陈韶章,中共党员,曾任广州市地下铁道总公司副总经理、总工程师,全国劳动模范。
1942年7月出生于广东韶关。1965年毕业于广东工学院(现广东工业大学),1965年8月参加工作。组织修建我国第一条用沉管法修建的过江隧道,解决了浮运沉放、接头处理和基础处理三大技术难题,为我国建设过江隧道开辟了新的途径,也为港珠澳大桥岛隧工程提供了重要技术支撑。他注重引进、吸收、再创新,主持的多项研究填补国内空白,使广州地铁2号线国产化率达70%以上,2003年获全国十大建设科技成就奖。主持研究的高度集成主控系统和移动闭塞信号系统等多项科研成果,在国内地铁率先采用。曾获评全国劳动模范、国家建设部劳动模范、全国建设系统精神文明建设先进工作者、全国杰出专业技术人才、国家“121人才梯队工程”两院院士后备人才、“南粤杰出劳模”等荣誉称号。2011年4月退休后仍为交通建设贡献智慧和力量,担任港珠澳大桥交通运输部、深中通道管理中心专家组成员。
我进入广州地铁行业已有50余年。从当年的风华正茂到现在的年逾古稀,我见证了广州地铁从艰难起步到位居世界前列的发展过程。我感到很幸福,因为在这里我实现了我的地铁梦。
艰难起步
1965年秋天,我从广东工学院毕业后,被分配到刚成立半年的广州地下电车指挥部办公室。从此,我的一生便与地铁结下了不解之缘。
我是在广州市人民政府的大楼里报到的,然后被分配到广州地下电车指挥部办公室下设的工程处。该工程处是由设计组和工程管理部门组成的,我在设计组工作。上班一段时间后,我才知道这个单位还有一个名称是“广州市九号工程指挥部办公室”。所以这个单位实际上有两块招牌,其职能是准备建设地铁。
广州地下电车指挥部办公室是由时任广东省省长的陈郁同志主持开展工作的,总指挥是当时广州市市长曾生,副总指挥分别是当时的广东省煤炭厅厅长张英、广州市主管城建的副市长林西、广州市公安局副局长苏青,办公室主任是当时的广州市建委主任贾泽民,副主任是从化县县委书记李芳,工程处处长是广东省煤炭厅在粤北的一个煤炭基本建设公司党委书记史怀善。负责设计和施工的是工程处。陈郁是参加过省港大罢工的一位老同志,他曾担任我国煤炭工业部部长。他利用在煤炭部工作的经验,组织具有地下工程经验的煤炭工业有关部门成立了广州第一支设计与施工队伍,并进行了广州地铁最早的工程试验。我看到的第一份有关地铁建设的文件是1962年“401工程”的地质勘察报告。也就是说,这份地质勘察报告标志着广州的地铁建设正式起步了。
1965年,广州组织了第一个考察团到北京考察,考察团成员有广州市副市长林西、煤炭设计院院长吴晓飞、地下电车指挥部工程处工程师施金铃。他们带回了北京地铁的第一份资料—— 长春客车厂向北京地铁提交的一张限界照片图,这也是我们唯一的地铁资料。同时他们还在旧书摊买到一本苏联地铁的教科书。这就是广州地铁起步时最宝贵的两份资料。
早期的地铁规划方针是“战备为主、兼顾交通”,它具有一定的保密性,所有资料都要锁在保险箱里。上述照片资料也要锁进保险箱,只有在上班时才能拿出来研究,下班时便要收回去。由此可见,广州地铁的起步真正是一穷二白,没有资料,没有技术支撑,十分艰难!
“五下六上”
修地铁,需要有资金支撑。当时资金筹措是由中南计委、广东省计委、广州市计委三家共同出资1300万元作为起步资金。虽然1300万在现在看来不算什么,但在当时却是一个天文数字了,广州市“九号工程”的南北线就是用这笔资金开工建设的。当时,我们国家是计划经济体制,为解决工程资金紧缺的问题,当时陈郁省长定了一条原则,叫做“自带碗筷”,即施工单位自己带设备、工具来施工,而1300万元资金只支付工人工资、材料等费用。
“九号工程”起步建设采用的是隧道深埋方案。当时,在省政府大院里打了一口竖井,打到基岩陈省长定下这就是隧道的埋深了。这对于地铁而言属于深埋的地铁。大家原以为这是出于战备考虑,后来查阅了苏联赫鲁晓夫的回忆录,里面提到了一段历史,就是莫斯科地铁的埋深同样是按打到基岩来确定,其实是由聘请的英国的工程师定的。因为当时的技术都是以矿山法为主,只能够在基岩里面开挖隧道。当时浅埋的施工技术,如地下连续墙、浅埋暗挖、锚喷支护和盾构施工技术在国内都尚未应用,所以当时定埋深是基于传统矿山法施工为原则,通过打到基岩来确定埋深。
由于对工程地质和水文地质认识不足,九号工程隧道在穿越广州两个标志性建筑—— 广州体育馆和中山纪念堂时,造成了这两个工程结构的沉降开裂。这是天大的事!为了减少对两栋标志性建筑的影响,线路以小半径绕开和缩小断面。“九号工程”共挖了6公里正线,竣工后无法开行地铁列车,1969年,广州地铁的初次尝试以遗憾告终。
1970年,广州市革命委员会副主任胡楠卿(曾是一位长征干部)又提出修建地铁。当时,美国罗宾斯的一台联合掘进机在巴基斯坦开挖水电站的输水隧道,很快便把隧道挖成了。这个消息传到国内后,引起了国内有关部门的极大重视,希望广州能研制出一台联合掘进机。为此广州市革命委员会成立了691办公室。由广州市机电局牵头组织,动员全市有关的工厂、研究单位参与攻关。大家发扬自力更生艰苦奋斗的精神,最终研制成功一台4米直径的和多台2.5米直径的联合掘进机(TBM),并在有关的工程成功运用。这台机器就连一颗螺丝钉都是国产的。。
1970年后,我国掀起一股研制联合掘进机的热潮。此时,广州地铁第2次上马。受这股热潮的影响,广州市革命委员会希望研制3台联合掘进机,把广州地铁隧道挖成。还成立了一个专项办公室—— 707办公室。当时由施金玲同志,带领一班工程技术人员开展适用于地铁断面的联合掘进机研发工作,但由于资金、技术支撑不到位研制中断,广州地铁又下马了。
陈郁省长一直非常重视修建地铁,1974年,他亲自组织从全国各地调来技术人员参与建设地铁,要求省委组织部在全国选调调配技术干部进广州。地铁第3次上马的规模是比较大的。在正式开始筹建广州地铁后不久,陈郁省长与世长辞。到1975年,广州地铁又下马了。
广州地铁第4次上马是受“深挖洞,广积粮”的启发,希望用人防经费修建地铁。此时,九号工程归口广州市人防办管理。人防办成立了一个下属的地铁筹建处,当时的副处长是宋卫元。他在任期间,为广州地铁的筹建做了三件事情:一是积极邀请北京、上海等地的工程技术人员到广州开技术研讨会并成立了地铁学会;二是到北京、哈尔滨、郑州等地考察人防工程如何结合地铁,并从建设部取得了第一份宝贵的英文资料—— 香港集体运输早期修正系统可研报告;三是他本人一直在研究广州地铁的线网规划,为广州地铁第一期十字线网提供了参考。由于人防的力量不足以支撑地铁建设,因此,这次上马的时间很短。
到了1982年,广州地铁第5次上马,负责单位由原来的市人防办下属的地铁筹建处,又变成一个局级单位。但是这段上马的时间也很短,而且也是因为资金问题解决不了,很快就下马了。到了1984年,地铁建设单位又从局级单位降为处级单位—— 地铁筹建处,归口管理由人防办转到了市建委。
前期积累
1978年至1984年期间,广州地铁基本上处于一个资料收集与积累的阶段。
1978年地铁筹建处组织有关技术人员夜以继日把从建设部获得的香港集体运输早期修正系统可研报告英文资料,翻译成了中文。由于中文翻译版的封面是黄色的,所以人们把翻译过程又称之为“黄皮书的故事”。黄皮书对我国地铁发展的启示可以总结为三条:一是提出了城市地铁规划应以交通功能为主,地铁应以交通工程学来指导线网规划,线网规划前须开展城市居民出行调查(OD调查),通过OD调查找出居民出行的特征、强度,同时找出城市的主要交通走廊,地铁线路应沿主要交通走廊来铺设;二是地铁是大运量的集体运输系统,提出如何修建大运量地铁系统的设备系统及相应设施的要求;三是如何在高温、高湿的环境下修建地下的铁道,解决列车、车站、隧道等环境条件控制的要求,需要考虑到我国香港是第一个在较低纬度地区修建地铁的城市,随后在低纬度地区的城市包括新加坡、南美委内瑞拉的加拉加斯、埃及开罗等修建了地铁。
在此期间,北京地铁出访匈牙利地铁的考察报告、日本来华访问盾构工法技术交流资料以及上世纪五六十年代留苏生地铁的毕业设计文件等对后来广州建设地铁如何选择工法与系统提供了支撑。
1984年,金峰工程师就任广州地铁筹建处主任,他积极向市领导建议为了做好地铁线网规划,广州应开展居民出行调查,为此至1984年之后,广州地铁筹建处做了两件大事:
第一件大事是由时任广州市人大常委会副主任的魏轩支持金峰主任的建议并向市领导建议开展大规模的居民出行调查,为此广州市政府成立了一个领导小组,由规划局和地铁筹建处抽人组成一个办公室,开展了国内首次OD调查。居民出行调查的结果,一是摸清了广州居民的出行特征及强度;二是确定了主要交通走廊,为日后地铁的线网规划提供了依据;三是认识到了广州市必须有一个交通方面的研究机构,因此在OD调查办公室的基础上成立了交通研究所,后来发展为交通规划研究院,并为广州市交通规划提供支撑。
第二件大事是在上世纪80年代,广州市与法国里昂市结为姊妹城市。里昂市与法国政府资助广州地铁进行前期工作研究,开展了第一次中法合作,完成广州地铁的可研报告的示范报告。为此,广州地铁的工程技术人员走出国门,第一次考察新加坡和法国地铁,通过与法国专家的合作基本掌握了地铁前期规划工作的要领。
到了1984年,广州市地铁筹建处归属于广州市建设委员会后,其名称亦为“广州市建委第三设计室”,是个丙级设计室。当时,由于香港霍英东先生向广州市政府提出在黄沙修建一条沉管隧道,因为没有哪个设计院有相关工程经验,于是就把这个任务安排给了广州市建委第三设计室。广州市地铁筹建处组织20多位刚毕业的年轻工程技术人员全力开展沉管隧道前期及设计工作。当时,广州市的中心城区仅有55平方公里,到1984年,把42平方公里的郊区—— 芳村纳入到市域范围。黄沙隧道把二区连接起来了。规划中的广州地铁1号线原来是不过江的,但是考虑到日后发展,这沉管隧道采取公铁合建的方案。预留了地铁大运量A型车辆的过江条件,黄沙隧道的建成,市建委建议保留第三设计室,第三设计室通过地铁的建设发展成今天的综合甲级并已上市的设计研究单位。
1984年后,轨道交通规划原则变为“以交通为主、兼顾人防”了。恰逢改革开放,国门打开,很多种形式轨道交通系统都向国内推介,并认为广州缺资金可以修轻轨(有轨地车、柔性悬挂空中系统、气动高架轨道交通系统等),广州市政府经分析研究,认为最合适的还是修建地铁系统,坚定了修地铁的决心。
汲取各家之长
上世纪八十年代后期广州地铁1号线建设起步阶段,广州市资金紧缺,广州市政府决定1号线建设资金一半利用国外政府优惠贷款,引进国外先进地铁设备系统,为此开展对国外发达国家地铁装备系统的工业调研。
1987年,考察了法国地铁车辆制造工厂以及巴黎、里昂、马赛等城市地铁系统,为完成地铁1号线可行性研究报告编制奠定了基础,法国地铁设备系统技术水平给我们留下了深刻印象。
1988年,恰逢中苏关系解冻,苏联有意向采用易货贸易供应广州地铁1号线车辆。因此,对莫斯科和明斯克地铁以及车辆工厂进行考察。
1990年,考察了意大利罗马、米兰两市地铁系统以及车辆工厂。
1991年考察了英国伦敦地铁以及车辆工厂,对该厂生产供应给香港地铁车辆技术水平作了较详细评估。
1992年再次考察了法国车辆工厂并到利用法国政府贷款修建的南美委内瑞拉加拉加斯进行考察,随后又考察了韩国和美国主要城市地铁系统以及地铁装备工业。
1993年考察了德国主要城市地铁系统以及车辆、供电、信号和通信等供货厂商,德国地铁设备系统技术水平同样给我们留下深刻印象。
经过上述大规模考察,对发达国家地铁设备系统的技术水平已有了一定的认识,因此广州市对1号线设备系统引进,开展了资格预审。一共有14个国家、50多家公司递交了资格预审文件,经详细分析研究,基本形成了广州地铁1号线设备系统的“拼盘”,为选择贷款国奠定了基础。
1号线:先进的“拼盘”
20世纪80年代末,90年代初,我们基本掌握了国际上地铁主要系统的发展潮流,在设备系统引进资格预审成果基础上,组成了广州地铁1号线设备系统引进的“拼盘”,其主要包括以下几个方面:
一是地铁车辆。地铁车辆是从德国引进的。在上海地铁1号线引进德国车辆技术规格书的基础上,车辆尺寸、客室门配置数量及净开度、连廊宽度等严格按照大客室车辆的要求确定;车辆牵引系统从直流电机牵引传动一步跨入了交流电动牵引传动技术;
二是信号系统选用了代表20世纪90年代先进水平的数字轨道电路,并实现ATC列车控制系统;
三是供电系统中的交流高中压设备引进了先进GIS开关(气体绝缘开关)和直流牵引供电设备;
四是通信系统引进了德国先进OTN通信系统;
五是为了有效处理大客流,在国内地铁系统中首次引进AFC系统(自动售检票系统)。
归纳起来,广州地铁1号线引进德国为主地铁核心设备系统,配之以英国、美国、日本等其他子系统设备,形成先进的“拼盘”从而使广州地铁1号线设备系统达到20世纪90年代的先进水平。
实现国产化
20世纪80~90年代,广州地铁1号线实际上是参照国际上比较先进的水平建成的,对我国整个地铁行业有一个很大的提升。由于它使用了国外的政府贷款,所以它的造价比较高,后来也就导致了我们国家国产化政策的出台。在修建广州地铁2号线时,我们就开始努力实现国产化。
2000年3月,我与卢光霖总经理去南京参加了第一次地铁装备国产化会议,会后向时任广州市长林树森汇报情况。林市长给我们提出一个要求:在实现70%国产化率的前提下,2号线的技术水平不能低于1号线。我们按照市长的要求,开始组织国产化的调研及实施工作。车辆是地铁设备系统之首,我们先从车辆的国产化开始。经过比较,选择了与德国车辆供货厂商合作,经过异常艰难谈判(陈穗九副总工程师也参加了这次谈判),最后达成了第一、第二列车辆从德国原装进口,后续车辆在长春客车厂生产,其国产化率必须满足中方的要求,车辆价格大幅降低,卢光霖总经理一锤定音,促成了合同签订。后来因广州地铁2号线建设进度加快,出现了线路开通后等待车辆到货、采用乌克兰安东诺夫大型飞机运输车辆到广州以保证地铁2号线首通段开通的情况。
地铁装备国产化之路走得很艰难。当时,在德国车辆厂整车生产的第一、第二列车辆采用国内生产的车轴、车轮和电箱等零部件,运到德国都不符合欧洲标准,我跟卢光霖总经理马上到德国调研后,找出解决问题方案,经过引进、吸收,我国车辆的制造水平得到了提高,最终实现了车辆国产化,广州地铁2号线车辆技术确实是不低于1号线,而车辆价格已大幅降低。
地铁信号的国产化也是一个艰难的过程。在广州地铁2号线建成后,后续建设的线路中,广州地铁希望通过信号国产化从数字轨道电路(地-车单向通信)一步跨到先进的CBTC(基于通信的列车控制)系统。实现地-车双向通道的先进信号系统,同时实现地-车通信的手段从连续环形线圈、漏缆、无线自由波传输,选择了难度最大的无线自由波传输方式,为此与德国西门子公司合作,借助该公司的技术支持,实现信号系统的国产化。但新开发的西门子无线自由波传输系统开始阶段十分不稳定,网卡存在功能衰退问题,造成通信过程掉包中断、车辆紧制安全风险,影响到信号国产化的信心。后来经中德双方工程技术人员共同努力,解决网卡的问题,使达到要求国产化率的CBTC系统终于能处在稳定安全工作的状态,同时亦为日后广州地铁与国内通号公司合作研发成功的国产化无线自由波传输的CBTC系统奠定了基础。
线网规划的调整
截至2020年底,广州地铁已建成15条(段)的网络,运营线路总长500多公里。广州第一个正式的地铁线网规划是十字形线网,这个线网规划借鉴香港地铁网规划的原则,将线路放在主要的交通走廊上。其中1号线是沿城市东西向主要交通走廊布设,是较为典型的客流引导(SOD)线路。时任广州市市长的黎子流提出1号线的功能定位为解决广州市城市中心区的交通问题,引导中心城区人口向芳村、天河两个发展区疏散,并与旧城改造相结合,达到调整城市功能的目的。1号线的成功,不仅是技术水平上的提高,而且它是每公里平均客流量最大、效益最好的一条线路,同时可以讲是一条具备一定交通引导发展(TOD)成功的线路(促进了天河、芳村两区的发展)。
由北京城建设计研究院沈景炎副院长主持编制的第二期线网规划,原来是按广州市城市空间结构规划沿珠江两岸向东发展的,但到了新世纪后,广州市城市化进程加快,人口激增,城市空间结构发生较大变化,第二期线网规划作出相应调整。调整后的线网规划,较为突出的是广州地铁3号线,其线路处于当时广州南北发展轴上,是较为突出的TOD路线,亦是国内第一条从设计时速80公里提高到时速120公里的地铁线路,但由于当时城市处于高速扩展阶段,上位规划存在不稳定性,规划线网密度不足,导致赋予3号线功能过多,造成运力不足,拥挤不堪,这是一个深刻教训。
远期建设问题
广州现在的城市轨道交通建设规模位居全国第三位,每公里的平均客流强度位于全国第一。我在广州地铁已工作了50余年,而未来我们的城市轨道交通将面临新的挑战。长远来看,我们需要解决以下问题:
一是上位规划是地铁规划的重要依据。因此,线网规划,必须要与上位规划相协调。
二是速度目标值的选取。从原来的时速80公里到时速100公里,后来又提升到时速120至140公里,由于城市化区域的扩大,又出现了时速160公里的地铁。因此国铁、城际铁路、市域(郊)铁路、地铁等在速度目标值的选取和功能定位上如何划分,这是要认真考虑的问题。
三是管理模式的问题。城际铁路与地铁的票务制度需要统一;按跟踪发车与按车次发车的运营模式如何取舍,在实现公交化的过程中也要认真加以研究。
四是综合交通枢纽的规划建设对支持地铁持续发展和引导城市TOD发展起到了重要作用。因此我们必须做好前期规划和土地的预留。
(文字整理 王伯瑛、孔春燕)