，從而保護文物古跡和老城風(fēng)貌。軌道交通是一種集約型、高載客率、大運量的公共交通工具，和小汽車、出租車等個體機動交通工具相比，具有快速、便捷、廉價、準(zhǔn)時等無可比擬的優(yōu)點。發(fā)展城市軌道交通系統(tǒng)，勢必會減少個體機動出行方式的比重，緩解道路交通擁堵狀況，減少城市道路修建規(guī)模，減少機動車空氣污染，從而保護文物古跡和老城風(fēng)貌。

2)發(fā)展城市軌道交通系統(tǒng)，可以拉開城市骨架，疏散老城區(qū)人口，為文物保護讓出空間，保持古城歷史風(fēng)貌。軌道交通的修建，可以縮小老城區(qū)和外圍新區(qū)的時空距離，有助于優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)城市向多中心發(fā)展，從而把人口從傳統(tǒng)的老城區(qū)疏散出去，緩解老城壓力，促進老城歷史風(fēng)貌的保護。

2.2 軌道交通建設(shè)對文物保護的負(fù)面影響

1)軌道交通隧道和車站施工有可能對地下未探明的文物產(chǎn)生損害。對于地下未探明和沒有歷史記載的文物遺址，在線網(wǎng)規(guī)劃和線路設(shè)計時，對于沒有條件采取避讓繞開等措施的，在建設(shè)施工過程中如果保護措施不當(dāng)就會造成對文物遺址的損害。尤其對于盾構(gòu)施工，如果盾構(gòu)機穿越?jīng)]有事前發(fā)現(xiàn)的文物層，就會帶來不可逆轉(zhuǎn)的破壞。

2)軌道交通地面線和高架線可能對城市環(huán)境風(fēng)貌產(chǎn)生負(fù)面影響。軌道交通地面線或者高架線的位置、高度、造型、體量與文物遺存不能協(xié)調(diào)一致，就會造成對城市空間的分割，影響文物周邊城市景觀，破壞歷史風(fēng)貌和空間的整體性。

3)軌道交通隧道和車站由于施工措施不當(dāng)產(chǎn)生的沉降和變形可能對文物本體產(chǎn)生損害。軌道交通隧道施工和車站開挖，如果措施不當(dāng)，將會引起較大的地層損失、地下水環(huán)境的惡化等災(zāi)害，進而引起地層不均勻沉降和帶來地面變形。當(dāng)變形到一定程度時，就會對文物造成破壞。

4)軌道交通運營時的減振措施不力，將可能對文物遺存安全產(chǎn)生損害。軌道交通的列車在行進時會產(chǎn)生一定振動，如果減振措施不力，傳到地表的振動超過古建筑的允許值就會對其安全產(chǎn)生威脅。

3 軌道交通周邊文物保護措施

近年來，西安城市建設(shè)始終把文物保護作為首要內(nèi)容，并取得了官方和民間的基本共識。西安軌道交通建設(shè)亦是如此，在線網(wǎng)規(guī)劃以及每一條線的設(shè)計實施過程中，業(yè)主、設(shè)計單位會同省、市文物部門組織技術(shù)攻關(guān)，從線位和車站的設(shè)置、敷設(shè)方式、系統(tǒng)制式、施工工法等多方面廣泛調(diào)研、反復(fù)論證，力求把軌道交通建設(shè)對文物的影響降到最低，滿足文物保護的要求。隨著4年多的規(guī)劃和建設(shè)實踐，西安市已經(jīng)建立了一套完整的文物保護體系，貫穿到線網(wǎng)規(guī)劃、工程可研、方案設(shè)計、建設(shè)施工、線路運營等各個重要環(huán)節(jié)。

3.1 線網(wǎng)規(guī)劃階段

在軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃階段，編制面向全網(wǎng)的文物保護專項規(guī)劃，報國家文物局審批。主要思路是:

1)避開文物區(qū)。立足線網(wǎng)整體視角，劃定文物保護區(qū)，在線路、車站和停車場等用地規(guī)劃時，盡可能避開地上不可移動文物，遠離地下未探明的大遺址，不侵入城市規(guī)劃紫線。對于因特殊情況不能避開的，涉及到的重要文物要逐一開展保護研究，制定穩(wěn)妥的原址保護方案。目前由6條線組成的軌道交通線網(wǎng)基本避開了漢長安城、唐大明宮、漢杜陵、秦阿房宮等大遺址區(qū)以及大雁塔、青龍寺、碑林等古建筑。軌道線網(wǎng)與周邊文物空間關(guān)系見圖1、圖2。

圖2 3、4號線避讓重點文物示意

2)加大埋設(shè)深度，避開地下文物層。根據(jù)文物部門多年的考古研究，西安古城的“文化埋藏層”一般位于地下5～7 m的區(qū)域。西安軌道交通線路地下段的設(shè)計全部沉到地表10～12 m以下，唐長安城遺址范圍內(nèi)的隧道埋深還要適當(dāng)加大，做到不傷及遺址主體和地下文物層(見圖3)。

圖3 2號線區(qū)間隧道穿越鐘樓、南門埋深示意

3)在舊城和重要文物區(qū)不用或謹(jǐn)慎使用高架或地面方案。在線路敷設(shè)方式選擇時，要充分考慮到與舊城以及重要文物區(qū)的景觀風(fēng)貌相協(xié)調(diào)，不用或慎用高架或地面方案。對于特殊情況必須使用的，要在敷設(shè)位置、高度、體量、建筑風(fēng)格等方面精心設(shè)計，力求與周邊景觀融為一體。武漢長江大橋的公路橋和鐵路橋分左右橫穿黃鶴樓是一失敗的案例，在軌道交通高架和地面線設(shè)計時要力求避免。

3.2 工程可研和技術(shù)設(shè)計階段

在開展工程可研和技術(shù)方案設(shè)計時，針對每條線開展深入研究，編制更為細化的文物保護方案，報國家文物局審批。主要思路是:

1)開展線路周邊文物普探。在可研和技術(shù)方案設(shè)計之前，首先對線路周邊地面上沒有附著物的區(qū)域進行文物普探摸底，為線路和站位設(shè)計提供依據(jù)。2號線設(shè)計之前在張家堡、尤家?guī)?、電視塔等區(qū)域用“洛陽鏟”進行大范圍的“拉網(wǎng)式”勘探，收集了大量地下文物信息，為制定文物保護方案奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2)根據(jù)文物保護要求，細化車站等設(shè)施選址。在落實線路、站點、車輛段、停車場、主變電站的具體位置時，充分考慮到對周邊文物的影響，盡量設(shè)置在文物保護范圍緩沖區(qū)之外，并在敷設(shè)方式、建筑形式的選擇上與文物周邊歷史風(fēng)貌相協(xié)調(diào)。在3號線穿越唐城墻遺址延平門站的具體站位設(shè)計時，通過2個方案的比選，最終放棄了把車站設(shè)置在延平門遺址底下(這樣利于吸引客流、施工方法簡單)的方案2，選擇了遠離遺址、能很好地保護文物的方案1(見圖4)。

3)合理選擇工法，控制沉降對文物的影響。線路或車站距離文物較近時，施工期間不均勻地表沉降將會使文物的地基產(chǎn)生變形，沉降超過一定程度就會對文物產(chǎn)生損害。遠離文物本體和加大隧道埋深可以有效降低文物地基的變形，除此之外，合理的工法設(shè)計，尤其選擇安全性能良好的盾構(gòu)掘進施工，可以最大限度地降低施工沉降對文物的影響。

4)合理選擇道床，減少后期運營振動對文物的影響。運營期間的振動主要是線路不平順，或者車輪和鐵軌長期相互作用磨損后產(chǎn)生車輪偏心引起，可能會導(dǎo)致文物的基礎(chǔ)下沉、砌體或夯土墻開裂、木結(jié)構(gòu)榫卯松動、儀器設(shè)備故障等。運營振動對文物的影響主要與振源大小、位置、頻率、傳播的地質(zhì)條件等諸多因素有關(guān)，控制振源、加大隧道埋深可以減少對文物的影響。在經(jīng)過重點文物的路段，采用無縫線路以及目前減振效果良好的鋼彈簧浮置板減振道床，是西安地鐵減振的主要方案。

圖4 3號線下穿唐長安城遺址延平門段方案比選

5)加固文物的地基或本體。當(dāng)線路不可避免地從遺址周邊經(jīng)過或從地下穿越時，可以對文物的地基或本體采用合理的加固措施，減少變形。2號線穿越鐘樓和城墻時，預(yù)先采取了在地基周邊打入隔離樁并預(yù)留化學(xué)注漿加固處理條件(隧道施工過程中量測超限時及時注漿)的方法，降低對文物的影響。對北門和南門城門洞段城墻外皮進行圍蔽處理，并用型鋼支撐門拱洞作為保護措施(見圖5)。

圖5 軌道交通區(qū)間隧道繞行鐘樓的灌注樁加固示意

6)切實做好重點文物的保護措施。對于具體線位所涉及重點文物的保護，與文物部門一起組成專題組進行研究，編制專門的保護方案，采取綜合的保護措施，確保文物的長期安全。鐘樓和明城墻是2號線穿越的2個重點文物，為此專門編制了穿越鐘樓和城墻的4種技術(shù)方案，并進行綜合比選和模擬計算，最終選用線路雙側(cè)繞行南門、北門和鐘樓的方案1，線路區(qū)間結(jié)構(gòu)邊距鐘樓基座14 m，邊距城墻樓邊35 m，過鐘樓段軌面埋深17 m，過城墻段軌面埋深15 m。4個比選方案如圖6所示。

圖6 2號線穿越城墻和鐘樓線路方案比選

3.3 工程施工階段

1)嚴(yán)格按照既定工法施工。文物周邊的區(qū)間或車站施工時，要加強對地面沉降以及地下水變化情況的嚴(yán)密監(jiān)控。發(fā)現(xiàn)異常，及時啟動應(yīng)急預(yù)案。

2)開展隨工文物發(fā)掘清理。文物部門技術(shù)人員進駐工地，若發(fā)現(xiàn)文物遺存，及時開展考古發(fā)掘。對于規(guī)格不高的零星墓葬，進行登記、清理和移除即可;對于具有重要價值的考古發(fā)現(xiàn)，通過改變設(shè)計方案甚至調(diào)整線位等方式對文物遺址進行原址保護。由于西安市近代和現(xiàn)代城市核心區(qū)是在原唐長安城遺址范圍上發(fā)展的，唐長安城遺址基本處于現(xiàn)代建筑物和城市道路覆壓之下，事先的考古發(fā)掘比較困難。軌道交通建設(shè)為遺址的考古發(fā)掘提供了機遇，近期在建的3條線有31個站位位于遺址范圍，嚴(yán)格的隨工考古發(fā)掘?qū)⑹潜Ｗo唐長安城僅存遺址、佐證城池里坊布局的重要保證。唐長安城遺址與近期建設(shè)線路和車站位置關(guān)系如圖7所示。

4 軌道交通周邊文物保護實施效果

1)近期建設(shè)的3條線基本避開了周、秦、漢古都遺址以及城區(qū)、近郊等文物保護單位和古城歷史街區(qū)。

圖7 唐長安城遺址內(nèi)近期建設(shè)的線路和車站

2)由于西安的現(xiàn)代城區(qū)中心是在原隋唐長安城遺址的基礎(chǔ)上發(fā)展建設(shè)起來的，遺址占地84 km2，全部覆壓在現(xiàn)代城市之下，所以軌道交通建設(shè)無法避開隋唐長安城遺址。穿過遺址的線路全部采用地下敷設(shè)方式和深埋方案，避開了埋藏較淺的文物遺址。從1、2號線隧道施工監(jiān)測結(jié)果來看，在10 m以下尚未發(fā)現(xiàn)文物遺存。

3)2號線穿越鐘樓和城墻，除了采用線路盡量遠離變形敏感區(qū)、加大下穿深度、采用盾構(gòu)法施工等措施外，還對鐘樓和城墻的地基以及本體進行了加固，保證沉降和變形符合技術(shù)要求。監(jiān)測結(jié)果顯示，盾構(gòu)機穿越后，南門城墻雙線最大沉降分別為2.27 mm和3.09 mm，北門城墻最大沉降分別為4.3 mm和7.5 mm，遠低于15 mm的國家標(biāo)準(zhǔn)。鐘樓最大沉降僅為0.21 mm，遠低于5 mm的國家標(biāo)準(zhǔn)。

4)在建1、2號線近40個車站的隨工考古同期展開，并制訂了穩(wěn)妥的應(yīng)急預(yù)案，目前尚未發(fā)現(xiàn)重要文物遺址。

5)為了同古城風(fēng)貌相協(xié)調(diào)，在城市中心區(qū)不采用高架或地面的軌道交通敷設(shè)方式。3號線在城市外圍的浐霸生態(tài)區(qū)和國際港務(wù)區(qū)段采用了高架敷設(shè)方式，高架線的形態(tài)如何與當(dāng)?shù)丨h(huán)境有機融合，目前正在研究中。

5 結(jié)語

經(jīng)過4年的建設(shè)發(fā)展，西安軌道交通文物保護工作取得了初步成果，較好地解決了軌道交通建設(shè)和文物保護的矛盾，為我國的歷史文化名城經(jīng)濟建設(shè)和舊城保護協(xié)調(diào)發(fā)展提供了一個范例。隨著西安市軌道交通的大力發(fā)展，文物保護工作必將還會出現(xiàn)一些新問題，需要建設(shè)、文物等多個部門進一步探索和解決。

［1］西安地下鐵道有限責(zé)任公司，長安大學(xué).西安市快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃［R］.西安，2005.

［2］西安地下鐵道有限責(zé)任公司，西安市文物局.西安市城市快速軌道交通文物保護規(guī)劃［R］.西安，2005.

［3］西安地下鐵道有限責(zé)任公司，中鐵第一勘察設(shè)計院.西安市城市快速軌道交通二號線通過鐘樓及城墻文物保護方案研究［R］.西安，2006.

［4］西安地下鐵道有限責(zé)任公司，機械工業(yè)勘測設(shè)計研究院.西安地鐵二號線盾構(gòu)施工沉降與運行振動對鐘樓影響安全評估報告［R］.西安，2008.

［5］西安地下鐵道有限責(zé)任公司，陜西省文化遺產(chǎn)保護設(shè)計研究院.西安地鐵三號線一期工程文物保護方案［R］.西安，2010.