《中国城轨口述历史》周庆瑞访谈录:我国城市轨道交通第一代建设者

2021-04-01 17:58:14周庆瑞
城市轨道交通 2021年8期

主持人:周庆瑞先生是我国第一条地铁筹建和设计的工程师之一,他亲历了这条地铁跨越十年,两落三起的筹建历程。如今周老已年近90岁,还依然奋斗在地铁工作岗位。

周庆瑞:此次中国城市轨道交通协会组织老一辈城轨交通专家回顾历史,意义非凡。既使我们较全面了解我国城市轨道交通发展的全貌,也进一步了解过往的一些有益经验。

1956年,我国开始成立第一个地铁建设机构——北京地下铁道筹建处,至1965年北京地下铁道正式开工建设,这是十年的历史期间,确定了我国地铁的部分重要决策和原则,目前这段历史鲜为人知。我们是第一代地铁建设者,我们这一代开始参加地铁建设的人,直到目前还担任职务并承担具体工作的,可能就剩我一个人了,所以我有责任把我所知道的情况,进行简要回顾。

北京地铁的“上下马”

在北京地下铁道正式动工之前,整个进展都不是很平坦。

第一个五年计划期间,《北京改建和扩建规划草案》中提出,必须尽快发展地下铁道;1956年7月至8月,北京市委两次给中央“打报告”;1956年9月5日,这是一个很重要的日子,就在这一天,中央批准成立北京地下铁道筹建处,正式启动北京地铁的建设。

为什么要叫做北京地下铁道筹建处,而没有加北京市?这是因为该机构由北京市、铁道部和地质部共同抽调人员组成,在中央直接关注下进行工作,我属于从北京市抽调来的。在1955年毕业后,我被分配到北京市都市规划委员会工作,当时的主任姓佟,清华大学梁思成[1]教授是副主任。从各单位被抽调到筹建处约有30人,我们对地下地道只是有一个概念,很少有进一步的了解。

当时中苏关系较好,我们国家与前苏联政府联系,派了莫斯科地下铁道设计院的总工程师巴雷什尼可夫等五位资深专家前来协助和指导地铁建设工作,主要工作是协助完成线路规划、深埋或者浅埋地下铁道结构方案,以及工程筹划。

巴雷什尼可夫是前苏联的院士,前来协助的专家都参加过莫斯科二十世纪三十年代建设地铁初期的工作,经验十分丰富,热情又认真,在协助工作的同时,还比较系统地介绍地铁知识。

那时候,我刚从学校毕业,在大学外语学的都是俄文,所以我承担做笔记的工作,笔记整理好后装订成册,给那些没有机会直接听苏联专家讲课的人,作为学习和参考资料。

到了1957年,国内形势发生了变化。中央决定地铁暂时不修建,并传言可能10年之内不会再修建地铁,导致部分铁道部同志想回岗工作。此时,周恩来总理指示:要把骨干力量保存下来,深化地铁研究。这就是地铁的“第一次上马”和“第一次下马”。

在此阶段主要的成果是研究了北京地铁究竟是深埋还是浅埋。前苏联专家就二战时期地铁的用处介绍到:德国军队兵临莫斯科城下时,苏联的指挥系统就设在地下铁道车站里,指挥战斗直至胜利,十分安全;二战时期的伦敦,德国的飞机狂轰滥炸的时候,很多伦敦市民就躲到地下铁道里面保全了生命。所以,当时上级表示北京地铁应该深埋。

如果采取深埋的话,北京的地质情况是一个难题。北京地下第一层为第四纪地层,是含水量很大的松软地层,那时候水位很高,地面下两三米就能看到水;在下面是比较稳固的第三纪地层,它的分布也非常特别,从公主坟到东单,一直在向东倾斜,东单的厚度约有100米。假如车站埋在基岩里,从地面采用斜隧道自动扶梯通到车站里,需要穿过很厚的一层含水地层,施工难度很大,当然也可以采取冻结法,但费钱又费事;另一方面,地铁的自动扶梯倾斜角度是30度,假设100米的埋深,自动扶梯长度应为200米。当时我国的自动扶梯不要说这么长的,就是稍微短一点的也做不出来,特别是要从地面到这么深的地下去,这个过程得耗费十分钟左右,不利于应急疏散。当时这个问题很难办,上级领导都非常重视。

恰在那时,我接到一个任务是组织一个内部的展览并担任讲解员之一,展览主要布置了墙上图纸和线路方案,包括隧道的深埋方案和浅埋方案等。开展下午的第一位领导是时任北京市市委书记的刘仁同志,他进来之后,让我从头到尾给他介绍一遍,刘书记很仔细地听完后表示:毛主席来的时候,介绍的时间要缩短一点,特别专业的词汇再补充一些通俗的解释。这时我才知道,毛主席也十分关注北京地铁的建设。印象较深的是接待徐向前[2]元帅,他在听完我的介绍之后,让我搬个凳子过来,他坐下后问我,看过的一个弧形的、像瓦片一样的铁块是干嘛用的?当时我理解他指的是莫斯科地铁的铸铁管片,于是讲解到这是莫斯科地铁的一种施工机械,叫盾构。盾构主要用于前面开挖隧道,后面拼装砌块,从而组成一个隧道的外壳,使得地铁列车驶入,这种施工方法,速度比较快,而且比较安全。他点点头,我理解他可能是听明白了。后来接到通知毛主席要到南方去,这次展览不来了。

第一次“上下马”之间,对于深埋和浅埋还没有做出最后的决策,那么决定是什么时候做出的呢?是在地铁第二次“上马”的时候,中央军委在广州开扩大会议,北京地铁工程局的局长陈志坚、地铁设计处总工程师谢仁德等到会,并当面给周恩来总理和六位元帅进行了汇报,说了深埋、浅埋的优点以及在实践中的一些困难。此后,我们在北京公主坟和木樨地挖了两个百米左右的竖井。根据周总理指示,当时有关领导下去再亲自体验一下,表示施工难度还是比较大,特别是上下很费时间。最后,中央就决定采用浅埋方案进行隧道施工。

1958年大跃进的形势下,我们国家再次提出了建设北京地下铁道,由铁道部负责在北京成立了地下铁道工程局。当时我们筹建处这些设计人员不够,于是在铁道部第三设计院抽调了部分人员组成了设计处,隶属于地下铁道工程局,并同时撤销了北京地铁筹建处的建制。此时,前苏联主动提出要派专家参与工作,但是由于赫鲁晓夫当政,中苏关系当时并不太好,我们不大希望他们再介入工作,结果还是来了。当时,来的专家专业上是施工和设备系统的,相较第一批专家年轻、经验少,来后不久,赫鲁晓夫就单方面提前撤掉了全部专家,实际上,第二批前苏联专家在中国没起太大的作用。

1960年,我国出现三年自然灾害,大大缩小了建设规模,导致了地铁的第二次“下马”,并调整参与地铁建设人员,仅保留一些骨干力量,包括我。主要的调整是把设计处划归铁道部的专业设计院,后来因为我们主要是进行一些研究工作,所以又改成了地下铁道研究所,隶属于铁道科学研究院领导。

北京地铁的“肥梁胖柱”

第二次“下马”之后,我的主要工作都是工程结构方面,因为北京地铁的设计荷载比较大,所以在结构上会出现一般建筑不会出现的问题。比如,因为地下空间本身就比较狭窄,出现肥梁胖柱的问题。经过调查,有一种叫钢管混凝土柱的工艺,钢管在外面,里面打钢筋混凝土,柱子在受力之后,混凝土向外崩,钢管进行约束它,不让它向外膨胀,这样就提高了承载能力,也就是利用这个方法减小了把柱的直径。当时,中国科学院土建研究所(后改名为力学研究所)在这方面做了试验,试验结果认为钢管混凝土受力情况很好,而且当时在一些大的厂房中都要采用,初步奠定了我们的信心。但是,应用在地铁的话,它不仅要承受静力荷载,还要承受动力荷载。所以,我和罗家谦工程师到清华大学土建实验室,在陈肇源等几位教授的协助下,进行了动力试验,结果证明性能也很好,这就使得我们心里比较踏实。

经过清华的动力试验后,上级提出,钢管混凝土柱这么重要的结构,我们最好做一个1:1的实柱试验,但当时没有这么大压力的试验机。正好,那时候在上海重型电机厂,有一种我们国家刚刚研制成功的万吨水压机,压力最大可达1.2万吨。但是,要在那个机器上试验,我们觉得还是有一定风险。例如,这个柱子受压之后是脆性破坏还是塑性破坏,我们并不知道,这要“啪”的崩了,可能会给机器带来问题或损伤,当时这个万吨水压机是我们国家刚试验成功的,全世界只有四台。好在当时机械部主管水压机研制的领导同意并支持我们的实验。

当时,我就在试验现场,1:1的大柱子就放在水压机里进行施压,5吨、10吨、50吨、100吨……直到达到我们的设计荷载,一直稳如泰山。后来,我们想知道里面混凝土的情况,剖开钢管发现混凝土也成了一个塑性变形,于是我就感觉,钢管混凝土柱不仅承载能力够,而且受力性能很好,所以很放心地用在地下铁道。

胖柱的问题解决了,然后就要解决肥梁的问题。我们的地下结构梁用混凝土的标号,已经没有再增强的空间了,所以我们就想在钢筋上面下点功夫,准备用一些高强度钢筋。但是,强度越高,含碳量就越高,脆性也会增加,对承重振动荷载很不利。并且,梁一般都比较短粗,都是受弯破坏;像这种大梁,梁短可能会受剪破坏,受力性质也不一样。所以,当时根据领导的安排,我带领一个研究组,再次进入清华大学,做了很多大比例梁的试验。这也是在清华大学陈教授的协助下,进行了系统动力配套研究。于是,我们一定程度上提高了高强钢筋的性能,肥梁的问题也得到适当的改善。

地铁设计的规范起步

地铁刚开始上马的时候,我把钢管混凝土柱和肥梁这些资料进行整合,并结合前苏联和其他相关的地铁设计规范,编制了《北京地下铁道明挖隧道结构设计规定》,编好之后送给上级主管技术部门进行审查和采用。我觉得该规定在指导建设和保障工程质量和安全方面,起到了很大的作用。

地铁正式上马后,设计部门已经划归到北京市,成立了北京城建设计研究院,施仲衡同志是总工程师。一期工程刚做完,我们想是不是应该编一本规范,施仲衡跟我们想法完全一样,他也是非常重视,联系建设部后,可以作为国家标准来编。但是那时编的规范有一个原则,进入规范规定必须是成熟的经验,研究过程中的东西不能在里面。当时我们只有浅埋明挖,所以第一本《地铁设计规范》(1992年发布)对于地铁是不全面的,仅有浅埋明挖隧道结构设计。一直到后来,广州和上海采用盾构施工的暗挖隧道,有了相关成熟的经验之后,在施总的主持下请了广州和上海的一流专家,各专业口负责具体编制,我来进行统稿,最后经由施院士审定后,送审、采用,共同编制了2003年版的规范。当时,这本《地铁设计规范》是我们国内当时地铁一流专家的智慧结晶,在指导我们设计地铁方面起了很大的作用。

但是,科学是发展的,规范也在不停修订,目前执行的应是2013年版的《地铁设计规范》。

基于这几本规范的编制工作,我在这里积累了一些经验,所以我后来就被重庆轨道公司邀请过去,协助他们组织编制了国家标准《跨座式单轨交通设计规范》、《跨座式单轨交通施工及验收规范》。前几年,我接受北京城建院轨道院于松伟院长的安排,也协助他们编制了国家标准《轻轨交通设计标准》。目前,我也受中铁工程设计咨询集团公司的聘请,协助他们编制国家行业标准《悬挂式单轨交通技术标准》。

建设部的编制规范原则已经发生改变,过去必须是成熟经验的总结,现在提出“标准先行”,推进技术创新、技术发展,所以目前这些标准都是具有前瞻性的。

地铁建设的正式“上马”

1964年,我国经济全面恢复,但是国际形势比较严峻,除了和美国关系不好,跟前苏联的关系也恶化了,所以在深挖洞、广积粮的形势下,中央提出来正式建设北京地下铁道。

1965年1月,成立了地铁建设领导小组,由当时的北京军区司令员杨勇担任组长,北京市万里副市长、铁道部武竞天副部长任副组长。地铁建设领导小组成立之后,给中央写了一个地下铁道修建方案,当时很多中央领导都在上面批示了。在这个批件上,李富春副总理提出来,力争在下半年能够开工。毛主席就在上面,做了一个批示“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。毛泽东二月四日”,这是毛主席唯一一次对我们国家地铁建设的批示。

7月1日,开工典礼是在八宝山举行的,当时参加开工典礼的有朱德、邓小平等主要负责领导,我印象比较深的是,罗瑞卿同志在会上说,我们国家原子弹都可以造,地铁还有什么困难不能克服吗?他的话对我们进行了鼓励。

后来,地铁正式开始全面建设。

周庆瑞的个人重要经历

有一段对于我很重要的个人经历,在此简要回顾。

在北京地铁筹建处成立之前,北京市的规划部门就做过一个线网。北京市街道布局是棋盘式的,两条南北直线,也就是东单-东四和西单-西四,两条横线,一个环线(沿内城墙),外加两条斜线,共七条线路。

1965年正式开工的时候,根据当时的形势,近期工程是一个环线,然后由西直门到颐和园一个斜线,西郊石景山向东经过天安门,然后到东郊的热电厂。当时这条线路,也就是1号线路应该直接过来的。

我们施工方法是用敞口开挖的明挖法,按北京市民的叫法就是大开膛,因为天安门每年“五一”“十一”都有两次重大的集会,天安门如果也这样通过的话,这一开膛就一两年甚至三年,那是不可以的。所以,我们第一条线路就是从南礼士路向南拐,沿着南城墙,一直到北京站为止。这时候它就不是1号线了,所以我们当时把这个工程叫做一期工程,没叫1号线工程,它只是现在1号线的一部分和2号线的一部分。

这条线路直着走,正好到天安门地区遇到正阳门,正阳门城楼是天安门建筑群里面很重要的组成部分,哪能随便拆的?当时的领导小组就请示了周总理,周总理很快给了答复,“正阳门不能拆,而且建国门、古观象台也不能动”。所以,线路到了正阳门,就又向南进行了小拐弯,从正阳门和箭楼之间穿过来。但是我们明挖都是用打桩机打桩,而且也是要抢速度,在这一段时间会有很多打桩机在打桩,我们就有了疑问,我们这两座几百岁的城门楼,能不能顶得住这种震动幅度和频率呢?安全有没有问题?

在这个时候,我也接到上级安排的考察任务,即这个城门楼在施工过程当中有没有受到影响?于是,在天安门管理处的一位管理员的陪同下,我们就登上了正阳门。一看,我感觉有些吃惊,几百年的木结构怎么这么新?很多木结构都非常完整。问起缘故,天安门管理员就给我介绍,这个城门楼1903年八国联军来的时候给烧了,1906年满清政府又重新修建的,在当时来说,也就只有50多年历史,那当然很新了。所以这方面就没有什么多大问题。

然后我们就接着看前面的箭楼,箭楼的外表有一些破坏,但上面基本没有什么问题,我问管理员,上面没有问题,那下面基础怎么样?管理员说他不知道。所以那天下午,我就到梁思成教授家里去了,我把情况给跟他说了一遍。梁思成教授很谦虚地说:“我对古建筑是有一些研究,但下面的工程情况我还是不太清楚,但是我给你找了一部分书。”原来,他给我找好了十几本书,大部分是英文的,还有小部分是中文的,都是一些过去的中外专家对北京古城调研之后写的书。后来,通过进一步了解,我们知道了箭楼的下面都是木筏基础,也是没什么问题的。实际施工后也证明了,打桩过去之后没有出现问题。

在我请教梁思成老教授之后,他最后还跟我说,你们地下铁道的建筑设计是不是也应该传承我国的民族建筑文化?我一下子反应到,那是不是要搞雕梁画栋?我说那是不是太费钱啦?梁教授就指着旁边的条案说,你看那个条案,看它的造型,就是这边一个圆圈然后一个直线拉过来,这边再接一个圆,这一看就是中国式的家具。他的意思简而明了,要体现中国民族建筑的文化,不一定要花那么多钱。过了若干年后,回想这次接见,那时候正是批判梁思成复古主义思想的时候,他仍然还要强调坚持、传承、博大精深的民族建筑文化,我内心十分敬佩。

主持人:1964年,我们就提出来地铁还是要建设,那么应该是第三次上马了。后来北京地铁一二期建成以后,客观上我们有十来年时间没有新线建设。那么这期间您在做什么工作呢?

周庆瑞:上世纪80年代后期,原国家计委成立了中国国际工程咨询公司。其中有一项重要的工作,就是对国家的一些重要项目的可行性研究进行评估,并在咨询公司下面成立一些专业公司。于是,以北京城建设计院为主体,吸收当时的上海隧道设计院、天津地下铁道管理处、广州市地下铁道筹建处等几个单位组成中国地铁工程咨询公司,由北京城建院的王新杰院长任总经理,由院总工程师施仲衡任总工程师;而我在两位领导下面担任主任一职,管理中国地铁工程咨询公司的具体业务。

在这段时间中,我的主要工作是在中国国际工程咨询公司潘曾同主任的领导下,组织地铁咨询公司的专家成立专家组,包括上海、广州、北京等地专家。由施仲衡总工担任组长,对北京、上海,南至广州,北至沈阳,各城市修建地下铁道的可行性报告和初步设计进行评估和审查。

另外,1988年1月1日,我们开始编了一本内部刊物,叫《地铁与轻轨》。在改革开放以前,我们只是知道一些前苏联的关于地铁建设的资料,对西方国家一点都不了解。改革开放之后,国家图书馆及其情报研究所陆续引进了一些技术资料,我们也经常派人出国考察。另外,北京和其他城市也在做自己的设计和一些施工,我们觉得这些经验是应该总结总结的。所以,我们就编了一本内部杂志叫做《地铁与轻轨》,用来进行国内的技术交流。

同时,在王新杰和施仲衡两位领导的领导下,我们又与中国贸促会联系,并通过贸促会与香港的展览公司联系,在二十世纪九十年代,每隔两年举办一次地铁与轻轨展览会,邀请西门子、阿尔斯通、庞巴迪等外国公司参加,促进国际间的交流。

当时,《地铁与轻轨》杂志和地铁与轻轨展览会实在地推进了地铁的建设技术。《地铁与轻轨》杂志是行业内第一本专业期刊,它也是现在《都市快轨交通》的前身。因为这个是内部刊物,办了16年之后的2003年,我们想把它变成公开刊物。所以,就和北京交大联合出版,杂志名称变更为《都市快轨交通》。

1987年,中国地铁咨询公司成立之后,我们接到了国际公共交通联合会(UITP)的邀请参加在瑞士洛桑举行的47届年会。组织上派我和叶大德同志去参加会议,后来北京城建总公司又让汪学斌总工程师参加。我们到达日内瓦后,大会组织委员会很热情,专程派人到日内瓦来接我们;第二天,瑞士洛桑市长也接见了我们。大会开幕当天,会议组织委员表示:主席台上飘扬着中华人民共和国的五星红旗,这代表着我们中国第一次有专家参加这个会议。最近听说,UITP跟中国城市轨道交通协会也有一些联系,这就是说在33年前,我们已经和这个机构有过联系,而且还受到过热情的接待。

主持人:您是我们城轨交通的老人了,面对现在蓬勃发展的城市轨道交通,有什么想法吗?

周庆瑞:根据中国城市轨道交通协会2020年9月30日之前的统计,我们国家大陆地区已经有41座城市,7100多公里的运营线路。无论在建设规模,还是在建设速度,都居于世界的前列。中国城市轨道交通协会成立之后,组织了全国轨道交通界,形成一个巨大的力量,推进我们国家城市轨道交通的前进发展,作用很大。

目前,协会也正在大力推进提高工程质量,应用新兴的信息技术,以智慧轨道交通推进地铁发展,还有一些中青年专家,我觉得很有创新的理念和能力,很欣慰。我相信,我们国家今后城市轨道交通的发展,一定会走在世界的最前列,为城市、为人民提供更加优越的交通服务。

主持人:谢谢您给我们回顾这段宝贵的历程。我国城市轨道交通应该说从上个世纪中艰难起步,几上几落,直至本世纪,才进入了一个快速发展阶段,所以我们要抓住机遇,牢记使命,推进城市轨道交通的健康发展。

注释(来源百度百科):

[1]梁思成(1901年4月—1972年1月),毕生致力于中国古代建筑的研究和保护,是建筑历史学家、建筑教育家和建筑师,被誉为中国近代建筑之父。

[2]徐向前(1901年11月-1990年9月),字子敬,出生于山西省五台县永安村。1927年3月,加入中国共产党,1955年被授予元帅军衔。徐向前同志是忠诚的共产主义战士,坚定的马克思主义者,久经考验的无产阶级革命家、军事家,中华人民共和国的缔造者之一,长期担任党、国家和军队重要领导职务的卓越领导人。

[3]施仲衡,1931年11月5日出生于江苏省苏州市,上海人,中国工程院院士,城市轨道交通专家,中国城市轨道交通协会顾问兼专家委员会主任,北京交通大学、西南交通大学教授、博士生导师,《都市快轨交通》杂志主编。