中國地鐵,是怎樣成為世界第一的?

  大約在20年前,除了北上廣的居民,搭乘地鐵出行對於其他中國人來說還是個相對陌生的概念。而如今,地鐵已經成為了中國大多數城市居民日常生活當中不可或缺的一部分了。今天,中國的地鐵里程位居全世界第一,截止2022年底,全國共有53個城市開通地鐵等軌道交通服務,開通線路290條,運營里程9584公里,車站5609座。
  這幾十年間,中國地鐵究竟發生了什麼,能夠讓它一舉成為里程世界第一?這還要歸功於各地對於便捷城市交通的追求,與中國近幾十年來經濟的飛速發展。
  中國的地鐵起步相對其他國家而言較早。北京的地鐵規劃、修建之時,世界上除西歐北美以外的其他大城市大多還沒有地鐵。
  新中國剛剛建立伊始,百廢待興之時,領導人就已經決定要在北京修建地鐵。1953年的一份報告提到,在改建與擴建北京市的過程當中,「為了提供城市居民以最便利、最經濟的交通工具,特別是為了國防的需要,必須及早籌畫地下鐵道的建設」。1956年11月初,應邀而來的蘇聯地鐵專家就已經論證了在北京建設地鐵的可能性與可行性。
  1958年,鐵道部成立了地鐵工程局,決定開始嘗試建設北京地鐵。於1959年開始,鐵道部修建了兩個實驗性質的地鐵豎井,一個在公主墳,一個在軍事博物館,並在此進行了地鐵實驗。
  1960年,國家當時的議題之一就是在北京修建地鐵。1962年,正當地鐵建設準備工作剛剛開始的時候,北京地鐵就因為國民經濟困難而被迫下馬。三年之後,隨著經濟的復蘇和中國-蘇聯邊界線上局勢的緊張,國家終於確定由北京市政府、北京軍區與鐵道部三個部門合作一齊修建北京地鐵。1965年7月1日,在蘇聯撕毀合作協議、專家撤出沒有技術支持的情況下,北京地鐵開工建設,北京地鐵一期工程作為中國地鐵的濫觴,一開始就是全國產、全自主的,為中國地鐵的發展奠定了良好的基礎。
  1969年10月,北京地鐵一期工程通車試運行,是新中國成立了20周年的一份國禮。當時的北京地鐵包括1號線西段蘋果園站(該站以西還有幾站是西山中不開放的戰備車站,現在已經部分開放)到復興門站段,以及2號線長椿街站到北京站段。兩段地鐵之間,使用聯絡線貫通運行。
  北京地鐵的標準頗高:它是「最安全的人防工程,防原子輻射、防化學武器、防細菌武器」,還可以在「100架次飛機地毯式轟炸」之後正常運行。
  由於是戰備需要的鐵路,北京地鐵當時僅僅只是試運行,以通過介紹信購買參觀票的方式與社會大眾見面,並不是真正的通勤工具。這也是由於新中國第一次建設地下鐵路,沒有經驗,因此設備故障頻發,並沒有能力真正通車。
  直到1981年,北京地鐵在多年的磨合之後才作為交通工具正式開放給社會大眾。伴隨著改革開放的春風與經濟的發展,北京地鐵不僅線網愈發密集,乘坐人數也連年增長。如今,北京地鐵為北京市緩解出行擁堵、實現低碳出行起到了重要作用,在北京市民的日常出行當中,地鐵出行的占比最高達到了46%,為北京交通立下了汗馬功勞。
  天津的地鐵與與之相鄰的北京一樣,最開始時也是為了戰備而修建的。
  1970年代初,天津市受到北京修建戰備地下鐵道的影響,在中蘇交惡的大背景下也決定修建戰備地下通道。1970年4月7日,在沒有國家撥款的情況下,天津市自行籌款,以「改造牆子河」的名義立項修築地下鐵道,即「7047工程」,通過在河床上鋪設鐵道、上架柏油馬路的方式修建了第一條地鐵,至1973年完工,全長僅3.6公里。
  1976年,在北京援助了4輛電車之後,天津地鐵開始運行。到1984年,天津地鐵已經有7.4公里長的一段線路,成為天津重要的交通線。2001年,天津地鐵停運進行現代化改造,到2006年重新開始載客試營運。今天,雖然經歷許多挫折,天津地鐵也已經成為天津人重要的交通方式,形成了放射加環狀的地鐵線網。
  有趣的是,天津地鐵最初的那一段戰備通道,即從海光寺站到鞍山道站那一段,距離地面只有2米,是世界上最淺的地鐵,這也從側面反映出了天津地鐵起步時到艱辛。
  進入新時代之後,地鐵這個既具有一定科技水準又便利百姓的大眾交通工具,成為了各大城市爭相興建的發展的象徵。擁有地鐵,代表著一座城市的規模較大、經濟較發達,同時地鐵本身也當然會對經濟產生巨大的促進作用。
  很難令人相信的是,中國規模最大、經濟最發達的城市上海,直到90年代才終於擁有地鐵。據說,1984年時墨西哥訪問團來滬時,對國際大都市居然沒有地鐵感到十分驚訝,因為這時連墨西哥都已經有好幾個城市擁有相當便捷的地鐵了。
  當然,上海也在很久之前就希望擁有地鐵了——1950年時,飽受蔣介石飛機轟炸之苦的上海就希望學習莫斯科建設縱貫東西和橫穿南北的兩條地鐵線,在人民廣場呈十字交叉。
  20世紀60年代,上海市的專家們頂著外國專家斷言上海土質不適合修地鐵的壓力,在上海浦東塘橋的兩塊田野裏建設了兩條隧道用於試驗地鐵修築的方式,因此從某種意義上說,浦東是上海地鐵的搖籃。1964年,北京地鐵運行已久,地鐵技術成熟之後,上海市沿著衡山路衡山公園附近擴大試驗,到1983年底才終於修築成兩條隧道,並在以後地鐵一號線的規劃、建設時加以合理利用。
  1990年,國家終於批准上海地鐵立項。僅5年時間,上海市政局的工程師們就完成了一號線的修築,其中淮海路一段更是在維持路面交通不間斷且沒有盾構機的情況下,在蓋板下僅用了10個月就完成了地鐵和站點的建設。
  到了2002年,上海更是獲得了2010年世博會的主辦權。上海當時僅有不到100公里長的地鐵,完全無法應付世博會將會帶來的巨大客流。上海提出「要舉全市之力,加快地鐵建設」,全市上下「緊急動員」,大幹快上了一批地鐵專案。在最高峰時,上海同時有116個地鐵車站在建設,近百臺盾構機全面推進,可以說是代表了中國新時代地鐵建設的最高潮。
  2010年世博會開幕時,上海市完成了一個幾乎不可能完成的目標:全市地鐵里程達到428公里,共11條線路和280座車站,完美地為世博會保駕護航。
  中國地鐵不僅僅有突飛猛進的發展,也有獨具匠心的設計。
  中國最知名的地鐵線路——準確來說,應該是軌道交通線路——或許是重慶軌交的2號線。
  重慶是一座多山的城市,在它的核心城區,建築依山而建,一座公寓的頂層或許是通往一個購物中心的入口。崎嶇的地形構建出了世界上最驚豔的城市景觀之一,但是這也成為了交通的噩夢——長期的交通擁堵一直困擾著重慶的市民。
  為了緩解交通問題,在1994年,重慶市決定其必須建成一條貫穿渝中半島的主幹線2號線。然而,由於地形原因,常規的地鐵坡度過大,因此只能創造性地使用自日本引進的跨座式單軌的技術。使用跨座式單軌技術,列車就像是「騎」在了軌道梁之上,兩對內充高壓氮氣的膠輪像鉗子一樣緊緊夾住軌道,使得其尤其擅長爬坡。就這樣,重慶在寸土寸金、重巒疊嶂的渝中半島上修出了世界上落差最大的軌道交通,同時還能保持其載客量幾乎與普通地鐵相等。
  2號線從李子壩到佛圖關,這短短一站地的距離,落差高達115米。更加令人頭疼的是,李子壩附近僅有的一處適合建造地鐵站的空地已經被規劃將要建設一座大樓,其兩邊便是懸崖和嘉陵江。軌道交通只能借用大樓的地皮設置站點,然而兩側鄰站的高度又決定了李子壩站只能是高架站。於是,中日合作的設計團隊決定將站點設置在樓裏,李子壩大樓的1-5層和9-19層是居民區,6-8層是軌交站。車站長度達到132米,軌道用6根獨立的柱子托舉起來,而大樓的柱子有90多根,軌交站只是看起來在樓中,實際上與大樓是獨立、互不干擾的。
  同時,由於2號線穿行於渝中區的老城之間,緊緊地貼近狹窄道路兩邊的樓房,因此採用跨座式單軌還可以避免擾民——採用膠輪而不是鋼輪,自然噪音就減小了,平均雜訊甚至低於普通市區的平均聲級,也充分體現了人文關懷。
  不論是地鐵列車、信號,還是地鐵隧道,在不久之前,中國地鐵都還需要仰人鼻息,大量採用進口才能實現。不過,進入新時代以來,中國地鐵正在國產化的方向上大踏步前進,中國地鐵已經不僅僅是地理位置在中國,它的全部技術也已經幾乎可以實現全中國化,讓它真正成為「中國的地鐵」。
  就拿地鐵隧道掘進使用最多的盾構法來說吧,直到2006年,我國才首次實現了地鐵隧道盾構機的批量生產。2000年以前,中國的盾構機大多是由國內工廠進口和組裝,沒有自己的核心技術,大概85%的零部件是依賴進口的。
  2002年起,中國致力於”做中國最好的盾構”,科技部將盾構技術的研究列入”863″計畫。2004年,上海隧道依託”十五”期間國家”863″計畫專案,研製出我國第一臺具有知識產權的全自主設計的土壓平衡盾構機–“前進號”樣機,該機在刀盤驅動系統、推進系統、組裝機系統、同步注漿控制系統、盾尾密封系統、自動控制系統等關鍵技術上進行了技術創新,實現了我國盾構從「有」到「優」的歷史性突破。2006年底,”超前2號”盾構機在上海生產安裝並正式投入使用,首次實現了國內地鐵盾構機的批量生產。2015年,中國第一臺鐵路大直徑盾構機下線,擁有完全自主知識產權,終於打破了國外一個世紀多的技術壟斷。如今,中國是全世界最大的盾構機生產國,不僅服務於中國這個最大的盾構機市場,還輸出全球,份額占到全世界的三分之二以上。光2020年一年,中國就生產了655臺盾構機。
  不僅僅是隧道,中國同時還掌握了全國產核心零部件的地鐵列車技術。2021年11月,中國標準的地鐵列車在土耳其的伊斯坦布爾新機場線實現了時速120公里運行,打破了該國地鐵運行的最高紀錄;新線於2023年開通時,土耳其總統埃爾多安還試駕了該型地鐵列車,並讚不絕口。能夠出口到外國,並得到該國總統的稱讚,可見中國地鐵列車的技術已經達到了國際先進水準。
  中國從第一條地鐵北京地鐵1號線開始,就已經堅持自造地鐵列車了。1967年,中國第一列地鐵列車DK1型在長春客車製造廠下線作為實驗用,1969-1970年生產的DK2型在北京地鐵陸續投入使用,同時也支援了天津地鐵。DK4型列車還出口朝鮮,作為平壤地鐵的第一款車型,受到讚賞。
  今天的中國標準地鐵列車,是在各個客車製造廠製造的各種車型上總結優點,以實現車輛各部件和系統的技術規範進行統一,形成了城軌車輛技術標準體系為目的的地鐵列車,有了它,中國各地的地鐵列車制式就可以統一。從零件到整車,全部實現標準化、通用化,不同線路、不同公司生產的地鐵列車就可以實現互換,可以大幅度減少地鐵列車備品的數量,形成完善的地鐵列車技術管理體系,地鐵列車的全壽命週期成本也可以降低10%。
  在可見的未來,中國的地鐵網路還會繼續擴大,而地鐵也將會走進更多人的生活當中去。
  (辛迪夫/文)