关于轨道交通运营振动与北京文物建筑保护的建议
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关于轨道交通运营振动与北京文物建筑保护的建议

来源:调宣部 发布于2016/02/25

  【按】2015年3月下旬,北京站至北京西站铁路地下直径线正式运营,该线路在地下穿越崇文门、前门、宣武门、天宁寺等一系列古建筑物,轨道运营引发的振动是否符合国家相关标准、是否会对前门等古建筑造成较大影响等问题引起了有关专家的高度关注。有鉴于此,北京市科协和中科院离退休干部工作局共同支持召开了“轨道交通运营振动与北京文物建筑保护”决策咨询沙龙,邀请来自中科院力学所、地理所、生态环境中心,以及中国文化遗产研究院、北京正阳门管理处、北京建工建筑设计研究院等有关单位30余名专家,围绕轨道交通迅速发展背景下的文物建筑保护问题进行研讨交流。现将专家学者观点整理如下,供参阅。

  一、轨道交通振动对文物建筑造成的影响不容忽视

  作为历史文明古都,北京城区内有大量古代建筑,它们年代久远,经历过无数次自然灾害或人为损坏,都已存在不同程度的损伤,这些积年累月的损伤大大降低了它们对外界干扰的抵抗力。在对古建筑的各种干扰中,振动是最常见、影响最大的一种,尤其是轨道交通造成的常年持续振动对古建筑的影响更加不容忽视。

  近年来,北京的轨道交通发展迅速,轨道交通线路与古建筑在地理位置上往往存在交叉重合,仅以北京市的地铁干线为例,沿线的国家重点文物保护单位就有14个,北京市重点文物保护单位有20个。特别需要注意的是,2015年3月下旬,北京站至北京西站地下直径线正式运营,这条地下直径线全长9.16公里,地下隧道7.2公里,每天有一列火车(K7742)通过。该线路在地下穿越崇文门、前门、宣武门、天宁寺等一系列古建筑物。在前门附近,地铁和地下直径线两种轨道交通线路并存,它们之间互相影响,产生的振动相互叠加,对建筑物造成的影响也会大大增加,这种情况值得引起重视。

  二、相关标准及存在的具体问题

  由于古建筑承受振动干扰能力很低,原则上应当尽量控制人为振动的影响。目前评估工业振动对古建筑的影响,主要依据2008年颁布的《古建筑防工业振动技术规范》,规范中对于全国重点文物保护单位,要求振动的强度(建筑物最高处)不能超过0.15mm/s。

  根据有关部门对上海地铁运行振动速度的实测数据,在距离地铁线路30米以内的地区,列车运营造成的振动速度都是超过国家标准0.15 mm /s的。目前北京地铁运营列车振动对地面建筑物的影响已有实例存在,例如地铁2号线和4号线在宣武门交汇,附近的天主教南堂的墙体已有开裂现象。2号线在运营了30多年后的今天,在列车产生的振动作用下,混凝土构件已经产生了一定的裂纹。

  具体到前门地段,北京地铁2号线轨道距前门仅30米左右距离,地铁8号线也将经过前门,因此前门地段有两条地铁轨道穿过,每条轨道均会出现双向列车交会,当出现4列车交会的情况时,振动叠加效应产生的影响将是比较大的。根据2015年10月27日晚上的现场监测,2号线夜车运行的振动数据是0.4mm/s,已经超过国家现行标准,4车交会时列车的振动效应会更加严重。现在北京站至北京西站铁路地下直径线也从前三门经过,也就是说在前门地区将有三条轨道交通同时运营,其中一条还是重载火车。这条火车隧道紧贴着2号线地铁隧道,两个隧道之间只有1.54米,对前三门古建筑的破坏效应应当引起高度关注。

  一般而言,地下铁路的规模、负载都比地铁要大,地下直径线的地下隧道直径大概11米,运营的是火车而且是双线。由于运行的火车轴重将明显大于地铁列车,这对沿线文物建筑影响必然更大。据悉,地下直径线2002年开建前曾进行过环评,评审报告预测产生的振动速度是1.21mm/s到1.28mm/s。有关方面依据小于3mm/s的参考标准通过了环评,但它显然大大超过了目前国家《古建筑防工业振动技术规范》颁布的标准0.15mm/s。

  三、轨道交通迅速发展背景下保护文物建筑的建议

  为解决北京交通拥堵问题,建设快速轨道交通势在必行,但发展轨道交通与文物保护之间必然存在矛盾。针对这种情况,与会专家学者建议:

  1.对地下直径线运行列车振动进行再次监测和评价。这也符合国家建设部门要求对已竣工并投入运行的轨道工程进行后评估、验收的要求。重点要核查直径线列车运行振动的影响是否控制在设计的安全允许值之内,是否满足国家标准允许值要求(0.15mm/s)。

  2.建议放弃建大北京站、通市内铁路的理念,并对直径线的功能进行重新定位。(1)可以通过建设北京环城高铁,实现原直径线设想的功能,同时沟通周边区县间的联系。无需在北京停留的途经旅客,完全可以另选路线,绕行南(北)五环外通过,减少穿城交通压力。(2)变区间铁路列车为两站间的旅客摆渡车,兼行两站间地铁线路分流作用。(3)为降低交通振动对前门建筑的影响,建议对前门地段交通流量进行研究分析,调整修改地面交通的走向,形成并扩大前门大街步行街范围。

  3.对距离轨道交通30米之内的国家重点文物保护单位,建议组织相关部门开展长期的振动监测,并积极开展对具体文物材料、文物构件防振控制指标的试验研究,为形成有针对性的保护方案提供参考。

  4.在建设工程项目的立项审批时要充分考虑北京作为文化中心,具有诸多古建筑遗存的特点,不仅要重视项目在技术上的可行性,更要注重项目在环保上的不可行性意见。制定并不断完善文物保护的规章制度,对于防止轨道交通运营等工业振动灾害等问题,要进一步加强在标准制定、检测程式、减轻措施、加固方法等方面研究的投入。

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