上海地铁1号线一期工程南段于1993年5月28日投入运营，使上海成为中国内地第三个开通运营地铁的城市。在地铁11号线延伸到江苏省昆山市后，上海又成为中国首个有跨省运营地铁的城市。今天的上海，城市轨道交通运营线路共计20条，总长度近800公里，日均客流量1000万人次以上。上海用20多年的时间，走完了西方发达国家建设地铁100年走过的路程。我有幸参与其中，并见证了上海地铁从无到有、从最初的几百米试验段到现在的运营总里程位居全世界榜首的全过程。

早期的地铁机构

20世纪50年代初，当时苏联向中国政府提议，为了建设民防设施同时也可作备战之需，上海应该修建地下铁道。在这样的背景下，1956年上海出台了《地下铁道初步规划（草案）》。

1958年，根据中央关于防止帝国主义突然袭击的指示，上海市委组建“地下铁道筹建处”（以下简称“筹建处”），着手规划和研究上海地铁的建设。筹建处设有技术组，请同济大学的李国豪院士（后任同济大学校长）、俞调梅教授任技术指导，李国豪兼任技术组组长。李国豪是桥梁专家，曾留学德国；俞调梅则是土力学专家，曾留学美国。由于地铁工程可能涉及到隧道工程的深埋、中埋、浅埋等相关技术，因此技术组的人员从上海煤矿设计院（擅长坑道技术）、上海市政设计院（擅长深埋管道技术）、华东工业设计院（擅长明挖技术）调集技术骨干。在上海，中央部委属下的设计院很多，这类设计院的人事归上海市委下属的设计院党委管理，设计院党委有权从这三家设计院抽调人员。我作为上海煤矿设计院的技术人员，有幸被抽调到地铁筹建处，我的地铁生涯由此拉开帷幕。1951年我从上海圣约翰大学土木系毕业，先被分配到北京部委工作；后来上海成立煤矿设计院，我主动请缨调回上海，成为上海煤矿设计院的一员。

1960年，上海市隧道工程局成立，承担越江隧道和地铁的建设任务。靳怀刚和李立知分别担任局长、副局长。隧道工程局设有五个科室：一科室是保密工程，与地铁没有太大关系；二科室是规划科，线路该怎么走，什么地方该设站，这些都归二科负责，科长是柴锡贤，还有闵企璋、王瑞华等同志；三科室是结构科，由市政设计院的刘建航领队研究管片；四科室负责施工，由我领队；五科室是设备科，盾构机就是他们管的。

也就是在这一年，我由设计单位转入了施工单位。

确定盾构施工法

1958年，相关部门邀请苏联地铁专家来沪，咨询地铁施工方法。在经过地质勘测之后，苏联专家们认为，在上海地下用盾构施工就如同想在宇宙中找到一个支点来撬动地球一样不可能。原因在于上海属软土地层，地质松湿，修建地下隧道极易造成坍塌事故，而且防水这一关键技术也是一大难题。

当时，我们都是30岁左右的年轻人，颇有股冲劲儿。这项被苏联专家仔细勘察并否定的工程，激发了我们这一批地铁建设者的昂扬斗志，所有的念头集中到了一个字—— 干！

针对上海地铁的埋设深度，除了北京地铁研究的浅埋、深埋方案之外，筹建处还提出了“中埋”方案。所谓中埋方案就是离地面8～10米（浅埋方案是贴着地面的）。中埋方案如何实施，就涉及到盾构法。

1959年正值新中国成立10周年之际，上海市委召开了一个汇报会，当时南京军区司令员许世友出席了会议。会上，领导与专家们对上海市地下铁道筹建处提出的浅埋（明挖法）、中埋（盾构法）和深埋（矿山法）三种方案进行讨论。深埋方案要进入基岩，进而可采用矿山法施工。上海的基岩深度大约300米，从技术上来说，深埋可以采用冷冻法进行施工，但是人员通过电梯上下，速度比较慢。军区领导认为这不能满足部队快速进出站的要求，所以深埋方案被否定了。

像北京那样的浅埋方案也被否掉了。原因之一是上海的道路网格局不像北京那样是棋盘型的，如果地铁线路沿着道路走，在很多路段是走不通的；原因之二是因为部队方面反对，如果浅埋采用明挖法施工，在道路上方“开膛破肚”，一些战备设施就会泄密。部队方面主张中埋，中埋就要用到盾构。那时已听说过盾构，但谁也没有实际干过，包括去德国留学的李国豪也没有干过。

汇报会最后得出一个结论：深埋、浅埋都不可取，采纳部队的主张要用中埋。中埋就是现在所说的盾构施工法，只是那个时候还不叫盾构。中埋工法当时在不同的行业里叫法不一样，煤矿里用的钢壳子，称为“掩护筒”；北京市政工程做过地下顶管，称为“遁甲”；“盾构”这个名称是施仲衡提出来的，他到苏联学习的就是盾构，俄文叫щит，英文叫 Shield。唐山铁道学院出版了与盾构法相关的教材，书中确定了盾构、管片（盾构后边的结构）等概念名称。此后，上海就开始研究盾构与管片。

向上海市委汇报后，就确定上海地铁采用中埋方案，而且决定上马。

后来中埋方案又与黄浦江越江工程牵涉到一起，因为过黄浦江不可能浅埋，要么建桥，要么建隧道，建隧道就涉及到盾构。此后不久，上海市地下铁道筹建处与上海市越江工程研究所合并，成立了上海市隧道工程局，下设设计处，主要从事盾构法和沉管法隧道的试验及研究工作。

开创国内盾构施工先河

我在地铁筹建处工作时，是研究深埋的，中埋原来是市政设计院的刘建航负责研究的。上海市隧道工程局设计研究处成立后，刘建航负责设计，我负责施工。对我而言，盾构施工是完全没有接触过的。但这不怕，我首先想到的是向北京学习，请施仲衡到上海来讲授盾构方面的专业知识。他就把唐山铁道学院的《地下铁道》、《盾构法和特殊方法施工的隧道》等教科书里的盾构知识传授给我们。我个人懂一点外文，也看一些外文资料。从那时候起，我就开始研究盾构工法。

上海要搞盾构法的主要矛盾是地下水。从地面挖下去1米就是水，如果没有办法对付地下水，还怎么搞盾构法呢？现在有泥水平衡盾构、土压平衡盾构，但那个时候只有敞胸盾构。这就遇到了两个难题：第一个是如何对付水，第二个是如何对付土黏土。大家清楚，好多地方，像西安、北京的土挖出来都能“站住的”，但在上海，你往下深一点挖出来的土是要塌的。

对付水有两个办法：一是降水，二是气压。

降水利用什么手段呢？我们都知道有一种方法叫“轻型井点”，就是打个管子下去，用真空泵在地面上抽水，理论上绝对真空是10米水头，但由于有管路等损失，最多可把地下水降下去7米，这对浅埋是可以的，但对中埋来说深度还不够。

后来，我们邀请北京建科院在苏联学习过的专家许溶烈来指导我们进行喷射井点降水。之后我们就研究出了喷射井点在上海的具体做法。

对于气压技术，我们谁也没干过，只能摸索着做研究。盾构像个掩护筒一样，圆筒在这里，侧面土压是没有问题的，但正面怎么办呢？在正面先支撑挖一条，然后用撑板撑起来。再挖下面一条，然后再撑起来，这就是施仲衡介绍的苏联和其他国家的做法。接下来需要设计这样的装备，它要具备三项功能：第一块挖掉了，模板撑起来；再挖第二块，然后再把模板撑好，用千斤顶撑好；盾构机怎么往前走？要靠它后面的千斤顶（也称油缸，上海称之为“压勿煞”），推动盾构往前走。这些道理讲起来简单，但做起来还是很难的。这是五科的任务，五科的人负责研发设备。

当时设计院的所有人都没有经历过盾构施工，都不知道怎么去开挖。我们遵循毛主席《实践论》中“从战争学习战争”的教导，试着去做。我是负责施工的，如果我自己不去干，怎么去指导别人施工呀？我自己去做了以后，就感觉到这个很费劲。那个时候国外都还是人工开挖的，还没有风镐，我们硬是要试着干这件事。

上海第一台盾构

黏土，又是一个难题。黏土粘在机具上，把它弄掉可不容易。施工科的技术人员要亲临现场和工人们一起干，才能发现和解决问题。我们发明了一种用钢丝把土切下来的技术方法，从而解决了黏性土的开挖问题。

三年自然灾害期间，由于国家财政困难，上海地铁被迫下马。作为技术骨干，我被留下来继续从事地铁隧道研究工作。1962年春天，针对正面支撑太麻烦的问题，需要做一个试验，留下了50位工人。在上海浦东塘桥的一块农田里，我们做了一个4.2米开胸式盾构掘进的试验，推了100多米

的隧道，取得了成功。我们自主研发、设计、建造了一台直径4.2米开胸式盾构机，并同期研制出配套的盾构管片等，为上海地铁和越江隧道建设培养了第一支设计和施工队伍。通过塘桥的试验，我们得出了一个结论：盾构掘进中，可以不用正面支撑体系，改用网格体系。1965年，这种方法应用到了上海“60工程”的正式施工之中。

上海浦东塘桥隧道盾构施工试验段

“60工程”（衡山路地铁试验工程）

1965年，隧道工程局设计研究处拆分为上海隧道工程公司和隧道工程设计院。第四科的人连同参与塘桥试验的工人，组成工程队，归入隧道工程公司。二科、三科和五科的人归入隧道设计院。我也被分配到隧道公司，负责地铁区间隧道施工。

盾构施工试验已经成功了，当时从江南造船厂预订了6台网格挤压盾构，打算做3个站点，每个站点2台盾构。采用中埋方案使得线路可以不完全沿着道路走向，并且为了保密的需要，我们选取了衡山路北侧的衡山公园试建第一座地铁站。该试验当时是保密的，命名为“60工程”。我们需要挖两条600米长的隧道，连接衡山公园（现地铁衡山路站）到衡山路10号02工地。盾构从02工地出发到衡山公园，中间需要下穿两个领事馆。为了不让外国人知道我们的试验，我们总是小心翼翼地进行施工，最后竟然神不知鬼不觉地穿了过去。挖隧道的经验是有了，但如何修建车站，我们的经验还是一片空白。

经过反复论证，并参考抗战时期茅以升修建钱塘江大桥基柱的经验，我们决定采用沉箱法施工。当时上海基础公司具有沉箱这一技术。衡山公园要修建一座60米长的车站，我们就在地面做一个60米长的沉箱，做完之后再慢慢沉入地下。这个沉箱是由隧道设计院设计的，同济大学也参与了沉箱设计。

“上天不负有心人。”1967年，我们成功完成了“一井一站”和“双线600米区间隧道”。这开创了国内盾构法施工的先河，坚定了上海地铁采用盾构法施工的信心。

漕宝路车站试验段工程

由于一些原因，“60工程”被迫停工，这算是上海地铁工程的第二次下马。

直到1978年，上海地铁试验工程才在漕溪路段得以继续开展，并在上海市建委组织下成立上海地铁筹备处，上海地铁工程再次上马。当时，主管上海地铁的是副市长阮崇武。

于是，地铁1号线开始施工。先在漕溪公园这边做一口井，又从那边挖一段600多米的隧道，连到漕宝路车站，将此作为我们的试验段。

由于经费十分有限，我们从江南造船厂买了1台网格挤压式盾构。那时，世界上修建地铁车站已开始采用地下连续墙了，我们也知道这是技术发展的新趋势，但我们并没有这种先进设备，也没有财力购买，只能用我国自己做的土设备。我向筹备处承诺，保证实现三个指标：一是盾构推进精度是正负10公分，这是我们自己定的目标，保证精度，不能偏差太大；二是地面沉降，我们引用的标准是正一负三，即地面抬起不大于1公分，下沉最多不超过3公分，保证地面房子不出问题；三是隧道要保证一级防水标准，就是100平房米里面最多允许1升的漏水量。到了1983年，上海地铁1号线漕宝路车站试验段工程的“一站一井一区间”工程才基本完成。

1970年代的网格式盾构

设计原则由战备为主转变为交通为主

早期上海地铁修建的原则是以战备为主、平战结合，线路设计沿用了北京地铁的设计思路。上海地铁线路的走向在地铁线网规划中已经基本确定了。上海首先要修建两条地铁线—— 南北方向的1号线和东西方向的2号线。

线路走向确定之后，车站长度如何确定？那时还没有现在常用的客流预测方法，即首先考虑的是现实的客流以及中长期的客运需求有多大，然后确定多大的运能才能满足客运需求。当时为什么决定采用三节编组列车，每节车是2.8米宽、约20米长的B型车呢？因为当时上海最繁忙的公交线路是26路无轨电车，其通过淮海路段到徐家汇的小时客流量大约1万人。26路车大约1分钟发一趟，如果地铁按3分钟发一趟车的话，地铁采用3辆车编组便可满足客流需求。按照这样的设计思路，上海地铁车站的长度大约是60米。不仅上海是这样设计的，其实天津1号线也是这样来确定车站长60米、列车3节编组的。

1985年，国务院批准上海建设地铁1号线。由此，上海地铁正式上马，并成立了地铁公司，隶属于市政局。陈康正任经理，他是从市政局调来的。那年我已经55岁，要准备退下来了，因为中央政策要求培养年轻干部，而建地铁的根底首先是土建，我是老隧道院的人，学土建出身，业内也都了解我，所以我被聘任为上海地铁公司项目总工程师。没想到在参与地铁试验工程27年后，我终于可以“真刀真枪”地大干一场了。

在1990年正式修建1号线时，利用了当年的漕宝路车站试验段工程。那时候规划局下面成立了交通研究所，有了建立交通数学模型的研究人员，他们通过澳大利亚的软件、美国的软件来预测上海1号线的客流，研究的结果是最高断面小时客流量达到6万人次，这就需要有8节编组的A型车才能满足客运需求。此前漕宝路站都是按6节B型车来考虑的，这样“60工程”时建成的衡山路站规模（车站长度）就偏小了，区间断面也偏小了（A型车比B型车宽0.2米）。1980年代初做的漕宝路站，站台长度也是偏短的，后来改建为8节车时，车站端部是缩小的，所以上海漕宝路站是个非常特别的车站。1985年之后修建的地铁车站就按照现在8节A型车的规模设计了。

“交通为主”的设计原则对地铁设计的许多方面—— 包括列车类型选择、车站出入口设置、与对外交通设施的衔接、环控制式、售检票系统等，都产生了影响。例如，徐家汇站，在线网规划中是3线换乘站，还设有小交路折返线，车站较长，就利用这个空间多设出入口，把人流引入地下，可缓解徐家汇区域地面人流对机动车流的影响。

地铁站与火车站的衔接

1985年前上海地铁的设计、施工都由我们隧道公司负责，而上海新客站建设则是由上海铁路局及其上级部门铁道部负责的。上海新火车站快要修建时，上海地铁筹建处的领导是倪天增（1983年出任上海市副市长）。倪天增原是华东设计院的技术干部，很清楚地铁跟铁路的设计要尽可能使旅客换乘方便。上海新客站很快就要开工建设了，为使未来的地铁跟它换乘方便，我们想把地铁车站的折返线预埋到车站底下去。时任上海市市长兼新客站指挥部指挥长的江泽民同志，出面协调此事。

我在地铁筹建处负责技术工作，因此我前往新客站筹备处协商建设事宜。铁路方面负责人提的要求是：可以一同建设，但不能影响铁路通车进度。现在我们看到的新客站布局是，主站房在中间，两边是出入口。开始我们想把地铁站放在新客站主站房下面，这样换乘最方便。但是这样的话，铁路主站房需要等地铁车站修建完之后才能动工，施工进度就得不到保证。如果把折返线放在铁路南出口下面，就容易组织施工。地下共有两层，地下一层铁路用，地下二层地铁用。地铁方的地下二层先做，修建时间比地下一层稍微多一点。地下二层建完后，再做铁路方的地下一层，包括修建铁路的出入口通道。

最后决定：地铁折返线放在铁路主站房下面，地铁车站本体放在铁路主站房外面，但是地铁出入口与铁路出入口连起来。我在新客站指挥部立下了“军令状”：与地铁车站相关的土建工程一年时间内一定建好。接下来就是开始引进日本的成套技术来做折返线，上海隧道建设公司有这个能力，自己设计，自己来施工。

设立总体组，吸纳新技术

继北京、天津之后，上海成为全国第三个修建地铁的城市。上海修建地铁之初，是向北京、天津学习的。我每次去北京都要去地铁1号线、2号线体验一下，大概每个站都去过。那时常听到北京地铁的车门被挤坏、列车出故障的消息。北京地铁由于修建的时间比较早，让我感觉到它的技术还不够先进。

到了1980年代以后，我们有机会到国外去实地考察，看看人家的地铁是怎样建设的。1983年，我第一次到苏联参观了莫斯科地铁，后来也去考察过美国旧金山、日本东京等地的轨道交通，对国外的地铁已有所了解。1985年上海地铁公司成立时，倪天增副市长就明确指出：“上海建地铁不是学苏联的模式，而是学香港的模式，因为香港居民大多是中国人”。上海地铁1号线的预测客流是每小时6万人次；恰好香港地铁当时设计的规模就是6万人次/小时，也采用8节编组列车。

从技术水平来看，北京地铁是60年代的技术水平。例如，北京地铁采用的是三个门的B型车（2.8米宽），而香港地铁采用的是五个门的A型车（3.0米宽），在同样的上下客流量情况下，三个门上下客流耗时就长。北京地铁只有通风系统，没有现在称为的“环控系统”，也没有屏蔽门系统、自动售票系统（AFC）等设备系统。所以，在修建上海地铁时，我们就想引进境外更先进的技术。

从设计管理角度来看，北京地铁1号线、2号线都是由一个单位（北京城建设计院）来设计的，而国外的地铁是由好几个设计单位共同设计的，所以各种技术都有，而不是单一的技术。上海地铁建设如果直接套用北京地铁的设计模式，可能问题也不大，但是太单调了。因此，上海地铁后来有三个设计院参与设计，北京城建院的设计经验丰富，上海规划院对规划情况熟悉，上海隧道院对上海地下工程的施工经验丰富，各有所长。为了便于统筹设计，设立了总体组，我担任总体组的组长。

使用A型车就牵涉到选用触网供电还是使用第三轨供电的问题。香港地铁是触网供电，旧金山地铁是第三轨供电，北京地铁也是第三轨供电。北京地铁的第三轨供电是用750伏的电压，同样的牵引力，触网电流比用1500伏要增加一倍；旧金山地铁的第三轨供电电压为1000伏，触网电流可以小一点，传输电能损失也可以少一些。最后，通过对比，我们决定采用接触网供电方式，供电电压为1500伏。

北京地铁的模式是两头为出入口，只能两头走，进出车站的时间偏长。为避免这一点，我们建设的时候，就应该在站厅与站台中间设一个直达的楼梯。还有通风问题，北京地铁用的通风系统，就是中间风井；上海最早也是用中间风井的，衡山路站、漕溪路站都有中间风井。我们考虑到北京地铁采用中间风井作为通风系统存在一个问题，就是夏天高温时，驾驶室里需放冰块降温。上海的气温比北京还要高，那我们的地铁就要配备空调系统。当时的北京地铁是没有空调系统的。

除了空调系统，还有闭式系统跟屏蔽门系统。香港地铁用的是闭式系统，旧金山和日本地铁用的是开式系统，新加坡地铁用的是屏蔽门系统。我去香港、新加坡等地考察过，综合比较下来，我认为应该用屏蔽门系统，因为这样做有利于节能和环保。这也是北京地铁所没有的。

当年为了是否采用屏蔽门系统、AFC自动售检票系统等事项，有很多不同的意见，也争论了许久。我是1号线设计总体，也是地铁公司总工，地铁公司的领导一般都会听从我的建议。上海地铁初步设计完成后，我们采用这些先进系统的方案提交审查。当时的审查专家也认为不需要这些系统。我们的领导还是很有远见的，决定先不装，但预留了缓装的空间。后来，这些系统都安装起来了。

结束语

1993年5月28日，上海地铁1号线一期工程南段（锦江乐园站至徐家汇站）开通试运营。此后20多年来，上海地铁发展迅速，我们用事实打破了苏联专家认为上海这样的地质条件建地铁几乎不可能的预言。上海地铁终于实现了零的突破，开始与世界接轨。

上海地铁在迎世博会的建设高潮中，呈现出100台盾构齐头并进、100座车站同时建设、100公里新线同时投运的盛况，这在世界地铁史上堪称奇迹，绝无仅有。

当年，上海地铁车站设计出入口的布置时，相比北京地铁有比较大的突破，比如徐家汇车站设有11个出入口，当时简直是不可思议的。因为北京最大的地铁车站，也只有4个出入口。徐家汇站修了一条很长的、4股道的小交路折返线段。这么长的车站，出入口就要多设一些。当时，我们邀请当地的规划院一起参与规划，尽可能地结合物业和未来发展需求来综合考虑，这在当时是很超前的安排，现在这样的规划思路已习以为常了。

在轨道交通工作中，要有胆量，更要有专业知识。我们从事这个行业，遇到的困难和问题都是新的，就要大胆假设、小心求证。

我现在已经退休，但仍不愿离开我热爱的地铁行业，通过担任一些地铁公司的顾问，继续为中国地铁事业贡献自己的智慧和力量。

  (文字整理 王伯瑛、孔春燕)