西安作为堂堂一个省会,地铁发展可太不行了。同样作为省会城市,2020年,广州、成都、南京、武汉、杭州的地铁里程分别是531公里、518公里、378公里、339公里和306公里。新晋网红城市、西部地区重要中心城市西安,截至去年地铁里程只有215公里[1]。
难道是因为西安作为资深古代首都,地下古墓太多了,不好挖地道吗?
满地古墓,西安城建好难
比起外地同行,西安的城市建设者们多了一个头疼问题:怎么才能不挖坏古墓?古墓真的太多了……
就拿西安机场线来说,从2011年就开始施工了,但到了2019年才开通。搞了这么久,跟一路挖到众多古墓不无关系。25公里的线路,沿线分布了9座西汉帝王的陵寝:汉高祖刘邦的长陵、汉惠帝刘盈的安陵、汉景帝刘启的阳陵、汉武帝的茂陵等。除了帝王墓,这里还分布了一些隋唐墓葬,比如上官婉儿墓、薛绍墓;对了,还有两处秦朝遗址。有的古墓需要等考古队先挖掘,有的需要线路绕行,总之比别地儿修地铁都麻烦些。
顺着机场线到了终点站咸阳国际机场,这里也是有故事的。这块地方在唐代被称为“洪渎原”,是渭水与泾水的分水岭,在传统文化中属于“风水宝地”,所以墓地特别多。今年对机场进行三期扩建的时候,又发现了3500多座古墓,工地秒变考古现场,而且考古任务非常艰巨。
咸阳机场扩建现场,又名大型考古现场丨陕西省文物局官方微博@汉唐网
挖地铁可以不挖到古墓
不过,修地铁能不能挖到古墓,还取决于挖地铁的方法。
大概来说,修地铁有明挖和暗挖两种方法。这里大家简单理解一下就行,实际工程中有很多更细分的施工方法。
明挖法就是直接把地面挖开一个大坑,修建完毕之后再把挖开的坑填上。要知道,西安的古墓一般埋在地下10米以内,而地铁的深度在10到18米的样子。所以,如果挖到埋在地下的遗址,特别容易把它们破坏了。
另外一种盖挖法为了保证地面交通,不会将地面挖开,而是开个小口,在地下一定距离挖土和修建。这样做一来不会影响地面车辆运行,而且如果取土位置很深,可以绕过头上的遗址,免得文物遭到一顿狠挖。
目前西安地铁主要采用暗挖法,另外在修地铁前,考古队也会先勘探一番,减少了误挖到古墓、文物的可能性。
西安地铁二号线纬一街站发现古墓丨华商网-华商报
西安地铁老大难,是地裂缝
满地古墓或许对西安地铁修建造成了阻碍,不过拖西安地铁里程数后腿的,还有一个老大难问题:地裂缝。
地裂缝,顾名思义就是大地裂开了。这是一种由于地质活动、人为活动等原因,大地深处的岩石土体断裂,并在地表形成裂缝的现象。
唐山大地震之后,西安地裂缝活动开始增加,再加上过去西安地下水开采缺乏有效管理,导致大量的承压地下水被开采,造成了西安大规模地面下降。在这个过程中,有的板块下降得快,有的板块下降得慢,两个板块错位,就让地裂缝活动严重加剧了。到了1996年,西安限制地下水开采后,当地的地裂缝活动才逐渐减缓。
到现在,在西安一共发现了14条地裂缝,遍布全城。短则几公里,长则十几公里,而且有些地裂缝仍然在活动。
西安城中的地裂缝,看看你家是不是也在上面丨参考资料[5]
地裂缝给城市的建设带来极大的危害。对于地上建筑和设施来说,地裂缝可能导致墙体和路面开裂、房屋损毁。
西安部分地区墙体和地面的裂缝(滑动查看更多)丨参考资料[13]
而对于建在地下的地铁来说,地裂缝也是相当恐怖的威胁。如果地铁隧道刚好经过地裂缝,活动中的裂缝可能会把隧道给扯岔开,轨道、线缆也会随之被破坏。
地裂缝对地铁隧道的破坏丨参考资料[9]
怎么在裂缝上修地铁?
看看上面的地裂缝穿城图,想要修地铁,根本不可能避得开嘛!拿正在修建的西安地铁8号线来说,作为一个市区环线,它穿过了全部14条地裂缝,与地裂缝相交31处。
目前西安地铁与地裂缝的交汇情况丨参考资料[5]
那要怎么在地裂缝上修地铁呢?
首先,可以扩大地铁隧道断面,给隧道形变预留一些空间,让隧道允许一定程度的变形。一旦地裂缝活动,隧道变窄,地铁依然可以通过。
其次,放弃把隧道设计成一个整体的想法,转而把隧道设计成很多段,并且用柔性接头连接每段。这样一来,隧道就可以在地裂缝的挤压之下“灵活扭动”,不会被裂缝“折断”。
最后,地铁隧道设计“管中管”的结构,也就是管道外再套一个管道。这样的“套娃”结构,外管保护内管,可以最大程度上减少地裂缝对地铁隧道的剪切力。
你看,在地裂缝上修地铁,为了安全运行要多出这么多步骤,西安地铁修得慢一点也完全能理解了。
参考文献
[1] https://m.yicai.com/news/100897999.html
[2]Jian-bing Peng, Qiang-bing Huang, Zhi-ping Hu, Ming-xiao Wang, Tan Li, Yu-ming Men, Wen Fan,A proposed solution to the ground fissure encountered in urban metro construction in Xi’an, China,Tunnelling and Underground Space Technology,Volume 61,2017,Pages 12-25,ISSN 0886-7798,https://doi.org/10.1016/j.tust.2016.09.002。
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作者:虎小晨