参与地铁开创
（一）北京地铁
1959年8月，我从苏联获得副博士学位后回到祖国，在北京留苏预备部接受了2个月的国内形势教育，了解了国内******的形势。10月回到唐山铁道学院工作。当时北京地铁正处在筹建阶段，由铁三院负责设计，铁道部北京地铁工程局负责施工。陈志坚、史晓昭两位领导得知我回国后，即与唐院领导商议，要我到铁三院或地铁工程局工作，或做他们的顾问。经商议后，校方同意我抽部分时间到铁三院和地铁工程局协助工作，并担任他们的顾问。因当时唐院本科生学制由4年改为5年，故专业课均推迟1年，我在校工作不忙。
当时铁三院已按中央确定的深埋方案进行设计，而设计中最重要的先决条件之一就是要制定区间隧道的限界。当时铁三院史晓昭院长提出要我来完成这项任务。我立即在唐院组织车辆、供电、结构等有关专业的教师共同研究，参照铁路隧道限界和莫斯科地铁限界制定方法，确定了北京地铁区间隧道的限界。
北京地铁工程局正在木樨地试验段工地用管柱围幕方法修建竖井，井深达120米，工地负责人徐应坤工程师向我咨询用乌卡斯（YKC）冲击钻机做围幕，在苏联曾发生过什么问题，我提醒他说冲击钻孔精度差，施工中可能会出现“裤衩”现象，在开挖过程中极易涌水淹没工作面。果然在后来的开挖过程中就出现了这个问题，还淹埋了两个工人。
北京地铁工程局还在公主坟试验段工地用沉井法修建了另一座竖井，井深也是120米，工程负责人是孟传德工程师，沉井施工进行得很顺利。开挖两竖井的目的是准备从一座竖井拼装盾构后推进到另一竖井，以检验盾构性能及其对北京地质条件的适应性，同时也是为了培养盾构施工人员，并积累工程经验。
盾构机是在宋家庄机械厂（现在的北京地铁车辆厂）按照苏联专家指导设计的施工图制造的。莫斯科盾构机是铸钢结构，比较耐用，可以推很长距离，而其他国家的盾构机多采用焊接构件拼装结构，只能推10千米左右。根据苏联专家的意见，决定采用铸钢构件，故在宋家庄机械厂建造了一座铸钢车间，同时在北京昌平建造了一座钢筋混凝土管片工厂。我应邀向他们详细讲解了莫斯科地铁所用的钢筋混凝土管片的制造方法，还特别强调了一定要用振动台振捣，质量才能有保证，而用插入式振捣器难以保证管片的密实度。
1960年初，我带领56级地铁专业学生到北京地铁结合工程实际进行现场教学和毕业设计。由于当时北京地铁是战备保密工程，只批准了19名学生参加，其中有铁道兵派到唐院学习的干部，其中4人后来调到北京地铁工作，教师只有我1人，真有些忙不过来。幸好后来谢锦昌同志从苏联回国后也加入进来。王梦恕当时是他们班的班长，也协助我做了一些组织和后勤工作。当时毕业设计主要是针对深埋的三拱立柱式车站和三拱塔柱式车站，车站柱子的断面面积按深埋考虑需大于3米×3米。故北京地铁工程局的陈志坚局长和铁三院的史晓昭院长还要我认真考虑深埋方案存在哪些重大技术问题，要采用什么方法解决。
我把在苏联从莫斯科地铁设计总院总工程师巴莱西尼科夫那里了解到的有关深埋车站设计和施工中存在的主要问题向史晓昭院长和陈志坚局长做了详细的介绍，自己也再次认真、深入地思考后，感觉深埋方案在工程实施过程中确实有很多问题，很难解决。首先，由于北京的工程地质和水文地质情况复杂，根据当时国内的技术条件，施工中遇到的深层地下承压水无法处理；由于在核爆冲击波作用下，地层不可能形成自然拱，100米的土层荷载压下来，结构承受的荷载太大，车站立柱的断面要3米×3米，很难保证安全。其次，埋深100米的自动扶梯长要200米，世界上还没有这么长的自动扶梯。基辅埋深100米的车站自动扶梯用了两部，在斜井中间要设置转换厅，施工难度很大。深埋地铁的造价也非常高，估算每千米要1亿元（当时1亿元相当于现在的几十亿元）以上。而浅埋地铁每千米造价仅为2000多万元（北京地铁1号线一期工程结算每千米造价就是2200多万元）。无论是作为人民防空工程还是作为交通运输工具，深埋方案都存在一系列国内很难解决的技术难题。我便向北京地铁工程局局长陈志坚、铁三院院长史晓昭两位领导再次提出，并写了长达20页的书面报告，这份报告可能还保存在北京地铁的档案中。但他们两位说深埋方案是中央的决定，不能改变，以前有些人也提过类似意见，还受到了批评。当时学校和社会上正在进行“反****”运动，反对中央的决定弄不好会被扣上“****机会主义”分子的帽子，太可怕了，建议我不要再提，也不要对其他人包括唐院的师生提起。但我感到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。作为一个共产党员，对涉及人民利益的大事，有必要将自己的意见向上反映，以便中央能做出科学合理的决策，故坚持希望要向上级领导反映。陈志坚同志只得向杨成武总参谋长反映了情况，于是1960年1月在市政府大楼的会议室杨总参谋长及有关领导听取了我的汇报。汇报后，杨成武还详细询问了莫斯科地铁战备的防护情况，深埋100米的地铁在运营时还存在什么问题。后来在新建的火车站贵宾室我还向铁道部副部长武竞天做过汇报。1960年2月16日，接陈志坚局长电话，叫我马上坐飞机去广州，有人接送，我意识到有紧急重要任务。
2月17日早上7点，地铁工程局张司机送我到西郊机场后，就有一位空军军官陪同我一起登上一架可乘坐多人的军用飞机，他告诉我他是专门接我去广州的，他也知道我是搞地铁工程的，还问我一些苏联地铁的情况。因为需要加油，飞机在武汉停了一个多小时，由于有紧急任务在身，虽然只耽误了短短一个多小时，我仍觉得等的时间太长了，飞机到达广州天河机场时已是下午2点多，记得当时铁三院地下铁道处总工程师谢仁德在机场接我，并入住广州珠江宾馆。地铁工程局陈局长和铁三院史院长告诉我：接我来广州的主要任务是协助他们准备北京地铁采用深埋方案存在主要问题的汇报材料，主管全国地铁工程的杨总参谋长建议军委常委会听取这个汇报，并列入军委常委会议事日程。他们两位还谈到，到广州后就在准备汇报材料，但其中有些问题还需要我来深入说明和补充。其实他们在苏联考察（当时我给他们当翻译）5个月，他们都看过，听过介绍，可能印象还不深。我看了他们准备的汇报材料后提了些修改意见，重点是说明地面与地下连接的斜隧道要穿过不同的地层，莫斯科地铁是采用冻结法修建的。隧道埋深50米时，斜隧道长达100米，而基辅地铁有一个车站埋深100米，斜隧道长达200米，分两段修建，中间要设转换大厅，转换大厅和以下的100米斜隧道修建难度很大，施工安全风险也太大。另一方面，运营使用时深埋对战时疏散和平时客运都存在很大问题。我们花了约两天的时间反复讨论、修改汇报稿；与此同时，还见到孙毓贤同志在准备汇报图，他是留苏的大学生，回国后在设计处专门搞防护设计，已有2年时间。
1960年2月20日，地铁工程局陈局长和铁三院史院长向军委常委会做了汇报，会后他们告诉我，讨论结论认为采用浅埋加防护办法为好。
这次广州之行，是我第一次坐飞机，也是第一次到广州，来时匆忙，没有了解广州的气候情况，北京的二月还很冷，所以我穿着棉袄就来了，没想到广州已经穿单衣了，我脱下棉袄，里面就一件破旧的衬衣，感觉很狼狈，想买件衬衣吧，还没有当地的布票，史院长和我身材差不多，就把他的一件新衬衣送给我，我哪儿好意思，关键是布票紧缺，也只在广州借穿了几天。1960年5月16日，陈局长告诉我，中央已决定北京地铁由深埋方案改为浅埋加防护方案。
由于当时上海、广州、沈阳等城市也都是按深埋方案进行设计施工的，听说北京改了，这些城市的地铁也均由深埋方案改为浅埋方案。与此同时，北京地铁工程局仍要求我带隧56级同学继续留在北京做浅埋方案的研究工作。其中主要有两个课题：一是降水；二是挡土结构。
降水方案研究了轻型井点、喷水井点、喷气井点，以及深井泵等试验。试验结果证明，深井泵降水效果较好，降水深度基本不受限制，并延用至今。但大规模的降水施工，将对北京地下水资源造成影响，近年来北京市已严格控制降水施工。此外我们还对基坑的挡土墙结构方案进行了比较研究，当时考虑两种方案：一是传统的工字钢桩加木背板支护；二是地下连续墙。地下连续墙是我在国外期刊上看到的意大利米兰修建地铁中采用的一种先挖槽后浇注钢筋混凝土帷幕用以挡土隔水的先进施工方法，当时称之为“米兰法”。为此，隧56级学生做了抓斗挖槽机的设计并准备加工。关于地下连续墙要深入坑底多深才能阻止地下水进入基坑，即地下连续墙入土深度的问题，还与北京地质学院共同进行了研究，并准备在公主坟到木樨地之间的试验段做试验。
另外，在木樨地试验段工地还做了注浆堵水试验，目的是研究注浆材料、注浆机具、注浆工艺及注浆效果等。1961年11月中央决定北京地下铁道工程暂时下马。上述试验也停止了，但是这些试验研究工作为后续北京地铁的设计和施工奠定了基础。
在此期间，中苏关系恶化，最新的一些国外资料很难得到。我只能将从苏联带回国的一些规范提供给设计院与地铁工程局的领导，作为他们工作中的参考，如《苏联地下铁道设计规范》《苏联地铁防护工程设计规范》《苏联地下铁道结构防水规范》等。后来北京地下铁道的结构和防水设计基本都是参照苏联规范进行的。
（二）上海地铁
1961年8月初，上海隧道局金局长到北京和北京地铁工程局陈志坚局长谈到上海的盾构试验发生了问题，要求帮忙解决。陈局长就介绍我去协助研究解决。
