“向下的繁荣：从北京地铁1号线开始的哪些故事”

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施仲衡院士的近照。 杨海/摄影

北京地铁开工仪式。 资料图像

北京地铁一期工程铺设了轨道。 资料图像

要用最简单的要素来展示城市的巨大，地铁路线图无疑是最合适的选择之一。 这些纵横交错的线，不仅在整个城市的地理空之间，每天还承担着数百万城市生活的人口流动。

与置身于城市中央不同，仰望周围头晕的建筑物的塔尖，或乘坐夜间航班飞向城市，从舷窗看到的明亮夜景，在地铁延伸的巨大地下空之间很难直观而全面地感受到。 但是，无论进入哪个地铁入口，人们都会进入巨大的系统。 在昏暗的隧道里，白光急速闪烁，距离失去了参照物。 当人们再次回到地面时，已经在城市的另一边，时间空仿佛被压缩了一样。

大多数情况下，地铁作为交通工具，已经成为现代城市的典型形象。 在轨道上行驶的列车是整个城市系统和所有生活在这个系统里的人每天都在有序运行的隐喻。

1863年世界上第一条地铁线在伦敦开通，几乎和电气时代一样到来的工业产品，近一个世纪后被提上了中国的日程——1958年，当时的铁道部设立了地铁工程局，设立了设计所，中国第一条地铁正式进入了实质性的设计阶段。

那时，许多设计所的“专家”都是各地工程大学刚毕业的大学生，对他们来说“地铁”还是个陌生的名词。 60年后，这些学生的名字已经用光荣的方法，写进了中国地铁的迅速发展史。 到年6月，中国城市轨道交通投入运营总里程已超过5000公里，为世界之最，几乎相当于美国和欧洲的总和。

这个庞大系统的扩张过程同样难以被人感知:无论是在车水马龙的街道上，还是在安静的广场上，离它们几十米远的地下，轰鸣的机器可能行进了一寸，地铁像树木的根茎一样安静地生长着。

从一号线开始

在北京，每天有120多万人乘坐地铁1号线。 这条沿长安街铺设的地下动脉，通过市中心几个最有名的商业区，是世界上最繁忙的地铁线路之一。

对每天出入1号线的乘客来说，在两个完全不同的场景之间穿梭，已经成为日常:地上是现代的北京，高层办公楼的玻璃窗帘反射着阳光，大型商场外的巨大屏幕纷纷播放着耀眼的广告，到处都是商业。

地下是“过时”的北京，从踏上地铁站的第一个台阶开始，周围的细节不断向人们传达着这项工程的违和感:木质的楼梯扶手、美术水磨石的地砖、光线昏暗的车站大厅……这些60年代常见的装饰风格，总是让人产生穿越的错觉。

81岁的王新杰也经常出现在这种“老状态”的地铁上，哪个老东西反而会让他变得亲切呢？ 他说他喜欢坐地铁，只要进入地下，他就会很高兴。

60年前，他是北京铁道学院(现北京交通大学前身)的大三学生，“为国家建造铁路”是他“最豪爽的梦想”。 在铁路概论的课上，我第一次听到了“地下铁路”这个名词。 当时，这个没见过隧道的年轻人，知道列车还能在城市地下行驶，觉得“不可思议”。

他那时并不认为这种“不可思议”的工程会成为自己一生的事业。 1961年，大学毕业的王新杰被分配到北京地铁工程局设计所，作为技术人员参与了中国第一条地铁——北京地铁一期工程的前期工作人员。 40年后，他离开工作岗位时，身份已经是北京市城建设计研究院(北京城建设计快速发展集团前身)院长。

事实上，修建地铁的计划在新中国成立后不久就出现在了政府的文件中。 1953年，《北京市规划方案改建和扩建重点》报告称:“城市居民要提供最方便、最经济的交通工具，特别是为了适应国防需要，必须尽早规划地下铁路的建设。”

“在当时的国际形势下，地铁的定位是‘战备为主，兼顾交通’”王新杰回顾说，自己大学毕业时，北京的街道上看不到几辆车，“交通问题还没有到必须用地铁处理的程度”。

作为大型地下工程，地铁在二战中最大限度地发挥了战备功能。 伦敦和莫斯科的地铁站分别作为两个国家的临时最高司令部，丘吉尔和斯大林在各自首都的地铁站指挥作战，最终成功抵抗了德军的攻击。

莫斯科保卫战期间，地铁“玛雅科夫斯基站”成为了躲避德军轰炸的市民的避难所，207名婴儿出生在听不到炮火声的地铁站。 一位俄罗斯作家这样形容战时的莫斯科地铁。 “那时，标有红色‘m’标记的地铁成了人们温暖、安全、慰藉的象征。 ”。

为了搞好战备防护功能，当时全国缺少的设备被调动起来支持北京地铁的设计试验。 上海全国唯一的万吨水压机、攀枝花某点工程刚从瑞士进口的水泥喷射机，是北京地铁专用采用的。

设计小组还前往杭州、武汉进行通风试验，在某基地进行了防原子弹实验，并前往海军潜水艇考察防水技术。 曾参与北京地铁一期工程的已故中国工程院院士王梦恕在接受采访时表示，北京地铁在两个车站之间设置了从潜艇来校的密封门，几十年来，一号线从未发生过漏水事故。

在人类文明出现之前，洞穴就成为了人们避险的天然避难所。 数百万年后，人们再次回到原点，享受着与深厚的土层隔绝的平静。

在北京，十几米的加固土层，将两个世界隔开。 的暴风雨，无论天空昏暗还是炎热的寒冷，地铁站永远保持在24摄氏度，只有持续循环的广播和列车进出站的声音。

要深埋吗？ 埋得浅吗？

最初建设北京地铁时，摆在决策人面前的几乎是一张白纸。 国内没有一个专业的地铁人才。 听说过地铁的人也为数不多。

1954年，国家选拔了去苏联留学的留学生。 中国工程院院士施仲衡当时是唐山铁道学院(现西南交通大学前身)的副教授，刚从朝鲜战场建设机场回国，学校通知苏联为“学习地下铁路建设技术”参加留学考试。

“列车行驶了七天七夜到达莫斯科。 我被分配到莫斯科铁路运输工程学院(现国立莫斯科交通大学)，成为中国海外留学地铁专业的第一人。 》86岁的施仲衡院士对中国青年报记者回忆说。

他还记得第一次看到地铁时的场景。 站在自动扶梯上向地表深处前进，到达通道的尽头突然变亮，眼前是一个宽敞明亮的大厅，“让我觉得自己很渺小”。 “当时很震撼，很难想象那么深的地下有这样的建筑物。”

那个时候，赶上莫斯科下班高峰，地铁站里全是人，但是火车一辆接一辆地“刷”出了站，站台从来不拥挤。 对25岁的施仲衡来说，那是他从未见过的现代城市的样子。

“我觉得必须掌握这样的技术回国，让中国也有这样的地铁。 ”办公室，气息已经不太均匀施仲衡突然语气强烈，他的国家培养自己免费上大学，出国，自己把一切都还给祖国，“这是我们时代最朴素的价值观”。

逗留期间，国内组织了代表团，当时的铁道部副部长带他去苏联考察地铁。 由于涉及的专业术语太多，施仲衡被选为随行翻译。

当时正是中苏关系蜜月期，苏方为了保证翻译效果，向施仲衡证明了地铁的具体设备、设计大体、参数、结构结构结构、设计规范等副本“无保存地”。 莫斯科地铁工程局局长甚至把莫斯科地铁一两期的设计相册都发给了他。

在团翻译的五个月里，施仲衡每天晚上回家，第一件事就是白天听，把看到的新闻整理记录下来，有时躺在桌子上通宵。 当时，他并不认为这些几千页钢笔手写、绘制的资料在之后的北京地铁建设中起到了“重要”的作用。

回国后，施仲衡继续回学校任教，担任北京地铁工程局顾问。 当时，北京地铁决定借鉴苏联的经验，使用“深埋”方案，将地铁线路埋入30~60米的地下。

根据北京的地质水文特征，如果深埋，地铁必须经过风化破碎的岩层，到达不透水的粘土层，这意味着大部分线路的埋深超过100米。

当时，北京地下水水位高，施工队在木屐地和公主坟建造200米竖井进行试验，发现地面低于2米就有水。

“那水有多大？ 全天候渗出200立方米的水，水压很大。 ”。 参与这次竖井挖掘的王梦恕讲述了他在接受采访时的回忆。

施仲衡明确表示，以当时的技术水平，深层地下的承压水无法解决，另外在发生核爆炸的情况下，车站柱子不太能承受100米厚的土层压力，结果难以想象。 另一方面，深埋地铁时每公里成本1亿元，总成本超过30亿元，而当时全国国民生产总值刚刚超过1400亿元。

他把这些意见写成了20页的报告，交给了领导。 当时是“反右”时期，领导人说“反对中央的决策是危险的”，要求任何人都不要说。

“这不仅涉及技术和投资问题，也涉及今后的运营和摆脱灾害的问题，必须反映出来。 ”施仲衡多次陈述自己的意见，报告最终提交给了当时主管地铁工程的中央军事委员会的领导。

1960年2月，施仲衡突然接到电话，要求立即赶到西郊机场。 军用运输机在那里等着他，目的地是广州。

那是他第一次坐飞机，到广州才知道自己必须配合地铁工程局报告地铁“深埋”方案中存在的问题。

铁路第三勘察设计院地铁处总工程师谢仁德参加了那个广州会议。 据他回忆，回到北京后，一位中央领导亲自来到屌丝深120米的竖井下，体验了施工的难度。

3个月后，施仲衡接到通知，北京地铁一期工程由“深埋”方案改为“浅埋加防护”方案。

之后，当时上海、广州、沈阳的地铁已经明确了明确的深埋方案，改为继北京之后的浅埋。 在其众多工程处于“大跃进”的时代，根据深埋方案，谁也无法预料中国的地铁会是怎样的未来。

从“第一线”到“基板”

但是，当初施仲衡等人强烈反对的地铁深埋方案，现在不得不广泛用于大城市的地铁工程中。 北京新建的地铁埋设深度已经超过40米，重庆轨道交通10号线红土站也设置在94米的地下，相当于31层高。

人们似乎把不断更新的建筑高度当作衡量城市快速发展的尺度，但往往被忽视，在看不见的地下，城市也从未停止过向深处生长。

与地面相比，地下意味着越来越多的未知。 地下空之间的开发需要面对更多复杂的工程环境，也需要更高的成本。

“地铁线路坡度很大，新的地铁线路通常必须从既有线路下来，所以地铁越挖越深。 ’叶轩是北京城建设计快速发展集团的设计师，平日的首要工作是规划地铁线路的方向。

现在，叶轩不得不面对不自然的情况:在大城市，不仅在地上空之间，在地下空之间也是如此。 他发现地下已经不是可以随便挖的处女地了。

“由于地铁的运行会导致地面沉降和振动，在线路规划时经常要考虑对文物单位和科研院所的影响。 ”。 叶轩告诉记者。

西安地铁2号线选择了沿着城市的中轴线从北向南，通过钟楼时以600米的半径绕过古建筑。 北京地铁6号线第一期工程的最初计划方案是，穿过皇城，同时与故宫相邻，因此整个西段向北偏移了1.5公里。 15号线原本计划建设清华大学校园，但由于振动会影响精密仪器，不得不建造路线，结果没能实现与4号线的换乘。

另一方面，高层建筑的基桩可以达到60~70米的深度，许多大城市的地下已经形成了“基桩森林”，国内地铁施工时经常会遇到基桩路障的问题。 “大多数情况下，地铁只能让路或深挖”。

长期以来，城市快速发展的速度远远超出了规划者的预测。 “地下只能跟着地上走”，已经计划好的线路在实际施工时必须面对改线，有时也必须取消情况。

60年前，还在上大学的王新杰，无法想象当时常驻人口不到300万的北京，现在达到了近2200万人。 城市的版图也从二环扩展到了六环。 那时他认为不需要地铁北京交通，现在每天都在呼叫越来越多的地铁线。

事实上，地铁的迅速发展随着全国城市化的加速，在2000年以后开始爆发。 1981年地铁二期工程(现2号线)竣工后，1992年复八线(现1号线复兴门-四惠东)开工，这11年间全国没有再建设一条地铁。

当时，曾经的北京地铁工程局设计所已经迅速发展成为一个部队单位，正好在改革开放后转制改革，单位获得了全国第一批设计证书“设证字001号”，成为国内第一家公司制的设计院。

“我希望自负盈亏，虽然全国没有地铁项目，但我们保存着70人左右的地铁研究小组。 ”。 王新杰说，那是公司最困难的时期，为了公司的生存，设计院开始承担各种地面工程，“小区、工厂、什么都做”。

“地铁是我们的主业，而且我们相信城市迟早要快速发展地铁。 中国也没有地铁人才。 ”。 王新杰想起了那个“地上养地下”的历史，“把地上赚的钱拿到地下来研究”。

我记得那时他带着队伍去各大城市“推销”地铁计划，免费提供方案，但市长书记们根本不买账。 “领导们怎么搞经济，有修地铁这么大的投资，他们能建多少厂房，建多少发电站？ ”

整个20世纪90年代，全国只有北上广3个城市新建了4条地铁。 地面疯狂扩张:上海开发浦东新区，广州和佛山几乎成为一个城市。

2000年以后，人口更加凝聚城市，北京的汽车保有量从2000年的157万辆上升到了年的564万辆。 道路越整修越宽，但车越走越慢。 这时，地铁成了大城市交通问题的最终处理方案。

北京几乎一年开通了新线，不到15年地铁路线图从“一线”变成了现在的“电路板”，16号线达到了每公里12亿元。 上海申报9条线，工程预算600多亿元，相当于新建三峡工程。 广州为了赶上地铁运营日，借了俄罗斯的运输机从德国空运来了地铁车辆。

拒绝出售地铁的城市将地铁建设为“第一工程”。 城市的主政治家们很容易看到，人流沿着地铁向城市边缘延伸，房价也因地铁开通而成倍增长，荒地逐渐成为新区。

2分05秒

在北京，每年有38.7亿人乘坐地铁，而同年全国铁路旅客运输量为30.4亿人。 这意味着在北京685公里的轨道上，每天平均有1000万人以上移动。

如果把北京地铁看成密集的自来水管互联网，那么涌入地铁的人们，就像涌入这个互联网的水流。 地铁运营企业的事业是在水管受到极限压力的情况下，确保顺利流通。

为了保证这个巨大的互联网的正常运行，很多北京地铁运营企业的员工的工作时间是以秒为单位计算的。

“如果列车晚点3秒以上，调度中心马上给司机打电话，让他们加快速度。 ”。 北京地铁运营有限企业运营管理服务部的刘旭告诉记者，“一辆车必须晚点3秒，整个轨道的车辆必须减速，总共有可能会晚点1分钟以上。”

在北京地铁1号线，一分钟意味着1100多人不能乘坐。 这些人挤在各个站台上，是地铁运营部门最不想看到的危险情况之一。

北京地铁运营管理系统具有列车晚点自动报警功能，但列车晚点45秒才触发报警，晚点车辆在系统大屏幕上的显示由白色变为红色。

“在实际运行中，不能延迟45秒来解决。 我们3~4个人负责一条线，每天早晚高峰时盯着屏幕，每个人划分区间，看到不断移动的车辆，出现列车晚点的趋势，马上用调度指挥系统调整列车的运行。 ”。 北京地铁运营有限企业指挥调度中心的顾御坤向记者表示，“在北京地铁上，列车偏离运行图超过30秒后，运行协调会将启动联动调整措施，防止列车晚点和对后续列车的影响。”

1981年北京地铁一期工程正式对外运营时，年客流量在6000万人以上，相当于现在一号线一周的客流量。 对于运营部门来说，面对增加了几十倍的客流量，能做的只有增加列车和缩短列车运行间隔。

1号线最初开通运营时，列车的最小运行间隔为14分钟。 那时的信号都是人工控制的，两个车站之间只能行驶一辆列车，车站之间的时间表必须通过电话通知下一站。

年，旧的信号系统经过数次升级，性能空之间逐渐被榨干。 1号线在高峰时间的运行间隔达到了2分05秒，成为了世界上效率最高的地铁线路之一。

2分05秒是指前后车在站台的同一位置启动的间隔时间。 除了列车进站和停车的时间，对乘客来说，最直观的感受是前面的车还没有走，后面的车必须进站。

即使是这样的运行效率，也赶不上人流涌向地铁站的速度。 年，1号线再次开始改造信号系统。 这次，全线换乘了世界最先进的cbtc系统(移动闭塞)。 后续车以前以车的尾部为跟踪点保持极限安全距离行驶，最大限度地缩短了运行间隔。

改造工程持续了三年。 工作人员每天只能在零点的地铁结束运营，线路停电后，打开矿灯进入隧道，开始测量、调整。

为了让列车在凌晨5点半准时出现在始发站的站台，司机在凌晨3点半进入车辆段，进行发车前的各种准备工作。 每天留给信号改造者的时间只有午夜的三个半小时。

年，在连续3年黑白颠倒的业务结束后，成功升级了信号系统，1号线的发车间隔缩短了5秒。 这意味着每天一号线可以拉5万多人，或者塞进本来就不能动的车，拿出手机空之间可以空出来。

“cbtc系统的设计间隔为90秒，这是列车在不拖累乘客的情况下理论上跟踪数值，在实际运行时无法实现。 ’顾御坤告诉记者。

北京轨道交通指挥中心负责人向媒体透露，世界上只有莫斯科地铁的运行间隔可以在两分钟内进入，但他说:“他们的起步和刹车很急，明显有前倾和后倾的感觉。”

要实现2分钟的极限运行间隔，除了硬件以“最高频率”运行外，还需要在运营组织上“下功夫”。 早上高峰期，列车到达终点站后马上折返驾驶，留给司机的时间大多只有30~40秒。

为了确保运行间隔，运营部门在部分繁忙线路安排了“折返司机”，让他们在终点站站台提前待命。 列车进站后，他们必须马上上车代替“正司机”将车开到另一侧的逆向路线，“正司机”利用空段沿列车车厢从车头跑到车后部的司机室，完成掉头，开车。

有些车站还配置了开闭驾驶室门的工作人员。 他们每天的任务是迅速开关数百扇门，为列车折返时间。

“一次缩短几秒钟的执行间隔，对我们来说是倍增的压力。 ”顾御坤说。

从莫斯科到北京再到莫斯科

与白天拥挤的地铁相比，午夜以后的地铁是另一个极端。 车站的灯灭了一半以上，隧道里安静得鸦雀无声，每次走路都能听到脚步声。

每天，列车结束运行后，拿着工具箱的人们走进车站，开始了他们一天的工作。 这些人是与地铁相关的200多个工种，信号、轨道、通风、供电、闸口……北京的地铁隧道，每天零点以后有800多人很忙，到了大修的日子，越来越多的人。

不仅是地下，地铁相关的地面事业也大多在深夜。 为了不影响地面交通，地铁地质调查组通常选择深夜施工。 他们要沿地铁线路挖300个40米深的洞，取土带回实验室拆除。

有些员工白天黑夜都分不清。 现在很多地铁都用盾构机进行掘进施工，但是这个直径是10米以上的巨大的，驾驶室只有不到2平方米。

“在数十米的地下，白天黑夜都不变，周围只有巨大的噪音。 只有看到仪表盘上显示的距离数字的变化，才能知道自己在动。 ”。 在一部关于地铁的纪录片里，盾构机司机对着镜头笑着说。

这和当时北京地铁一期工程的施工场景完全不同。 北京城建设计总院原党委书记柏贤华于20世纪70年代到法国考察地铁盾构施工。

他还记得当时在工地看到的“冲击”景象:整个工地看不见几个人，盾构机经过，隧道内的衬砌直接用管片自动贴上。

“像我们国内一样，捆绑钢筋的人一个接一个排列着，工地上建起了密密麻麻的脚手架，衬砌全靠人工，就像大会战一样。 ”柏贤华笑着说。

从当时拍摄的影像可以看出，在北京地铁第一期工程的工地上，很少看到大型机械。 像当时的许多工程一样，工人们光着膀子，戴着斗笠，拿着铲子，周围是十几米深的沟。

之后30.5公里长的北京地铁第一期工程，只用了4年就开通了，比现在最先进的盾构机掘进速度还快。 那是北京地铁人工做的衬砌，柏贤华记得:“钢模型拆除后，混凝土面就像镜子一样。”

实际上，准备的时间比建设的时间要长得多。 在明确浅埋加防护方案后，1965年2月，准备了近10年的北京地铁工程最终落地，决定于7月1日开工。 当时废止的北京地铁工程局设计所恢复建设，更名为地下铁路勘测设计所。

摆在设计面前的是，必须在五个月内绘制施工所需的所有图纸。 王梦恕表示，当时全长30.5公里的地铁，光结构图纸就有3万张以上。

“那时的设计工具是抽屉式计算尺、手摇计算机、墨鸭喷嘴笔。 绘制硫酸纸参考底图时害怕汗水打湿图纸，所有人都戴着袖子工作，许多设计师因疲劳而昏厥，在“七一”前夕完成了开工所需的所有图纸。 ”。 王新杰在回忆录中提到了。

设计之初，这些年轻的技术人员遇到过不自然的难题:北京地铁一直由当时援助中国的苏联专家主持设计，20世纪60年代初，中苏关系破裂，撤退的苏联专家带走了绝大多数图纸。

之后，施仲衡取出在莫斯科翻译为铁道部考察团时整理的资料，以及《苏联地铁设计规范》、《苏联地铁防护工程设计规范》等设计相册，北京地铁一期工程的设计工作得以继续。 后来建成的地铁在结构、防水等方面留下了苏联的阴影。

60年后，4架中国制造的盾构机抵达莫斯科，中国公司中标俄罗斯地铁。 一切如轮回，这次，北京城建设计快速发展集团承接了莫斯科地铁的部分设计事业，工程师们有了自己的设计图纸，回到了中国地铁的最初出发点，在那里留下了中国的印记。