Проблема создания и использования подземного пространства в крупнейших, крупных и больших городах приобретает все большую ак­туальность в связи с дефицитом свободных территорий, ускоренным развитием массового и индивидуального транспорта. Решение ее ак­туально в плотно застроенной центральной части, а также в отдель­ных общественно-транспортных комплексах массового посещения.

Использование подземного пространства не только облегчает условия пересадок, но и позволяет полностью или частично разгру­зить центральные районы от транспортных сооружений и устройств (гаражи и автостоянки, станции технического обслуживания и автоза­правочные, автобусные вокзалы), транзитных по отношению к центру автомобильных потоков и путей и станций скоростного рельсового транспорта (метрополитен).

Подземное пространство может быть "естественным", расположен­ным ниже поверхности земли, либо “искусственным”, образованным перекрытиями большой площади

Целесообразным является его применение для транспортных, подсобно-вспомогательных и технических сооружений, помещений и устройств, эксплуатация которых не связана с длительным пребыва­нием посетителей и персонала. Сюда можно отнести книгохранилища, автоматические телефонные станции, холодильники, ломбарды, овощехранилища, склады.

Из общественных сооружений с кратковременным пребыванием посетителей можно назвать кинотеатры, магазины, приемные пункты учреждений бытового обслуживания, библиотеки, архивы, музеи. В ряде случаев транспортные сооружение и узлы в центрах крупных городов действуют в тесной взаимосвязи с учреждениями культурно-бытового обслуживания. Возникают так называемые общественно-транспортные центры.

Принципы вертикального зонирования подземного пространства в городе могут быть сформулированы так:

· наиболее близкие к поверхности земли уровни до отметки -4 м отводятся для пешеходов, непрерывного пассажирского транспорта, движущихся тротуаров, автостоянок, местных разводящих инженерных сетей;

· уровни на отметках от -4 до -15 (-20) м предназначаются для трасс метрополитена или другого рельсового транспорта и авто­транспортных тоннелей мелкого заложения, для многоуровневых под­земных гаражей, складов, резервуаров и магистральных коллекторов;

· уровни на отметках от -15 до -40 м отводятся для трасс
рельсового транспорта глубокого заложения, включая городские железнодорожные диаметры.

В зарубежной практике строительства делового центра вне исторического ядра города интересен опыт французских градостроите­лей. Новый крупнейший административно-деловой и общественный центр в районе площади Дефанс (в Париже) находится на продолжении главной городской магистрали, за пределами исторически сложившегося цен­тра города.

Большое внимание при его проектировании было уделено органи­зации путей движения пешеходов и транспорта. Так, весь ансамбль новых сооружений имеет многоярусную композицию и возвышается на гигантской платформе- подиуме, поднятой над поверхностью земля на 15-33 м, протяженностью до 1 км. При этом удачно используется рельеф местности. Таким образом создано до 4-5 этажей подземных и полуподземных уровней.

Главным уровнем пешеходного движения является поднятая над землей и расположенная по верху платформы широкая эспланада, по периметру которой - преимущественно под землей и в нескольких ярусах - "идет транспорт. В четвертом подземном уровне. Проложены экспрессная и местная линии метрополитена объединенные станци­ей. Третий отведен для скоростного транзитного движения автомоби­лей по направлению Париж-Нормандия. Во втором проложены маршруты автобусов дальнего и местного сообщения и сооружен подземный ав­тобусный вокзал. Первый отведен для подъездов к зданиям и выездов на периферийные дороги одностороннего движения с развитыми примы­каниями-развязками. Примерно в том же уровне проходит железная дорога Париж-Версаль, огибающая город с севера и запада.

Проект реконструкции центра Парижа основан на другом. Под садом Тюильри и двором Лувра было предложено построить крупный подземный комплекс сооружений; Такое решение позволяет почти полностью освободить от автомобильного движения район Тюильри и ул. Риволи, набережную р.Сены от Лувра до площади Согласия, а также построить подземные гаражи-стоянки большой вместимости..В ком­плекс подземных сооружений входят гаражи, стоянки, подземные об­щественные сооружения (театры, кинотеатры, кочкой: клуб, закусоч­ные с самообслуживанием, ресторан, торговые галереи/ подсобные и выставочные помещения музея). Устройство подземных скоростных автомагистралей способствует заметкой разгрузке поверхности земли от транспорта.

Проект реконструкции г.Филадельфии предусматривает строительство в центральных районах этого крупного промышленного, торгово-финансового к культурного центра США при сохранении насколь­ко это возможно, исторически сложившегося облика города. Наиболее интересной является реконструкция старейшей его части. Здесь со­здается один из первых в мировой практике многоуровневый общест­венно-транспортный комплекс, в котором, согласно проекту, будут сосредоточены предприятия и учреждения общегородского значения, посещаемые не только жителями города, но и приезжими. Поэтому об­щественный центр должен обслуживаться несколькими видами наземно­го и подземного транспорта.

Главной особенностью плана является максимальное разделение путей движения транспорта и пешеходов. Транспортное движение ор­ганизуется в нескольких уровнях с широким использованием подзем­ного пространства. В нижнем, втором от поверхности, подземном уровне проходят линии метрополитена и скоростная железная дорога мелкого заложения (25 станций). Верхний отведен для пешеходов. Он имеет пешеходные переходы и заглубленные ниже уровня земли световые скверы-дворики со входами в магазины, рестораны, бары и другие торговые предприятия. Этот прием обеспечивает естественное освещение всех расположенных ниже уровня земли учреждений обслу­живания и самих подземных переходов, облегчает условия ориентации, В уровне земли размещается ярус основных торговых помещений, а также так называемый "грузовой" вокзал. Еще выше, над пешеходно- торговым ярусом в уровне второго надземного этажа, запроектирован пассажирский автобусный вокзал. Вверху построены гаражи, техничес­кие и вспомогательные помещения. Все пешеходные уровни связаны эскалаторами и механическими подъемниками. Подъезды легковых ав­томобилей проектируются по всему периметру центра, в уровне городских улиц. Проектом предусматривался 9 крупных автостоянок.

Основные из них расположены у кольцевой, автомобильной скоростной дороги, обслуживающей центр. Въезды и выезды обеспечиваются корот­кими специальными тоннелями, а также системами распределительных улиц и проездов местного движения.

Интересен проект реконструкции центральной пасти крупнейшего города Калифорнии - Лос-Аяджелеса. Новый компактный многоуровне­вый центр должен обслуживаться несколькими видами транспорта. Все движение организовано в четырех уровнях. В нижнем подземном про­ходит линия скоростной подземной дороги мелкого заложения. В рай­оне запроектированы две станции экспресс- метрополитена. В верхнем, подземном располагаются пешеходные переходы, связанные с подземны­ми вестибюлями обеих станций. Вдоль улиц проектируется строитель­ство подземного транспортного тоннеля протяженностью около 500 м. Под площадью Першинг-сквер сооружен трехэтажный гараж. Главной особенностью плана реконструкции является создание пешеходных меж­квартальных бульваров в двух уровнях - улицы и поднятых на высоту 5 м над землей бульваров-эстакад, которые имеют большую протяжен­ность, до 7 км, и проходят не только по основным улицам, но и внутри кварталов, обеспечивая удобный и быстрый доступ в магазины рестораны, центральный автобусный вокзал, общественные и другие здания. Все уровни пешеходного движения связываются лестницами, пандусами, эскалаторами, исключительно по которым осуществляется подъем пассажиров.

Мощная и разветвленная система подземных пешеходных и транспортных коммуникаций является составной частью реконструкций центра Монреаля (Канада), предусматривающей в центральном районе города возведение крупного комплекса торговых, общественных и обслуживающих учреждений для населения самого Монреаля, а также тяготеющих к нему малых-городов и населенных пунктов; Новый центр создается на месте старой застройки. На его территории - универсальные магазины, гостиницы, кинотеатры, административные здания, рестораны, многоярусные подземные гаражи. По нему проходят глав­ные транспортные маршруты города, три линии метрополитена подземные участки скоростных автомагистралей и две железнодорожные коммуникации. Тем самым создается хорошая связь общественно-тор­гового центра со всеми районами города и пригородами.

Все здания имеют несколько подземных уровней. Верхний представляет собой систему входов в метро, вокзалы и пешеходных переходов, непосредственно связанных со всеми зданиями, автостоянками и гаражами. В переходах центра Монреаля можно встретить многочис­ленные учреждения торговли, фронт витрин которых простирается на многие километры. Таким образом, создается развитый в длину подземный торговый центр нового типа. Для освещения переходов, кафе и магазинов, расположенных ниже уровня земли, проектируются свётовые озелененные дворики и площади с бассейнами и фонтанами. Уровни пешеходного движения соединены эскалаторами и лифтами. Все здания в перспективе будут иметь общий многоуровневый подиум с подземной" нижней частью, В наиболее крупном сооружении - двенадцать подзем­ных ярусов.

Иной подход использован при реконструкции старого центра Хель­синки. В основе - взаимосвязь новых инженерно-транспортных соору­жений с существующей и проектируемой застройкой, городским пейза­жем. Новый общественный центр будет связан с северной и южной час­тями города мощной восьми полосной автомобильной трассой, которая пройдет около железной дороги и частично над ней. Кроме того, на­мечается реконструкция главной существующей магистрали, пропуск­ная способность которой будет увеличена, устройство развязок движения в разных уровнях с подземными тоннелями. Под треугольной площадью проектируется строительство многоярусного сооружения. В подземных уровнях разместятся автостоянки и гаражи, тоннельные пе­реходы, связанные с торговыми и обслуживающими учреждениями. Для организаций непрерывного движения транспорта все магистрали в мес­тах пересечения имеют развязки с кривыми больших радиусов.

Другая часть центра включает в себя административно-деловые здания. Под ними устраивается подземная трехъярусная площадь, час­тично открытая. Наверху проходят скоростные магистрали, ниже расположены автостоянки. Сложная система тоннелей, мостиков и въездных рамп связывает все подземные уровни с поверхностью. На отдельном участке (ниже уровня городских- улиц местного движения) запроектирован центральный автобусный вокзал. Эффективно исполь­зуется подземное пространство в проекте делового центра на Вокзаль­ной площади. Семиэтажные конторские корпуса со всех сторон замы­кают обширный паркинг, приподнятый на высоту второго этажа. Сис­тема торговых помещений в первом этаже и цоколе связывается пас­сажами, соединяющими центр с вокзалом и остановками общественного транспорта.

В Москве одним из первых градостроительных комплексов с использованием подземного пространства явился ансамбль зданий и сооружений на проспекта Калинина. Сооружения и помещения, находящиеся на южной стороне проспекта, занимают два этажа, на которых сосредоточены все складские, подсобно-вспомогательные и инженерно-технические службы, объединенные общим транспортным тоннелем дли­ной 900 м, шириной 9м.Для въездов и выездов удачно приспособле­ны перепады рельефа. Кроме служебного тоннеля с разгрузочными площадками и двухэтажными складскими, техническими и подсобными помещениями, в первом подземном уровне находятся банкетный зал ресторана "Арбат", демонстрационные залы "Дома одежды", большой пивной зал. Под пешеходной зоной южной стороны проспекта заплани­рован трехъярусный подземный гараж-стоянка.

Комплекс подземных переходов торгового центра выстроен в многолюдной центральной части Еревана, на пересечении трех напря­женных транспортных артерий и кольцевого бульвара. Такое решение возникло в связи с необходимостью обеспечения безопасного движения. Создано единое урбанизированное подземное пространство с раз­мещением объектов торговли, общественного питания, культурно-бы­тового обслуживания.

Конюхов Д.С.

Использование подземного пространства. Учеб. пособие для вузов. 2004.

В учебном пособии приводится широкий обзор истории освоенияподземного пространства в различных странах мира, подробно рассматриваются все существующие типы подземных сооружений, экологические аспектыстроительства и использования подземных сооружений. Большое внимание уделено повторному использованию ранее построенных подземных объектов иотработанных горных выработок. Для студентов строительных и архитектурных вузов и факультетов.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Инженерное освоение подземного пространства — это одно из важнейших направлений, обеспечивающих устойчивостьразвития современного общества. Учебное пособие, которое вы держите в руках, предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся понаправлению подготовки дипломированных специалистов 653 500 «Строительство» (специальности: 290 300«Промышленное и гражданское строительство», 291 400 «Проектирование зданий») и бакалавров по направлению 550 100«Строительство». В нём приводится обзор истории освоения подземного пространства в различных странах мира, включая Россию,рассматриваются практически все типы существующих в настоящее время в мире подземных сооружений, даются многочисленные примеры архитектурно-планировочных решений подземных объектов, построенных в последние годы. Отдельное внимание уделяется экологическим аспектам взаимодействия подземного сооружения с окружающей его природной и городской средой, комплексному использованию подземного пространства, а также повторному использованию ранее построенных подземных объектов различного назначения и отработанных горныхвыработок. В книге рассматриваются проблемы надёжности идолговечности подземных сооружений и излагается современная теория рисков применительно к подземному строительству. Подготовка и издание этого пособия стали возможными во многом благодаря постоянной помощи и поддержке деканафакультета Гидротехнического и специального строительства,заведующего кафедрой Подземного строительства игидротехнических работ МГСУ, доктора техн. наук, профессора М.Г. Зерцалова. Автор искренне благодарит рецензентов: докторов техн. наук, профессоров И.Я. Дормана и В.Е. Меркина за ценные советы и замечания при подготовке рукописи.

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы во всём мире всё большее внимание при планировке и застройке крупных городов и городов-мегаполисов уделяется проблемам освоения подземного пространства, атакже строительству подземных объектов за пределами городской черты, обеспечивающих нормальное функционированиекрупных населённых, в особенности промышленных, центров. Такие проблемы, как дефицит городских территорий, постоянный рост населения городов, скопление на дорогах больших масстранспортных средств, неспособность городской инфраструктуры справиться с постоянно возрастающими нагрузками иухудшение экологической обстановки требуют всё более активногоиспользования подземного пространства, в том числе дляразмещения транспортных и инженерных систем, объектов торговли и бытового обслуживания, складов и автостоянок и т.п. Согласно современным исследованиям, в большинстве случаев подземные сооружения, несмотря на значительные затраты при ихвозведении, являются наиболее оптимальными решениями многихвопросов функционирования города.

Подземное пространство города — это пространство под дневной поверхностью земли, используемое как «одно из средств преодоления тенденции расширения города, предмет разработок новых концепций создания и сохранения естественной среды обитания, достижения приоритетов эколого-экономического благополучия и устойчивого развития, создания условийжизнедеятельности людей в экстремальных условиях» [РАСЭ, 1996]. Подземное пространство города включает: подземныетранспортные сооружения, размещение промышленных предприятий и предприятий обслуживания населения, подземные городские сети и сооружения инженерного оборудования, сооруженияспециального назначения. Комплексное освоение подземного пространства (рис. 1) характерно для крупных городов и городов- мегаполисов, в основном, в зонах общегородского центра ицентрах муниципальных районов, в зонах наиболее важныхтранспортных узлов и пересечений, на территориях промышленного и коммунально-складского назначения. Одним из аспектовкомплексного освоения подземного пространства являетсярациональное использование наземной территории, в частности:

строительство зданий и сооружений в условиях стеснённой городской застройки;

сохранение территории зелёных зон и мест отдыха,устройство в сложившейся застройке озеленённых и благоустроенных участков;

повышение художественно-эстетических качеств городской среды, сохранение исторически ценной территории;

сохранение и восстановление уникальных объектовландшафтной архитектуры;

доступность наиболее важных объектов городского значения и мест трудовой деятельности горожан, экономия времени;

улучшение транспортного обслуживания, повышениебезопасности движения, снижение уличных шумов;

сокращение длины инженерных коммуникаций;

защита населения в периоды возможных природных итехногенных аварий и катастроф.

Во всех мировых столицах ведётся активное освоениеподземного пространства. Не являются исключением и крупныегорода нашей страны, в первую очередь Москва иСанкт-Петербург. По сути дела, на наших глазах создаётся новая подземная инфраструктура крупных городов, в ходе проектирования истроительства которой необходимо учитывать целый ряд факторов, и, прежде всего, влияние техногенных процессов на экологию подземного пространства и состояние гидрогеологической среды.

Гиперконцентрация населения, инфраструктуры ипромышленного производства приводит к огромной перегрузкегеоэкологической и гидрогеологической сред крупных городов и вызывает в них необратимые изменения. На территории Москвы подвоздействием техногенных факторов развивается гравитационное идинамическое уплотнение пород, сдвижение пород в массиве,гидростатическое взвешивание и сжатие рыхлых водовмещающих пород, механическая и химическая суффозия. Наиболее активно воздействие города проявляется в поверхностных слоях земной коры на глубинах до 60—100 м, однако, в отдельных случаях, это воздействие может проявляться и на глубинах до 1500—2000 м от дневной поверхности*. Наиболее существенное влияние нагеоэкологическую среду оказывают: воздействие наземнойтехносферы города, создание подземных выработок, откачкаподземных вод, нарушение инфильтрационного баланса грунтовых вод. Нарушение природного баланса грунтовых вод, например,приводит к изменению напряжённо-деформированного состояния породного массива и уплотнению пород в пределах депрессионных воронок, образующихся при водопонижении. Это, в свою очередь, вызывает деформации земной поверхности истановится причиной многочисленных аварийных ситуаций. Всёвышеперечисленное свидетельствует о том, что на территории Москвы протекают значительные изменения геологической среды иприродный ресурсный потенциал уже, практически, не в состоянии обеспечить своё самовосстановление. Примерно 48 %территории города находится в районах геологического риска, 12 % — в районах потенциального геологического риска и лишь 40 %территории характеризуются как стабильные. На настоящий момент «освоение подземного пространства является ключом к сохранению окружающей среды, а такжефактором, оказывающим благоприятное влияние на сохранениесреды обитания человека в крупных городах» [Петренко, 1998].

Этого благоприятного влияния можно достичь за счёт:

— более полного использования подземного пространства, как среды обитания человека;

— расширения области применения «экологичных» способов строительства подземных сооружений;

— контроля за просадками дневной поверхности и ихпредотвращение;

— нестандартных архитектурно-планировочных решений с учётом экологических требований при использованииподземного пространства.

Среди большого количества объектов подземнойинфраструктуры существенная роль отводится системам исооружениям транспортного назначения. К их числу принято относить:

объекты городского скоростного внеуличного пассажирского рельсового транспорта (метрополитен, скоростной трамвай,городская железная дорога);

пересечения городских улиц и дорог в разных уровнях,транспортные тоннели, подводные тоннели, подземные пешеходные переходы и т.д.;

объекты, связанные с хранением и обслуживаниемавтомобильного транспорта (гаражи для постоянного храненияавтотранспорта, гостевые автостоянки-паркинги);

многофункциональные, многоуровневые объекты икомплексы различного назначения, взаимосвязанные с наземнымизданиями, а также сооружениями и устройствами транспортногоназначения с различными формами использования подземногогородского пространства (вокзалы, торговые центры, станцииметро и т.д.).

Среди подземных систем специализированногопассажирского транспорта в городах нашей страны преобладаютметрополитены. В настоящее время метрополитены эксплуатируются истроятся в десяти городах России: Екатеринбурге, Казани,Красноярске, Москве, Нижнем Новгороде, Новосибирске, Омске,Санкт-Петербурге, Самаре, Челябинске, а проектируется — в Уфе. В последние годы всё более широкое распространениезавоёвывает тенденция создания новых транспортных линий,призванных обеспечить связь деловых, культурно-исторических и торговых центров между собой и с районами массовой жилой застройки, расположенными на окраинах крупных городов. Это позволит увеличить скорость сообщения и улучшить качество обслуживания пассажиров. К таким линиям, в первую очередь, относятся «мини-метро», имеющие меньшие размеры туннелей и станций «в свету», более короткие расстояния между станциями, более низкие скорости движения подвижного состава. Дополняя уже существующие сети метрополитена, проектируются системы «метро центра», которые позволяют создавать более удобные связи для внутрицентровых перевозок. Также в Москвепланируется создание сети экспрессных линий метрополитена. Такиесистемы существуют во многих крупных городах мира: Париже, Лондоне, Нью-Йорке и многих других (рис. 2). Интеграцияразличных внеуличных систем рельсового транспорта позволяет приблизить пассажиров к наиболее посещаемым местам города. Каркасом современного города является улично-дорожная сеть, которая также взаимосвязана с проблемами освоения ииспользования подземного пространства. В Москве многиетранспортные пересечения в разных уровнях решены сиспользованием тоннелей. Использование разноуровневых пересечений (вчастности, тоннельного типа) упорядочивает условия движениягородского наземного транспорта, сокращает уровень транспортных шумов и загрязнения воздуха выхлопными газамиавтомобилей, снижает число дорожно-транспортных происшествий.

С подземными транспортными системами непосредственно связана ещё одна градостроительная проблема — организация постоянного и временного хранения автомобильного транспорта. При решении этой проблемы необходимо, сочетая различные приёмы и максимально учитывая всю совокупность конкретных условий, применять новые технологии использованияподземного пространства, являющиеся особенно перспективными дляпереуплотнённых и реконструируемых центральных районовгородов-мегаполисов.

Комплексное использование подземного пространствасдерживает дальнейший рост территорий крупных городов ипозволяет решать совместно градостроительные, транспортные,инженерные и социальные проблемы, улучшатьархитектурно-планировочную структуру городов, освободить поверхность земли от многих сооружений вспомогательного характера, рационально использовать городские территории для жилищногостроительства, создать места отдыха горожан, улучшатьсанитарно-гигиеническое состояние города, сохраняя архитектурныепамятники — эффективно размещать объекты инженерногооборудования и т.д.

1. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИНЖЕНЕРНОГО ОСВОЕНИЯ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА

1.1. Краткий исторический обзор подземного строительства в мире

Освоение человеком подземного пространства началось в глубокой древности. Прототипом подземных сооружений можно считать естественные пещеры и пустоты в скальных породах,используемые нашими предками. Пещера стала первым жилищем человека, защищавшим его от непогоды и хищников. Примерно в

то же время человек начал подземным способом разрабатывать горные породы для получения различных полезных ископаемых. В.М. Слукиным [Слукин, 1991] предлагается периодизация подземных сооружений по эпохам:

1) поздний палеолит и неолит (до 4 тысячелетия до н.э.);

2) древний мир (4 тысячелетие до н.э. — IV вв. н.э.);

3) средневековье (V—XI вв.);

4) новое время (после XII вв.).

Российским обществом спелеостологических исследований разработан «Кадастр искусственных пещер и подземныхархитектурных сооружений на территории Евразийского иАфриканского континентов»*. В зависимости от культурно-цивилизационных факторов, исторических предпосылок, основного родазанятий населения и проч. в «Кадастре» выделяются восемь спелеостологических стран Старого Света.

1. Восточнославянская. Целиком располагается натерритории СНГ и занимает достаточно однородную, с точки зрения культуры освоения подземного пространства, территорию:большую часть России, Белоруссии, Украины, север Казахстана. На этой территории с древности сооружались подземные объекты культурного и бытового назначения, культовые сооружения,убежища, фортификационные подземные ходы, рудники икаменоломни.

2. Западноевропейская. Занимает территорию Европы, стран Балтии, Северо-Западной Белоруссии, Закарпатья. Этатерритория характеризуется широким и прагматичным использованием подземного пространства* уже многие тысячелетия здесьприменяются подземные выработки, оборонительные сооружения,убежища, хозяйственные сооружения, некрополи.

3. Переднеазиатская. Включает Бессарабию, Горный Крым и Кавказ. Для этой территории с глубокой древности характерно комплексное использование больших групп подземных объектов различного назначения: жилых, хозяйственных,оборонительных, транспортных, культовых — входящих в пещерные города и подземные монастыри. На этой территории находятся широко известные в мире подземные города-монастыри (Каппадокия, Турция); большие подземные комплексы оборонительного ихозяйственного назначения.

4. Среднеазиатская. Располагается на территориисреднеазиатских государств СНГ, восточного Азербайджана, Ирана иСеверного Афганистана. Освоение подземного пространства здесь началось со строительства в предгорьях водоподводящих систем — кяриязов, суммарной протяженностью в десятки тысяч километров. В горных районах с 15 тысячелетия до н.э.развивалось горнорудное дело. Кроме этого в этом районе находятподземные ходы оборонительного назначения, а такжемусульманские и буддийские культовые пещеры.

5. Южноазиатская. Занимает полуостров Индостан иприлегающие районы. Характеризуется развитием горного дела,наличием подземных цистерн, группами крупных подземных храмов с высеченными в скале архитектурными элементами —колоннами, скульптурами и проч.

6. Восточноазиатская. В основном, находится на территории Китая. Уникальные достижения древней и средневековой науки Китая способствовали созданию оригинальных и разнообразных подземных сооружений: пещерных храмов, некрополей,водоводов, транспортных коммуникаций. Особенно интенсивнымразвитием характеризовалось жилищное строительство — и в наше время в пещерных поселениях Китая проживают десяткимиллионов человек

7. Североафриканская. Находится на территории Древнего Египта и стран Северной Африки. В основном характеризуется подземными сооружениями культового назначения: гробницами и храмами, а также подземной добычей полезных ископаемых. В Ливии и Алжире сохранились сетчатые водособирающиеподземные системы, напоминающие кяриязы; в Эфиопии —оригинальные подземные храмы. В странах Северной Африки для защиты от жары жители периодически сооружали подземные жилища.

8. Экваториальноафриканская. На территории ЧёрнойАфрики к югу от Сахары к настоящему времени не обнаруженоникаких признаков подземного строительства. В Восточной Африке, видимо, вследствие культурного взаимообмена с Индией,Египтом и арабскими странами, подземным способомразрабатывались полезные ископаемые. Первое свидетельство постройки тоннеля, зафиксированное в исторических документах, относится к 2 150 году до нашей эры. Это был подводный пешеходный тоннель протяжённостью 900 м и размерами в свету 4 х 3,6 м под рекой Евфрат в Вавилоне,соединявший царский дворец с храмом Юпитера. На время строительства русло реки шириной 180 м было отведено в сторону и все работы произведены насухо в открытом котловане. Стены и свод тоннеля состояли из кирпичной кладки на битумномвяжущем.

Подземные сооружения многократно упоминаютсяисториком Геродотом. В частности, им описываются подземныефрагменты египетских пирамид (около 2500 года до н.э.), подземные покои египетской царицы Нитокрис (около 700 года до н.э.),тоннель длиной около 1600 м на острове Самос в Эгейском море, пройденный в известняке с помощью молотков и зубил. Вот что пишет сам Геродот об этом сооружении: «Сквозной тоннель в горе высотой в 150 оргий*, начинающийся у её подошвы свыходами по обеим сторонам. Длина тоннеля 7 стадий, а высота и ширина по 8 футов. Под этим тоннелем по всей его длине они прокопали канал глубиной в 20 локтей и 3 фута ширины, через который в город по трубам проведена вода... Строителем этого водопроводного сооружения был Евпалий, сын Навстрофа. В течение многих веков этот тоннель считался неизвестным и вновь был открыт лишь в 1882 году. При его обследовании было выяснено, что трасса тоннеля состоит из двух прямых,соединённых обратными кривыми. К первому тысячелетию до н.э. историки относят подземные города на территории современных Грузии и Армении. В Грузии, недалеко от города Гори, сохранился древний подземный город Уплисцихе (рис. 1.1), сообщавшийся с р. Курой с помощьютоннеля. Для сбора грунтовых и атмосферных вод использовалась система шахт, соединявшихся между собой подземными ходами, проложенными на глубине около 50 м от поверхности земли.

Подземные выработки возводились без обделки и лишь в отдельных случаях закреплялись каменной кладкой. Около 50 года до н.э. римлянами был пробит тоннель длиной около 5 км для отвода воды из озера Фучино. Согласно историку Плинию, тоннель строился в течение 11 лет, работы велись встречными забоями примерно из 40 шахт. В начале 1-го века н.э. римлянами был построен тоннельдлиной 900 м и шириной 8 м на дороге Неаполь — Понцуоли.Тоннель проложен под холмом Посилипо, сложенным извулканического туфа. Высота тоннеля у входного и выходного портала составляет 25 м, а к середине она постепенно уменьшается.

Предполагается, что вертикальные раструбы предназначались для улучшения освещения дневным светом. Около 300 года н.э. на территории современной Турции был построен тоннель, выполнявший одновременно функцииводопровода и подземного судоходного канала. При императоре Адриане римлянами был сооружен тоннель для водоснабжения Афин. В период турецкого владычествачисленность населения города резко упала, тоннель был заброшен и вновь запущен в эксплуатацию спустя столетия — в 1840 году. В 1925 году афинский водопровод был расширен иреконструирован, вследствие чего старый римский тоннель продолжаетэксплуатироваться до сих пор.

Древние славяне в середине и второй половине 1-готысячелетия н.э. в качестве основного вида жилища использовалиполуподземные сооружения — землянки (рис. 1.2). К VIII—IX векам относятся катакомбные погребения в Хазарии. Основу этого погребального сооружения составляли катакомбы, вырытые в твердом грунте на склонах холмов. Каждая катакомба состояла из двух частей — коридорного входа ипогребальной камеры.

В Грузии на скалистом обрыве высотой 105 м на левом берегу р. Куры в XII—XIII вв. был высечен подземный комплекс Вардзиа. Комплекс представляет собой 8 этажей пещер, пройденных в вулканических туфах на участке шириной около 500 м (рис. 1.3). В центре пещерного комплекса находится церковь УспенияБогоматери, относящаяся, по росписи стен, к 1184—1186 годам. К западу от церкви расположена колокольня. Между ними, а также западнее и восточнее, находятся сотни общественных, культовых и жилых помещений, связанных коридорами, площадками илестницами. Для водоснабжения комплекса его строителями был пробит тоннель протяжённостью 3,5 км, по дну которого пролегали два гончарных трубопровода. Вода по ним шла самотёком.

Пропускная способность этого водопровода составляла более 160 000 л/сут. Между 400-ми и 1400-ми годами историками отмечаетсяпочти тысячелетний застой в европейском тоннелестроении. Здесь необходимо отметить, что данный временной перерыв относится, в первую очередь, к строительству объектов общественного(промышленного и гражданского) назначения. Строительствоподземных сооружений оборонного и специального назначения не прерывалось практически никогда. Более подробно это вопрос будет рассмотрен в следующих разделах на примере освоения подземного пространства России, стран СНГ и Москвы. Начиная с XIII в. на юго-востоке Нидерландов широкоераспространение получила подземная добыча известняка для строительства. Всего зарегистрировано около 250 каменоломен, восновном, частного характера, площадью от нескольких десятков метров до 100 га [Бреулс, 1998]. Большинство этих выработок, расположенных на глубине 20—25 м, сосредоточено в долина Зихен и Зассен в 10 км от Маастриха. Добывая камень, рабочие прокладывали глубокие шахты к пласту известняка. Придостижении пласта прорезали отдельный ход со ступенями, идущий к кухне, сараю или хозяйственной постройке на дневной поверхности. По окончании строительства выработки использовались как хранилища, колодцы (при повышении уровня грунтовых вод), убежища на время многочисленных войн. На стенах шахтнаходят рисунки всадников и солдат, изображённых в униформеармий практически всех стран мира, проходивших за истекшие 7 веков через территорию Нидерландов. В 1450 году было начато строительство тоннеля на дороге между Ниццей и Генуей. Вскоре работы были приостановлены и возобновлены лишь через 300 лет. Однако в 1794 годустроительство было полностью прекращено и над незаконченнымтоннелем устроена дорога.

В конце XV в. на территории Московского Кремля былопроложено несколько водопроводных тоннелей с обделкой изкаменной кладки. В XVI в., в период правления Ивана Грозного, в Москве велось активное подземное строительство. В частности, в 1657 году В. Азначеевым была предпринята попыткастроительства подводного тоннеля под р. Москвой. В XVII в. в Пскове и Великом Новгороде было проложено несколько подземныхходов протяжённостью до 200 м с деревянным и каменнымкреплением свода и стен.

В XVII—XIX вв. во Франции было пройдено несколькосудоходных тоннелей:

в 1679—1681 годах на участке Лангедокского канала,соединявшего р. Гаронна со Средиземным морем, тоннель длиной 164 м, высотой 8,2 м и шириной 6,7 м, пересекающий возвышенность Мальпас к северу от Пиренеев (Мальпасский тоннель, впервые в истории тоннельного дела, был пройден с применением пороха);

в 1784—1838 годах в разделительном бьефе канала Нивернэ между реками Сана и Луара были построены три судоходных тоннеля общей протяжённостью около 1500 ми шириной 7 м;

в 1787—1789 годах на Центральном канале между реками Луара и Сена был сооружён тоннель Торси длиной 1276 м,шириной 2,6 м и высотой 2,9 м;

в 1802—1809 годах на Сен-Кантенском канале между реками Уаза и Шельда были пройдены два тоннеля: Рикеваль, длиной 5670 м, и Тронкуа, длиной 1098 м. Ширина этих тоннелей — 8 м.

В общей сложности, к началу XIX в. во Франции былипостроены около 40 судоходных тоннелей. Не отставала от Франции и её историческая соперница — Англия: в период с 1766 по 1769 годы на канале, соединяющем каменноугольные копи с Манчестером, были пройдены 5судоходных тоннелей, самый протяжённый из которых — Харкэстль, — имел длину 2632 м, ширину 2,7 м и высоту 3,7 м. В 1825—1827 годах параллельно ему был пройден ещё одинтоннель длиной 2675 м, шириной 4,3 м и высотой 4,9 м. Всего за тот же период времени, что и во Франции, в Англии были построены около 60 судоходных тоннелей.

В США первый судоходный тоннель длиной 137 м, шириной 6,1 м и высотой 5,5 м был построен в 1818—1821 годах на Шюйкильском канале. В 1828 году в Пенсильвании был сооружёнсудоходный тоннель Лебанон длиной 223 м, шириной 5,5 м ивысотой 4,6 м.

Вторую четверть XIX в. можно считать началом эпохипромышленного тоннелестроения. Наряду с судоходными, активно возводилась железнодорожные тоннели. Первый из них был проложен в 1826—1830 годах в Англии на линии Ливерпуль- Манчестер, длина его составляет 1190 м. В тоже время воФранции был построен железнодорожный тоннель на линии Роанн — Андрезье. В США первый железнодорожный тоннель былсооружён в 1831-1833 годах на линии Аллегэни—Портэдж вПенсильвании. Длина тоннеля составила 270 м, высота 5,8 м,ширина 6,1 м.

«Отцом тоннелестроения» М. Брюннелем в 1825 году был предложен метод щитовой проходки, с помощью которого вмягких породах под р. Темзой был прорыт тоннель протяженностью 450 м (рис. 1.4). Строительство было завершено в 1832 году.

Инженерами Барлоу и Трейтхедом в 1869 году был сооружёнвторой подводный тоннель под Темзой длиной 450 м и внутренним диаметром 2 м. Для его проходки был использован щиткругового сечения с обделкой из чугунных сегментов. Этот щит является прообразом современных тоннелепроходческих щитов.

Важным этапом становления эпохи промышленноготоннелестроения является сооружение Лондонского метрополитена,открытого для движения в 1862 году. Первый участок имелпротяжённость всего 3,6 км, однако уже в 1863 году парламентскаякомиссия одобрила сооружение 30-ти километровой подземной окружной железной дороги. Она была введена в эксплуатацию в 1884 году и на одном из ответвлений включила в себя тоннель Брюннеля, оказавшийся самым старым участком Лондонского метро. В 1890 году на подземной части Южно-Лондонскойлинии была введена электрическая тяга поездов. До этого поезда ходили на паровой тяге и тоннели были заполнены паровозным дымом и копотью.

Первые методы механизации проходческих работ былиразработаны в середине XIX в. во время строительства протяжённых альпийских тоннелей. Первым из них стал двухпутный Мон-Сенисский тоннель между Францией и Италией протяжённостью 12 850 м. Работы были начаты в 1857 году, но продвигалиськрайне медленно. Для увеличения скорости проходки былисконструированы бурильные машины, работающие от сжатого воздуха, а в январе 1861 года здесь впервые было применено механическое бурение. Движение в тоннеле было открыто 17 сентября 1871 года.

Второй альпийский тоннель — Сен-Готард, — начали строить в сентябре 1871 года (рис. 1.5). Двухпутный тоннель длинойоколо 16 300 м проходит в сильно нарушенных гранитах, гнейсах, сланцах и др. породах. При его сооружении порох впервые был заменён динамитом, применены гидравлические бурильныемашины и механическая откатка породы. Строительство былозавершено в 1882 году.

Дальнейшее совершенствование методов проходкипозволило пройти двухпутный Альбергский железнодорожный тоннель длиной 10 270 м между долинами рек Инн и Рейн за четыре года: с 1880 по 1884 годы.

Значительно более грандиозный Симплонский тоннельмежду Италией и Швейцарией, протяжённостью 19 780 м, былпостроен в период с 1898 по 1906 годы. Значительная длинасооружения заставила его проектировщиков отказаться от принятой для всех остальных альпийских тоннелей двухпутной схемыдвижения и заменить её двумя параллельными однопутнымитоннелями, расположенными на расстоянии 17 м один от другого.

В этот же период времени были сооружены ещё около 10 альпийских тоннелей протяженностью от 6100 м до 14 600 м. Наибольшую трудность вызвало строительствотоннеля Лечберг. Строительство было начато в 1906 году и до июля 1908 года проходило нормально. 24 июля 1908 года произошёл внезапный прорыв воды в тоннель и участок протяжённостью 150 м был заполнен жидкой массой песка, ила и щебня. При проведении обследования было выявлено, что тоннель пересёк тектонический разлом, заполненный аллювиальнымиотложениями. Через этот разлом прошла вода из р. Кордер,расположенной на высоте 180 м над трассой тоннеля. Строителями было принято решение обойти место прорыва, что увеличило общую длину сооружения на 870 м.

Немного раньше тоннеля Лечберг на севере Италии был пройден однопутный тоннель Гатико протяжённостью 3 310 м. При его строительстве впервые были применены вертикальные кессоны для проходки участка длиной 344 м в слабыхводоносных грунтах.

Первые железнодорожные тоннели в России былисооружены в 1859 — 1862 годах на железной дороге «Санкт-Петербург- Варшава».

В 1892 году в Грузии было завершено строительствочетырёхкилометрового тоннеля через Сурамский перевал.Строительство в трещиноватых породах с большим горным давлением, в основном, велось способом опёртого свода. В этом тоннеле,впервые в России, была применена гидравлическая машина длябурения шпуров. Расчёт свода, как «упругой арки», был выполнен по предложению проф. Л.Ф. Николаи. По окончании Первой мировой войны в Италии на линии Флоренция—Болонья был выстроен железнодорожный тоннель протяжённостью 18 510 м. В 1923—1927 годах в штате Колорадо (США) был сооружён однопутный Моффатский тоннель сечением 4,8x7,2 м и длиной 9 800 м. Начатый в 1922 году, почти одновременно с ним,тоннель Шилизу в Японии, протяжённостью 9 700 м, был завершён лишь в 1931 году.

В сложных гидрогеологических условиях велосьстроительство Таннского тоннеля длиной 7 800 м, расположенного нажелезной дороге Токио—Кобэ. Строительство было начато в 1918 году и завершено в 1934 году. В 1936—1941 годах в Японии под Симонесским проливом был построен один из первых в мире протяжённых подводных тоннелей. Его длина составила 6 330 м.

В 1939 году в Кардифоре (США) был построен, по-видимому первый в мире, подземный гараж. Заглублённый под одну из площадей города на 10,7 м, он одновременно являлся убежищем для населения на особый период. С 1940 года в США начинают активно использоваться заброшенные выработки в известковых карьерах в качестве холодильников для длительного хранения скоропортящихся пищевых продуктов. Исследования,проведённые американскими специалистами, показывают, что вподземных известковых выработках в течение длительного временисохраняются постоянная температура и влажность. В случаеотключения приборов охлаждения температура в подземных складских помещениях поднимается на 3 °С в течение 60 дней.

А в 1948 году в г. Наантали (Финляндия) было сооружено одно из первых в мире подземных нефтехранилищ.До начала Второй мировой войны в Германии шлоинтенсивное строительство подземных заводов. Для этого использовались:

существующие горные выработки с расширением отдельных участков до необходимых размеров;

горизонтальные горные выработки внутри холмов или гор;

подземные и полуподземные сооружения, возводимые вглубоких котлованах (нередко использовались глубокие овраги, тальвеги и прочие естественные углубления).

Одним из наиболее крупных был завод для производстваракетных установок ФАУ-1 и ФАУ-2 в Нордхаузе (Тюрингия),расположенный внутри большого холма. Завод состоял из двухпараллельных тоннелей длиной 2,3 км и шириной 12,5 м,расположенных на расстоянии 1,4 км один от другого. Тоннелисоединялись друг с другом 46-ю поперечными выработками. Общаяполезная площадь подземного пространства составляла около 15 га. По окончании Второй мировой войны строительствоподземных заводов приобрело широкий размах в Великобритании. Для этого, обычно, использовались заброшенные горные выработки. Например, в одной из заброшенных шахт, существовавшей ещё в Первую мировую войну, был размещён подземный завод поизготовлению деталей самолётов. Общая полезная площадь завода составляла около 6 км2.

Говоря об истории подземного строительства, нельзя обойти вниманием такой немаловажный аспект, как строительствоподземных гидротехнических сооружений, отличающихсянаибольшей сложностью и трудоёмкостью по сравнению спромышленными и гражданским объектами. Так, можно привестиследующее сопоставление: площади поперечного сечения камерныхвыработок для машинных залов, уравнительных резервуаров ираспределительных устройств подземных ГЭС нередко превышают 1 000 м2 , гидротехнических тоннелей — 200 м2 , в то время как площадь поперечного сечения перегонных, тоннелейметрополитена составляет 20—25 м2 [Мостков, Орлов, Степанов, 1986]. В качестве примера приведём проект подземного машинного зала Рогунской ГЭС (рис. 1.6). Подземный машинный зал Рогунской ГЭС длиной 320 м, шириной 27 м и высотой 64 м запроектирован на глубине 500 м от поверхности земли. В непосредственнойблизости от него — помещение силовых трансформаторов шириной 20 м, высотой 38 м и длиной 180 м, отделённое от машинного зала скальным целиком шириной 38 м. Общий объём подземных выработок на Рогунском гидроузле — около 5,3 млн. м3, а ихпротяжённость — около 60 км.

ОСВОЕНИЕ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА, КАК НЕОБХОДИМОЕ УСЛОВИЕ РАЗВИТИЯ МЕГАПОЛИСА

Генеральный директор СРО НП «Объединение строителей подземных сооружений, промышленных и гражданских объектов»

VIII Санкт-Петербургский Международный Форум «МИР МОСТОВ»

Санкт-Петербург, 22.09 – 23.года

КБЦ «Петроконгресс»

«Нам нужно уходить под землю.

Использовать территорию Петербурга для открытых стоянок

или для технических помещений – безумие»

, ген. директор

Строительный комплекс Санкт-Петербурга - крупнейшая отрасль городской экономики, одно из ведущих направлений развития Петербурга. Объемы строительства растут с каждым годом, что требует развития городской инфраструктуры, как в новых кварталах, так и в районах со сложившейся городской застройкой, центре Петербурга. И сегодня наряду с развитием новых городских территорий, одним из направлений работы строительного блока становится освоение подземного пространства, позволяющее сохранить уникальный внешний облик центральных районов и ценных городских ландшафтов.

В Санкт-Петербурге подземный ресурс города использован пока не достаточно. Однако развитие научной мысли, применение новых строительных методов и технологий сегодня позволяют вновь поднять вопрос освоения подземного пространства для прокладки новых городских транспортных магистралей, размещения гаражей, паркингов, пешеходных переходов, объектов коммерческой недвижимости , коммунального хозяйства , использования подземных этажей для обеспечения прочности и надежности конструкций строящихся высотных зданий.

Решение задач подземной урбанизации требует комплексного подхода с привлечением архитекторов и инженеров различных специализаций: геологов, геотехников , конструкторов, транспортников, тоннельщиков, сетевиков, экономистов.

Во всех крупнейших городах мира в условиях дефицита городских территорий активно развивается подземная урбанизация. Под землей размещают тоннели транзитных транспортных магистралей, дублирующие перегруженные транспортом городские улицы, пешеходные переходы, транспортные развязки , гаражи, парковки автомобилей, логистические центры, объекты торгового, развлекательного, коммунально-бытового и другого назначения, трансформаторные подстанции и прочие инженерные сооружения.

Зарубежный опыт показывает, что для обеспечения устойчивого развития и комфортного проживания в мегаполисе доля подземных сооружений от общей площади вводимых объектов должна составлять 20-25%. В Москве доля подземных сооружений, введенных в эксплуатацию за последние 5 лет, не превышает 8%. В Санкт-Петербурге этот показатель ещё ниже.

В Санкт-Петербурге, несмотря на стремление к экономии городских территорий и необходимость разгрузки наземных городских магистралей, освоение подземного пространства идет крайне медленно. Это объясняется сложными инженерно-геологическими условиями города, недостаточностью опыта проектирования, строительства и эксплуатации подземных сооружений и многофункциональных комплексов, а также отсутствием общей концепции комплексного освоения подземного пространства.

Подземное строительство относится к высшему классу сложности. Оно считается более сложным, чем высотное строительство, которое все шире применяется для застройки наших крупных городов. Но именно возведение высотных зданий на слабых грунтах диктует строительство многоэтажной подземной его части для обеспечения устойчивости и надежности сооружения, тем самым, являясь движителем развития подземной урбанизации.

Во многих странах мира в последние десятилетия продолжалось интенсивное освоение подземного пространства. Оно нацелено как на строительство тоннелей на внутренних и межгосударственных путях сообщения, так и, пожалуй, не в меньшей степени на решение транспортных, социальных и экологических проблем крупных городов. Развитие тоннелестроения и освоения подземного пространства городов привело в этой области к совершенствованию и созданию новых, в том числе и высоких технологий, на базе которых подземное строительство превратилось в интенсивно развивающуюся индустрию.

Освоение подземного пространства как отдельное направление градостроительного развития наших городов отсутствует.

Вместе с тем, анализ ранее принятых проектных решений показывает, что в большинстве случаев отказ от освоения подземного пространства негативно влияет на формируемую планировочную и архитектурно-пространственную структуру городов.

Мировая практика градостроительства свидетельствует, что одним из наиболее эффективных путей решения территориальных, транспортных и экологических проблем крупных городов, развивающихся как культурно-исторические и торгово-промышленные центры, является комплексное освоение подземного пространства.

Происшедшие в последние годы социальные изменения привели к усилению неблагоприятных тенденций в развитии городов. Центры городов приобретают все более административно-коммерческий характер, что усложняет транспортные и экологические проблемы, требует принятия эффективных мер по сохранению исторической части города. Резкий рост числа личных автомобилей и отсутствие для них достаточного количества гаражей и транспортных тоннелей превратили улицы и площади исторического центра города в зону транзита и стоянки транспорта. Многочисленные торговые точки и складские помещения, не требующие по своим функциональным особенностям размещения на поверхности, занимают значительное пространство жилых кварталов и перекрестков улиц. Все сооружения электро - и теплоэнергетики располагаются на поверхности, не обеспечивая должной безопасности и экологической чистоты.

В этих условиях освоение подземного пространства - один из наиболее реальных путей развития городской среды центральной зоны.

Необходимо размещать многофункциональные подземные и наземно-подземные комплексы, в первую очередь, вблизи пересадочных узлов метрополитена, железнодорожных вокзалов, на будущих трассах автотранспортных тоннелей. Функциональное предназначение подземной части комплексов может значительно отличаться в зависимости от места размещения. Наиболее важная проблема, которую они должны разрешить - транспортная, что требует расположения в них гаражей, паркингов, транспортных вертикальных и горизонтальных коммуникаций, станций обслуживания, разветвленных переходов преимущественно зального типа. Вместе с тем в них могут размещаться магазины, торговые точки, склады, кафе, рестораны, места отдыха и другие помещения сферы обслуживания.

Активное и комплексное использование подземного пространства позволяет успешно решать совокупность сложных и важных для любого современного города задач:

− создает предпосылки для наиболее рационального использования и экономии все более дефицитных городских территорий, освобождая поверхность земли от многочисленных сооружений, помещений и устройств, как правило, не связанных с постоянным пребыванием в них людей. Одновременно происходит увеличение незастроенных, открытых озелененных и обводненных пространств и формирование удобной для населения, здоровой и эстетически привлекательной городской среды;

− позволяет предельно компактно размещать сооружения самого различного назначения, в том числе создавать новые или развивать существующие объекты массового посещения в наиболее нужных для города местах, даже в условиях реконструируемой и крайне стесненной застройки;

− способствует обеспечению транспортного единства осваиваемых территорий и радикальному упорядочению транспортного обслуживания населения благодаря взаимосогласованному использованию скоростного неуличного транспорта, магистральных улиц и дорог, с формированием систем предельно компактных и, как правило, многоуровневых пересадочных узлов;

− облегчает решение проблем размещения и развития систем подземных технических, коммунально-складских и подсобно-вспомогательных помещений с максимальным градостроительным, эксплуатационным и экономическим эффектом;

− обеспечивает возможности значительной экономии топливно-энергетических ресурсов при эксплуатации подземных и полуподземных объектов по сравнению с аналогичными по назначению «наземными» объектами - на отопление и охлаждение до 30-50 % в складах и до 80 % в холодильниках и морозильниках при одновременном повышении их устойчивости и долговечности;

− обеспечивает оптимальные условия развития, эксплуатации и ремонтов городских инженерных сетей с использованием коллекторных прокладок и минимальными объемами разрытий;

− способствует оздоровлению городской среды за счет организации непрерывного и безопасного движения транспорта на наиболее важных направлениях, улучшению условий постоянного и временного хранения транспорта, том числе индивидуальных автомобилей в различных функциональных зонах городов;

− способствует решению художественно-эстетических задач с формированием пространственно-выразительной застройки, бережным сохранением и раскрытием памятников истории и культуры и особенностей всегда неповторимого природного ландшафта.

Освоение подземного пространства городов является более сложным по сравнению с методами традиционного «наземного» строительства, требует специфических методов производства работ, с учетом нормальной жизнедеятельности города, с характером ранее уложенных коммуникаций и оснований ранее построенных зданий. Значительное влияние на возможности развития подземных объектов, их пространственно-конструктивную структуру и технологическое оборудование оказывают конкретные гидрогеологические условия.

Стоимость строительства новых подземных сооружений значительно, нередко в 1.5-2 раза, превышает стоимость аналогичных наземных зданий и сооружений. Вместе с тем значительно расширяет область развития подземной урбанистики во многом новые для нас понятия цены земли, цены недвижимости, комплексной градостроительной оценки территории, в которой учитываются не только предстоящие затраты на строительство на данном участке, но и ранее вложенные, а также ожидаемый суммарный социально-экономический эффект. Все это требует, как правило, многовариантных проектных решений.

В городах различной величины, отличающихся по месту расположения, застройке, культурно-историческим и природным условиям оправданы различные, в том числе и контрастные направления освоения их подземного пространства. Несмотря на это, могут быть высказаны и определенные, наиболее общие рекомендации.

Основное направление комплексного использования подземного пространства крупнейшего города - это, прежде всего - зона общегородского центр прилегающие к ней территории, а также межрайонные и специализированные центры, являющиеся, как правило, наиболее посещаемыми частями города. Именно в них преобладает опорная капитальная и исторически ценная застройка и здесь обычно фиксируется самый острый дефицит свободных незастроенных территорий.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Развитие подземной урбанистики является необратимым процессом и знаменует собой качественно новый уровень современного городского жилищно-гражданского и другого строительства. Оно должно быть распространено на все города, в первую очередь, на крупнейшие и крупные, и на все их функциональные зоны.

2. Необходимость разработки основных направлений комплексного использования подземного пространства возникает на всех основных стадиях градостроительного проектирования:

При составлении или корректировке Генерального плана города - в виде наиболее общего прогноза;

При разработке проекта детальной планировки - в виде программы;

При разработке проекта застройки - в виде части проекта.

Главная цель активного и комплексного использования подземного пространства города - обеспечение оптимальных условий для труда, быта и отдыха городского населения с одновременным увеличением открытых озелененных пространств, с формированием здоровой, удобной и эстетически привлекательной городской среды. А в связи с тем, что территория центральных частей городов практически освоена, основной принцип развития - реконструкция сложившихся регионов. Все это требует углубленных предпроектных исследований, многовариантного проектирования и многофакторной оценки альтернативных решений.

В настоящее время считается, что строительство подземной части городов является показателем условий жизни населения развивающихся мегаполисов, связанным с их количественным и качественным ростом, развитием новых и традиционных городских функций.

Практика разработки предпроектной и проектной документации для различных видов строительства в подземном исполнении в последние годы (исключая традиционные виды работ) носит чисто стихийный характер, определяемый большим количеством предложений со случайным проявлением коммерческих интересов. При этом отсутствует механизм направления этой нужной для города инвестиционной деятельности в определенное, с градостроительных позиций строго обоснованное русло.

При этом наряду с традиционными видами работ, в новых условиях необходима разработка широкомасштабного перечня видов работ, рекомендуемых к исполнению в подземном пространстве, а также разработка типологии и классификации качественно новых форм использования подземного пространства: социально-культурных центров, многофункциональных комплексов, других объектов и видов строительства, сооружение которых в городе отвечало бы современным требованиям общемировых стандартов. В этом плане необходим комплексный анализ зарубежного опыта проектирования и строительства подобных объектов. В новых условиях необходима разработка строго обоснованной адресной программы первоочередного подземного пространства с выявлением и расстановкой приоритетов, определяющих решение важнейших социально-градостроительных задач, ясно понимаемых и принимаемых всеми участниками процесса развития города.

3. Транспортные проблемы также необходимо решать с помощью интенсивного освоения подземного пространства города. При росте автомобилизации до 300-350 авт./ 1000 жителей необходимо найти место для дополнительных магистралей, это, в первую очередь, пространство «под» и «над» земной поверхностью.

В своем развитии город перерос исторически сложившуюся в его центре одноуровневую уличную сеть, что и порождает многочисленные техногенные проблемы. Практически невозможно "расширить" уличную сеть без интенсивного использования подуличного подземного пространства, которое в настоящее время осваивается крайне ограниченно и неэффективно, отдельными локально-поперечными участками частного назначения (например, подземные пешеходные переходы).

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ОСВОЕНИЯ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА В ЦЕНТРАЛЬНЫХ РАЙОНАХ ГОРОДОВ

Инвестирование при освоении подземного пространства.

Подземное строительство в городах имеет некоторое явное преимущество по сравнению с сооружениями на поверхности:

Наземное пространство плотно застроено. Освоение подземного пространства нередко является единственно возможным путем развития городской инфраструктуры со значительным эффектом для города;

При размещении ряда функций для жизнеобеспечения граждан под землей создаются более благоприятные возможности для существования людей на поверхности: для отдыха в парках, движения пешеходов и так далее;

Сохраняются культурные и природные ценности на поверхности, при этом продуманное подземное строительство не создает эффектов, нарушающих жизнь города;

Шум и выхлопные газы на дорогах и рельсах проще контролировать в тоннелях, чем на поверхности;

Сберегается энергия охлаждения или отопления, поскольку под землей обеспечивается более регулируемый климат;

Подземные сооружения обеспечивают убежища для населения во время военных действий и защищают инфраструктуру жизнеобеспечения от попыток ее нарушения.

Эти преимущества вместе с новыми методами строительства, сокращением времени строительства и снижением его стоимости делают подземные решения все более и более популярными.

Возрастание интереса к подземному строительству в условиях рыночных отношений приводит к постановке новых вопросов при его планировании.

Подземное строительство во всех странах управляется посредством определенного законодательства. Главной целью этого законодательства является соотношение между различными частными правами и общественными интересами. Законодательство защищает права существующих наземных и подземных пользователей, обеспечивает личную безопасность и здоровье, защиту природной и культурной окружающей среды. Одним из сложных правовых вопросов является ограничение права на собственность подземной средой по вертикали.

Права собственников на землю сильно отличаются в различных странах. Имеется три основных градации прав:

Собственник земли владеет подземным пространством до центра земли;

В той степени как далеко распространяется благоразумие существующих интересов;

Право на собственность ограничивается глубиной от поверхности земли (не более чем 6 м).

В РФ эти правовые вопросы пока не имеют решения. Недостатки в законодательстве приводят к неопределенностям во взглядах на право ответственности и распределение риска при финансировании подземных объектов.

Инвестирование при освоении подземного пространства должно производиться из следующих источников:

Из городского и районных бюджетов;

Станции и тоннели метрополитена, канализационные тоннели и подземные инженерные объекты - из бюджетных источников;

Крупные полифункциональные комплексы - из бюджета, а также за счет средств акционерных обществ;

Объекты в подземном пространстве общегородских территорий за счет городских и районных бюджетов, а также за счет частных инвестиций;

Подземные объекты в квартальной застройке за счет частных инвестиций.

Для создания благоприятного инвестиционного климата необходима проработка проектных вариантов и создание смешанных акционерных обществ.

Закономерность современного этапа освоения подземного пространства это непрерывное возрастание значения подземного строительства во всем мире. Это явствует, в частности, из огромных усилий, предпринимаемых для улучшения транспортной инфраструктуры городов в Северной Америке и Юго-Восточной Азии, в особенности в Китае, Японии, Корее, Сингапуре. Значительная работа по созданию сетей канализации, строительству тоннелей - водопроводов и других коммуникаций, необходимых густонаселенным мегаполисам, проводится в Центральной, и Южной Америке , в Северной и Южной Африке. Все больше правительств и муниципальных органов власти во всем мире осознают необходимость и преимущества использования подземного пространства.

Большинство крупных городов мира в настоящее время последовательно осуществляют программы освоения подземного пространства в исторических центрах города, при этом комплексно решаются проблемы транспорта, коммунального и жилого хозяйства, занятости населения, энергосбережения и т. д.

Нами проведен анализ зарубежного опыта подземного строительства в городских агломерациях , схожих с Москвой по таким показателям, как численность населения, количество транспортных средств на одного жителя, площадь занимаемой территории, соотношение исторической и современной застройки.

Анализ показывает - оптимальные условия для обеспечения устойчивого развития и комфортного проживания достигаются при доле подземных сооружений от общей площади вводимых объектов в 20-25 % за счет того, что ниже уровня поверхности земли может быть размещено до 70 % от общего объема гаражей, до 80 % складов, до 50 % архивов и хранилищ, до 30 % предприятий сферы обслуживания. Это административные, зрелищные и спортивные сооружения (например, в Норвегии возведен крупнейший спортивный комплекс на глубине 18 метров от поверхности земли, общая площадь которого равна 7 тыс. кв. м.), торговые центры, кинотеатры, бассейны и многое-многое другое.

Разумеется, не во всех крупных городах это соотношение выдерживается, но вместе с тем есть примеры выдающихся подземных сооружений, без которых современный облик таких городов, например, как Монреаль и Торонто, невозможно представить. Есть и другие решения - например, система организации парковок в Мюнхене и Париже. Внешне невидимые, они обеспечили вывод качества и комфорта городской среды на значительно более высокий уровень.

Весь опыт проектирования и реализации подземных сооружений подтверждает, что технические сложности или природные условия не являются главными препятствиями на пути к комплексному использованию подземного пространства в целях удовлетворения нужд города и создания приемлемых условий жизни, работы и отдыха для его жителей. Недостаток исходных данных, неопределенность в компетенциях, в юридической области, запутанность имущественных отношений, недостаток финансовых средств и неясность в правилах определения окупаемости капитальных вложений – вот те самые главные камни преткновения. Кроме того – фактически не существует генеральный план использования подземного пространства городов, несмотря на то, что без учета такого же плана, созданного для наземных строек, нельзя даже подумать о строительстве любого наземного объекта.

Центральные области больших городов, как правило, представляют собой огромное сосредоточение сплошной застройки, транспорта и технической инфраструктуры, работающих на пределе своих возможностей. Непрерывно нарастающие требования по объему деятельности, которую необходимо в этом ограниченном пространстве выполнять, заставляют искать все новые и но­вые подходы к решению этой столь сложной градостроительной проблемы, которая со временем будет становиться все сложнее.

Задачи сегодняшнего дня будут казаться простыми по сравнению с теми, которые должны будут решать наши потомки. Своими нынешними действиями мы можем им в этом деле помочь, или, наоборот, усугубить проблемы и усложнить работу. Большинство перспективных решений сегодня базируется на использовании подземного пространства.

Освоение человеком подземного пространства началось в глубокой древности. Прототипом подземных сооружений можно считать естественные пещеры и пустоты в скальных породах, используемые нашими предками. Использование первобытными людьми природных подземных полостей в качестве жилища отмечается уже в период 700 000-800 000 лет тому назад. Наиболее ранние подземные поселения в современных, в анатомическом отношении людей, относящиеся к 120 000-60 000 годам до н.э., открыты в устье реки Класис(Южная Африка) – самая древняя в их пещерах; Кацех в Израиле. Считается, что начиная примерно с 5000 лет тому назад естественные пещеры используются человеком в качестве жилья практически повсеместно. Другими примерами использование подземных полостей могут служить пещеры Киик-Коба, Кош-Коба в Крыму, Мустье во Франции; первое искуственное подземное сооружение найдено в России вблизи деревни Кустеньки. Аналогичных сооружений найдено десятки на восточно-европейской равнине. В период 800-1500 лет назад уже были постоены пещерные города Вардзия(около города Боржоми) и поселение Деринкуйю(в пер. «темный колодец»). В Испании подземные сооружения существуют уже по сей день. В южной части андолузии зарегистрировано более 8000 обжитых пещер в наст.вр. В настоящее время следующие подземные пещерные города: Уплисцихе – «Крепость Владыки» (вблизи города Гори) и город Петра (южная Иордания). Во Франции известно много мест траглодитских поселений. Большинство из них использовались в качестве убежищ вблизи деревень и городов. В начале ХХ века ещё порядка 20 000 французских граждан жили в пещерах. В настоящее время многие пещеры оборудованы коттеджами для отдыха.

История инженерного освоения подземного пространства значительно короче. Около 4000 лет тому назад под рекой Евфрат был построен транспортный тоннель, который соединил царский дворец с храмом Юпитера на другой стороне реки. Длина тоннеля 920 метров, высота 3.6 метра, ширина 4.5 метра. Русло реки секционировалось перемычками. Тоннель строился открытым способом. Обделка тоннеля выполнялась из каменной кладкт на битумном цементе. Свод конструкции имеет арочную форму. Строительство такого тоннеля было бы событием и в настоящее время. При этом следует заметить, что следующий тоннель был построен лишь на 4000 лет позже в 1842 году под рекой Темза. Подземные сооружения многократно упоминаются историком Геродотом. В частности описываются фрагменты египетских пирамид. В Армении примерно 1500 лет до н.э. было построено множество каналов. Самый большой из них имел длину 20 км. Ряд каналов, построенных для целей эвигации действует до сих пор. В этот же период в городе Афины для водоснабжения был построен водовод Адриана с общей длиной тоннельных участков 25 км. Эти тоннели строили через шахты глубиной 10-40 метров для подачи породы и вентиляции забоев. После ремонта, произведенного 50 лет назад, тоннель работает вновь. В Римской Империи на озере Фуччанобыл построен тоннель для водоснабжения длиной 5.5 км и размерами 2х3 м. Его посетил Маяковский и написал о нем. Интересно заметить, этот тоннель блы облицован бетоном прочностью 10 мП на известковом р-ре. В 1450 году было начато строительство тоннеля на дороге между Ниццой и Веной. Вскоре, к сожалению, работы были приостановлены и возобновлены лишь через 300 лет.

В конце ХV века на территории московского Кремля было проложено несколько водопроводных тоннелей с обделкой из каменной кладки. ВXVIвеке в период правления Ивана Грозного в Москве велось активное подземное строительство. В 1852 году Азначееву была предпринята попытка строительства подводного тоннеля под рекой Москвой. ВXVIIвеке в Нижнем Новгороде вскоре было проложено несколько подземных ходов протяженностью до 200 метров с деревянным и каменным креплением. В России на Алтае в 1783-1785 гг построили сложную гидросиловую установку. Вода проходила на разных ярусах по тоннелям. Это позволило механизировать весь процесс добычи и подъема руды с глубины 150 метров. Отцом тоннелестроения стал М. Брюннель, в 1825 году предложил метод щитовой проходки, с помощью которого в мягких породах под рекой Темзы был пройден тоннель протяженностью 450 метров. Инженерами Трейтхедом и Барроу был построен второй подводный тоннель под Темзой длиной 450 метров и диаметров 2 метра. Для его проходки был использован щит кругового сечения с обделкой чугунных сегментов. Этот щит является прообразом современных тоннелепроходческих щитов.

С первой четверти ХIXвека во многих странах (Франция, Англия, Швейцария, Италия, Германия, Швеции, США, Россия) началось интенсивное строительство и тоннелей на них. Первый железнодорожный тоннель был построен в 1826-1829 гг в Англии на линии Манчестер-Ливерпуль. Второй – на линии Этьен-Лион. Во Франции был пущен в эксплуатацию через два месяца позже. Первый трансальпийский ж/д тоннель Мон-Сини был построен в 1871 году. Самым уникальным является симфлонский тоннель длиной 20 км, построенный в 1898-1906 гг в особо сложных инженерно-геологических условиях (большое горное давление, притоки воды с температурой 55 град. Цельсия). При строительстве этих ж/д тоннелей впервые были применены: щит Брюннеля(1825г), перфораторы(1851г), динамит.

Со второй половины XIX века в ряде стран приступили к строительству метрополитена. Важным этапом в становлении эпохи промышленного тоннелестроения является сооружение лондонского метрополитена, открытого в 1862 году. Первый участок имел протяженность всего 3.6 км, однако уже в 1863 году парламентская комиссия одобрила сооружение тридцатикилометрового тоннеля(подземной окружной железной дороги). Она введена в эксплуатацию в 1884 году и на одном из ответвлений включала в себя тоннель Брюннеля, оказавшийся самым старым участком лондонского метро. В Нью-Йорке метро было завершено в 1868 году. В Чикаго – в 1882 году, в Париже – в 1900 году, в Берлине – в 1902 году. Первый проект московского метрополитена был разработан в 1901 году, а затем усовершенствован в 1902 году. Инженерами были П.И Белинских, И.Е. Кноров. Но Московская городская дума 18 сентября 1902 года отклонила это проект. Главными оппонентами строительства стали: Московское археологическое общество, объединявшее виднейших историков России, москвоское духовенство. Только в 1931 году было организовано городское бюро техотдела Метростроя и началось строительство.

Первые ж/д тоннели в России были построены в 1859-1862 гг на железной дороге Санкт-Петербург – Варшава. В 1892 году в Грузии было завершено строительство четырехкилометрового тоннеля через суранский перевал. Строительство велось в трещиноватых породах с большим горным давлением способом опертого свода. В этом тоннеле впервые в России была применена гидравлическая машина для бурения шпуров. Расчет свода, как упругой арки, был выполнен по предложению профессора Л.Ф.Николаева.

По окончании Первой мировой войны в Италии на линии Флоренция-Болония был построен ж/д тоннель протяженностью 18510 метров. В 1936-1941 гг в Японии под симонесским проливом был постороен самый первый в мире протяженный подводный тоннель. Его длина составила 6330 метров. В 1939 году в Кардифолле был построен первый в мире подземный гараж, заглубленный под одной из площадей города на 10.6 метра, он одновременно являлся убежищем населения на особый период. С 1940 года в США начинают активно использовать известковые выброски для хранения скоропортящихся продуктов. До начала Второй мировой войны в Германии велось интенсивное строительство подземных заводов. Для этого использовались: существующие горные выработки с расширением отдельных участком до необходимых размеров, горизонтальные горные выработки внутри холмов или гор, подземные и полуподземные сооружения, возводимые в глубоких котлованах.

Одним из наиболее крупных заводов для производства ракетных установок ФАУ-1 и ФАУ-2 в Нортхаусе был расположен внутри большого холма. Завод состоял из двух параллельных тоннелей протяженностью 2.3 км, расположенных на расстоянии 1.4 км один от другого. Тоннели соединялись друг с другом сорокашестью поперечными выработками. Общая полезная площать подземного пространства составляла около 15 Га. В 1948 году в Ананталья (Финляндия) было сооружено несколько подземных хранилищ.

Говоря об истории подземного пространства нельзя обойти такой аспект, как строительство подземных гидротехнических сооружений, отличающихся наибольшей сложностью и трудоёмкостью по сравнению с промышленными и гражданскими объектами. Можно провести следующее сопоставление: площади поперечного сечения камерных выработок для машинных залов, уравнительных резервуаров и распределительных устройств подземных ГЭС нередко превышает 1000 м 2 то время как площадь перегонного сечения составляет 20-25 м 2 .

В качестве примера приведем проект подземного зала Рагунской ГЭС. Имеет длину 320 метров, ширину 20 метров и высоту 64 метра. Он запроектирован на глубине 500 метров от поверхности земли. В Финляндии с 1956-1975 гг построены 4 подземных ГЭС. Самые крупнейшие из них называются «Пирт-тикоски». Построены на глубине 100 метров над уровнем моря. Вода на гидротурбины подается по двум напорным тоннельным водоводам длиной 60 метров каждый с площадью поперечного сечения 130 м 2 (считается вторым по величине в мире). В 1979 году в Финляндии был построен гидротехнический тоннель протяженностью 120 км (площадт поперечного сечения 15.5 м 2). Он используется для водоснабжения Хельсинки. Не менее сложность представляет строительство подводных тоннелей. В 1983 году в Санкт-Петербурге был возведен автодорожный тоннель протяженностью около 1 км, обеспечивающим транспортную связь между Канонерским и Гутунерским островами. Подводный участок имеет протяженность 375 метров. Сооружен из опускных секций длиной 75 метров, шириной 13.3 метра и высотой 8.05 метра, выполненных из монолитного ж/б с наружней металлоизоляцией.

Испозование подземного пространства на ряду с сохранением земельных ресурсов позволяет решить еще ряд задач социального и экономического характера:

1) Размещение объектов газа, паров и жидкостей Источниками шума и другими вредными факторами воздействия на жизнедеятельность людей и природную среду; 2) Возведение объектов машиностроение с высокой точностью изготовления продукции, а также автоматизированных цехов и комплексов промышленных предприятий(включая учебные и научные лаборатории);

3) Надежное и безопасное хранение нефтепродуктов, газов, химических и медицинских препаратов, легко воспламеняющихся и опасных в-в, архивных материалов, музейных и культурных ценностей;

4) Устройство больниц, санаториев и госпиталей, спортивных сооружение в подземных сооружениях, размещаемых в специально подобранных горных породах;

5) Экономичное размещения перерабатывающих предприятий пищевой, химической, мясной, молочной, винодельческой и других отраслей промышленности, технология которых наиболее эффетивна в подземных условиях;

6) Организация перемещения людей, автомашин, поездов, воды, промышленных стоков.

Все это возможно при хорошей организации комплексного изучения инженерно-геологических, гидрологических и геометрических условий района строительства.

Каждый город непрерывно растет, увеличивая свою площадь. Предоставляя человеку возможность самым выгодным образом реализовать свои способности, городские условия создают невероятно большую концентрацию населения. Одновременно меняется уровень жизни и благосостояния. Здания, сооружения и инфраструктура со временем оказываются устаревшими, не соответствующими растущим запросам и потребностям городского населения.

Рост концентрации населения требует все новых площадей для новых зданий, дорог, обслуживающих сооружений и всего того, что нужно человеку для жизни. Со временем город становится экономически неэффективным. Растянутые транспортные коммуникации увеличивают стоимость продукции городских предприятий. С ростом площади значительно растут расходы на отопление, уборку мусора и водоснабжение.

В развитии города однажды наступает этап, когда дальнейший его рост требует радикального пересмотра концепции использования городского пространства. Еще в древних городах, зажатых крепостными стенами, начали строить многоэтажные здания. Одновременно для различных целей использовали и объем подземного пространства.

Изменения температуры воздуха влияют на состояние лишь поверхностного слоя грунта (только до глубины 0,3м). Дальше начинается область, в которой какие-либо изменения происходят очень и очень медленно. На каждые 33 метра в глубь планеты прирост температуры составляет 1°С.

Подземным сооружениям неведомо воздействие внешних факторов: осадков, метелей и ураганов. Там всегда стабильный влажностно-температурный режим, благоприятный для хранения, который очень легко поддерживать в нужных пределах.

За тысячелетия развития человеческая цивилизация накопила богатый опыт освоения и использования подземной среды. В основном в целях хранения продуктов и прочего имущества. Вряд ли найдется хоть что-нибудь, что не размещали бы под землей. Церкви, военные заводы и арсеналы, больницы и госпитали, рестораны, гостиницы и даже кладбища.

Катакомбам Парижа 18 столетий. Общая длина подземных помещений составляет 300 км, занимаемая площадь 800 гектаров. В них добывали строительный камень и гипс. Дальнейшие разработки были запрещены только Наполеоном из-за угрозы обвалов. Именно здесь хоронили умерших во время эпидемий. Катакомбы использовались для жилья и размещения винных погребов. Во времена хиппи молодежь устраивала здесь праздники и дискотеки, после чего городские службы закрыли все входы под землю.

Из современного опыта наиболее показательно использование подземного пространства в городе Канзас-Сити (США). Все известняковые шахты разрабатываются с учетом будущего использования выработанного объема. Подземные помещения сдают в аренду и продают под офисы фирм и как производственные площади. Горные породы обладают хорошей вибро- и акустической изоляцией. Такие условия - основное требование при размещении производства оптических деталей и высокоточных приборов. Калибровочные и юстировочные работы на поверхности приходилось проводить только в ночное время из-за транспортного шума. По этой причине практичные американцы опустили производство на глубину 183 метра.

Стоимость извлеченной породы составляет лишь небольшую часть стоимости освобожденного пространства. Некоторое время даже рассматривались предложения сваливать известняк в реку. Доходы от его продажи значительно ниже по сравнению с прибылями от эксплуатации помещений.

Во время холодной войны под крупными городами в Китае создали целую сеть бомбоубежищ. Казалось бы впустую были затрачены огромные материальные и трудовые ресурсы. Однако после начала в Китае реформ эти площади стали использовать в коммерческих целях. В расположенных под землей ресторанах даже справляют свадьбы и юбилеи.

Использование подземного пространства зависит от геологических и сейсмических условий в районе города. Не возникает особых трудностей при разработке полостей в скальной породе и известняках. Для Беларуси характерны обводненные осадочные грунты и главная угроза для подземных сооружений исходит от воды. Тем не менее строительство минского метро показало, что при надлежащем качестве работ возможна успешная борьба с этим злом.

Основной смысл освоения подземного пространства - экономия площади поверхности в городской черте. Особенно это впечатляет, если рассматривать проблемы роста необходимых площадей под автостоянки.

Непонятно, каким образом, но исторически сложилось так, что подвальные помещения наших многоэтажек не используются в качестве гаражей. Мы относимся к этому спокойно и привыкли к несовпадению места хранения автомобиля с местом жительства его хозяина. Иногда расстояние может быть больше километра. При такой логике обычная поездка - целый ритуал. Нужно добраться до стоянки, причем в любую погоду, забрать автомобиль, подогнать его к подъезду и только потом воспользоваться плодами всеобщей автомобилизации.

Такое положение вещей - строительство отдельно стоящих гаражей при острой жилищной проблеме вызывает удивление. На каждый двухуровневый гараж требуется столько же стройматериалов, сколько и на фундамент многоэтажного здания такой же площади. Каждый новый гаражный кооператив - это несколько закопанных в землю фундаментов. Было бы понятно, если одновременно строили бы здания с подземными стоянками, но этого не происходит. Такая практика процветает на всем пространстве СНГ.

В 1990 году в бывшем СССР на каждых 17,9 человека приходился один легковой автомобиль. В то же время в Европе этот показатель составлял 2,9 человека на 1 авто, а в США 1,9 человека. Вполне понятно, что будет происходить дальнейшее насыщение страны автомобилями до европейских стандартов. Когда-нибудь их количество возрастет в 6 раз, а следовательно, площадь автостоянок и гаражей увеличится таким же образом.

По данным специалистов АО Белпромпроект, стоимость строительства многоэтажных зданий с подземным гаражом возрастает всего лишь на несколько процентов. В основном это расходы на строительство въезда, вентиляцию и дополнительную звукоизоляцию.

Самое удивительное состоит в отсутствии каких-либо ограничений на проектирование и строительство со стороны строительных норм и правил. Нет каких либо особых препятствий со стороны пожарных. Ограничения начинаются, если количество этажей гаража более двух. Тогда предъявляются повышенные требования к надежности путей эвакуации автомобилей.

Практически существующая ситуация не объяснима с точки зрения здравого смысла. Хранение автомобилей под открытым небом приводит к ускоренной коррозии кузова и деталей. Кроме этого, запуск холодного двигателя при отрицательной температуре равнозначен износу при пробеге в 200 км. В свою очередь это ведет к более частым покупкам запчастей. А так как у нас все чаще обзаводятся иномарками, из государства утекает столь необходимая валюта.

В холодное время нужно несколько минут, чтобы довести температуру двигателя до необходимой. Эти несколько минут при каждом запуске- тысячи тонн бензина. А сколько проблем возникает, когда температура опускается ниже минус 30° С. Для многих это становится непреодолимым препятствием, и они вынуждены пользоваться общественным транспортом. Подобных проблем для метрополитена не существует. Его работа абсолютно не зависит от внешних факторов.

Вместе с началом строительства метро возникла возможность серьезного освоения подземного пространства города. Первый серьезный эксперимент проектировщики сделали при проектировании станции "Октябрьская". В подземном переходе к универсаму "Центральный" разместили помещения касс по предварительной продаже билетов. Основываясь на этом опыте, при последующем проектировании начали делать ставку на расширение возможностей эксплуатации преимуществ подземных площадей.

По мнению главного инженера АП Минскметропроект Г. А. Евсевьева метрополитен нужно рассматривать как зону создания подземной инфраструктуры для размещения социальных служб города и помещений вспомогательного характера. Комплексное использование подземного пространства экономит наземные площади. Это выход для разгрузки центра города, где стоимость земли значительно выше, чем на окраинах. Такой подход к проблеме дает возможность снизить расходы по строительству самого метрополитена.

Дело в том, что минское метро имеет небольшую глубину заложения. Несущую способность конструкций и, следовательно, их стоимость обусловливает нагрузка, создаваемая грунтом над станцией. Больше глубина - больше вес грунта, больше нагрузка и выше расходы на строительные конструкции. Стремление снизить эту статью расходов приводит к созданию над станцией помещений. Логика проста - вес воздуха ничтожен по сравнению с грунтовой засыпкой.

При таком подходе стоимость строительства падает, архитектуру станций можно делать более ажурной. Выручка от эксплуатации созданных подземных помещений становится дополнительным источником финансирования.

Исходя из таких логических предпосылок строился участок перегонных туннелей за станцией метро "Фрунзенская". Вместо грунтовой засыпки спроектировали и построили два подземных этажа площадью по 2 000 м2 каждый. Предполагалось, что верхний из них будет использоваться для торговых помещений. На нижнем этаже должны были разместиться склады товаров. Была предусмотрена возможность установки грузовых лифтов. К сожалению, до сих пор не удалось найти покупателей или арендаторов для этих площадей. Были предложения использовать эти помещения в качестве гаражей. Главный инженер "Минскметропроекта" относится к этому сдержанно. С точки зрения торговли место очень выгодное. Рано или поздно потребитель найдется.

Лучше обстоит ситуация на строительстве станции "Партизанская". Над станцией расположен торговый зал размерами 21 на 105 метров. Примерно таких же размеров запроектирован и строящийся подземный комплекс перед универмагом "Беларусь". Со станцией метро "Партизанская" и подземными переходами под ул. Жилуновича и партизанским проспектом комплекс будет связан также подземными переходами. Финансирует работы "Ареса-Сервис", она же является владельцем строящегося комплекса. Покупатель для помещений над самой станцией еще не найден.

После завершения строительства город будет располагать значительным торговым комплексом. Его образуют сама станция, как транспортная система, гостиница "Турист", универмаг "Беларусь" и подземные торговые площади.

Подобный более масштабный проект был подготовлен для привокзальной площади. По замыслу проектировщиков под ней должен был располагаться подземный этаж с камерами хранения, кафе и прочими обслуживающими службами. Здесь же хотели оборудовать подземные автостоянки и стоянки такси. Пассажиры могли бы, не поднимаясь на поверхность, покинуть здание вокзала. Строительство этого привокзального комплекса отложено из-за нехватки финансирования.

Легче обстоит дело с созданием и расширением вспомогательных мест в подземных переходах. Коммерческие организации быстро оценили возможности и выгоды попутной торговли. Здесь налицо одно из преимуществ подземного пространства. В подземных переходах не так страшны мороз и жара. Покупателю и продавцу нет дела до идущих на поверхности дождей или метелей.

Основываясь на этих преимуществах, построен развитый пешеходный переход на выходе со станции "Пушкинская". Кроме прочих торговых точек здесь расположилась и аптека.

Совмещение развитых подземных переходов с созданием подземных этажей над станциями будет продолжено. Подобный опыт используют при строительстве станций на продолжении первой очереди метро в Уручье. Таким же образом проектируются станция "Каменная горка" в микрорайоне Запад и станция "Могилевская" в микрорайоне улицы Ангарская.

Метростроители уже освоили центр города с его плотной исторической застройкой. Теперь очередь жилых микрорайонов. Особый интерес проектировщиков вызывает техническая зона метрополитена. Это площадь полосой в 40 метров от оси каждого туннеля. По существующим правилам в этих пределах запрещено какое-либо строительство в момент ведения подземных работ. В новых жилых кварталах более свободно, чем в центре города.

Эти обстоятельства позволяют создавать развитую подземную инфраструктуру. Здесь предполагается строительство подземных гаражей и автостоянок. Одновременно под землю можно опустить сооружения вспомогательного характера и склады. Технические возможности позволяют вести подобное строительство - вопрос упирается в возможности финансирования.

Тенденции в мировом градостроительном опыте свидетельствуют в пользу развития подземной инфраструктуры. Она обеспечивает возможности кардинальных архитектурных решений, предоставляющих дополнительные удобства жителям городов.

Ошибки при строительстве подземных сооружений значительно труднее исправить. Следует учитывать, что в каждом конкретном случае освоение подземного пространства ведется с учетом местных условий, существующего опыта и потребностей города. Одновременно развиваются производственный и технологический потенциалы. Использование последних научно-технических достижений может привести к значительному развитию этой области градостроительства.

Виктор ОСАДЧИЙ