解決這一難題的辦法有兩種，一是建高架鐵路；二是建設(shè)地鐵。但是，建設(shè)高架鐵路投資大，而且還要占據(jù)地面相當(dāng)大的空間。因此，人們還是對(duì)建造地鐵感興趣。
英國(guó)在世界上首先建設(shè)了地鐵。那是在 1860年正式開(kāi)工建造地下鐵路的。但是，英國(guó)最早的地鐵實(shí)際上應(yīng)屬于1822年建成的1.8千米地下隧道。
1822年，英國(guó)人斯蒂芬遜決定在利物浦和曼徹斯特之間敷設(shè)鐵路，供“火箭號(hào)”機(jī)車(chē)行駛。但是，鐵路沿線居民和害怕被火車(chē)搶走生意的馬車(chē)主強(qiáng)烈反對(duì)修建這條鐵路。因此，鐵路不得不改變線路，繞遠(yuǎn)在沼澤地上通過(guò)。尤其是在利物浦市，反對(duì)修建鐵路的人更多。由于不能在市內(nèi)修建，不得不開(kāi)挖1.8千米的地下隧道供火車(chē)行駛。
這一段供火車(chē)通過(guò)的地下隧道，雖然算不上真正的地鐵，但是在地鐵的發(fā)展史上還是占有一定位置的。正是由于這件事，才使發(fā)明地鐵的英國(guó)人認(rèn)識(shí)到，火車(chē)在地下行駛完全是行得通的，它為火車(chē)開(kāi)辟了新的通路。
那時(shí)，英國(guó)也為地鐵施工創(chuàng)造了條件。當(dāng)時(shí)有個(gè)叫布魯納的英國(guó)人，在倫敦的泰晤士河下面開(kāi)挖了隧道，采用的是一種“盾構(gòu)法”施工的，即通過(guò)在地下深處安裝圓管不斷掘進(jìn)的辦法。這條隧道是1825年竣工的。1860年倫敦地下鐵路開(kāi)工時(shí)，人們也準(zhǔn)備用盾構(gòu)法修建地下鐵路。
1863年，英國(guó)的地鐵工程首先完成了從倫敦的福靈斯頓站到畢曉普站的6千米區(qū)段。那時(shí)，還沒(méi)有發(fā)明電力機(jī)車(chē)，所以地鐵也用的是燒煤的蒸汽機(jī)車(chē)。
這種蒸汽機(jī)車(chē)在行駛時(shí)，搞得地鐵隧道里煙霧彌漫，不僅熏黑了車(chē)站和車(chē)廂，乘客們也滿身煙塵。盡管如此，倫敦市民還是愿意乘地鐵。他們認(rèn)為，地鐵方便，速度快。因此，倫敦的地鐵利用率很高，并促使地鐵線路不斷擴(kuò)展。到1883年，倫敦已建成了32千米的環(huán)形線地鐵。
到了1890年，德國(guó)和美國(guó)先后制成了性能優(yōu)良的電力機(jī)車(chē)。隨后，電力機(jī)車(chē)很快用于地鐵。法國(guó)巴黎由于也為城市交通問(wèn)題所困擾，便立即投入修建使用電力機(jī)車(chē)的地鐵。當(dāng)時(shí)，為了迎接1900年萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)在巴黎舉辦，便加速施工。結(jié)果，在博覽會(huì)舉辦時(shí)，巴黎地鐵如期通車(chē)。這是世界上最早使用電力機(jī)車(chē)的地鐵。與巴黎幾乎同時(shí)，德國(guó)也在柏林開(kāi)挖地鐵，并于 1900年竣工。
美國(guó)在制成電力機(jī)車(chē)后，于1898年開(kāi)始在波士頓修建地鐵，并于1904年通車(chē)，從而代替了喧鬧的高架鐵道和不合時(shí)宜的鐵道馬車(chē)。
紐約和巴黎在地鐵施工中，由于地下都是堅(jiān)硬的巖石的地質(zhì)構(gòu)造，所以不能使用英國(guó)的盾構(gòu)施工法，而采用先在巖石上開(kāi)小洞，再進(jìn)行擴(kuò)大的施工辦法。而德國(guó)柏林卻是松軟的砂土地質(zhì)構(gòu)造，因此先開(kāi)挖路面，再采用沉箱法施工。
到了20世紀(jì)初期，世界上已有19個(gè)城市開(kāi)通了地下鐵路。此后，有許多國(guó)家都在籌建地鐵。例如，前蘇聯(lián)的地鐵建設(shè)雖然起步較晚，但有利之處是，可吸收各國(guó)經(jīng)驗(yàn)，研究各種不同的地鐵施工技術(shù)，采用適合自己的方法進(jìn)行施工。于1932年開(kāi)工修建的莫斯科地鐵，在第二次世界大戰(zhàn)期間，為了當(dāng)防空洞使用，仍在繼續(xù)施工，完成了6千米。如今的莫斯科地鐵，是世界上最豪華地鐵之一。
世界上最早建成地鐵的英國(guó)倫敦，現(xiàn)已有地鐵400多千米，居世界首位。其次是紐約，有380多千米。第三是巴黎，有近200千米。
鐵路機(jī)車(chē)
鐵路運(yùn)輸是19世紀(jì)20年代發(fā)展起來(lái)的，它的前驅(qū)是英國(guó)17世紀(jì)的木軌和18世紀(jì)的鐵軌上的手推和馬拉車(chē)輛運(yùn)輸。1802年英國(guó)人特里維西克制成3.5個(gè)大氣壓的“高壓蒸汽機(jī)”及第一臺(tái)實(shí)驗(yàn)性蒸汽機(jī)車(chē)，在默瑟爾和加爾第夫之間的鐵路上行駛了14.5公里。1815年他又制成了7個(gè)大氣壓和熱效率超過(guò)7%的蒸汽機(jī)車(chē)，功率在100馬力之上，為后來(lái)斯蒂芬遜完成火車(chē)的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。
1814年拿破侖侵英戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，馬車(chē)不能適應(yīng)戰(zhàn)時(shí)運(yùn)煤的需要，斯蒂芬遜研制成從煙囪排蒸汽以使鍋爐鼓風(fēng)燃燒的機(jī)車(chē)。載 30噸煤每小時(shí)行駛6.4公里。到1825年9月，他終于制成可供使用的蒸汽機(jī)車(chē)，每小時(shí)可行駛24公里，載重90噸，從而完成了火車(chē)的發(fā)明。
1826年至1830年9月，斯蒂芬遜和他的兒子一起制成第一臺(tái)載客運(yùn)輸火車(chē)“火箭式”，在競(jìng)賽中獲勝，從此開(kāi)始了蒸汽機(jī)車(chē)鐵路運(yùn)輸?shù)臅r(shí)代。1872年英國(guó)開(kāi)始普及有座位的車(chē)廂，正式出現(xiàn)運(yùn)客火車(chē)。
鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展將軌距的標(biāo)準(zhǔn)提到日程上來(lái)，至今國(guó)際通行的標(biāo)準(zhǔn)軌距就是19世紀(jì)30年代英國(guó)人布魯內(nèi)爾提出來(lái)
