地铁

地铁（正體）

本文介绍建设于地底下的轨道系统：

关于城市轨道系统的总称，详见“城市轨道交通系统”。
关于美国黑奴的逃亡路线，详见“地下铁路 (秘密结社)”。
关于一种铁路运输立体化的方式，详见“铁路地下化”。
关于台湾铁路管理局营运路线的地下化工程，详见“台铁地下化”。

西班牙地铁

美国地铁车厢内

东京地铁的地道

地铁，通常指地下铁路，亦简称为地下铁，狭义上专指在地底运行^[1]为主的城市铁路系统或捷运系统；但广义上，由于许多此类的系统为了配合修筑的环境，可能也会有地面化^[2]的路段存在，因此通常涵盖了都会地区各种地底与地面上的高密度交通运输系统^[3]。因此，地铁绝大多数是路权专有的，车辆并不具备进入标准混行地段的能力（小半径曲线最小到20米半径，陡坡最大到8%，可无闭塞运行），这也是地铁区别于轻轨交通系统的根本性的标志。地下铁路的例子有：港铁的观塘线、荃湾线、港岛线、将军澳线，台北捷运红线、蓝线、绿线、橘线及台湾铁路管理局的各地下化路线等^[4]。地上铁路的例子则有：港铁的东铁线、东涌线、西铁线、马鞍山线、迪士尼线，伦敦地上铁等等。

历史

世界上首条地下铁路系统是在1863年开通的伦敦大都会铁路（Metropolitan Railway），是为了解决当时伦敦的交通堵塞问题而建。当时电力尚未普及，所以即使是地下铁路也只能用蒸汽机车。由于机车释放出的废气对人体有害，所以当时的隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。

到了1870年，伦敦开办了第一条客运的钻挖式地铁，在伦敦塔附近越过泰晤士河。但这条铁路并不算成功，在数月后便关闭。现存最早的钻挖式地下铁路则在1890年开通，亦位于伦敦，连接市中心与南部地区。最初铁路的建造者计划使用类似缆车的推动方法，但最后用了电力机车，使其成为第一条电动地下铁。早期在伦敦市内开通的地下铁亦于1905年全数电气化。

1896年，当时奥匈帝国的城市布达佩斯开通了欧洲大陆的第一条地铁，共有5公里，11站，至今仍在使用。

法国巴黎的巴黎地铁在1900年开通，最初的法文名字“Chemin de Fer Métropolitain”（法文直译意指“大都会铁路”）是从“Metropolitan Railway”直接译过去的，后来缩短成“métro”，所以现在很多城市轨道系统都称metro。俄罗斯的地铁也顺理成章，只是改用了西里尔字母，称为Метро。

地铁施工

明挖回填法的案例——台北地铁松山线。

在地底下挖隧道并不是一件容易的事，而且需要极大量的金钱和时间，至少也要好几年才能完成。

明挖回填

主条目：明挖回填式隧道

最简单直接的方法是明挖随填（明挖回填）。这种方法一般是在街道上挖掘一条大沟渠，然后在其内铺设轨道、建造隧道结构，隧道有足够的承托力后才把路面重新铺上。

除了道路被掘开，其他地下结构如电线、电话线、水管等都需要重新配置。

建这种隧道的物料一般是混凝土或钢，但较旧的系统也有使用砖块和铁的。

钻挖法

主条目：钻挖式隧道

另一种方法是先在地面某处挖一个竖井，再在井底挖掘隧道。最常见的方法为使用钻挖机（潜盾机，盾构机），一面挖掘一面把预先准备好的组件安装在隧道壁上。对于建筑物高度密集的地方或无法进行明挖法的区域（如水域），钻挖法甚至是唯一可行的建造方法。

这种方法的优点是对街道交通或其他地下设施的影响非常小，甚至可在水底建造（伦敦、纽约、香港和首尔等都市的城市轨道系统都有很多越过河流或海港的隧道）；隧道的设计也有较多的创作空间，例如车站会比站与站之间的隧道高一些，有助列车离站时加速以及进站时减速。

但这种挖法也不是没有缺点的，除了成本较高之外，也经常需要留意地下水的影响；另外在一些较硬的岩层开挖，可能需要炸药。地下空气供应问题甚至隧道坍塌亦有可能造成工人伤亡。此外，对于建筑高度密集的地方，挖掘时除了要留意避免对工地四周的建筑结构造成影响以外，有时亦要统筹所在的公用事业，把地底的输水、输电管线迁移，以便腾出地方来兴建列车通道。

供电方式

一般而言，为减低隧道建造成本，大多地下铁会选择使用第三轨供电方式，不过并非绝对。

地铁的供电方式主要如下：

第三轨

在原有两轨路线侧边新增轨道带电，车辆则利用集电靴获得电力；电流经车轮和运行轨道回到发电厂。

第四轨

原理同上，除了原有车轮支撑导引用轨道外，另外增设两条轨道各供应直流电正负两极，或者供应三相交流电，但不如第三轨式经济，故不常见。

架空电缆

电力由架空电缆提供，车辆则利用集电弓获得电力，有时亦会以车轮经过轨道将电流带回发电厂。使用架空电缆供电的地下铁，电缆设置会非常低，几乎触及车顶，以减少隧道高度，从而减低建造成本。

由于上述原因，地下铁均会使用设备较简单的直流供电，令车身可以较低矮，隧道同以造得较低。

优点和缺点

优点

节省土地：由于一般大都市的市区地皮价值高昂，将铁路建于地底，可以节省地面空间，令地面地皮可以作其他用途；
减少噪音：铁路建于地底，可以减少地面的噪音。
减少干扰：由于地铁的行驶路线不与其他运输系统（如地面道路）重叠、交叉，因此行车受到的交通干扰较少，可节省大量通勤时间。
节约能源：在全球暖化问题下，地铁是最佳大众交通运输工具。由于地铁行车速度稳定，大量节省通勤时间，使民众乐于搭乘，也取代了许多开车所消耗的能源。

缺点

建造成本较高：由于要钻挖地底，铁路的建造成本比建于地面高昂。

安全性

虽然地铁对于雪灾和冰雹的抵御能力较强。但是对地震、水灾、火灾和恐怖主义等抵御能力很弱。由于地铁的构造，而导致极易因为这些因素发生悲剧。为此自地铁出现以来，工程师们就不断持续研究如何提高地铁的安全性。

地震

地震可以导致行进中的车辆出轨，因此地铁都设计有遇到地震立即停驶的功能。为防止地铁地道坍塌，处于地震地带的地铁结构必须特别坚固。

水灾

由于地铁内的系统低于地平线，而导致地上的雨水容易灌入地铁内的设施。因此地铁在设计时不得不规划充分的防水排水设施，即使如此也可能发生地铁站淹水事件。为此在发生豪雨之时，地铁车站入口的防潮板和线路上的防水闸门都要关闭。一个知名的例子是台北捷运在纳莉台风侵袭时曾经发生淹水事件。

火灾

在以前，人们不太重视地铁站内的防火设施，车站内一旦发生火灾，瞬间就会充满烟雾，而引发严重的灾祸1987年 11月18日，英国伦敦地铁国王十字圣潘克拉斯站发生火灾，导致31人死亡。产生火灾的原因之一是因为伦敦地铁内采用了大量木质建筑。因此，日本地铁部门规定在地铁站内禁烟来避免火灾。

2003年 2月28日，韩国大邱广域市的地铁车站因为人为纵火而产生火灾，12辆车厢被烧毁，192人死亡，148人受伤。这次火灾产生如此严重死伤的原因除了车厢内部装潢采用可燃材料之外，车站区域内排烟设施不完善也是重要因素，加上车辆材质燃烧时产生了大量的一氧化碳等有害物质，而导致不少人中毒死亡。

恐怖袭击事件

1995年 3月20日在日本东京奥姆真理教发动了东京地铁沙林毒气事件。
2001年 9月11日在美国纽约的911恐怖袭击事件中，地铁虽然没有成为恐怖主义者直接攻击的目标，但是倒塌了的世贸中心大楼(WTC)的正下方有地铁车站，而地铁车站也因为建筑的倒塌而被破坏，部分人因此死亡。
2005年 7月7日在英国伦敦发生了爆炸事件。地铁正成为恐怖主义者攻击的目标。

地铁空气之压力

地铁因列车在隧道内高速移动，可能产生隧道及车厢内之压力剧烈改变，而造成旅客不舒适之感觉，或者影响设备之使用寿命，其压力改变之现象可详活塞效应。地铁因列车高速移动产生之压力波若传抵隧道出口，将产生隧道口微压波噪音，干扰附近住民安宁。

地铁之最

参见：世界城市轨道交通年乘客量列表及世界城市轨道交通车站数列表

最深的地铁

有些城市的土质不稳，或者为了战略需要，隧道要挖得特别深。俄罗斯圣彼得堡地铁一般都超过100米深。

然而，世界最深的地铁车站并没有定论。圣彼得堡本身的其中三个地铁车站都有可能是全世界最深的；俄罗斯莫斯科地铁和乌克兰的基辅地铁都各有一极深的站，两站都是建在山丘底下。朝鲜平壤地铁亦有一地铁站能角逐此位，它的最深处达地下200米，平均深度亦达100米。

注释

^ 地底──包括过海隧道的路段在内。
^ 地面──已包括高架及隧道的路段在内。
^ Urban Mass Transit: The Life Story of a Technology，2006，Greenwood Press，ISBN 978-0313339165
^ 在台湾，“地下铁路”一般系指台铁的地下化铁路线，属重型铁路；至于城市轨道交通系统（香港、中国大陆等地称为“地铁”）在台湾则称作“捷运”。

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