到2024年1月為止，全國地鐵的總長度已經 超過了8548公裏 ！
光是北京地鐵現在總共有836公裏長，有490個站點。上海的地鐵更是厲害，包括磁浮線在內總共有831公裏長（不算金山鐵路），一共有508個站點，過去十年在全球的地鐵網路中都是領先的。
中國在地下挖了那麽多「長龍」，挖出來的土恐怕都夠堆成一座巨山了。 但為何每個城市修地鐵的時候，我們都看不到土被運出去？它們究竟被移動到哪裏去了？
修一座地鐵要挖出來多少泥土？
有時候，一個地鐵隧道就要挖掉 數千立方米甚至數萬立方米 的土。對比一下，一個普通的住宅樓地基挖土才幾百立方米。
數千立方米的土壤挖掘量，簡直就是把數十棟樓房的地基都挖了個遍。而如果是數萬立方米，那就更不得了了，差不多是數百棟樓房的地基挖掘量加在一起。
如果把這些土都堆起來，數千立方米的可堆成了一個小山丘。而數萬立方米的土堆起來，差不多跟城市邊緣或者鄉村裏常見的自然山丘有得一拼。
管理這些挖出來的泥土，可是個超級大的工程。今天，我們就來當一回地鐵施工工程師，走進這個神秘的地下世界，看看地鐵工程的全貌。
就以北京地鐵10號線為例。北京地鐵10號線穿越的地質條件十分復雜，包括軟土、砂土、粘土以及巖石等多種地層。別看北京現在是個平原，其實地下有古老的山脈、河流沖下來的泥土，還有多次火山噴發留下的痕跡，一層一層地疊加在一起，交錯復雜，形成了我們現在看到的復雜巖層。
北京地鐵10號線不僅要穿過這些復雜的平原地層，還可能遇到一些淺層的山區地質結構，有些地方地下水到處都是，水位還時常變化，這對地鐵施工中挖土、挖隧道等工作都有不小的影響。這些地層各有各的特點，地層復雜，挖掘時就得特別小心，生怕挖到不該挖的地方。
而且，挖出來的土和石頭也不一樣，有的輕有的重，有的容易處理有的難。許多人以為只要把這些土運到指定地方倒掉就可以了，但是因為挖出來的土太多了，特別是地鐵這種大工程，把所有挖出來的土壤都立馬運走，這事其實不太現實，所以運土和倒土得同時進行，得一直忙個不停。
如何處理地鐵挖出來的土？
把地鐵挖出來的土壤都立即運走為什麽不現實？首先，成本太高了。要運走那麽多土，得用多少重型機械和物流車輛，費用一下子就上去了。時間也是個大問題。把土都運走，那施工時間就得拖長，計畫就得延期，成本還得增加。
所以，我們想到了一個辦法：我們會在施工現場附近找個地兒，把挖出來的土暫時堆在那兒，這就是大家說的「渣土堆」。這些渣土堆就像個臨時倉庫，讓我們有時間想想怎麽處理這些土。
我們會對挖出來的土進行各種測試和研究，看看不同的設計和施工方式會不會影響到土堆的穩定性和破壞模式。研究發現，地鐵計畫裏挖出來的土壤，有高達90%是可以回收或再利用的。
浙江科技大學在2022年就做過一個研究，在杭州的一個地鐵工地上，用挖出來的土造了一座小山專門研究「渣土堆」。研究發現如果這座小山堆得特別講究，高度28公尺，坡度1:2.75，每層土厚1公尺，每天堆0.5公尺，則山坡很穩定，還能多存點水，比原來的設計多存了20.01%的水。而且工期還縮短了30.25%。
以下是某新建地鐵路線挖出和處理大量土壤的時間線。首先，在挖土之前的一至六個月（第1月到第6月），計畫團隊會檢查這些土壤，看看它們有沒有被汙染，土壤顆粒大不大，以及它們的地質特性怎麽樣。他們會用專業的機器和方法來測試這些土壤。
接著從第六月開始，挖掘團隊會進入現場，並把土壤分類。一類是可以再利用的，一類是不能再利用的。
對於可以再利用的土壤，他們會進一步篩選和處理，把裏面的雜質和不好的東西去掉。而那些不能再利用的土壤，他們會按照法規要求，送到專門的垃圾填埋場去處理。土壤處理時間一般持續一至兩年。
如果土壤品質過關，就可以考慮再次使用它或者進行回收，重新用在回填、綠化或者其他的建設工作中。地鐵計畫裏，那些處理過的土壤為什麽我們普通老百姓一般看不到呢？首先，地鐵施工的現場都是封閉的，只有工作人員和特定的人員才能進去。
其次，土壤的處理和再利用，整個過程通常都是運土和倒土同時進行，並且是在專門的設施裏完成的。
最後，處理過的土壤有很多用途，比如回填到挖出來的坑裏，或者用於綠化等等。這些用途分散在施工的各個階段或者不同區域，土壤表層的變化也不是那麽明顯，所以我們也就不容易察覺到了。
挖掘地鐵隧道的各種門門道道
說完地鐵計畫挖掘出來的土壤，再來說說挖泥土這事。
一般來說，地鐵隧道的開挖是地鐵工程中最重要的施工階段之一，可能需要1到2年的時間。以前挖掘地鐵隧道都是人工挖或者放炸藥，但現在技術進步了，我們主要用隧道掘進機（TBM）以及盾構挖掘機進行挖掘。
隧道掘進機（TBM）更擅長在巖石地層裏工作，特別是那種硬硬的巖石；
盾構挖掘機在隧道路線很長、埋得很深的情況下工作起來更有效率，也更省錢。盾構挖掘機很特殊，它一邊挖隧道，一邊就鋪好了支撐隧道的「盾」，這個「盾」就是那些支撐性的管片。
由於能夠在巖石地層中掘進、穿越堅硬的巖石開辟通道，隧道掘進機（TBM）經常被稱為「穿山甲」。
而對於盾構挖掘機，由於它在掘進的同時構建隧道的支撐結構，我們可以將其形容為「蜘蛛」。蜘蛛織網，這種構建與支撐同時進行的特點與盾構挖掘機在掘進過程中同時鋪設支撐性管片的過程相似。
盾構挖掘機前進的動力，來自於那些強大的液壓千斤頂。在地下工作時，無論是土還是石頭，它都能輕松打碎。打碎的土和石頭會被盾構挖掘機內部的傳送帶或其他裝置運回到地面上。盾構挖掘機不斷向前挖掘，同時它會在後面迅速安裝上已經預制好的混凝土管片。
這些管片就像隧道的「磚塊」，它們緊密地連線在一起，形成了一個堅固且防水的隧道墻壁，就像給工人和裝置穿上了一層鎧甲，保護其免受周圍環境的威脅。這些管片都是在工廠裏按照非常高的標準制造的，由它們組成的隧道既堅固又安全。
挖掘地底的難點在哪兒？
地鐵施工最麻煩的就是地下環境，狀況百出，讓人措手不及。
雖然工作人員會提前做很多地質調查，但地下深處總是藏著一些未知因素。比如，突然碰到斷層、裂縫，或者軟土、含水層什麽的，這些都會讓挖掘工作變得困難。
在城市裏挖隧道更是個技術活，得避開各種建築、水電路線和交通網路。我們得在它們周圍或下面施工，還不能影響它們。
地下空間那麽小，通風又不好，這給裝置和材料運輸帶來了很大麻煩。隧道襯砌的結構完整性也很重要，稍微有點偏差都可能影響地鐵的安全和使用壽命。
廣州地鐵11號線沙河站施工區域的地面塌陷事故，就是其中比較有代表性一起，造成了3人死亡。沙河站那個地方，地面上有很多建築、交通路線、地下管道，還有繁忙的服裝批發市場，人和車都特別多。這些都讓地質勘探工作變得很困難，沒法詳細地研究那塊地方的地質情況。
加上沙河站隧道頂部那層巖石，也是風化得很厲害的砂礫巖。這種巖石有很多裂縫，有些地方還藏著溶洞。這樣一來，整個圍巖（也就是隧道周圍的巖石）就變得很不穩定了。這些不利因素都疊加在一起，讓透水坍塌的風險變得特別高，最後就導致了廣州地鐵11號線沙河站施工區域地面塌陷的事故。
中國地鐵建設的成本到底有多少？
中國地鐵建設的成本，這可真是因城而異、因線而異，地形復雜程度也影響很大，采用的技術也有講究。
一般來說，修一公裏地鐵得花7億元到15億元不等。這裏頭包括了挖隧道、建車站、鋪軌域、訊號系統，還有各種基礎設施的費用。
那修整個地鐵系統到底得多少錢呢？這個也得看計畫大小。
比如，一個中等規模的地鐵系統，大概100公裏軌域、80個車站，成本大概在700億元到1500億元之間，但這些都是個大概的數，具體計畫還得具體看。因為通貨膨脹、技術進步或者計畫範圍調整，這些成本也可能會有變化。
地鐵是城市基礎設施的重要一環，對經濟、社會和環境都有好處。營運成本，中國軌域交通企業的平均花費是每公裏大概1126.15萬元。像北上廣深這樣的大城市，因為地鐵系統已經營運了很長時間，現在到了大修和更新的階段，所以它們的營運成本會更高，每公裏甚至超過了1500萬元。
根據一些報道和數據，中國已經開通地鐵的44個城市中，真正盈利的只有5個，其余39個城市都是在虧本營運。這些成本包括了電力消耗、裝置的日常維護和修理、員工們的薪資，還有安全監控的費用等等。
不同城市的地鐵路線長度不同、乘坐的人數也不一樣、營運效率有高有低，所以營運成本也會有差別。
為什麽有的城市明明虧本還要修地鐵呢？原因有這麽幾個： 城市發展快，人口多，地鐵系統能讓城市更緊湊，減少大家開車的需求，緩解城市向外擴張的勢頭，給居民提供更實惠的出行方式。
簡單來說，地鐵一通，交通就方便了，大家就能享受到更好的生活，也有更多的賺錢機會。
近年來，像北京、上海、深圳、杭州和廣州這些沿海城市的公共交通使用量都在漲，通勤的人多了幾十萬。現代化又安全，地鐵系統是公共交通現代化的標誌，也更安全。雖然一開始投資很大，但長期來看，地鐵的好處往往超過成本。
所以還是得感謝國家和政府投資建造方便大家出行的地鐵啊！
參考資料：
土木工程施工工藝：隧道及地鐵工程 中國鐵道出版社 2013
城市穿行著-地鐵那些事 機械工業出版社 2020
