本文摘选自《中国地铁六十年——人和事》，聆听中国工程院院士施仲衡先生亲历讲述，追忆六十年波澜历程，展望中国地铁新纪元。
施仲衡院士是中国城市轨道交通建设的亲力亲为者，是历史的见证人。施仲衡院士几十年来的创新实践，将成为我国城市轨道交通事业的一笔宝贵财富，激励着我们为建设城市轨道交通强国而奋进。
结缘新中国第一条地铁
1950年我高中毕业，受舅舅陈昌言（南京长江大桥指挥部总工程师）的影响，选择了素以“门槛高，基础厚，知识宽，治学严”著称的中国交通大学唐山工学院（简称唐山交大），进入桥梁隧道系就读。大学期间，正值抗美援朝，我响应国家号召，成为抗美援朝工程队的一员，开赴朝鲜前线。
1953年，穿上军装，奔赴前线
1954年，我又通过国家留苏选拔考试，成为我国第一位派往前苏联学习地铁专业的研究生，1959年，我以优异的成绩顺利通过答辩并获副博士学位。
在此期间，有一件事令我终生受益。1957年初，时任铁道部副部长的余光生带领当时的地铁局局长、设计院院长等相关部门的负责人和专家到莫斯科考察地铁，因为专业词汇太新太多，随行翻译无法胜任工作，于是委托大使馆找留学生担任翻译。我用了五个月的时间，随同考察团细致考察了莫斯科、列宁格勒以及基辅等前苏联最具特色的地铁。由于中方考察人员级别较高，因此苏方派出了许多地铁专家和地铁设计施工的负责人进行接待和介绍，我把它当成学习的好机会，认真了解了苏联地铁从规划、设计、施工到运营的全过程，接触到了一般研究生不可能知道的核心机密内容。每天考察后，我都会细心地整理好资料，做好相应记录。这些资料，对于后来中苏关系紧张、苏联专家撤出后我国能自主修建地铁起到了至关重要的参考作用。
1959年，我学成归国，回母校唐山铁道学院任教，并担任隧道及地下铁道教研室副主任，自此，我与地铁结下不解之缘。
蓄势待发报中华
1959年，学成归国，立志报效祖国
回国之后，我在唐山铁道学院任教的同时兼任北京地铁建设和设计单位的顾问。这段任教时光虽不长，但培养了一大批日后为国家地铁事业做出贡献的学生，其中之一就有日后在隧道及地下工程领域建树颇丰的王梦恕院士。至今他们虽都已满头白发，但见面还都亲切地喊我施老师。
北京地铁一号线的修建在1958年原定的计划是战备工程，采取深埋方案，北京地下铁道工程局已经在木樨地和公主坟附近开挖深120米的两座竖井。1961年，我带领唐山铁道学院56级地铁专业学生到北京结合工程实际进行现场教学和毕业设计，深入调研北京的水文地质和工程地质条件，判定无论是作为战备工程还是作为交通运输工具，深埋方案存在一系列问题：如造价高，技术难度大。
为此，我不顾在当时会被扣上“右倾机会分子”帽子的可能，写下长达20页的书面报告坚持向上反映。因为我知道，地铁的深埋方案不仅关系到上述的技术和投资问题，而且还与将来运营时乘客使用是否方便、灾难时逃生是否便捷等有直接关系。作为一名共产党员和地铁专业的科研工作者，面对涉及人民利益的大事，在这个时候必须实事求是，协助中央做出科学决策。意见逐级上报到中央军委，我也被多次请去做汇报，最后中央军委常委决定采用“浅埋加防护”。自此，我国后续修建的城市轨道交通设计施工方案都采用的是浅埋方案。
1965年1月15日北京军区司令员杨勇，中共北京市委书记处书记、副市长万里，铁道部副部长武竟天联名向中央书记处的彭真和李富春同志报送《关于北京地下铁道建设近期规划方案》的专题报告，其中包括规划方案的具体目标和任务等，并力争于1965年下半年动工建设。1月23日李富春同志就在报告上批示：“我和一波、秋里同志商量，同意此方案。力争下半年动工，搞一段试点。”彭真同志也批示：“拟同意，这个方案是富春、成武、我同他们一起议定的。”刘少奇、周恩来、邓小平、贺龙、罗瑞庆等中央领导人也先后审阅了这个报告。2月4日毛主席在审阅了北京地下铁道建设规划方案后，就在报告上作了批示：“杨勇同志你是委员会的统帅。希望你精心设计、精心施工，在建设过程中，一定会有不少错误失败，随时注意改正，是为至盼！”这就是在我国地下铁道发展过程中具有里程碑意义的毛主席“.二四批示”，它指引全体地铁建设人员以“精心设计、精心施工”的精神贯彻到地铁建设的全过程，并不断总结经验教训，随时注意改正。
毛主席亲笔重要批示
1965年9月，北京地铁工程局设置了科研室，调我到科研室主持工作，科研室主要是协助局总工程师蔡为仓研究解决工程中遇到的难题，如古城区间隧道失火后衬砌结构的处理，与冶金设计研究院共同研究衬砌被火烧后的钢筋、混凝土处理和补强的方法；穿越木樨地河的基坑围护和开挖方法，当时研究决定采用钢板桩围堰，并向日本采购了1000吨钢板桩，这是在地铁1号线一期工程中唯一向国外采购的材料。
我到北京地铁工程局工作后不久，铁道部技术鉴定委员会要对《北京地铁设计技术要求》和“初步设计”进行审查，审查的重点是“区间和车站隧道的限界”、“结构防水和变形缝设置”等等技术条件，因为这些内容均为初步设计的基本依据。地铁结构的防水设计很重要，直接关系到地铁运营设备会不会受潮，而影响运营安全。当时我们没有经验，具体的做法和技术要求基本上是参照《莫斯科地铁结构防水设计规范》制定的。审查会还讨论了为保证“七.一”开工的区间和车站结构施工的相关问题。
因为国内还从未修建过地铁，所以李富春副总理批示在开工前一定要做一段试验段，因此科研所的任务就是完成这个试验段，以取得在北京建设地铁的第一手资料和经验。三月份，从地铁设计处和工程处抽调了20名技术人员，由铁道兵12师59团一营官兵和地铁局一处的技术人员和工人组成了试验段施工队，我是技术负责人，在八宝山附近进行明挖法试验段工程。采用了过去曾经研究过的人工降水和防水方法，即深井泵降水法和外贴式防水层，其中外贴式防水层基本上参照莫斯科地铁结构防水规范进行设计的，防水层接头处粘贴了紫铜片，至今均未发生过渗漏。基坑围护结构采用传统的工字钢桩加木背板支护，将近三个月夜以继日的奋战，终于完成了500m试验段施工任务。韩曰翰局长、张鸿志师长陪同李富春副总理到试验段现场检查后认为北京地铁全线“七一”可以正式开工。试验段的成功修建，为即将动工的我国第一条地铁——北京地铁1号线一期工程培养了一批施工专业人才，在近三个月的时间内，工作的紧张程度不亚于我在朝鲜修建板门店机场时的状态。
在朱德、邓小平等国家领导人见证下，北京地下铁道开工典礼隆重举行
在浅埋加防护的地铁结构中，车站柱子是最重要的构件，研究提出要采用钢管混凝土柱，可以提高50%的强度，缩小柱子的断面。但军方代表提出一定要有实柱试验验证，为此科研室组织进行了实柱的试验验证工作。柱子的承载力达几千吨，北京没有如此大的压力机，在哪里做试验成了难题。后经调查发现上海重型机械厂有万吨水压机可以承担此项工作。
经北京地铁领导小组与上海市委联系后，要我们直接与上海重型机械厂洽谈，重型机器厂林宗棠总工程师告诉我们，要在万吨水压机上做试验必须要得到机械工业部沈鸿副部长的批准，因为这是为军工产品做试验用的设备。由于地铁局徐骏副局长在延安时就与沈鸿很熟，一天晚上他带着我到王府井八面槽沈部长家去找他，沈部长说万吨水压机全国只有一台，是他主持设计的，军工产品试验任务很繁重，考虑到钢管混凝土柱试验是为保卫党中央、保卫毛主席的战备工程任务之一，答应大力支持。但必须明确钢管混凝土柱试验时的破坏状态，如果是脆性破坏，就要毁坏万吨水压机，因此事先一定要证明它不是脆性破坏，才可以在水压机上进行试验。
为此我们在清华大学实验室用千吨水压机做了1:3的模型试验，试验证明钢管混凝土柱是塑性破坏，沈部长即批准了我们的实柱试验任务。随后我们会同北京建筑材料科学研究院的同志共同在上海重机厂做了1:1钢管混凝土柱的破坏性试验，期间铁道部鉴定委员会主任陈志坚、军方代表、地铁局徐骏副局长等领导都亲自到现场观察试验，先后共压坏了4根柱子，均满足要求。这为钢管混凝土柱在地铁车站中的应用提供了可靠依据，应该说这也是首次在中国采用钢管混凝土柱于实际建筑中。但在实际工程中，如何设计计算，如何把梁的反力传到柱子上，以及梁柱的连接方法和计算、混凝土的浇筑和振捣方法、柱子的吊装等等，还要由设计施工单位去逐个完善。
我夫人李太惠1965年调到北京地铁设计处的车站组，除参加车站结构设计外，还接手了钢管混凝土柱的试验研究工作，与北京建筑材料研究院同志一起进行了一系列试验工作，尤其在实柱试验的基础上，建立了钢管混凝土柱的承载能力计算公式，并用于北京地铁一、二期防护荷载下地铁车站钢管混凝土柱的设计。后来在1999年复八线永安里车站盖挖逆作法施工技术研究项目中，李太惠等人和中国建筑科学研究院的蔡绍怀同志一起完成了梁柱连接剪力传递分析，建立了钢管混凝土柱剪力传递的计算公式，至此完善了钢管混凝土柱在一般荷载下梁、柱连接设计的理论基础。
科研室另一个重要任务就是承担盾构的试验研究工作，韩曰翰局长等领导考虑到北京地铁有些保密线路是不能用明挖法施工，必须采用暗挖的工法，盾构法则是其可能的比选方法之一，因此局领导提出要开始盾构法的试验研究工作。1962年我在唐院就已经通过铁道部立项进行过压缩混凝土衬砌盾构试验，而且在铁科院做过模型试验，证明压缩混凝土衬砌确有一系列优点，可以继续进行工程试验。所以科研室立即组织人员到上海江南造船厂设计加工盾构，长沙铁道学院桥隧系主任罗大暹调到北京地铁后，到科研室参加具体实施工作。王梦恕同志则在宋家庄试验工地负责施工前期的准备工作，包括盾构拼装井的设计和施工。因为1960年在公主坟试验段中曾成功地用沉井法做了一座深120m的盾构井，所以，宋家庄试验段的盾构拼装井也采用了沉井法施工。1966年6月文化大革命开始，地铁工程局处于瘫痪状态，领导无法工作。可是一期工程仍在紧张的向前推进，工期不能延误。当时的铁道兵第12师师长兼地铁局的副局长张鸿智和其他一些领导干部如宋文海同志等一起商量，经请示后决定对地铁局进行军管。
1968年，压缩混凝土衬砌的盾构
1966年11月张鸿智师长找我谈话说：盾构试验研究工作不能停，已决定成立盾构连，归师部直接领导。由我和地铁局的技术骨干如沈祖澄、丁一民、陆念馨、王策民，以及宋家庄机械厂的技术工人孙学谦等人组成盾构连的技术队伍，参加到“促生产”的行列。
我们在宋家庄工厂内划了一块特区，作为盾构连驻地，一般人不许进入，也不能参观。在这特区进行了一系列前期的试验研究，包括早强混凝土的配比、混凝土气压输送泵的组装调试、测量导向仪器的研制等。盾构机在上海江南造船厂制造完成后，运到宋家庄试验工地拼装。此台盾构的尾部配备了8环加工精度很高的压缩混凝土模板，此种模板与普通模板不同，他必须能在挤压状态下纵向脱模，而又不致将将刚浇筑的混凝土拉裂。
盾构外径7.2m，压缩混凝土衬砌厚50cm，在内部再现浇注30cm的钢筋混凝土二衬提高防护能力。试验段盾构的覆土厚度为6m，地下水位离地面7m，盾构推出拼装竖井后地下水透过开挖面渗入到盾构内，由于试验用的网格式盾构仅靠工作面处的挡土板是很难将地下水阻挡住的。最后还是采用了深井泵降水，盾构才得以顺利的推进，克服处理了许多技术难题后，1969年9月完成了盾构试验。盾构共推进了80米。请中国科学院哈尔滨工程力学研究所检测后，压缩混凝土衬砌的抗压强度均在400kg/cm2以上。
经过4年多的艰苦奋战，在来自铁道部地铁工程局、铁道兵第12师4万多人的共同努力下，全长23.6公里，包括17个车站和1个车辆段的北京地铁一号线一期工程在建国20周年纪念日之际顺利开通，掀开了中国地铁建设的第一页。
注：本文为施仲衡院士回忆文章（上篇），下篇连载内容近期发布，敬请关注。
