周口店猿人洞覆盖“鱼鳞”保护棚
面积达3700平方米使用425块铝板和405块玻璃钢尺寸和嵌入角度各不相同
猿人洞作为周口店遗址的心脏，曾经出土了代表约40个“北京人”个体的近200件人类化石、10万余件石器、数层灰烬和百余种动物化石，被称为“北京人”之家。自上世纪20年代发掘以来，因长期处于露天环境中，饱受日晒、雨淋和风蚀，猿人洞出现松滑、空洞、裂隙和危石等地质病害，局部有坍塌和落石的隐患。
为保护这处珍贵的文化遗址，本着“最小遮盖、消除隐患、融入自然”的原则，2015年8月16日，周口店遗址第1地点（猿人洞）保护工程正式启动，今年5月底，保护工程将完工。
历时近三年，周口店遗址第1地点（猿人洞）保护工程将在5月底完工。北京青年报记者了解到，保护工程在猿人洞外搭建面积3700余平方米的保护棚，南北跨度77.5米，东西跨度54.5米，最大高度达35.7米。保护棚像“鱼鳞”一般覆盖在猿人洞上方，在文化遗址顶上搭建“如此大体量的棚”，这在国内甚至国际上都极为罕见。
从多套方案中确定建棚方案
猿人洞是石灰岩地质，洞内的堆积物受水侵蚀之后容易坍塌和产生空隙，“所以我们要特别注意防水。”周口店北京人遗址管理处主任董翠平告诉北青报记者，搭建保护棚是不二之选。
在文化遗址上“动工”不是一件小事，一旦开始施工，“棚子”倒塌或上边的材质掉落，不仅不会对文物本体起到保护作用，反而是一种破坏。专家之间出现了争议：这个棚子是建还是不建？是建整个还是只做一半？2008年，遗址管理处开始向社会征集保护方案，前后经过专家深入论证的方案就有四五套，最终选定了清华大学建筑设计研究院设计的《周口店遗址第1地点（猿人洞）保护建筑方案》。
2012年，周口店北京人遗址管理处将保护方案上报了国家文物局，国家文物局考虑到可能会对遗址本体造成破坏，没有通过。但周口店北京人遗址管理处没有放弃，邀请清华大学建筑学院文化遗产保护中心副主任崔光海，再次踏进国家文物局的大门，进行面对面论证，这一次，国家文物局开了“绿灯”。2013年，“保护棚”方案也获得了联合国教科文组织世界遗产中心批准，一个由文物保护专家、建筑设计师、技术操作人员组成的“项目组”应运而生。
建棚前做了多项“消除隐患实验”
“保护棚不是一个密封不透的温室。”董翠平说，猿人洞从发掘到现在，已经在自然环境下保存了100年了，不能因为加盖棚子就改变了它所处的环境，“谁也不知道湿度、温度变化对遗址本体产生哪些影响”。
在建棚之前，项目组做了多项“消除隐患实验”。首先是风洞试验，既要保证棚子对风的承载力，又要保证洞内的透风性。再是排水实验，在下大雨时，保证大部分雨水能顺着棚顶排到洞外，又能让小部分雨水从棚顶叶片交错的空隙中滴进来，保证洞内的湿度。此外，还有采光实验、防震实验等。由于“保护棚”依照山体的走势设计，钢骨架也是不标准形状，为了保证钢结构的稳定性，项目组请来了“钢结构大跨专家”，对整体结构进行了计算，同时进行地质勘察，“保护棚”南北两边落地的21个柱，每个点都是稳定的，同时，将保护棚的地基打在了离洞壁五六米开外的地方，并未打在遗址本体上。
用激光投影还原“北京人”的生活
在“保护棚”施工的同时，猿人洞内“高科技”设备的装置工作也在紧锣密鼓地进行着。据周口店北京人遗址管理处展陈保管部主任宋冬勇介绍，目前设计人员正在设计两部“3D裸眼展示的宣传片”，分别介绍北京猿人生产生活的状况、地质变迁、猿人洞形成过程以及猿人洞发现、发掘、研究的经过，“此次猿人洞保护棚的搭建过程也会融入其中”。
据介绍，制作的宣传片将在洞内南北两个洞壁上用激光投放，大约10多分钟左右。西剖面不同年代土层动植物化石的介绍也不再以“背景墙”的形式出现，而是用激光投影打在文化层上，形象生动地展示各时期的动物化石。
依托文化遗迹（洞壁）作为屏幕，这在国内遗址发掘保护展示中还是第一次。等到猿人洞重新开放时，观众们不仅能从远处看到那个“像猿人头盖骨”一样的“保护棚”，置身其中时，还能裸眼感受到周围的3D效果，声、光、电结合，“就仿佛从北京猿人生活的世界里路过一样”。
嵌入“鱼鳞”均经过无人机测量和3D建模
站在龙骨山向猿人洞方向望去，一个高低起伏的巨大钢骨架以南北走势横跨在猿人洞之上。北京青年报记者在现场看到，施工工人正在把裁好的铝板嵌入钢架交错的方格中，这些铝板就像鱼鳞一样，交错有致，将钢架的空隙填满。钢架旁边，还有几十米高的大塔吊在忙碌着。
“不是你想怎么嵌就怎么嵌，这些像鱼鳞一样的叶片，每片都有自己的尺寸和倾斜角度。”此次项目的施工负责人袁继祥告诉北青报记者，由于依山而建，地势不平缓，钢架在完成沉降后，会导致标高及坐标数据的变化，“直接根据设计单位给的标高及坐标嵌入这些铝板，就会产生累积误差”，造成相邻铝板之间产生交叉的问题，所以嵌入铝板前，需要使用无人机“从下往上飞一圈”，把测量的数据输入电脑，根据测量数据重新计算，进行3D建模，排列铝板的位置，由此决定裁剪铝板的尺寸和倾斜的角度。
据袁继祥介绍，这个保护棚分为内外两层叶片，外边是铝板材质，表面设有种植槽，植物长出后将与大自然融为一体；里边是仿石玻璃钢的吊顶，和岩壁浑然一体，让人置身其中有种穿越回去的感觉。“里外两层的叶片也是上下交错的”，袁继祥说，如果外叶片之间倾斜角度不自然，内叶片就成了外叶片的“接水盆”，时间久了因不能负重而掉下来伤及游客，因此外面的铝板叶片不能出现倒坡，倾斜角度就变得尤为重要。“棚外层的425块铝板叶片和棚内层的405块仿石玻璃钢叶片，每一块尺寸和角度各不一样。”目前设计师每天做的事，就是计算支撑铝板钢立柱的下料尺寸。
北青报记者进入猿人洞内部发现，四周岩壁已有几处出现了不同程度的自然风化现象，西剖面部分不时有泥土渣掉落。从洞底向上望去，钢架中间部分的“鱼鳞”叶片已经安装完毕，两边的叶片正在安装中，袁继祥告诉北青报记者，难度系数随着面积的变窄而增加。每进行一道工序前，都要经过深化设计和专家论证，如此繁琐细致的工作，正是为了保护这个暴露在外近百年的猿人洞。