在地下奔馳的不僅是便捷

陳瀾

從一枝獨(dú)秀到全球開花

世界上第一條地鐵線路——倫敦地鐵大都會線開通的第一天，乘客總數(shù)就達(dá)到了四萬人次。由于乘客太多，法靈頓站一度擁擠不堪，最終不得不關(guān)閉。該線路運(yùn)營的第一年，因?yàn)樾枨罅刻螅囕v運(yùn)行時(shí)間間隔逐漸縮減至每10分鐘一班。

自從第一條地鐵線建成運(yùn)行后，世界各地紛紛效仿。地鐵以其獨(dú)特的魅力和不可替代的優(yōu)越性備受各大城市的青睞， 許多國家十分重視地鐵的發(fā)展， 本來有的國家規(guī)定只有人口規(guī)模達(dá)到100萬以上的城市才能修建地鐵，現(xiàn)在國外很多只有幾十萬人口的城市也正在或計(jì)劃修建地鐵。截至2018年，世界上已有55個(gè)國家的170座城市建有地鐵。

從某種意義上說，地鐵的發(fā)展就是一個(gè)城市現(xiàn)代化的顯著標(biāo)志。根據(jù)相關(guān)資料，地鐵的迅速發(fā)展有幾種推動因素：一是居民出行方便的需要，二是城市化發(fā)展的需要，三是能源共享以及方便運(yùn)輸?shù)男枰?/p>

事實(shí)上，地鐵不僅改善了城市交通，擴(kuò)展了城市空間，而且引起了整個(gè)城市格局的變化，使城市資源重新布局。這對整個(gè)城市發(fā)展的影響都是巨大和深遠(yuǎn)的。如果說一座城市是一個(gè)“母體”，蜿蜒于地下的地鐵就是這個(gè)母體的“生命線”，它改變著城市的規(guī)劃、城市人的出行與生活方式。

從改變商業(yè)到塑造生活

1997年，當(dāng)?shù)罔F以一條昂首地龍的姿態(tài)穿行于廣州時(shí)，“地鐵商業(yè)”的概念應(yīng)運(yùn)而生。僅用了10年時(shí)間，廣州就徹底告別了“兩條街一條中軸線”的商業(yè)格局，眾多商業(yè)機(jī)構(gòu)沿著地鐵的發(fā)展遍地開花，并隨著地鐵的蔓延而擴(kuò)大商圈的輻射半徑。伴隨地鐵5號線開通，廣州90%以上的大型購物中心都設(shè)在地鐵沿線，幾乎所有核心商圈都依附于地鐵。人流、物流、財(cái)流被網(wǎng)進(jìn)錯(cuò)落有致、交叉連接的地鐵網(wǎng)里。一座“地鐵上的城市”正逐步呈現(xiàn)在人們面前。

地鐵不僅創(chuàng)造了“地鐵上蓋”的商業(yè)，而且深刻改變了社會生活。

以地鐵作為出行主要方式的“地鐵族”，多為二三十歲的年輕人，他們當(dāng)中有學(xué)生，有白領(lǐng)，有剛剛?cè)肼毜男氯?，他們是城市居民里的中?jiān)力量。地鐵對于“地鐵族”生活狀態(tài)的塑造有著特別的意義。在很大程度上，正是地鐵改變了他們的消費(fèi)方式，帶動了文化產(chǎn)業(yè)的繁榮，甚至帶來了新的社交形式。

從“噴云吞霧”到“地下飛行”

當(dāng)倫敦開始興建第一條地鐵時(shí)，由于沒有任何先例作為參考，采用了最容易想到的明挖回填技術(shù)。施工人員借助簡易工具挖出10米深、6米寬的壕溝，再將軌道鋪設(shè)在溝底，并用黃磚對壕溝溝壁進(jìn)行加固，用磚搭成拱形的頂，再將土回填，并在地表修建新的道路和房屋。由于采用明挖法，工程量過大，造成了城市交通的擁堵，導(dǎo)致大量住戶不得不搬遷，工程耗資巨大。不僅如此，為了把蒸汽機(jī)車排出的濃煙引出地下，建好的隧道還要鉆出通風(fēng)孔。

1890年興建的南倫敦線率先使用了大頭盾牌暗挖法：工人們俯身在盾構(gòu)的隔間里，用鐵鏟開鑿?fù)诰蛲寥?，?dāng)他們挖掘了一定深度的土壤之后，盾構(gòu)就向前推進(jìn)，把挖出的泥土清理完，再重復(fù)整個(gè)過程，一點(diǎn)一點(diǎn)向前推進(jìn)。大頭盾牌的作用是支撐周圍的土壤，防止其墜落垮塌。

現(xiàn)代城市發(fā)展迅速，地面交通壓力較大，如采用明挖法進(jìn)行地鐵施工會造成城市混亂、交通堵塞等問題，所以，現(xiàn)在的地鐵隧道施工往往采用對地面影響較小的暗挖法，最常使用的就是盾構(gòu)法。

盾構(gòu)法是使用盾構(gòu)機(jī)這種現(xiàn)代化機(jī)器實(shí)現(xiàn)完全機(jī)械化作業(yè)的隧道施工方法。盾構(gòu)機(jī)是一種用于圓形斷面隧道挖掘并采用滾壓式切削盤在待開挖全斷面范圍內(nèi)破碎土石的工具，它是集開挖、運(yùn)載、支護(hù)于一身的大型綜合掘進(jìn)機(jī)械。在施工時(shí)將刀盤對準(zhǔn)掌子面，用刀片切割土體。在開挖過程中，盾構(gòu)機(jī)堅(jiān)硬的外殼可以對已開挖部分進(jìn)行支撐，防止坍塌事故的發(fā)生。刀盤處切割出的土體會通過傳送裝置運(yùn)出，并在開挖前進(jìn)的同時(shí)安裝預(yù)制管片，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化邊開挖邊支護(hù)。

在地鐵出現(xiàn)早期，關(guān)于地鐵列車的設(shè)計(jì)方法五花八門，千奇百怪，如以氣壓為動力前行的或是以水力和電纜推動的列車，最終，倫敦地鐵選擇了蒸汽機(jī)車。工程師為其設(shè)計(jì)了特別的火車頭，內(nèi)置冷凝水鍋爐，以達(dá)到冷卻蒸汽、避免蒸汽彌漫整條隧道的情況發(fā)生；但由于軌道和列車動力的原因，當(dāng)時(shí)的地鐵列車速度很慢。之后，倫敦地鐵開始實(shí)施一項(xiàng)重大革新——蒸汽機(jī)車逐漸被電動機(jī)車替代。地鐵通道內(nèi)的污染問題從此得以解決。

當(dāng)歲月的時(shí)針轉(zhuǎn)到今天，現(xiàn)代化的地鐵早已改變了舊時(shí)模樣。為了確保乘客的安全，如今的地鐵均設(shè)有滅火救災(zāi)的自動監(jiān)測系統(tǒng)。此外，地鐵列車還裝有自動停車設(shè)備，當(dāng)行車中遇見紅燈或其他突發(fā)情況卻沒有停車時(shí)，它將強(qiáng)迫列車自動停車。列車還能按照地面信號規(guī)定的速度，自動進(jìn)行調(diào)整。法國和加拿大等國已采用無人駕駛地鐵列車的最先進(jìn)技術(shù)，這種高度自動化的先進(jìn)地鐵系統(tǒng)是由地鐵控制中心用大型電子計(jì)算機(jī)監(jiān)控的，整個(gè)線路網(wǎng)的站際聯(lián)系、信息系統(tǒng)、列車運(yùn)行、車輛調(diào)度等也完全實(shí)現(xiàn)了自動化。

科技革命推動著城市進(jìn)步，城市地下工程也隨之飛速發(fā)展。在需求的強(qiáng)烈推動下，城市地下軌道交通未來將會進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展階段。那么，未來的地鐵可能是什么樣？

真空管道磁懸浮列車是將磁懸浮列車置于部分真空或完全真空的管道中運(yùn)行，以達(dá)到減少空氣阻力、成倍提高列車運(yùn)行速度的目的。自磁懸浮列車的理念被提出后，科學(xué)家對于真空管道磁懸浮列車的思考和探索從未停止過。瑞士則將這一設(shè)想變成了建設(shè)方案——地下高速磁懸浮列車系統(tǒng)。從日內(nèi)瓦到蘇黎世，正常情況下需要3個(gè)小時(shí)；若是采用地下高速磁懸浮列車系統(tǒng)，只要57分鐘。根據(jù)設(shè)計(jì)，列車管道將被埋設(shè)在地下60～300米深處，并抽取一定量管道內(nèi)的空氣以實(shí)現(xiàn)列車的低阻力運(yùn)行，提高列車運(yùn)行速度。列車則采用高技術(shù)的直線電機(jī)推進(jìn)，在磁懸浮的作用下，以懸浮的狀態(tài)前進(jìn)，最大程度地減少空氣阻力以及車輪與車軌之間的摩擦阻力，可實(shí)現(xiàn)地下交通工具速度的跨越式提升。

飛機(jī)在地表上空飛行時(shí)受空氣的影響特別大，天氣的變化也會直接影響飛機(jī)的起降與飛行， 給人們的生命安全和乘坐體驗(yàn)帶來負(fù)面影響，可不可以將飛機(jī)放在地下飛行呢？日本科學(xué)家提出了一個(gè)大膽的想法：設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)速600千米的“地下飛機(jī)”，通過地下交通隧洞將日本各大城市連接起來。這款“地下飛機(jī)” 在時(shí)速小于300千米時(shí)利用車輪行駛，在時(shí)速超過300千米后，機(jī)身浮起1米左右，以600千米的時(shí)速飛行，借助主翼的噴射引擎來保持飛行狀態(tài)。該“地下飛機(jī)”的飛行不受天氣影響，并且飛行高度很低，安全系數(shù)也較在地表之上飛行的飛機(jī)高。該款飛機(jī)包括兩層客艙，預(yù)計(jì)可搭載400名乘客。此外，這種“地下飛機(jī)”還能節(jié)省土地資源，解決機(jī)場周圍的噪聲問題，因而受到有關(guān)部門的高度重視。

蒸汽機(jī)車、電力機(jī)車、地下高速磁懸浮列車、“地下飛機(jī)”……從“噴云吐霧”到“地下飛行”，時(shí)光飛逝，短短150多年時(shí)間，地鐵發(fā)生了巨變，令人恍然不知今夕何夕。