中国城轨口述历史史玉新访谈录：被“逼出来”的创新和实践突破

【人物小传】

史玉新，我国早一代的城市轨道交通的设计者，参与多条地铁建设。1989年主持了北京地铁复八线西单站的设计与施工，解决了许多技术难题，用暗挖法建成了亚洲第一座三拱两柱双层地铁车站，使我国地下工程修建技术跨入国际先进水平。1994年被授予中国勘察设计大师称号。

采访时间：2021年7月22日

采访地点：天津·中国铁路设计集团

主持人：您是1958年唐院隧道与地下铁道专业入学的学生。毕业后您就在铁三院。

史玉新：我是1958年入学，1968年离开学校，包括研究生阶段，这期间也经历了大跃进和困难时期，后来还经历了将近两年的文化大革命。毕业以后，当时的历史环境下，硕士研究生毕业就全部分配到了三院，给我们定的是测工，有的地质专业定的是钻工。

在三院的第一个十年，我那时基本上做测量工作。第二个十年（1978年到1988年），当时国家大环境没有多少隧道工程，我们做设计也没多少，大部分还是勘察设计。我当时到了邯长线，毕竟是学隧道的，也做设计。这十年基本是到后期，到了大秦线，设计都不多，工程很小。当时铁路建设刚刚恢复，虽然是搞勘察，但是隧道工程量很小，铁路隧道也很少，只做过几个大线。

主持人：可按照我的理解，当年本科毕业的话，一年以后就是技术员，然后就助工。你们那时候怎么会这么长时间的测工呢？

史玉新：历史环境可能就是这样，真正搞技术工作的是慢慢进入状态，但也有了现场的第一手经验，对以后工作有好处。时间长一点给了我们很好的锻炼机会。

主持人：后来您就参加铁路建设，特别是大秦线。

史玉新：大秦线当时有这个条件，隧道也很多了。第一次做现场科研，就是黄土隧道，我们到底怎么开挖支护，为后来积累了一些经验。

主持人：北京地铁一期二期是用明挖法施工的，就是“开膛破肚”的。上海地铁用的是盾构法施工，暗挖的。北京地铁是从复八线开始用浅埋暗挖。我知道三院是从西单站开始进入地下铁道设计领域，您也是当年主要的核心。

史玉新：那就说第三个十年了。1988年下半年，院里叫我参与西单车站工作。当时无法论证西单站最早方案，指路口的地下三层；后来领导决定东移150米做暗挖，采用招投标的方式。当时我们也没有多大底气，就采用联合体投标，硬着头皮投这个暗挖车站。在这个前提下，我才真正进入到地铁领域。当时也是“逼上梁山”，谁也没做过地铁的暗挖。

主持人：相比较而言，铁道部的设计院因为有铁路挖隧道的经验，中标也是众望所归。

史玉新：当时做那么大的跨度，我记得西单站台是16米宽，在国内外还没这么大的，而且用暗挖做，当时没有任何可以借鉴的，唯一有的就是我们在山岭隧道、黄土隧道里的那么一点点资料，所以“硬着头皮”。一是用什么样的结构形式来设计隧道，二是设计完用什么办法能保证能做成，工法怎么做，我们确实心里没底。既然中标，只能前进，而且还要做到安全。我记得当时很多外国专家都怀疑能不能做成，当时我记得有几句话，就是怎样认真分析、反复论证，能不能保安全。

再说西单还有一个特殊情况，地面有交通，不能中断，各种管线必须保证安全。我们心里都没有底，一步一步往前推进，不止计算，各种工法当时用弹性算。光找这个算法找了好多学者教授，终归还得靠我们自己。

你算的是不是可行、安全，变形量能不能控制，工法怎么配套，而且这个结构形式是16米，整个跨度26.1米，两层高，最高是14米左右。我当时想，14米相当于五层楼，这么大的用什么工法建成？好在我们在大秦线做了一点土的隧道，对决策起了不少作用，而且过程中我们也研究了不少新的结构形式。三拱的拱、纵梁就设计都很困难，我们当时做大比例尺的模型试验、加载试验，好在我们有搞桥梁的同志。过去桥梁在做型钢梁，就是铁路梁。我们这个顶纵梁能不能用型钢来代替，简化好多工艺，对保障质量也有好处。我们做了大比例尺的模型试验，然后再慢慢实施。

地表沉降用什么方法控制？当时国外有先进的东西，但我们没条件买，比如注浆设备；做管棚时，当时水平比较低，做出来的质量都不理想。

不管怎么说，也出现过几次险情，特别是在粉细砂地层。好在西单当时地下水比较低，正好在我们开挖底板的底下，初期是在底下，等到完工时地下水又上来了。粉细砂地层用什么手段加固，来控制它，不塌方，我们想了好多办法，都不很理想。我认为地下工程在整个特殊环境里，没有特殊的先进手段，有时候控制非常困难。

主持人：我们1989年中标后就开工，当时我的老同学宋长明在地铁公司做监理。

史玉新：宋长明是施工处，阎景迪是处长，他是副处长。当时竖井已经开工了，他说可能够呛。我说也可能成功，没多大把握。但当时我们下定决心，没有退路。

主持人：当时我们有没有监测手段和监理工程师呢？

史玉新：当时也有。监测就是地表，长安街路面的监测。这个监测施工单位做一部分，还有铁科院做一部分。当时这个覆土6米多厚，土中的位移由铁科院来做。水平位移用测斜仪测，也有过去铁道兵的科研所来做。不过有的监测不理想，比如测斜仪测得精度不行，土中的位移测得也不理想，它整体往下沉，测出来数值不大，唯一有效的就是洞内的拱顶下沉。

主持人：监测来对施工管理很重要，在施工过程中我们顺利吗？

史玉新：不顺利。记得我们下到正洞开侧壁导坑，是两个双侧壁导坑。开第一个侧壁导坑的时候，就发现是粉砂层，“哗”就漏下来了，漏很多，肯定上边一漏就空了。当时赶快采取措施，往里面灌沙，施工单位以为灌满了，但实际上没有。等到主体结构上面再过的时候，发现有一个1米的空洞在粘土层，但还没塌陷。

这个时间从我们侧壁导坑，大断面是十几米高，侧壁导坑也就是六、七米，开侧壁导坑的时候沙子流下来，施工单位说填满了，我还有点怀疑，因为不在现场。等到正洞开挖过来，发现有一块一米多的孔洞，还在那待着。如果垮下来，那是个大问题，那就是长安街上要塌个坑。

主持人：现在回过头看，当时产生险情的原因是什么？

史玉新：主要险情是沉降量大，我们的注浆水平不行，粉细砂地层里注浆非常难，当时只有那个手段，进口设备也没有。当时北京建委高德龙副主任说，北京地铁谁能给地层“打针”（注浆）打得好，谁就能中标。施工单位也愿意投入，买进口的注浆设备，后来都没办成。

主持人：那时施工期间，做设计的可能诚惶诚恐吧？

史玉新：你说得对。我记得有几次晚上做梦，就是竖井掉下来了。真担心不知道什么时候，因为变形大了，有的车道有明显起伏，那是到后期了，上部开挖以后，地面行驶的车辆有感觉，都是在沉降量超过20公分以上的。上面都是淤泥，特别是上层滞水，软化以后变成稀泥状态，一开挖就流塌，上面就沉降。

主持人：经过量测发现沉降量这么大，我们有什么措施来保证路面通车安全？当时只要结构不垮，大家认为是安全的。除了地面沉降过大，主体结构基本是按照设计来进行的。

史玉新：那么大的跨度，喷混凝土的厚度只有30厘米，后来他们设计有的就35厘米，都用早强喷混凝土，提高喷混凝土的早期强度，保证支护效果，对控制变形非常有好处。

主持人：西单车站的设计施工，当年工期没有限制吧？

史玉新：当时没有明确限制。一是因为当时定的是双层、16米站台，光定断面我们就费了很大功夫。还有一个定工法，这么大断面用什么工法做？要把每一步想好了。当时我们的所有计算，用弹性算怎么算也通不过，光荷载就找不准，计算通不过，那能怎么办？你还得要做！

主持人：除了地面交通之外，长安街底下的管线也很多，当时你们是怎么处理的？

史玉新：就长安街中间，有个直径1050毫米的污水管线，后来改到路侧了，基本上不影响。其他管线都在两侧，在出入口，有局部影响。

主持人：主体结构在路面上，基本没有重大管线，这一点还是比较好。那车站大概多长工期建成的？

史玉新：1992年初建成，算提前通车了。通车后业内车站的设计和施工，给予很高评价。

主持人：这个项目还获奖了，铁道部科技进步一等奖。回过头看，还有没有什么遗憾？

史玉新：防水问题没处理好，所有重要节点的防水做的都不理想，特别是顶纵梁；防水材料当时也不是很理想，到后来有些渗漏水。为解决顶纵梁的渗漏水问题，我听说光注浆大概注了上千吨水泥。

主持人：几十年过去了，现在来看西单车站，如果要总结，您是怎么想的？

史玉新：要总结的地方确实很多。在那种环境条件下，如果注浆没有先进设备，控制沉降、控制小的局部坍塌就非常困难。结构我觉得还可以，我们由于考虑绑钢筋特别困难，用的新型钢梁，就要考虑防腐问题。当时我们用30年、50年的防腐涂料，50年以后怎么办？因为第一次做，有时候可能还有些保守。

主持人：西单车站以后，我们又承担了王府井站和东单站。这两个车站用什么方法呢？

史玉新：那两个车站也是逼出来的方法。北京城建院有个PBA法，后来我们在王府井，因为水文地质条件变化了，肯定不叫明挖，盖挖都不行，一定要暗挖。当时北京还要求地下水不能降，这是资源，只能由北京地矿局来解决地下水的问题。他们提出降水回灌，王府井的地下水标高正好地下十几米，在站厅层上没水，站厅层下都在地下水以上，要暗挖，完全用西单方法根本行不通。根据地下水特别水文地质情况，我们就做了洞桩法。后来北京城建院的崔总做了一个PBA法，地面打桩不行，我们就在没水的地方挖导洞，然后在洞内打桩，围护结构，希望把水堵住，实现不降水，做到有限制的降水。王府井到东单，又出洞桩法。我记得给城建院的老同学崔志杰说叫洞桩法更好，在不能做明挖盖、挖情况下。王府井、东单两个站，洞内挖洞然后打桩做围护结构。

主持人：原来计划维护桩再堵水，把水局部堵住后再开挖。洞内做桩有空间吗？

史玉新：我们只能挖一个4.5米至5米的洞，用旋挖钻机，都是土。然后做800毫米的桩，间距1米，整个导洞就围着做围护结构。这个工法也是逼出来的，过去也从来没想过能用这个办法。

主持人：既然能打桩，后来就叫它洞桩法，概念更清楚。没地下水的地方挖导洞，用浅埋暗挖的技术；有地下水打围护结构。但到了后期，还是降水了，因为什么呢？

史玉新：北京地矿局说可以降水回灌，但也是有条件的。如果下边地层很致密，回灌不进去。他们后来降完水，就没再回灌，因为灌不进去。所以后来复八线那个区间那一段基本在降水的情况下暗挖施工，就等于在无水状态下，跟西单都没多大差别。到了王府井、东单，都是用洞桩法。

主持人：那也算新工法了。洞桩法在后来的大北窑站、光华路站等都有采用。

史玉新：我听说后来好多工程也都改用了洞桩法，也叫PBA法，这是北京城建院的专利。后来等于我们合作，他的概念我用工程现实做成了，我们后来叫洞桩法。当年这个尝试是冒了一点风险的，但现在已经变成成熟的技术。

主持人：现在很多明挖的、浅埋暗挖的车站，都在使用这种方法。

史玉新：对，沈阳青年路站就是用洞桩法做的，效果也可以。有了北京暗挖的这几个工法的经验，在沈阳、大连也做了另外的一些暗挖车站，规模也挺大，像沈阳的新乐遗址站、沈阳地铁中街站等，都是北京有经验后才敢那么做。

主持人：北京地铁复八线后，这种浅埋暗挖的方法陆续成熟了，又在许多城市被采用。铁三院也是通过北京地铁复八线，取得了第一手的实战经验，后来在深圳和其他城市也承揽了许多地铁的总体设计，成为现在城轨交通设计领域非常重要的设计院之一。铁三院在人才培养这方面也做得很好，您有很多徒弟后来都发展得很好。

史玉新：有的工程有挑战、有风险，但也是培养人才的好机会。肖民他们都是第一次跟着我做地铁，包括朱敢平等人。从大的工程角度来说，客观上确实培养了一批人才。肖民他们在西单，我们住地下室，每天下去看，有问题及时采取措施，所以实践锻炼对他们来说提高很大。后来总结西单经验的时候，我给院里提出来做一项工程，要出一批成果，还一定要出一批人才，这样才有后劲。

主持人：肖民后来做了深圳地铁总经理，朱敢平现在是天津轨道交通集团总工程师，北京城建设计发展集团股份有限公司总工程师杨秀仁当年也在您的项目组。

史玉新：他一分配就到三院，正好跟我做地铁项目。他在西单给我做的第一个计算就是用格栅钢架做竖井，现在叫倒挂井壁，当时用格栅钢架用喷锚支护，也是做的第一个矩形的断面，那两个通风井都是他算的。

主持人：杨秀仁现在也是设计大师了。您是做地下工程，暗挖为主。暗挖在施工过程中会经常发生一些意想不到的情况，您有没有经历过？

史玉新：我遇到的最大问题就是地下水。暗挖法遇到地下水，有的岩溶水，很头疼，像大连地铁，它有岩石，有些可溶岩都有地下水、岩溶水。地下工程遇到水如果处理不好，会带来好多后患，比如道床隆起。更头疼的是地下水处理起来非常难，要想堵很难，不堵又不行，城市里整天往外大量排水。后来我建议大连地铁把水利用起来，水也是资源，岩溶水有的非常好，在地下做几个大水窖，把它作为市政用水，应该挺不错。当年可能不缺水，但这些年水资源的重要性越来越重视。

主持人：您对现在的地铁建设有什么想法？

史玉新：轨道交通看来是一个国家少不了的，尤其是现代化的大城市，我估计将来轨道交通在繁华大城市做恐怕越来越难，到郊区没什么难度。现在的技术水平要比30年前先进多了，设计理念也不一样，可能需要更先进、可靠的设备，才能解决那些设计难度、施工风险比较大的工程。

现在都提智能化建造，我觉得从工程角度来说，也很需要。将来城轨交通穿高铁线路肯定要穿，用什么方法穿？现在每个城市都面临这个问题。用大数据，加上人工智能等，把整个关键工序把握好，对建成高质量的轨道交通非常必要。

主持人：您说的非常对，智能建造是未来一个很重要的课题。好在我们国家的设计和建设的水平能力、手段都在快速提高，建成了这么多举世瞩目的大工程。这一切都离不开我们那些“吃螃蟹”“摸着石头过河”的老一辈。