为“洞穴”建起保护罩，看周口店遗址猿人洞的保护实践

周口店遗址是世界上同时期中材料最丰富、最齐全、最有价值的古人类遗址及古生物遗址群，是我国古人类学、旧石器时代考古学和第四纪地质学等多学科科研基地。1961年被国务院公布为首批全国重点文物保护单位。1987年被联合国教科文组织列入《世界遗产名录》，成为我国首批世界文化遗产。

周口店遗址第1地点（猿人洞）是周口店遗址群中最为重要的一处化石地点，从中发现了近200件人类化石（代表约40个猿人个体）、上万件石器、数层灰烬和百余种动物化石。猿人洞的保护始终是周口店遗址工作的重中之重，多年来，诸多中外学者、科研机构就如何做好猿人洞保护做了大量的思考和研究。2002年市院共建后，在国家文物局的指导下，在市、区两级政府的领导下，周口店遗址在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的支持下，在诸多专家们的关注下，进一步加强了对猿人洞保护工作的探索和实践。

猿人洞基本情况

猿人洞现状东西长46米，南北宽23米，南北两壁高差超过10米，顶部完全坍塌，遗址剖面完全暴露在自然环境中，西侧壁保留有三分之一的原始堆积，是华北中更新世标准剖面，对进一步研究古人类、古地质、古环境具有重要作用。由于地势较低，下雨时雨水汇集直接灌入洞中，洞内形成积水，对遗址岩体造成溶蚀破坏，形成地质病害和险情。西侧壁堆积剖面长期遭受自然营力的侵袭风化而凹凸不平，出现松滑、空洞、裂隙和危石，呈现上突下缩的不正常坡度，具有局部坍塌和落石的隐患。

保护的重要性和必要性

周口店遗址第1地点（猿人洞）发现了“北京人”。“北京人”的发现和研究解决了19世纪爪哇猿人发现以来困扰科学界近半个世纪的“直立人”究竟是猿还是人的争论，填补了从猿到人这一完整发展序列中最为重要的中间环节，是认识人类起源和发展过程中的一个突破性贡献。到目前为止，“直立人”的典型形态仍然是以周口店“北京人”为准则，是世界上同期古人类遗址中材料最丰富、最系统和最有价值的一个。多年来，对猿人洞的科学研究工作始终没有停止，特别是近年来随着科技的不断进步和科研设备、手段的不断翻新，猿人洞的科研工作又取得了许多新的成果。

猿人洞自发掘以来，一直处于露天状态，长期遭受日晒、雨淋、风蚀、植被根系生长、动物活动等各种自然力的破坏。猿人洞的四周岩壁及标准剖面表面已出现不同程度的风化、脱落现象。

保护调研与分析

为了准确了解猿人洞的病害情况，遗址管理处聘请中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、地质与地球物理研究所、动物研究所等多学科专家，对猿人洞保存情况、病害情况、病害成因进行全面调查、分析，主要存在4种病害：文化堆积层和岩体风化；裸露危岩；坍塌隐患；裂隙病害。形成以上病害的原因很多，主要因素为：大气降水引起的冲刷和溶蚀；地下水的渗漏侵蚀；大气温度的变化；风的吹蚀作用；岩土体失稳、滑塌和崩落；生物活动的影响；人为因素影响。

为掌握相应的数据资料，遗址管理处于2012年成立周口店遗址监测中心，建立了周口店遗址动态信息及监测预警系统，针对猿人洞岩土堆积体、岩体稳定性和影响稳定性的环境因素进行监测，积累科学数据。并采用微重力测量、地质雷达、浅震映像法、浅震瑞雷波法对猿人洞底进行物探勘察，发现洞底存在三处异常区域，可能存在较大裂隙或小溶洞，对猿人洞稳定性造成安全隐患。通过数据积累，为下一步制定科学保护措施奠定了基础。

实施本体保护

一是根据调查成果，结合专家分析、论证意见，对病害严重的地段，采取了紧急保护措施。经国家文物局和北京市文物局批准后，先后于2004年至2006年进行了两次抢险加固保护工程。对鸽子堂、猿人洞灰烬层、南侧壁、北侧壁进行了加固保护，使猿人洞的岩体稳定性得到了有效保护。2014年对因暴雨出现险情的猿人洞东侧壁进行加固保护，并对鸽子堂顶部进行粘接性试验。二是根据专家意见开展保护性清理发掘。经国家文物局和北京市文物局批准后，2009年至2015年，遗址管理处和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所联合开展了猿人洞的保护性清理发掘工作，完成了猿人洞西剖面第3-5层的清理发掘工作，消除了该层位堆积体中存在的开裂、凹陷等险情。

建设猿人洞保护建筑

虽然猿人洞大部分岩体都进行了加固保护，考虑到文化堆积层仍有极高的研究价值，担心保护措施会对文化堆积内文化遗迹造成破坏和污染，因此只进行了保护性清理发掘，未开展加固保护措施，但未真正减缓猿人洞病害发育速度。为此我们开始了对猿人洞整体保护方案的探索与研究。

根据保护遗产完整性、原真性原则和专家意见，通过媒体和网络向社会公开征集猿人洞保护方案，2008年召开了第一次猿人洞保护方案专家论证会，经过多轮的专家评选、研讨论证，最终确定清华建筑设计研究院设计的《周口店遗址第1地点（猿人洞）保护建筑设计方案》为最佳方案，并根据此方案开展了风动试验、洞内采光试验、排水试验等数据分析，并围绕主体结构的稳定性，邀请国内权威专家进行了多次论证，逐步修改和完善。2013年得到了联合国教科文组织世界遗产中心审批和国家文物局批准。

在设计原则上，遵循最小遮盖、解除病害隐患、融入自然的基本原则。最小化干预遗址本体，兼顾内部观赏空间的物理环境。以双层表皮保证隔绝雨、雪、冰雹、阳光对遗址本体的直接作用，减缓风及温差的作用。采取成熟的绿植屋面形式，整体铺设屋顶绿化，与自然环境协调，使新建的保护建筑与遗址浑然一体。

在设计理念上，采用大跨度弧形壳体钢结构，横跨猿人洞遗址，在南侧山顶及北侧山脚各设置一排落脚点。落脚点均选在敏感区域之外，较好、较平坦岩层上面，距离洞口较远。入口雨篷采用钢筋混凝土框架结构，布置于保护棚北侧，防止雨水从入口处进入。保护棚南北跨度77.5米，东西跨度54.5米，最大高度达35.7米，覆盖面积3700余平方米。

在设计效果上，确定如下目标：去除水、风两个最大的病害隐患；减少温度、湿度的震荡幅度；以半封闭的方式保持猿人洞自然存在状态，提供一个缓冲、惰性的空间，以避免不确定因素带来的保护性破坏；提供研究、观测猿人洞和展示其价值信息的良好环境，更好地保护和阐释遗址的价值；新建保护建筑形态与环境保护密切相关，并通过建筑设计的处理手法力求融入其中；落实《周口店遗址保护规划》，满足世界文化遗产保护要求。

开展工程技术监测，鉴于是在遗产本体上直接施工，为了确保遗产安全，开展了施工工程监测和对建成后的建筑长期监测，包括大型施工设备安全、临时建筑体（胎架）稳定性、保护建筑基础稳定性、主体钢结构稳定性、自震频率监测、外挂叶片承重量等监测内容。通过监测和数据分析，以确保保护设施安全稳定，监测方案得到国家文物局和北京市文物局的批准，工程监测系统建设在国内文化遗产保护工程和文化遗产保护设施监测方面具有引领和示范作用。

2015年10月工程正式实施，总体施工分为三个阶段。一是基础施工阶段，地基基础采用钢筋混凝土条形基础和抗拔锚索形式结合；二是主体钢结构施工阶段，主体钢结构采用单层网壳结构，主钢管共13根，由于主体结构为异型结构，因此主钢管规格较大，最大为直径1米，壁厚5厘米；三是幕墙施工阶段，幕墙设计采用上下两层叶片，上叶片共420块，选材铝板，附带种植槽，可种植草本植物，下叶片405块，选材玻璃钢仿山石形式，给人一种回归洞穴的感觉，上下叶片规格均在4×4米左右。在幕墙施工中还同时进行强电、弱电、灌溉水等专业施工。

加强文化展示与传播，保护建筑建成后形成了新的“洞穴”形态，在猿人洞内运用声光电等科技手段，将数字化虚拟展示与遗产静态展示完美结合，提升了遗址展示的科技性、艺术性、趣味性和参与性，让沉寂的“北京人”活起来，为观众打造沉浸式、交互式、体验式、场景式观展体验，真正做到“身临其境”，提高文化传播效率，增强传播效果。

2018年8月完成全部施工，通过了北京市文物局文物工程质量监督站竣工验收备案。9月21日，关闭3年的周口店遗址第1地点（猿人洞）正式向公众开放，得到了联合国教科文组织、国际古迹遗址理事会等国际组织和美国、英国等国际专家，国内各级领导和业内专家，以及广大观众的充分肯定和高度赞扬。先后荣获中国钢结构金奖、亚洲建筑师协会保护类金奖、联合国教科文组织亚太地区文化遗产保护“创新奖”。

对猿人洞的保护虽然已经获得一定成效，但猿人洞的保护还需要全社会的共同关注和参与，保护工作仍任重道远。

（作者单位：北京周口店北京人遗址博物馆）

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