主持人:早年,上海地鐵跟北京地鐵一樣,經(jīng)歷了深埋淺埋的論證。但是,聽說上海還有一個(gè)中埋方案,請您介紹一下。
王振信:上海地鐵籌建處是1958年成立的,技術(shù)組負(fù)責(zé)人是留德學(xué)習(xí)橋梁專業(yè)的李國豪[1],參與者包括留美學(xué)習(xí)土力學(xué)專業(yè)的余調(diào)梅,還有上海老工程師,再有就是我們這幫小伙子。但是對于地鐵,誰都沒干過,怎么辦呢?所以,需要設(shè)計(jì)院的同志參與。
當(dāng)時(shí),上海有中央的很多設(shè)計(jì)院,比如電力設(shè)計(jì)院隸屬電力部,煤礦設(shè)計(jì)院隸屬煤炭部,市政設(shè)計(jì)院隸屬建設(shè)部,還有輕工業(yè)設(shè)計(jì)院隸屬輕工業(yè)部等。所以,上海市委成立了一個(gè)設(shè)計(jì)黨委,管理各個(gè)設(shè)計(jì)院的黨委,就有權(quán)抽調(diào)各個(gè)設(shè)計(jì)院的人力。跟地鐵有關(guān)系的有煤礦設(shè)計(jì)院、市政設(shè)計(jì)院和華東設(shè)計(jì)院,所以設(shè)計(jì)黨委從這三個(gè)設(shè)計(jì)院里抽調(diào)了三撥人,加入地鐵籌建處。
上海建地鐵有三種可能性:淺埋、中埋和深埋,跟北京的有一點(diǎn)不一樣,因?yàn)楸本┚蜏\埋跟深埋,上海加了個(gè)中埋。當(dāng)時(shí)的“中埋”即現(xiàn)在的盾構(gòu),當(dāng)時(shí)上海的地質(zhì)情況不深不淺,適宜中埋。
深埋由煤礦設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé),上海大概地下300米才是基巖,所以采用煤礦的礦山法;淺埋由最早在上海搞地下室的華東設(shè)計(jì)院來負(fù)責(zé);中埋則是由市政設(shè)計(jì)院來,埋管子。
主持人:早年修建地鐵是以戰(zhàn)備為主的,直到20世紀(jì)80年代,我們才提出來以交通為主,兼顧人防。所以,早年線路的選型和制式,基本上都是按照北京地鐵的思路延續(xù)過來的。
王振信:上海要先建的兩條地鐵線是1號(hào)線(南北線)和2號(hào)線(東西線)。那時(shí)建地鐵的思路是確定客流和線路,根據(jù)客流決定車輛采用三節(jié)編組,每一輛車約寬2.8米,長20米。這個(gè)車相當(dāng)于上海當(dāng)時(shí)的什么規(guī)模呢?上海最忙的一條無軌電車是26路,從淮海路到徐家匯,一小時(shí)最大的客流量是一萬人,無自動(dòng)化,就是人工指揮的,一分鐘一趟車。而地鐵是不可能一分鐘發(fā)一趟車,算三分鐘發(fā)一趟,三節(jié)編組就相當(dāng)于一萬人的客流。在線路方面,考慮到平戰(zhàn)結(jié)合的概念,所以建在首腦機(jī)關(guān)的邊上。而地鐵車站打算修建60米長,當(dāng)時(shí)不止上海,還有天津1號(hào)線也這樣。
主持人:您剛才講到深埋和淺埋,最后選擇中埋,也就是用盾構(gòu)來施工。當(dāng)年誰都沒見過盾構(gòu),盾構(gòu)這個(gè)名詞是怎么來的呢?
王振信:所謂中埋,就是離地面有一定的距離,但不貼著地面,貼著地面的是淺埋。方案設(shè)計(jì)是需要離開地面8米至10米處埋管子,怎么做呢?這就是盾構(gòu)法。當(dāng)時(shí),三個(gè)設(shè)計(jì)院研究以后,在1959年建國十周年時(shí),舉辦了一個(gè)匯報(bào)會(huì)。北京是中央領(lǐng)導(dǎo)來的,我們是南京軍區(qū)司令員許世友聽取匯報(bào),上海市委也在場,得出一個(gè)結(jié)論“深埋不可取”。
對于深埋,技術(shù)層面可以采用凍結(jié)法來做,但是人上下和電梯會(huì)慢一點(diǎn),對此,部隊(duì)給予否決。而淺埋方案的否決,是因?yàn)樯虾5牡缆犯窬植⒉皇潜本┑钠甯裥?,如果沿著馬路走,很多路走不通。另外,部隊(duì)也反對淺埋,假如“一開膛”,戰(zhàn)備作用就沒了。
向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)后,確定采用中埋,而盾構(gòu)誰見過呢?反正我們沒有見過。盾構(gòu)的名字是怎么來的呢?我們在煤礦的時(shí)候叫掩護(hù)筒,不叫盾構(gòu);北京市政工程也搞過地下的頂管,那個(gè)叫遁甲,也不叫盾構(gòu);而北京的施仲衡院士,他到前蘇聯(lián)去學(xué)習(xí)的就是盾構(gòu)。盾構(gòu)名詞起源于唐山鐵道學(xué)院,是施仲衡所在的唐山鐵道學(xué)院引自前蘇聯(lián)的,俄文叫щит,英文叫Shield,他們出的第一本書就是盾構(gòu)法,所以這個(gè)名詞是唐院定的。盾構(gòu)后邊的結(jié)構(gòu)叫什么呢?叫管片,也是唐山鐵道學(xué)院確定的。我們就開始正式研究盾構(gòu)跟管片。
主持人:既然上海地鐵決定用盾構(gòu),怎么開始做試驗(yàn)的呢?
王振信:1959年確定用中埋,地鐵也要“上馬”。1960年,成立了上海隧道工程局,局長是靳懷剛[2]和李立知[3],局里有五個(gè)科室。一科跟地鐵沒有關(guān)系,負(fù)責(zé)一個(gè)保密工程;二科是規(guī)劃科,科長柴錫賢,閔企璋、王瑞華也在規(guī)劃科,主要負(fù)責(zé)線路怎么走,什么地方設(shè)站;三科負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu),劉建航[4]負(fù)責(zé)搞管片。四科負(fù)責(zé)施工,我來“帶頭”,由從設(shè)計(jì)單位變成施工單位。五科負(fù)責(zé)設(shè)備,盾構(gòu)就由他們負(fù)責(zé)。
1960年以前,我在地鐵籌建處負(fù)責(zé)研究深埋,劉建航他們負(fù)責(zé)中埋;在負(fù)責(zé)盾構(gòu)施工之后,完全是新領(lǐng)域,首先請施仲衡院士到上海講解什么叫盾構(gòu);其次,我懂一點(diǎn)外文,通過外文資料開始研究盾構(gòu)。
上海搞盾構(gòu)法的主要矛盾是地下水。挖下去1米就是水,如果沒辦法對付地下水,怎么搞盾構(gòu)法?現(xiàn)在有泥水盾構(gòu)、土壓平衡盾構(gòu),那時(shí)候都是敞胸盾構(gòu)。第二個(gè)要對付的就是黏土,很多地方的土是能“站住的”,比如西安和北京的一些地區(qū),但上海不行,往下深一點(diǎn)就要塌。
我們就要解決這兩個(gè)問題。
水怎么解決?兩個(gè)辦法,一是降水,利用輕型井點(diǎn),就是打個(gè)管子下去,靠真空泵在地面上抽;理論上,絕對真空是10米水頭,但刨去管路等損失后用真空泵在地面抽,最多能降7米,7米可以淺埋,中埋就不行了,我們還請了北京電科院一位在前蘇聯(lián)學(xué)習(xí)過的老師講解噴射井點(diǎn)。二是氣壓,這個(gè)辦法無經(jīng)驗(yàn)需要研究,盾構(gòu)的時(shí)候就像掩護(hù)筒一樣,一個(gè)圓筒在這里,土壓沒有問題了,正面怎么辦?用正面支撐,挖一條,把撐板撐起來,再挖下面一條,再撐起來。施仲衡院士表示前蘇聯(lián)就這么建的,外國也都這么建的。簡單來講,盾構(gòu)的工作原理是分成三塊。第一塊挖掉了,模板先撐起來,再挖第二塊,挖掉以后,板撐好,用千斤頂撐上。道理很簡單,但是裝備要怎么做出來呢?怎么往前走,那么后面有千斤頂,現(xiàn)在叫油缸,油缸理論很簡單,做炮筒的,厚的空心鋼管,在油缸外邊的。那個(gè)時(shí)候沒有這個(gè)東西怎么弄,就安排五科的人負(fù)責(zé)研究。
那時(shí)外國也都還是人工開挖,沒有風(fēng)鎬硬來。還有難題是要把黏土弄掉太費(fèi)勁了,我們就發(fā)明了一個(gè)辦法,用鋼絲把土切開來,解決了黏性土的開挖難題。后來又發(fā)現(xiàn)正面支撐太麻煩,從塘橋試驗(yàn)里得出一個(gè)結(jié)論,可以不用正面支撐體系,而用網(wǎng)格體系。到1965年“60工程”正式開始,就讓設(shè)計(jì)院改成網(wǎng)格設(shè)計(jì)。
三年自然災(zāi)害,比較困難了,當(dāng)時(shí)要在塘橋做一個(gè)4米盾構(gòu)的試驗(yàn),我們就留了50個(gè)工人。“60工程”正式啟動(dòng)時(shí),塘橋試驗(yàn)的工人變成施工隊(duì),四科改制隧道工程公司,二科、三科、五科組成隧道設(shè)計(jì)院。
對于車站建設(shè),現(xiàn)在是地下墻等技術(shù),但那時(shí)是沒有的,只能使用沉箱技術(shù)。中國第一次使用沉箱技術(shù)是在抗戰(zhàn)以前,茅以升他們建設(shè)錢塘江大橋時(shí),江里邊的基柱使用了沉箱技術(shù),是丹麥的康益洋行負(fù)責(zé);解放以后,康益洋行改組為上海市基礎(chǔ)工程公司。
上海地鐵的第一個(gè)站是在衡山公園,要做一個(gè)60米長的沉箱,地面做完了再慢慢沉下去。
主持人:1962年自然災(zāi)害以后,上海地鐵第一次“下馬”,文化大革命以后,是第二次“下馬”,那第三次“上馬”是什么時(shí)候?
王振信:20世紀(jì)80年代初改革開放以后,發(fā)生了比較大的變化。當(dāng)時(shí)的副市長阮崇武,支持我們在地鐵1號(hào)線漕溪路這一段進(jìn)行區(qū)間試驗(yàn),從漕溪公園做一個(gè)井下去,建設(shè)一個(gè)長600多米的隧道,終點(diǎn)在漕寶路車站。這兩個(gè)點(diǎn)將開始進(jìn)行網(wǎng)格盾構(gòu)試驗(yàn)。
這個(gè)試驗(yàn),我們需要保證實(shí)現(xiàn)三個(gè)指標(biāo):一是盾構(gòu)的推進(jìn)進(jìn)度是正負(fù)10公分,不會(huì)偏差太大;二是地面升降,我們引用的標(biāo)準(zhǔn)叫“正一負(fù)三”,最多凸起一厘米,最多沉降三厘米,保證地面房子不出問題;三是,隧道要保證一級(jí)防水,也就是100平方米里面僅有1升的漏水量。
上海地鐵的一條南北線、一條東西線,建設(shè)南北線時(shí)已經(jīng)有籌備組了,我是其中一員,那時(shí)已開始引進(jìn)軟件來預(yù)測這條線的客流。研究結(jié)果是,衡山路的規(guī)模不行,車站小了,區(qū)間也小了。那時(shí)車輛是按照目前A型車規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì)的,結(jié)構(gòu)上預(yù)留了充分的余地,車輛都是六節(jié)編組的。
主持人:1983年,地鐵正式“上馬”。有一個(gè)項(xiàng)目我記得很清楚,就是火車新客站,為了使將來的地鐵能夠方便換乘,施工時(shí),我們把折返線就預(yù)埋到車站下面了,您還記得嗎?
王振信:當(dāng)時(shí),這個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工都是隧道公司負(fù)責(zé),我是經(jīng)手人。問題在于火車站是上海鐵路局、鐵道部的管轄范圍,地鐵如何結(jié)合火車站設(shè)站呢?打個(gè)比方,北京地鐵2號(hào)線到北京站地面距離多少?100米。你要坐2號(hào)線到火車站去,就要在地面走100米。
主持人:(當(dāng)時(shí))北京地鐵是戰(zhàn)備為主的,所以,地鐵和火車站的銜接是這樣的。
王振信:新客站的時(shí)候,由籌建處辦具體事情,領(lǐng)導(dǎo)是阮崇武,后來是倪天增。他們很清楚,跟鐵路要盡可能換乘,怎么協(xié)調(diào)呢?
新客站籌備處講得很簡單,我已經(jīng)定好了哪一年要通車,你要進(jìn)來可以,但不能影響施工。新客站主站兩邊是出入口,如果把地鐵放在中間主站進(jìn)行換乘,就需要先施工,地鐵完成后才能修建火車站。而且火車站的出入口一層已被占用,地鐵只能修建在地下三層,進(jìn)度更慢。所以,只能決定車站設(shè)置在外面,但是把出入口連起來。
主持人:1985年正式“上馬”時(shí),成立了上海地鐵公司,您是第一任總工程師,您從這里給我們講講。
王振信:籌建處是隧道公司的,1985年地鐵正式“上馬”,但不是籌建處變成地鐵公司,而是要另外成立地鐵公司。地鐵公司屬于市政局,經(jīng)理陳康正是局里調(diào)過來的,副經(jīng)理叫唐憲民,是公運(yùn)局調(diào)過來,將來負(fù)責(zé)運(yùn)營。
其實(shí)公交運(yùn)營跟地鐵運(yùn)營是兩碼事,但實(shí)際上也就這些人。鐵道兵有一個(gè)姓方的,退伍下來當(dāng)副經(jīng)理,還有隧道公司機(jī)械廠的一個(gè)廠長姓黃,也來當(dāng)副經(jīng)理。最后,缺個(gè)總工。在籌備處時(shí),我已參與準(zhǔn)備工作,包括研究線路、客流等;在建設(shè)公司時(shí),中央政策要培養(yǎng)新干部,要求我55歲退下來,我是“老隧道”,都知道王振信,搞地鐵的根底首先是土建要干起來,所以我當(dāng)了地鐵公司的總工。
計(jì)劃任務(wù)書批了以后,面臨一系列的問題:
第一,到底規(guī)模多大,要進(jìn)行客流預(yù)測。工業(yè)局有一個(gè)機(jī)構(gòu)是專門做客流預(yù)測的,他們預(yù)測這條線路的客流是6萬人,這和之前提出的一萬人已不是一個(gè)概念。當(dāng)時(shí),胡耀邦總書記也批了,地鐵是以交通為主,兼顧人防(即六級(jí)人防),要建需要自己籌錢,大概每公里費(fèi)用是1億多元。
第二,設(shè)計(jì)誰來干,當(dāng)?shù)厝俗钋宄?,但北京地鐵設(shè)計(jì)院有經(jīng)驗(yàn),所以我們請他來,還有規(guī)劃設(shè)計(jì)院,線路往哪走,哪兒設(shè)出入口,哪個(gè)方向客流最多,都由他們來定。另外就是本地的隧道院,我們就跟著到北京去學(xué)習(xí)了解,學(xué)習(xí)對象是天津地鐵,天津地鐵1號(hào)線走在我們前面,它就是建的60米長車站。
主持人:后來您就提出來,要搞總體組,進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。這樣才能夠把三個(gè)設(shè)計(jì)院給協(xié)調(diào)起來,由您來做總體組的組長。
王振信:在沒有成立地鐵公司以前,我在隧道公司管施工的,也參觀過舊金山、莫斯科的地鐵。1985年成立地鐵公司時(shí),領(lǐng)導(dǎo)倪天增講得很明確,上海搞地鐵不是看前蘇聯(lián),而是看香港。恰好香港地鐵那時(shí)設(shè)計(jì)規(guī)模就是每小時(shí)6萬人,八節(jié)編組。北京地鐵是明挖做的,但是通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)在叫環(huán)控系統(tǒng),ATP自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng),還有AFC自動(dòng)售票系統(tǒng),都是沒有的,就跟我們有些不一樣。北京地鐵1號(hào)線、2號(hào)線都是北京地鐵設(shè)計(jì)院一家單位設(shè)計(jì)的,外國怎么做呢?外國的地鐵是由好幾個(gè)設(shè)計(jì)單位來做,各種技術(shù)都有,不單一。把北京模式拿過來行不行?也許是行的,但是它太單調(diào)。
主持人:上海地鐵1號(hào)線是改革開放后國家批準(zhǔn)的引進(jìn)外國資金和技術(shù)的線路,設(shè)計(jì)的時(shí)候我記得好像已經(jīng)是1988年了,建設(shè)是1990年,1995年通車,比北京地鐵晚了差不多三十年。那么,我們在1號(hào)線做總體設(shè)計(jì)的時(shí)候,是如何與國際接軌的?
王振信:上海地鐵在全國來講是第三位,北京、天津之后就是上海了。開始是向北京、天津?qū)W習(xí)的。20世紀(jì)80年代以后,有機(jī)會(huì)到國外去看看。北京地鐵1號(hào)線和2號(hào)線,每次去都要坐,每個(gè)站大概都去過,我感覺北京地鐵就是決定的時(shí)間比較早,技術(shù)不夠先進(jìn)。北京地鐵的技術(shù)是20世紀(jì)60年代定的,而我們開始的時(shí)候已經(jīng)80年代了,那么差別在哪里呢?
首先是線路規(guī)劃。以前建地鐵技術(shù)有局限,但基本概念是對的。南北線和東西線在人民廣場市中心交匯,線路和站的規(guī)模要根據(jù)客流分析設(shè)計(jì)。按照客流分析是六萬人的規(guī)模,我們就決定要用香港地鐵的A型車。還有車門,北京地鐵的車是三個(gè)門,上下的時(shí)間長一點(diǎn),也聽說有門經(jīng)常擠壞的情況。所以考慮引進(jìn)國外技術(shù)。
A型車涉及到用觸網(wǎng)還是用三軌,香港用觸網(wǎng),舊金山、北京用三軌,北京三軌用的750伏,同樣的牽引力比1500伏要增加一倍,舊金山改成1000伏,可以省一點(diǎn)。最終,我們決定還是要用觸網(wǎng)。
還有一個(gè)重要的問題是北京地鐵的站廳模式是兩頭出去,導(dǎo)致車站太長,應(yīng)該由站廳到站臺(tái),站臺(tái)到站廳,用一個(gè)最快出站的樓梯,也就是現(xiàn)在很多地方采用的模式,在站廳的站臺(tái)中間有樓梯,這樓梯不是兩頭走。
對于通風(fēng)系統(tǒng),北京有中間風(fēng)井,上海最早也是有中間風(fēng)井的。這種通風(fēng)方式,導(dǎo)致夏天溫度太高,上海比北京還要高,地鐵應(yīng)該要有空調(diào)系統(tǒng)。
對于閉式系統(tǒng)跟屏蔽門系統(tǒng),比較下來我們認(rèn)為,至少我認(rèn)為應(yīng)該用屏蔽門系統(tǒng),節(jié)能、環(huán)境條件比較好等,這也是北京沒有的。
主持人:我記得當(dāng)年為了用屏蔽門系統(tǒng),還是有很多不同意見的,爭論了很久。但是現(xiàn)在縱觀已經(jīng)建設(shè)的地鐵車站,許多都在用屏蔽門系統(tǒng)。
王振信:當(dāng)時(shí)1號(hào)線定的屏蔽門系統(tǒng),我是少數(shù)派。我們到香港去考察,香港是閉式系統(tǒng),就是隧道里面車的熱量到車站里排掉。后來到新加坡去看,就不一樣了,它用屏蔽門系統(tǒng),隧道里面的風(fēng)是單獨(dú)的,能量大為節(jié)省。
此事在初步設(shè)計(jì)時(shí),負(fù)責(zé)審查的包括北京專家都大力反對,他們認(rèn)為大多數(shù)人員坐火車時(shí)可能需要攜帶扁擔(dān)挑行李,扁擔(dān)極易把玻璃打碎。他們的觀念是舊的,我們要走在他們前面。
我認(rèn)為用屏蔽門系統(tǒng)是比較出來的,而不是想出來的。AFC自動(dòng)售檢票系統(tǒng)當(dāng)時(shí)很稀奇,很多人認(rèn)為不需要,售檢票行業(yè)需要就業(yè),換成AFC后,就業(yè)崗位也就少了。這兩個(gè)技術(shù)初期審查砍掉了,但領(lǐng)導(dǎo)給留了后路,就是緩裝,后來都裝起來了?,F(xiàn)在看來,從某種意義上說也是一種智慧。
主持人:上海地鐵以交通為主,在我的記憶當(dāng)中,當(dāng)年上海地鐵車站的設(shè)計(jì),在出入口的布置上比北京地鐵有了比較大的突破。比如說徐家匯車站有十一個(gè)出入口,當(dāng)時(shí)簡直是不可思議的,因?yàn)楸本┑牡罔F車站再大,也就是四個(gè)出入口。
王振信:徐家匯站有一個(gè)小交路的折返線,建設(shè)了很長的四股道折返段,這么長的車站,結(jié)合規(guī)劃和物業(yè)考慮,出入口要多放一點(diǎn)?,F(xiàn)在較為普遍。
主持人:上海地鐵經(jīng)過三十年的建設(shè),現(xiàn)在已經(jīng)建成了700多公里、全世界最大規(guī)模的城市地鐵網(wǎng)絡(luò)。這中間,有很多像您這樣的前輩付出了半個(gè)世紀(jì)的努力。謝謝您。
注釋(來源百度百科):
[1]李國豪(1913年4月—2005年2月),著名土木工程家,橋梁工程與力學(xué)專家、教育家、社會(huì)活動(dòng)家,中國科學(xué)院和中國工程院院士,世界十大著名結(jié)構(gòu)工程專家之一。1936年畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)土木系,1938年至1945年在德國達(dá)姆斯塔特工業(yè)大學(xué)專攻橋梁工程和結(jié)構(gòu)力學(xué),1940年和1942年先后獲工學(xué)博士和特許教博士學(xué)位。
[2]靳懷剛(1918年—1996年),山東鄒城市嶧山鎮(zhèn)苗莊村人。1938參加革命,曾任八路軍115師聯(lián)絡(luò)科長,115師后方政治部主任。1959年12月,任上海市隧道工程局局長、市環(huán)境衛(wèi)生局副局長、代局長,他刻苦鉆研業(yè)務(wù),深入基層,和工程技術(shù)人員一起攻克隧道工程難關(guān),開展上海地鐵工程的可行性研究,保質(zhì)保量完成重大工程和建設(shè)項(xiàng)目。
[3]李立知(1915—1967年),原名李金榜,天津市大沽村人。民國19年(1930年)入學(xué)天津南開中學(xué)。九一八事變后參加該校學(xué)生抗日運(yùn)動(dòng)。1960年9月,任上海市隧道工程局副局長,著手籌建第一條黃浦江隧道。
[4]劉建航(1929年4月—2016年7月),河北深澤人,隧道與地下工程專家,中國工程院院士,原上海市市政工程管理局副總工程師,原上海市地鐵總公司技術(shù)委員會(huì)原主任、高級(jí)工程師。