地铁6号线是经北京中心城区的东西向的主干道。在6号线上运行的列车最高时速将达到100公里，是在市区中运营速度最快的列车。这是又一条穿越北京旧城的地铁线路。应当说，北京地铁要进旧城，是不可避免的，但是我们一定要做好文物保护。

原规划设计的地铁6号线是从阜成门进入内城，经西四站、北海公园站、美术馆东街站向东，在东四和地铁5号线交汇。在北海公园站，6号线将在故宫护城河下经过，地铁隧道距离紫禁城西北角楼仅20米。

在2007年11月23日国家文物局召开的一次评审会上，力学专家从振动控制角度提出意见：根据北京、上海地铁列车运行振动规律，原设计路线在角楼处产生的振动速度将不满足国家标准；合适的振动安全距离应不要小于50米。

文物古建筑振动控制标准

振动对地面建筑物的影响程度用地震烈度表示，烈度说明地面建筑物的损坏或破坏程度、地表的变化状况，还有人的感知程度。地面振动强度用地面质点振动速度表示。关于地震烈度和振动速度与对地面建筑物的影响情况，引用相关标准和文件要求见下表。

表　地震烈度和振动速度对地面建筑物影响的相关标准和文件要求

因此，专家们给出的评审意见是：①北京地铁不进旧城是不现实的，但是一定要做好文物保护。不进皇城是必须坚持的；②皇城根下不要动土，否则会影响皇城角楼地基的稳定，要有一个底线；③建议做一个北海、故宫段避绕紫禁城的比较方案，从北海下穿行或其它走向；④规划设计单位对运行振动对文物建筑的影响，要进行充分科学的论证分析，要从最安全的角度来考虑。

2013年，北京地铁6号线一期工程已建成投入运营，其经过北海公园段便是听取专家评审意见后的修改线路，在从阜成门进入内城的北海段上，将原设置的西四站、北海公园站、美术馆东街站更改设置为平安里站、北海北站、南锣鼓巷站、东四站。换句话说，6号线向北推移，经东皇城根绕到东四，再向东行。

北京地铁6号线避绕紫禁城线位修改示意图

北京在其他地铁线路建设中，十分注意避绕古建筑文物。例如，北京地铁8号线二期工程要经过鼓楼，为保护鼓楼，其线路没有从鼓楼地下穿过，而是西移距离大于50米，还将鼓楼车站向南移，距离鼓楼100米。从而避免了近距离干扰鼓楼基础。又如，北京地铁16号线在通过动物园里面时，为保护畅春楼，线路向南偏移。

然而，北京轨道交通建设还有一些问题值得关心。例如，北京地铁2号线在正阳门楼和前门箭楼间通过，我们从照片可以看到地铁车站就设在正阳门前。20世纪70年代建设的2号线列车时，我们对地铁列车运行振动知道的不多，现在我们知道2号线列车运行导致前门的振动强度超过国家标准规范允许值。

北京地铁2号线和前门的位置

北京地铁8号线三期工程经过前门，2号、8号两线列车在前门站交汇，在交会站处双向列车、4列列车交汇时的振动叠加效应有多大？我们应注意调整或控制轨线与前门箭楼的距离，避免再对前门箭楼增加振动干扰了。

列车运行振动对文物建筑的影响

尽管世界上有不少国家修建了高速铁路或是城市轨道交通，但有关高速铁路或地铁列车运行造成的两侧地面振动的资料很少。为此，中国科学院和铁道部设计院共同立项开展了列车运行振动传播规律的研究。研究列车运行振动对文物建筑的影响，提出采用既有线的列车运行振动传播的规律和“比例距离”的方法来预测高速铁路列车运行振动，为我国古建筑物防工业振动控制标准制定提供科学数据，为多项轨道交通建设项目线路与文物古建筑间的距离确定提供了科学依据。

轨道交通列车振动的特点

和地震、爆破作业一样，轨道交通运营总有一部分能量会传递到邻近地层中，导致地面振动，过强的振动将导致文物的损坏。

和地震、爆破等产生的振动相比较，轨道交通导致的振动有如下特点：①轨道交通导致的振动作用是长期存在的；②轨道交通导致的振动是重复、反复发生的；③轨道交通振动是一种微振动，其作用时间很长。

尽管人们已采取了多种减震隔振措施，其振动能量仍能导致临近地面的振动，从而形成建筑物的响应振动。此外，在轨道上运行的列车的振动还可能导致（或是加速）地铁轨道周边地层基础的下沉（或者说，不均匀下沉），从而引起地面建筑墙体裂缝，造成局部损坏。

“ 不少国家都把振动列为典型公害加以防止和控制。由于轨道列车运行振动的低频分量难以完全消除和控制，地铁列车振动可能带来的干扰已引起了社会各方面的关注和重视。

列车运营振动传播规律

列车运行时，部分能量将转变成地面的振动。列车运行振动是一个移动性线状振源，铁路振动是一类在观测时间内振幅变化不大的环境振动，一种稳态振动。

影响地面振动强度的主要因素是：列车轴动载荷，距离，列车速度。随着列车载重量的增加，地面振动强度增大，重载货车作用下的路基地面的振动强度大；地面振动速度大小与列车速度有关，列车速度高，对地面振动影响也大；随着距离的增加，振动强度减弱，距离越远振动速度越小，随着至铁路的距离的平方关系而减少。可见距离的远近比列车速度或载重量的大小不同对造成地面振动的影响大。

“ 鉴于古建承受振动干扰能力降低，原则上我们要尽量控制人为震源的产生和强度，在无法避免产生时要尽量控制人为震源的强度，特别是现代交通产生的振动。因此，我们希望它们远离需要保护的文物建筑，远点，再远点！

本文由刘四旦摘编自《科学在这里：“科普论坛”报告选集（第2辑）》一书，原文《轨道交通建设与文物保护》，作者周家汉。标题为编者所加。

用您的手指点亮科学!

欢迎转发分享朋友圈，

您的鼓励是我们前进的动力！