40年到4000年，從南京地鐵5號線建設
——淺談地鐵施工對古建筑和地下文物的保護

陸航

南京市地鐵交通設施保護辦公室

編者按：南京作為長三角及華東地區唯一的特大城市，有著近4000年的建城史，地下文物豐富，地鐵建設施工對古建筑地下文物保護范圍廣、難度大。隨著南京地鐵5號線的建設投入，地鐵建設中的古文物保護工作成為地鐵設計及建設的探尋重點。本文將就地鐵施工中對古文物保護工作的要點進行探討。

南京古建筑和地下文物概述

南京，古稱建康、金陵、建鄴，是中國四大古都之一，首批國家歷史文化名城，中華文明的重要發源地。南京是四大古都中唯一未做過異族政權首都的古都，先后有東吳、東晉，南朝的宋、齊、梁、陳等王朝在這里建都，此外，南唐、明初、太平天國、中華民國也定都于此。它曾是“六代帝王國、三吳佳麗城”的金粉之地，有“六朝古都、十朝都會”之稱。

南京地處中國東部、長江下游、瀕江近海，長期是中國南方的政治、經濟、文化中心。南京這個古老的城市，既有自然山水之勝，又有歷史文物之雅，其城市綠化為全國之冠，是兼具古今文明的園林化城市。作為長三角及華東唯一的特大城市，有著4000年以上的文明史，城區古建筑及地下文物分布范圍廣、數量眾多，至今在南京的地下及地上尚留存著無數的文物及遺跡，是南京歷史文化積淀中的重要特色與優勢，南京市博物館收藏的六朝文物著稱于世界。

南京地鐵5號設計要點

南京地鐵5號線南起江寧區吉印大道，北至老下關區方家營，線路貫穿南京主城區，建設里程37.4公里，沿線涉及文物行政部門審批的不可移動文物共計22處。為確保文物安全，5號線選線規劃方案和文物影響評估報告研究自2015年6月啟動以來，經多次修改完善，最終通過了國家文物局的審核。根據批復文件：國家文物局原則同意南京地鐵5號線選線規劃設計方案（修編版），但同時提出進一步深化設計方案的意見，具體包括：分析論證文物建筑底部采取袖閥注漿處理的可行性；核算并有效控制施工可能導致的文物建筑沉降量和局部傾斜度；出入口選址盡量避讓文物保護單位保護區劃范圍；繼續做好已建地鐵運行振動監測；充分考慮降水因素對施工的影響，確保施工期間文物安全。

實現文物保護的地鐵建設重點問題

就此看來，文物保護工作給地鐵修建帶來了重重阻礙。曾有專家指出，古都西安本就不該修地鐵，但隨著西安首條地鐵2號線的順利運營，這種說辭不攻而破。西安在修建地鐵的同時保護好了文物，為其他古城修建地鐵提供了可借鑒樣本。

正確選擇施工工法

地鐵施工對周圍建筑物沉降影響有4個因素：（1）由于降水增加鄰近建筑物的地基附加應力引起變形；（2）由于基坑支護的側向變形引起鄰近建筑物的沉陷；（3）由于降水,對某些特殊土壤的含水率發生變化引起鄰近建筑物地基的收縮；（4）施工時在鄰近建筑物附近的施工荷載引起地基的附加應力增加。為減小施工影響，確保文物安全，鄰近文物的車站可采用圍護結構型式，其保溫、隔熱、防水、耐久等性能，能較好控制文物變形。

在隧道建設時，為避免對文物造成破壞，線路設計上應盡量遠離繞行文物變形敏感區，加大埋深；在施工方法上選擇安全性能最好的盾構技術，最大限度降低施工沉降和振動對文物的影響。土壓平衡盾構技術對控制隧道周圍土體沉陷及建筑物保護非常有利，此技術多用于軟土、砂礫和強風化巖層及含水的混合地層的隧道掘進，適應地層更廣，能滿足不同地層的掘進速度要求。盾構若配備了同步注漿系統，對控制隧道周圍土體沉陷及建筑物保護非常有利。[3]對于處于地下文物重點保護區內的站位區段，隧道施工最好采用明挖法，依照相關文物保護法規，這些明挖施工區段，施工前均需要先進行考古調查勘探。

做好前期文物檢測鑒定工作

正式施工前，文物建筑的結構安全檢測鑒定工作也十分重要，主要包括：地基基礎檢測、材料強度檢測、砌體結構構造檢查等檢測。在此基礎上，對結構類型、建筑物安全等級、基本風壓、場地土類別以及強度取值和荷載等進行驗算鑒定。在地鐵初期設計時才能考慮全名，避免施工帶來沉降過量等不利后果。

對于某些重點文物建筑，應預先設置隔離樁，并預留化學注漿加固處理地基的條件，以便在量測超限時能及時注漿，減少施工及運營過程中對文物的影響。需要注意的是，地鐵設計時對于地鐵道床形式及軌道線路的正確選擇，也將大大減小地鐵運營階段振動量對文物的不良影響。

建立完善監測體系

地鐵施工安全生產應以預防為主,第三方監測能對施工監測數據進行監督、對比和核對,對監測數據進行科學分析,及時發現問題和可能存在的隱患,在區間和車站施工過程中加強監測，變形量達到預警值時及時啟動應急預案。監測對象不僅局限于需要重點保護的文物，對盾構推進施工影響范圍內的地面建（構）筑物、地下管線、人防等設施也應進行監測。

具體監測內容包括：地表道路下沉、地面重要建筑物的沉降、傾斜和開裂、土體水平位移、地下管線的沉降、隧道收斂等。為確保施工安全，監測點的布設應立足于隨時可獲得全面信息，監測頻率必須根據施工需要跟蹤服務，每次測量要注意輕重緩急，在盾構出洞時要加密監測頻率直至跟蹤監測，具體如下：①在區間隧道盾構出洞前布設監測點，取得穩定的測試數據，在盾構出洞后即開始連續跟蹤監測，監測頻率可根據工程需要隨時調整；②地面沉降、管線沉降的觀測范圍為盾構前20米，后50米，以及這70米范圍內的管線測點。在盾構推進期間每天測量2次；③建筑物沉降，根據盾構推進里程及建筑物距隧道軸線的遠近，對不同的建筑物可采用不同的監測頻率，最終的目的是達到及時了解建筑物的變化情況即可，在盾構穿越古建筑時要根據沉降量及沉降速率隨時調整監測頻率，直至跟蹤監測。

為了實現文物保護，在地鐵設計方案中有幾個重點需要考慮：

一是確定地鐵區間工法選擇，施工對文物的影響控制在安全范圍內；

二是施工前對文物建筑結構進行檢測評估，確定其變形控制標準，根據評估結果對其采取針對性措施；

三是對保護文物建立完善的變形監控體系，保證文物沉降量控制在國家標準內；

四是充分考慮鄰近文物的地鐵車站基坑的止水設計。

地鐵對鄰近文物遺址的影響程度隨車速、隧道埋深、距遺址水平距離遠近而不同。地表振動隨隧道埋深、距文物遺址的水平距離的增加而減小，隨車速的增加而增大，因此需要加大隧道與文物避讓距離或采取適當的減振措施，從而對古建筑文物的振動保護留有余量。文物遺址較多的地區，在地鐵建設設計過程中，必須分點、段開展文物安全穩定性專項評估，采取及時有效的減振、隔振措施，以保護文物。