مشكلة إنشاء واستخدام الفضاء تحت الأرض في أكبر وأكبر و المدن الكبرىأصبحت ذات أهمية متزايدة بسبب النقص في المناطق الحرة والتطور المتسارع للنقل الجماعي والفردي. حلها مناسب في الجزء المركزي المكتظ بالسكان، وكذلك في مجمعات النقل العام الفردية ذات الحضور الجماعي.
إن استخدام المساحة تحت الأرض لا يسهل ظروف النقل فحسب، بل يجعل من الممكن أيضًا إعفاء المناطق المركزية كليًا أو جزئيًا من هياكل وأجهزة النقل (المرائب ومواقف السيارات ومحطات الخدمة ومحطات الوقود ومحطات الحافلات)، وتدفقات المرور العابرة فيما يتعلق إلى المركز والطرق السريعة ومحطات النقل بالسكك الحديدية (العاصمة).
يمكن أن تكون المساحة تحت الأرض "طبيعية" وتقع تحت سطح الأرض، أو "صناعية" مكونة من أرضيات مساحة كبيرة
يُنصح باستخدامه في النقل والهياكل المساعدة والفنية والمباني والأجهزة التي لا يرتبط تشغيلها بإقامة طويلة للزوار والموظفين. وتشمل هذه مستودعات الكتب، ومقسمات الهاتف الآلية، والثلاجات، ومحلات الرهن، ومخازن الخضروات، والمستودعات.
تشمل المباني العامة ذات الإقامات القصيرة للزوار دور السينما والمحلات التجارية ومراكز استقبال مؤسسات خدمة المستهلك والمكتبات ودور المحفوظات والمتاحف. وفي عدد من الحالات، تعمل هياكل ومحاور النقل في مراكز المدن الكبرى بشكل وثيق مع مؤسسات الخدمة الثقافية والعامة. ما يسمى بمراكز النقل العام آخذة في الظهور.
يمكن صياغة مبادئ التقسيم الرأسي للمساحة تحت الأرض في المدينة على النحو التالي:
· تخصص المستويات الأقرب إلى سطح الأرض حتى مستوى -4م للمشاة ونقل الركاب المستمر والأرصفة المتحركة ومواقف السيارات وشبكات مرافق التوزيع المحلية.
· المستويات عند المستويات من -4 إلى -15 (-20) م مخصصة لطرق مترو الأنفاق أو غيرها من وسائل النقل بالسكك الحديدية وأنفاق المركبات الضحلة، وللمرائب متعددة المستويات تحت الأرض، والمستودعات، والخزانات، والمجمعات الرئيسية؛
· المستويات عند المستويات من -15 إلى -40 م مخصصة للمسارات
النقل بالسكك الحديدية العميقة، بما في ذلك أقطار السكك الحديدية الحضرية.
في الممارسة الأجنبية لبناء مركز أعمال خارج المركز التاريخي للمدينة، فإن تجربة مخططي المدن الفرنسيين مثيرة للاهتمام. يقع أكبر مركز إداري وتجاري وعام جديد في منطقة Place de la Défense (في باريس) على امتداد الطريق الرئيسي للمدينة، خارج وسط المدينة التاريخي.
أثناء تصميمه، تم إيلاء الكثير من الاهتمام لتنظيم طرق المشاة والنقل. وبالتالي، فإن المجموعة بأكملها من المباني الجديدة لديها تكوين متعدد المستويات وترتفع على منصة منصة عملاقة، مرتفعة فوق سطح الأرض بنسبة 15-33 م، بطول يصل إلى 1 كم. وهذا يجعل الاستخدام الجيد للتضاريس. وبهذه الطريقة، تم إنشاء ما يصل إلى 4-5 طوابق من المستويات تحت الأرض وشبه تحت الأرض.
المستوى الرئيسي لحركة المشاة عبارة عن ساحة واسعة مرتفعة فوق سطح الأرض وتقع في الجزء العلوي من المنصة، وعلى طول محيطها - تحت الأرض بشكل رئيسي وفي عدة مستويات - توجد وسائل نقل. في المستوى الرابع تحت الأرض، يوجد مترو سريع ومحلي تم وضع خطوط توحدها محطة، والثالث مخصص لحركة المرور العابر عالية السرعة في اتجاه باريس نورماندي، والثاني يحتوي على طرق لحافلات المسافات الطويلة والمحلية ومحطة حافلات تحت الأرض، الأول مخصص لمداخل المباني والمخارج إلى الطرق الطرفية ذات الاتجاه الواحد مع تقاطعات وتقاطعات متطورة، وعلى نفس المستوى تقريبًا يوجد خط سكة حديد طريق باريس فرساي الذي يحيط بالمدينة من الشمال والغرب.
مشروع تجديد وسط باريس يقوم على شيء آخر. تم اقتراح بناء مجمع كبير من الهياكل تحت الأرض تحت حديقة التويلري وفناء اللوفر. يتيح هذا الحل تحرير منطقة التويلري وشارع St. ريفولي، سد نهر السين من متحف اللوفر إلى ساحة الكونكورد، وكذلك لبناء مرائب للسيارات تحت الأرض ذات سعة كبيرة.. يشمل مجمع الهياكل تحت الأرض الكراجات ومواقف السيارات والمباني العامة تحت الأرض (المسارح ودور السينما، ربوة: نادي، مطاعم الخدمة الذاتية، مطعم، صالات التسوق/المساحات المساعدة ومساحات العرض بالمتحف). يساعد إنشاء الطرق السريعة تحت الأرض على إعفاء سطح الأرض من وسائل النقل.
يتضمن مشروع إعادة إعمار فيلادلفيا أعمال البناء في المناطق المركزية لهذا المركز الصناعي والتجاري والمالي الكبير مركز ثقافيالولايات المتحدة الأمريكية، مع الحفاظ قدر الإمكان على المظهر التاريخي للمدينة. الأكثر إثارة للاهتمام هو إعادة بناء الجزء الأقدم. يتم هنا إنشاء أحد مجمعات النقل العام متعددة المستويات الأولى في العالم، حيث، وفقًا للمشروع، ستتركز الشركات والمؤسسات ذات الأهمية على مستوى المدينة، والتي لا يزورها سكان المدينة فحسب، بل الزوار أيضًا. ولذلك، يجب أن يكون المركز المجتمعي مخدومًا بعدة أنواع من وسائل النقل السطحية والجوفية.
السمة الرئيسية للخطة هي الحد الأقصى للفصل بين طرق المرور والمشاة. يتم تنظيم حركة النقل على عدة مستويات مع الاستخدام المكثف للمساحة تحت الأرض. في المستوى السفلي الثاني تحت الأرض، توجد خطوط مترو أنفاق وسكك حديدية ضحلة عالية السرعة (25 محطة). الجزء العلوي مخصص للمشاة. تحتوي على معابر للمشاة وساحات وأفنية مضاءة مدفونة تحت مستوى سطح الأرض مع مداخل للمحلات التجارية والمطاعم والحانات والمؤسسات التجارية الأخرى. توفر هذه التقنية الإضاءة الطبيعية لجميع المؤسسات الخدمية الواقعة تحت مستوى سطح الأرض والممرات تحت الأرض نفسها، مما يسهل ظروف التوجيه.على مستوى الأرض يوجد طبقة من مباني البيع بالتجزئة الرئيسية، بالإضافة إلى ما يسمى بمحطة "الشحن". أعلى من ذلك، فوق طبقة المشاة والتسوق على مستوى الطابق الثاني فوق الأرض، تم تصميم محطة حافلات الركاب. تم بناء الكراجات والمباني الفنية والمساعدة في الأعلى. ترتبط جميع مستويات المشاة بالسلالم المتحركة والمصاعد الميكانيكية. تم تصميم مداخل سيارات الركاب على طول محيط المركز بالكامل على مستوى شوارع المدينة. وتضمن المشروع 9 مواقف سيارات كبيرة.
تقع أهمها بالقرب من الطريق الدائري، الطريق السريع الذي يخدم المركز. يتم توفير المداخل والمخارج عن طريق أنفاق خاصة قصيرة، بالإضافة إلى أنظمة شوارع التوزيع والممرات المرورية المحلية.
مشروع مثير للاهتمام هو إعادة بناء الفم المركزي لأكبر مدينة في كاليفورنيا - لوس أنجلوس. يجب أن يتم خدمة المركز المدمج الجديد متعدد المستويات بعدة وسائل نقل. يتم تنظيم الحركة بأكملها على أربعة مستويات. يوجد في الجزء السفلي من الأرض خط من الطريق السريع الضحل تحت الأرض. ومن المقرر إنشاء محطتين للمترو السريع في المنطقة. يوجد في الجزء العلوي تحت الأرض معابر للمشاة متصلة بردهات تحت الأرض في كلا المحطتين. ومن المخطط إنشاء نفق نقل تحت الأرض بطول حوالي 500 متر على طول الشوارع، كما تم بناء مرآب من ثلاثة طوابق أسفل ميدان بيرشينج. السمة الرئيسية لخطة إعادة الإعمار هي إنشاء جادات للمشاة متداخلة على مستويين - الشوارع والجسور المرتفعة التي ترتفع إلى ارتفاع 5 أمتار فوق سطح الأرض، والتي يبلغ طولها الكبير، ما يصل إلى 7 كم، ولا تمر فقط على طول الشوارع الرئيسية، ولكن أيضًا داخل المباني، مما يوفر وصولاً مريحًا وسريعًا إلى المتاجر والمطاعم ومحطة الحافلات المركزية والمباني العامة وغيرها. ترتبط جميع مستويات حركة المشاة عن طريق السلالم والمنحدرات والسلالم المتحركة، والتي يتم من خلالها رفع الركاب حصريًا.
يوجد نظام قوي وواسع النطاق لاتصالات المشاة والنقل تحت الأرض جزء لا يتجزأإعادة بناء وسط مونتريال (كندا)، وتوفير البناء في المنطقة الوسطى من المدينة لمجمع كبير من المؤسسات التجارية والعامة والخدمية لسكان مونتريال نفسها، فضلا عن البلدات والمدن الصغيرة التي تنجذب نحو هو - هي المستوطنات; مركز جديدتم إنشاؤها على موقع المباني القديمة. يوجد على أراضيها متاجر متعددة الأقسام وفنادق ودور سينما ومباني إدارية ومطاعم ومرائب متعددة المستويات تحت الأرض. تمر عبرها طرق النقل الرئيسية للمدينة وثلاثة خطوط مترو وأقسام تحت الأرض من الطرق السريعة وخطين للسكك الحديدية. وهذا يخلق اتصالاً جيدًا بين الجمهور ومركز التسوق وجميع مناطق المدينة وضواحيها.
تحتوي جميع المباني على عدة مستويات تحت الأرض. العلوي عبارة عن نظام مداخل للمترو والمحطات ومعابر المشاة، متصل مباشرة بجميع المباني ومواقف السيارات والجراجات. في ممرات وسط مدينة مونتريال، يمكنك العثور على العديد من مؤسسات البيع بالتجزئة، والتي تمتد أمامها لعدة كيلومترات. وهكذا، تم إنشاء نوع جديد من مراكز التسوق تحت الأرض التي تم تطويرها في الطول. ولإضاءة الممرات والمقاهي والمحلات التجارية الواقعة تحت مستوى سطح الأرض، تم تصميم ساحات وساحات مضاءة ذات مناظر طبيعية مع حمامات سباحة ونوافير. ترتبط مستويات المشاة بالسلالم المتحركة والمصاعد. ستحتوي جميع المباني في المستقبل على منصة مشتركة متعددة المستويات مع جزء سفلي تحت الأرض، وسيتكون الهيكل الأكبر من اثني عشر طابقًا تحت الأرض.
تم استخدام نهج مختلف في إعادة بناء المركز القديم لمدينة هلسنكي. لأنه يقوم على العلاقة بين الهياكل الهندسية والنقل الجديدة مع المباني القائمة والمخططة والمشهد الحضري. وسيتم ربط المركز العام الجديد بالأجزاء الشمالية والجنوبية من المدينة عبر طريق سريع قوي مكون من ثمانية حارات، سيمر بالقرب من السكة الحديد وفوقها جزئيًا. بالإضافة إلى ذلك، من المخطط إعادة بناء الطريق السريع الرئيسي الحالي، مع زيادة طاقته الاستيعابية، وإنشاء تقاطعات مرورية على مستويات مختلفة مع أنفاق تحت الأرض. تحت منطقة مثلثةويجري تصميم بناء هيكل متعدد المستويات. ستضم الطوابق تحت الأرض مواقف السيارات والجراجات وممرات الأنفاق المرتبطة بمؤسسات البيع بالتجزئة والخدمات. بالنسبة لمنظمات الحركة المرورية المستمرة، تحتوي جميع الطرق السريعة عند التقاطعات على تقاطعات ذات منحنيات ذات أقطار كبيرة.
أما الجزء الآخر من المركز فيضم مباني إدارية وتجارية. تحتها توجد منطقة تحت الأرض من ثلاث طبقات مفتوحة جزئيًا. توجد طرق سريعة في الأعلى ومواقف للسيارات في الأسفل. يربط نظام معقد من الأنفاق والجسور ومنحدرات الدخول جميع المستويات تحت الأرض بالسطح. في منطقة منفصلة (تحت المستوى شوارع المدينةحركة المرور المحلية) تم تصميم محطة الحافلات المركزية. يتم استخدام المساحة تحت الأرض بشكل فعال في مشروع مركز الأعمال في ساحة Vokzalnaya. تحتوي المباني المكتبية المكونة من سبعة طوابق على موقف سيارات واسع من جميع الجوانب، يرتفع إلى ارتفاع الطابق الثاني. يرتبط نظام أماكن البيع بالتجزئة في الطابق الأرضي والطابق السفلي بممرات تربط المركز بالمحطة ومحطات النقل العام.
في موسكو، كانت إحدى مجمعات التخطيط الحضري الأولى التي تستخدم المساحة تحت الأرض هي مجموعة المباني والهياكل في شارع كالينين. تشغل المباني والمباني الواقعة على الجانب الجنوبي من الشارع طابقين، حيث تتركز جميع خدمات المستودعات والمرافق والخدمات الهندسية، ويوحدها نفق نقل مشترك يبلغ طوله 900 متر وعرضه 9 أمتار، وقد تم تكييف الاختلافات في التضاريس بنجاح مع المداخل والمخارج. بالإضافة إلى نفق الخدمات مع مناطق التفريغ ومخزن من طابقين وغرف فنية ومرافق، ويحتوي الطابق الأول تحت الأرض على قاعة احتفالات مطعم أربات، وصالات عرض بيت الملابس، وقاعة بيرة كبيرة. تم التخطيط لإنشاء مرآب للسيارات تحت الأرض من ثلاث طبقات أسفل منطقة المشاة على الجانب الجنوبي من الشارع.
تم بناء مجمع الممرات تحت الأرض لمركز التسوق في الجزء المركزي المزدحم من يريفان، عند تقاطع ثلاثة شرايين نقل مزدحمة والشارع الدائري. نشأ هذا القرار فيما يتعلق بالحاجة إلى ضمان حركة مرور آمنة. تم إنشاء مساحة حضرية واحدة تحت الأرض مع وضع مرافق البيع بالتجزئة، تقديم الطعاموالخدمات الثقافية والاستهلاكية.
كونيوخوف د.
استخدام الفضاء تحت الأرض. كتاب مدرسي دليل للجامعات. 2004.
يقدم الكتاب المدرسي لمحة عامة عن تاريخ تطور الفضاء تحت الأرض في مختلف البلدانفي العالم، تتم مناقشة جميع أنواع الهياكل الموجودة تحت الأرض بالتفصيل، والجوانب البيئية لبناء واستخدام الهياكل تحت الأرض. يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لإعادة استخدام المرافق الموجودة تحت الأرض والتي تم إنشاؤها مسبقًا وأعمال مناجم النفايات. لطلاب الجامعات والكليات الإنشائية والمعمارية.
مقدمة
يعد التطوير الهندسي للمساحة تحت الأرض من أهم المجالات التي تضمن التنمية المستدامة مجتمع حديث. الكتاب المدرسي الذي بين يديك مخصص لطلاب مؤسسات التعليم العالي الذين يدرسون في مجال تدريب المتخصصين المعتمدين 653500 "البناء" (التخصصات: 290300 "الهندسة الصناعية والمدنية"، 291400 "تصميم المباني") والبكالوريوس في مجال 550100 "إنشاءات". فهو يقدم لمحة عامة عن تاريخ تطور الفضاء تحت الأرض في مختلف بلدان العالم، بما في ذلك روسيا، ويفحص تقريبًا جميع أنواع الهياكل الموجودة تحت الأرض الموجودة حاليًا في العالم، ويقدم أمثلة عديدة للحلول المعمارية والتخطيطية للمرافق الموجودة تحت الأرض والتي تم بناؤها السنوات الأخيرة. يتم إيلاء اهتمام خاص للجوانب البيئية لتفاعل الهيكل تحت الأرض مع البيئة الطبيعية والحضرية المحيطة، والاستخدام المتكامل للمساحة تحت الأرض، وكذلك إعادة استخدام المرافق تحت الأرض التي تم إنشاؤها مسبقًا لأغراض مختلفة وأعمال مناجم النفايات. يتناول الكتاب مشاكل موثوقية ومتانة الهياكل والمخططات تحت الأرض النظرية الحديثةالمخاطر المتعلقة بالبناء تحت الأرض. أصبح إعداد هذا الدليل ونشره ممكنًا إلى حد كبير بفضل المساعدة والدعم المستمرين من عميد كلية البناء الهيدروليكي والخاص، ورئيس قسم البناء تحت الأرض والأعمال الهيدروليكية بجامعة موسكو الحكومية، دكتوراه في الهندسة. العلوم ، البروفيسور م.ج. زرتسالوفا. المؤلف يشكر المراجعين بخالص: د. تك. العلوم والأساتذة I.Ya. دورمان وفي. Merkin للحصول على النصائح والتعليقات القيمة أثناء إعداد المخطوطة.
مقدمة
في السنوات الأخيرة، في جميع أنحاء العالم، تم إيلاء اهتمام متزايد في تخطيط وتطوير المدن الكبرى والعواصم لمشاكل تطوير المساحة تحت الأرض، وكذلك بناء مرافق تحت الأرض خارج حدود المدينة، مما يضمن الأداء الطبيعي للمدن الكبيرة. المراكز المأهولة بالسكان، وخاصة الصناعية. مشاكل مثل نقص المناطق الحضرية، والنمو المستمر لسكان المناطق الحضرية، وتراكم الحشود الكبيرة على الطرق عربة، فإن عدم قدرة البنية التحتية الحضرية على التعامل مع الأحمال المتزايدة باستمرار وتدهور الوضع البيئي يتطلب استخدامًا نشطًا بشكل متزايد للمساحة تحت الأرض، بما في ذلك وضع أنظمة النقل والهندسة ومرافق خدمات البيع بالتجزئة والخدمات الاستهلاكية والمستودعات ومواقف السيارات، إلخ. وفقا للبحث الحديث، في معظم الحالات، تعتبر الهياكل تحت الأرض، على الرغم من التكاليف الكبيرة لبناءها، هي الحلول الأمثل للعديد من قضايا عمل المدينة.
المساحة تحت الأرض للمدينة هي المساحة الموجودة تحت سطح الأرض النهاري، وتستخدم “كإحدى وسائل التغلب على اتجاه التوسع الحضري، وموضوع تطوير مفاهيم جديدة لإنشاء الموائل الطبيعية والحفاظ عليها، وتحقيق أولويات البيئة والتنمية”. الرفاهية الاقتصادية و تنمية مستدامةوخلق ظروف معيشية للأشخاص الذين يعيشون في ظروف قاسية" [RASE، 1996]. تشمل المساحة تحت الأرض للمدينة: هياكل النقل تحت الأرض، وموقع المؤسسات الصناعية ومؤسسات الخدمة العامة، وشبكات المدينة تحت الأرض وهياكل المعدات الهندسية، والهياكل ذات الأغراض الخاصة. يعد التطوير المعقد للمساحة تحت الأرض (الشكل 1) نموذجيًا للمدن الكبرى والعواصم، خاصة في مناطق وسط المدينة ومراكز المناطق البلدية، في مناطق محاور النقل والتقاطعات الأكثر أهمية، في المستودعات الصناعية والبلدية المناطق. أحد جوانب التنمية المتكاملة للفضاء تحت الأرض هو الاستخدام الرشيد للأراضي السطحية، وعلى وجه الخصوص:
تشييد المباني والمنشآت في المناطق الحضرية الضيقة؛
الحفاظ على المناطق الخضراء والمناطق الترفيهية، وترتيب المناطق الخضراء والمناظر الطبيعية في المباني القائمة؛
تعزيز الصفات الفنية والجمالية للبيئة الحضرية، والحفاظ على الأراضي ذات القيمة التاريخية؛
الحفاظ على وترميم كائنات هندسة المناظر الطبيعية الفريدة؛
إمكانية الوصول إلى أهم مرافق المدينة وأماكن عمل المواطنين، مما يوفر الوقت؛
وتحسين خدمات النقل، وزيادة السلامة المرورية، والحد من ضجيج الشوارع؛
تقليل طول المرافق؛
حماية السكان خلال فترات الحوادث والكوارث الطبيعية والتي من صنع الإنسان.
في جميع عواصم العالم، يجري التطوير النشط للمساحات تحت الأرض. المدن الكبيرة في بلادنا، في المقام الأول موسكو وسانت بطرسبرغ، ليست استثناء. في الواقع، يتم إنشاء بنية تحتية جديدة تحت الأرض للمدن الكبيرة أمام أعيننا، أثناء تصميمها وبناءها، من الضروري مراعاة عدد من العوامل، وقبل كل شيء، تأثير العمليات التكنولوجية على البيئة الفضاء تحت الأرض وحالة البيئة الهيدروجيولوجية.
يؤدي التركيز المفرط للسكان والبنية التحتية والإنتاج الصناعي إلى زيادة هائلة في البيئات الجيولوجية والإيكولوجية والهيدروجيولوجية للمدن الكبيرة ويسبب تغيرات لا رجعة فيها. على أراضي موسكو، تحت تأثير العوامل التكنولوجية، يتطور الضغط الجاذبي والديناميكي للصخور، وإزاحة الصخور في الكتلة الصخرية، والوزن الهيدروستاتيكي وضغط الصخور السائبة الحاملة للمياه، والامتلاء الميكانيكي والكيميائي. يتجلى التأثير الأكثر نشاطا للمدينة في الطبقات السطحيةالقشرة الأرضية على أعماق تصل إلى 60-100 متر، ومع ذلك، في بعض الحالات، يمكن أن يظهر هذا التأثير أيضًا على أعماق تصل إلى 1500-2000 متر من السطح*. يتم التأثير الأكثر أهمية على البيئة الجيولوجية البيئية من خلال: تأثير المحيط التكنولوجي الأرضي للمدينة، وإنشاء أعمال تحت الأرض، وضخ المياه الجوفية، واختلال توازن تسرب المياه الجوفية. فانتهاك التوازن الطبيعي للمياه الجوفية، على سبيل المثال، يؤدي إلى تغير في حالة الإجهاد والانفعال للكتلة الصخرية وضغط الصخور داخل حفر المنخفض التي تكونت أثناء انخفاض المياه. وهذا بدوره يسبب تشوه سطح الأرض ويسبب العديد من حالات الطوارئ. يشير كل ما سبق إلى أن تغييرات كبيرة في البيئة الجيولوجية تحدث على أراضي موسكو وأن إمكانات الموارد الطبيعية لم تعد قادرة عمليًا على ضمان استعادتها لذاتها. يقع حوالي 48% من أراضي المدينة في مناطق ذات مخاطر جيولوجية، و12% في مناطق ذات مخاطر جيولوجية محتملة، و40% فقط من الأراضي تتميز بأنها مستقرة. في الوقت الحالي، “إن تطوير الفضاء تحت الأرض هو مفتاح الحفاظ عليه بيئةوكذلك عامل له تأثير مفيد على الحفاظ على البيئة البشرية في المدن الكبيرة" [بيترينكو، 1998].
ويمكن تحقيق هذا التأثير المفيد من خلال:
- استخدام أكثر اكتمالا للمساحة تحت الأرض كموئل بشري؛
- توسيع نطاق تطبيق الأساليب "الصديقة للبيئة" لبناء الهياكل تحت الأرض؛
- السيطرة على هبوط سطح النهار ومنع حدوثه؛
— حلول معمارية وتخطيطية غير قياسية مع مراعاة المتطلبات البيئية عند استخدام المساحات تحت الأرض.
ضمن كمية كبيرةفي مرافق البنية التحتية تحت الأرض، يتم إعطاء دور مهم للأنظمة والهياكل لأغراض النقل. وتشمل هذه:
كائنات النقل بالسكك الحديدية للركاب عالي السرعة خارج الشوارع (المترو والترام عالي السرعة والسكك الحديدية الحضرية) ؛
تقاطعات شوارع وطرق المدينة على مستويات مختلفة، وأنفاق النقل، والأنفاق تحت الماء، ومعابر المشاة تحت الأرض، وما إلى ذلك؛
الأشياء المتعلقة بتخزين وصيانة المركبات (كراجات للتخزين الدائم للمركبات، مواقف سيارات للضيوف)؛
كائنات ومجمعات متعددة الوظائف ومتعددة المستويات لأغراض مختلفة، مترابطة مع المباني الأرضية، وكذلك الهياكل والأجهزة لأغراض النقل مع أشكال مختلفة من استخدام الفضاء الحضري تحت الأرض (المحطات، مراكز التسوقومحطات المترو وغيرها).
من بين أنظمة مترو الأنفاق لنقل الركاب المتخصصة في مدن بلدنا، تهيمن مترو الأنفاق. حاليًا، يتم تشغيل وبناء مترو الأنفاق في عشر مدن في روسيا: يكاترينبرج، قازان، كراسنويارسك، موسكو، نيجني نوفغورود، نوفوسيبيرسك، أومسك، سانت بطرسبرغ، سمارة، تشيليابينسك، ويتم تصميمها في أوفا. في السنوات الأخيرة، أصبح الميل إلى إنشاء خطوط نقل جديدة مصممة لربط المراكز التجارية والثقافية والتاريخية ومراكز التسوق مع بعضها البعض ومع مناطق التطوير السكني الجماعي الواقعة على مشارف المدن الكبيرة، منتشرًا بشكل متزايد. سيؤدي ذلك إلى زيادة سرعة الاتصال وتحسين جودة خدمة الركاب. وتشمل هذه الخطوط، في المقام الأول، "الميني مترو"، الذي يحتوي على أنفاق أصغر ومحطات في الهواء الطلق، ومسافات أقصر بين المحطات، والمزيد سرعات منخفضةحركة المخزون المتداول. واستكمالاً لشبكات المترو الموجودة بالفعل، يجري تصميم أنظمة "المترو المركزي"، والتي تسمح بإنشاء اتصالات أكثر ملاءمة للنقل داخل المراكز. ومن المخطط أيضًا إنشاء شبكة من خطوط المترو السريعة في موسكو. توجد مثل هذه الأنظمة في العديد من المدن الكبرى في العالم: باريس ولندن ونيويورك وغيرها الكثير (الشكل 2). إن دمج أنظمة النقل بالسكك الحديدية المختلفة خارج الشوارع يجعل من الممكن تقريب الركاب من الأماكن الأكثر زيارة في المدينة. إطار المدينة الحديثة هو شبكة الطرق، والتي ترتبط أيضًا بمشاكل تطوير واستخدام المساحة تحت الأرض. في موسكو، يتم حل العديد من تقاطعات النقل على مستويات مختلفة باستخدام الأنفاق. يؤدي استخدام التقاطعات متعددة المستويات (على وجه الخصوص، نوع النفق) إلى تبسيط ظروف حركة النقل البري الحضري، ويقلل من مستوى ضوضاء النقل وتلوث الهواء الناتج عن غازات عوادم المركبات، ويقلل من عدد حوادث الطرق.
ترتبط مشكلة التخطيط الحضري الأخرى ارتباطًا مباشرًا بأنظمة النقل تحت الأرض - تنظيم التخزين الدائم والمؤقت للنقل البري. لحل هذه المشكلة، فمن الضروري الجمع تقنيات مختلفةومع الأخذ في الاعتبار قدر الإمكان مجموعة الظروف المحددة بأكملها، وتطبيق تقنيات جديدة لاستخدام المساحة تحت الأرض، والتي تعد واعدة بشكل خاص للمناطق المركزية شديدة الكثافة والمعاد بناؤها في المدن الكبرى.
الاستخدام المتكامل للمساحة تحت الأرض يقيد النمو الإضافي لأراضي المدن الكبيرة ويجعل من الممكن حل التخطيط الحضري والنقل والهندسة و مشاكل اجتماعية، وتحسين الهيكل المعماري والتخطيطي للمدن، وتحرير سطح الأرض من العديد من الهياكل المساعدة، واستخدام المناطق الحضرية بشكل عقلاني لبناء المساكن، وإنشاء مناطق ترفيهية للمواطنين، وتحسين الحالة الصحية والصحية للمدينة، والحفاظ على المعالم المعمارية - بشكل فعال مكان المعدات الهندسية، الخ.
1. لمحة تاريخية عن التطوير الهندسي تحت الأرض
1.1. لمحة تاريخية موجزة عن البناء تحت الأرض في العالم
بدأ استكشاف الإنسان للفضاء تحت الأرض في العصور القديمة. يمكن اعتبار النموذج الأولي للهياكل الموجودة تحت الأرض كهوفًا طبيعية وفراغات في الصخور استخدمها أسلافنا. أصبح الكهف أول مسكن للإنسان، حيث كان يحميه من سوء الأحوال الجوية والحيوانات المفترسة. تقريبا في
وفي الوقت نفسه، بدأ الإنسان في استخراج الصخور تحت الأرض للحصول على المعادن المختلفة. V.M. يقترح Slukin [Slukin، 1991] تقسيم الهياكل تحت الأرض حسب العصر:
1) أواخر العصر الحجري القديم والعصر الحجري الحديث (قبل الألفية الرابعة قبل الميلاد)؛
2) العالم القديم(الألفية الرابعة قبل الميلاد - القرن الرابع الميلادي)؛
3) العصور الوسطى (القرنين الخامس والحادي عشر)؛
4) العصر الحديث (بعد القرن الثاني عشر).
قامت الجمعية الروسية لأبحاث علم الكهوف بتطوير "سجل الكهوف الاصطناعية والهياكل المعمارية تحت الأرض في أراضي القارتين الأوراسية والأفريقية"*. اعتمادًا على العوامل الثقافية والحضارية والخلفية التاريخية والمهنة الرئيسية للسكان وما إلى ذلك. يحدد السجل العقاري ثمانية بلدان في عالم الكهوف في العالم القديم.
1. السلافية الشرقية. تقع بالكامل داخل أراضي رابطة الدول المستقلة وتحتل منطقة متجانسة تمامًا من وجهة نظر ثقافة تطور الفضاء تحت الأرض: معظم روسيا وبيلاروسيا وأوكرانيا وشمال كازاخستان. منذ العصور القديمة، تم بناء مرافق ثقافية ومحلية تحت الأرض ودور العبادة والملاجئ وممرات التحصين تحت الأرض والمناجم والمحاجر على هذه المنطقة.
2. أوروبا الغربية. وهي تحتل أراضي أوروبا ودول البلطيق وشمال غرب بيلاروسيا وترانسكارباثيا. تتميز هذه المنطقة بالاستخدام الواسع والعملي للفضاء تحت الأرض* لعدة آلاف السنين، حيث تم استخدام المناجم تحت الأرض والهياكل الدفاعية والملاجئ وهياكل المرافق والمقابر هنا.
3. غرب آسيا. تشمل بيسارابيا وجبل القرم والقوقاز. تتميز هذه المنطقة بالاستخدام المعقد منذ العصور القديمة. مجموعات كبيرةكائنات تحت الأرض لأغراض مختلفة: سكنية واقتصادية ودفاعية ونقلية ودينية - مدرجة في مدن الكهوف والأديرة تحت الأرض. يوجد في هذه المنطقة مدن أديرة تحت الأرض مشهورة عالميًا (كابادوكيا، تركيا)؛ مجمعات كبيرة تحت الأرض لأغراض دفاعية واقتصادية.
4. آسيا الوسطى. تقع على أراضي دول آسيا الوسطى في رابطة الدول المستقلة وشرق أذربيجان وإيران وشمال أفغانستان. بدأ تطوير المساحة تحت الأرض هنا ببناء أنظمة إمدادات المياه في سفوح التلال - كاريازوف، بطول إجمالي يصل إلى عشرات الآلاف من الكيلومترات. تطور التعدين في المناطق الجبلية منذ الألفية الخامسة عشرة قبل الميلاد. بالإضافة إلى ذلك، يوجد في هذه المنطقة ممرات تحت الأرض لأغراض دفاعية، بالإضافة إلى كهوف دينية إسلامية وبوذية.
5. جنوب آسيا. تحتل شبه جزيرة هندوستان والمناطق المجاورة لها. ويتميز بتطور التعدين، ووجود صهاريج تحت الأرض، ومجموعات من المعابد الكبيرة تحت الأرض مع عناصر معمارية منحوتة في الصخر - الأعمدة والمنحوتات وما إلى ذلك.
6. شرق آسيا. تقع بشكل رئيسي في الصين. ساهمت الإنجازات الفريدة للعلوم القديمة والعصور الوسطى في الصين في إنشاء هياكل أصلية ومتنوعة تحت الأرض: معابد الكهوف والمقابر وقنوات المياه واتصالات النقل. واتسم بناء المساكن بتنمية مكثفة بشكل خاص - ويعيش اليوم عشرات الملايين من الناس في مستوطنات الكهوف في الصين
7. شمال أفريقيا. تقع على الإقليم مصر القديمةودول شمال أفريقيا. وتتميز بشكل رئيسي بالهياكل الدينية الموجودة تحت الأرض: المقابر والمعابد، بالإضافة إلى التعدين تحت الأرض. في ليبيا والجزائر، تم الحفاظ على أنظمة شبكية لجمع المياه تحت الأرض تذكرنا بكريات؛ في إثيوبيا - المعابد الأصلية تحت الأرض. وفي بلدان شمال أفريقيا، قام السكان بشكل دوري ببناء مساكن تحت الأرض لحماية أنفسهم من الحرارة.
8. أفريقيا الاستوائية. حتى الآن، لم يتم العثور على أي علامات على البناء تحت الأرض في أراضي أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى. وفي شرق أفريقيا، ونتيجة للتبادل الثقافي على ما يبدو مع الهند ومصر والدول العربية، تم استخراج المعادن تحت الأرض. يعود أول دليل على بناء النفق المسجل في الوثائق التاريخية إلى عام 2150 قبل الميلاد. وهو عبارة عن نفق للمشاة تحت الماء بطول 900 م وأبعاد واضحة 4 × 3.6 م تحت نهر الفرات في بابل، يربط القصر الملكي بمعبد جوبيتر. أثناء البناء، تم تحويل مجرى النهر الذي يبلغ عرضه 180 مترًا إلى الجانب وتم تنفيذ جميع الأعمال جافة في حفرة مفتوحة. تتكون جدران وسقف النفق من الطوب المغطى بالقار.
تم ذكر الهياكل الموجودة تحت الأرض عدة مرات من قبل المؤرخ هيرودوت. على وجه الخصوص، يصف الأجزاء الموجودة تحت الأرض من الأهرامات المصرية (حوالي 2500 قبل الميلاد)، والغرف تحت الأرض للملكة المصرية نيتوكريس (حوالي 700 قبل الميلاد)، ونفق يبلغ طوله حوالي 1600 متر في جزيرة ساموس في بحر إيجه، يمر عبر الحجر الجيري باستخدام المطارق والأزاميل. إليكم ما كتبه هيرودوت نفسه عن هذا الهيكل: “نفق في جبل يبلغ ارتفاعه 150 عربدة*، يبدأ من قاعدته وله مخارج على الجانبين. يبلغ طول النفق 7 فيرلنغ، ويبلغ ارتفاعه وعرضه 8 أقدام. وتحت هذا النفق، على طوله بالكامل، حفروا قناة بعمق 20 ذراعًا وعرض 3 أقدام، يتم من خلالها جلب المياه إلى المدينة عبر الأنابيب... وكان باني محطات المياه هذه هو يوباليوس، ابن ناوستروف. لعدة قرون، ظل هذا النفق غير معروف ولم يتم اكتشافه إلا في عام 1882. وأثناء فحصه تبين أن مسار النفق يتكون من خطين مستقيمين متصلين بمنحنيات عكسية. بحلول الألفية الأولى قبل الميلاد. يعزو المؤرخون المدن الموجودة تحت الأرض إلى أراضي جورجيا وأرمينيا الحديثتين. في جورجيا بالقرب من مدينة جوري القديمة مدينة تحت الأرض Uplistsikhe (الشكل 1.1) متصل بالنهر. كوروي باستخدام النفق. لجمع المياه الجوفية والمياه الجوية، تم استخدام نظام المناجم، متصلة ببعضها البعض عن طريق الممرات تحت الأرض، وضعت على عمق حوالي 50 مترا من سطح الأرض.
تم إنشاء الأعمال تحت الأرض بدون بطانة وفي بعض الحالات فقط تم تأمينها بالبناء. حوالي 50 قبل الميلاد وقام الرومان بإنشاء نفق بطول حوالي 5 كيلومترات لتصريف المياه من بحيرة فوتشينو. وفقًا للمؤرخ بليني، تم بناء النفق على مدار 11 عامًا، وتم تنفيذ العمل باستخدام واجهات مضادة من حوالي 40 عمودًا. في بداية القرن الأول الميلادي. قام الرومان ببناء نفق بطول 900 م وعرض 8 م على طريق نابولي – بونزولي، وقد تم وضع النفق تحت تلة بوسيليبو المصنوعة من الطف البركاني. ويبلغ ارتفاع النفق عند بوابات الدخول والخروج 25 متراً، وفي اتجاه الوسط يتناقص تدريجياً.
من المفترض أن الأجراس العمودية كانت تهدف إلى تحسين إضاءة ضوء النهار. حوالي 300 م على أراضي تركيا الحديثة، تم بناء نفق كان بمثابة خط أنابيب مياه وقناة شحن تحت الأرض. في عهد الإمبراطور هادريان، بنى الرومان نفقًا لتزويد أثينا بالمياه. خلال فترة الحكم التركي، انخفض عدد سكان المدينة بشكل حاد، وتم التخلي عن النفق وتشغيله مرة أخرى بعد قرون - في عام 1840. في عام 1925، تم توسيع وإعادة بناء نظام إمدادات المياه في أثينا، ونتيجة لذلك لا يزال النفق الروماني القديم يستخدم حتى يومنا هذا.
السلاف القدماء في النصف الأوسط والثاني من الألفية الأولى بعد الميلاد. تم استخدام الهياكل شبه تحت الأرض - المخابئ - كنوع رئيسي من المساكن (الشكل 1.2). يعود تاريخ دفن سراديب الموتى في الخزرية إلى القرنين الثامن والتاسع. يتكون أساس هيكل الدفن هذا من سراديب الموتى المحفورة في أرض صلبة على سفوح التلال. يتكون كل سراديب الموتى من جزأين - مدخل الممر وغرفة الدفن.
في جورجيا، على منحدر صخري يبلغ ارتفاعه 105 م على الضفة اليسرى للنهر. الدجاج في القرون الثاني عشر إلى الثالث عشر. تم نحت مجمع Vardzia تحت الأرض. يتكون المجمع من 8 طوابق من الكهوف، التي تخترقها طبقات بركانية على مساحة يبلغ عرضها حوالي 500 متر (الشكل 1.3). وفي وسط مجمع الكهف توجد كنيسة صعود السيدة العذراء، والتي يعود تاريخها، بحسب اللوحات الجدارية، إلى الأعوام 1184-1186. يوجد برج الجرس إلى الغرب من الكنيسة. بينهما، وكذلك في الغرب والشرق، هناك المئات من المباني العامة والدينية والسكنية، متصلة بواسطة الممرات والمنصات والسلالم. ولإمداد المجمع بالمياه، قام بناؤوه بحفر نفق بطول 3.5 كيلومتر، يمر على طوله خطان من الأنابيب الفخارية. تدفقت المياه من خلالهم عن طريق الجاذبية.
وتبلغ الطاقة الإنتاجية لنظام إمداد المياه هذا أكثر من 160.000 لتر/يوم. بين القرنين الرابع والخامس عشر، لاحظ المؤرخون ما يقرب من ألف عام من الركود في الأنفاق الأوروبية. وتجدر الإشارة هنا إلى أن هذا التوقف المؤقت ينطبق، في المقام الأول، على تشييد المرافق العامة (الصناعية والمدنية). لم ينقطع أبدًا بناء الهياكل الدفاعية والأغراض الخاصة تحت الأرض. ستتم مناقشة هذه المشكلة بمزيد من التفصيل في الأقسام التالية باستخدام مثال تطوير الفضاء تحت الأرض في روسيا ودول رابطة الدول المستقلة وموسكو. منذ القرن الثالث عشر. في جنوب شرق هولندا، انتشر استخراج الحجر الجيري تحت الأرض لأغراض البناء على نطاق واسع. وفي المجمل، تم تسجيل حوالي 250 مقلعاً، معظمها ذات طبيعة خاصة، بمساحة تتراوح بين عدة عشرات من الأمتار إلى 100 هكتار [بريولز، 1998]. وتقع معظم هذه الأعمال على عمق 20-25 مترًا، وتتركز في وديان سيشن وساسين، على بعد 10 كم من ماستريخت. عند استخراج الحجر، يقوم العمال بحفر أعمدة عميقة في طبقة الحجر الجيري. عند الوصول إلى التكوين، تم قطع ممر منفصل بدرجات يؤدي إلى المطبخ أو الحظيرة أو المبنى الخارجي على سطح النهار. عند الانتهاء من البناء، تم استخدام الأعمال كمرافق تخزين وآبار (عندما ارتفع منسوب المياه الجوفية) وملاجئ خلال الحروب العديدة. توجد على جدران المناجم رسومات لفرسان وجنود مصورين بزي جيوش جميع دول العالم تقريبًا الذين مروا عبر أراضي هولندا على مدار القرون السبعة الماضية. في عام 1450، بدأ بناء نفق على الطريق بين نيس وجنوة. وسرعان ما تم تعليق العمل واستؤنف بعد 300 عام فقط. ومع ذلك، في عام 1794، توقف البناء بالكامل وتم بناء طريق فوق النفق غير المكتمل.
في نهاية القرن الخامس عشر. تم بناء العديد من أنفاق إمدادات المياه المبطنة بالبناء على أراضي الكرملين في موسكو. في القرن السادس عشر، في عهد إيفان الرهيب، تم تنفيذ البناء النشط تحت الأرض في موسكو. على وجه الخصوص، في عام 1657، حاول V. Aznacheev بناء نفق تحت الماء تحت النهر. موسكو. في القرن السابع عشر في بسكوف وفيليكي نوفغورود، تم بناء العديد من الممرات تحت الأرض التي يصل طولها إلى 200 متر بأربطة خشبية وحجرية للقبو والجدران.
في القرنين السابع عشر والتاسع عشر. تم تمرير العديد من أنفاق الشحن في فرنسا:
في 1679-1681 على جزء من قناة لانغدوك التي تربط النهر. جارون مع البحرالابيض المتوسط، نفق بطول 164 م وارتفاع 8.2 م وعرض 6.7 م يعبر تلال مالباس شمال جبال البرانس (تم الانتهاء من نفق مالباس لأول مرة في تاريخ حفر الأنفاق باستخدام البارود)؛
وفي 1784-1838، تم بناء ثلاثة أنفاق صالحة للملاحة يبلغ طولها الإجمالي حوالي 1500 ميل وعرضها 7 أمتار في حوض تقسيم قناة نيفرناي بين نهري سانا واللوار؛
في 1787-1789، تم بناء نفق تورسي بطول 1276 مترًا وعرضه 2.6 مترًا وارتفاعه 2.9 مترًا، على القناة المركزية بين نهري اللوار والسين؛
وفي 1802-1809 تم إنشاء نفقين على قناة سان كوينتين بين نهري واز وشيلدت: ريكيفال بطول 5670 م، وترونكوا بطول 1098 م، وعرض هذه الأنفاق 8 م.
في المجموع، بحلول بداية القرن التاسع عشر. تم بناء حوالي 40 نفقًا للشحن في فرنسا. لم تتخلف منافستها التاريخية، إنجلترا، عن فرنسا: في الفترة من 1766 إلى 1769، تم تمرير 5 أنفاق صالحة للملاحة على القناة التي تربط مناجم الفحم بمانشستر، وأطولها، هاركاسل، يبلغ طوله 2632 مترًا ويبلغ طوله 2632 مترًا. عرض 2.7 م وارتفاع 3.7 م وفي 1825-1827 تم تمرير نفق آخر بموازاته بطول 2675 م وعرض 4.3 م وارتفاع 4.9 م وفي المجمل خلال نفس الفترة من الوقت كما هو الحال في فرنسا، حوالي 60 نفقا للشحن.
وفي الولايات المتحدة الأمريكية، تم بناء أول نفق للشحن بطول 137 م وعرض 6.1 م وارتفاع 5.5 م في 1818-1821 على قناة شويكيل. وفي عام 1828، تم بناء نفق شحن لبنان في ولاية بنسلفانيا، بطول 223 م وعرض 5.5 م وارتفاع 4.6 م.
الربع الثاني من القرن التاسع عشر. يمكن اعتباره بداية عصر بناء الأنفاق الصناعية. جنبا إلى جنب مع أنفاق الشحن، تم بناء أنفاق السكك الحديدية بنشاط. تم بناء أولها عام 1826-1830 في إنجلترا على خط ليفربول - مانشستر ويبلغ طوله 1190 م، وفي الوقت نفسه تم بناء نفق للسكك الحديدية في فرنسا على خط روان - أندريزييه. وفي الولايات المتحدة، تم بناء أول نفق للسكك الحديدية في 1831-1833 على خط أليغيني بورتاج في ولاية بنسلفانيا. بلغ طول النفق 270 م، ارتفاعه 5.8 م، عرضه 6.1 م.
اقترح "أبو حفر الأنفاق" م. برونيل في عام 1825 طريقة حفر الأنفاق بالدرع، والتي يتم مساعدتها في الصخور الناعمة تحت النهر. تم حفر نفق بطول 450 م باستخدام نهر التايمز (شكل 1.4). تم الانتهاء من البناء في عام 1832.
وفي عام 1869، قام المهندسان بارلو وترايتهيد ببناء نفق ثانٍ تحت الماء تحت نهر التايمز، بطول 450 متراً وطوله 450 متراً. قطر داخلي 2 م، لاختراقه، تم استخدام درع دائري المقطع مع بطانة من شرائح الحديد الزهر. هذا الدرع هو النموذج الأولي للدروع الحديثة لحفر الأنفاق.
من المراحل المهمة في تطور عصر الأنفاق الصناعية بناء مترو أنفاق لندن، الذي افتتح أمام حركة المرور في عام 1862. كان طول القسم الأول 3.6 كيلومترًا فقط، ولكن في عام 1863 وافقت لجنة برلمانية على بناء خط سكة حديد دائري تحت الأرض بطول 30 كيلومترًا. تم تشغيله في عام 1884، ويضم أحد الفروع نفق برونيل، والذي تبين أنه أقدم قسم في مترو أنفاق لندن. في عام 1890، تم إدخال نظام الجر بالقطار الكهربائي في الجزء تحت الأرض من خط جنوب لندن. قبل ذلك، كانت القطارات تعمل بالجر البخاري وكانت الأنفاق مليئة بدخان القاطرة والسخام.
تم تطوير الطرق الأولى لميكنة أعمال حفر الأنفاق في منتصف القرن التاسع عشر. أثناء بناء أنفاق جبال الألب الطويلة. كان أولها نفق مونت سينيس ذو المسار المزدوج بين فرنسا وإيطاليا بطول 12850 مترًا، وبدأ العمل فيه عام 1857، لكنه كان يسير ببطء شديد. ولزيادة سرعة الاختراق، تم تصميم آلات الحفر التي تعمل بالهواء المضغوط، وفي يناير 1861، تم استخدام الحفر الميكانيكي هنا لأول مرة. تم افتتاح حركة المرور في النفق في 17 سبتمبر 1871.
بدأ بناء نفق جبال الألب الثاني - سانت جوتهارد - في سبتمبر 1871 (الشكل 1.5). ويمر النفق ذو المسار المزدوج، الذي يبلغ طوله حوالي 16300 متر، عبر صخور الجرانيت والنيس والصخور الأخرى المضطربة بشدة. أثناء بنائه، تم استبدال البارود بالديناميت لأول مرة، وتم استخدام آلات الحفر الهيدروليكية والإزالة الميكانيكية للصخور. تم الانتهاء من البناء في عام 1882.
مزيد من التحسين في أساليب الحفر جعل من الممكن اجتياز نفق سكة حديد ألبيرج مزدوج المسار، بطول 10270 مترًا، بين وديان نهري إن والراين في أربع سنوات: من 1880 إلى 1884.
تم بناء نفق سيمبلون الأكبر حجمًا بين إيطاليا وسويسرا، بطول 19.780 مترًا، بين عامي 1898 و1906. أجبر الطول الكبير للهيكل مصمميه على التخلي عن نمط المرور مزدوج المسار المعتمد لجميع أنفاق جبال الألب الأخرى واستبداله بأنفاق متوازية أحادية المسار تقع على مسافة 17 مترًا عن بعضها البعض.
خلال نفس الفترة الزمنية، تم بناء حوالي 10 أنفاق أخرى في جبال الألب بأطوال تتراوح من 6100 متر إلى 14600 متر، وكانت الصعوبة الأكبر هي بناء نفق ليشبيرج. بدأ البناء في عام 1906 واستمر بشكل طبيعي حتى يوليو 1908. في 24 يوليو 1908، حدث اختراق مفاجئ للمياه في النفق، وامتلأ قسم بطول 150 مترًا بكتلة سائلة من الرمل والطمي والركام. وتبين خلال المسح أن النفق يعبر صدعًا تكتونيًا مملوءًا بالرواسب الغرينية. مرت مياه النهر عبر هذا الصدع. كوردر، يقع على ارتفاع 180 مترًا فوق طريق النفق. قرر عمال البناء تجاوز موقع الاختراق، مما أدى إلى زيادة الطول الإجمالي للهيكل بمقدار 870 مترًا.
قبل وقت قصير من نفق ليشبيرج في شمال إيطاليا، تم الانتهاء من نفق جاتيكو أحادي المسار، بطول 3310 مترًا، وأثناء بنائه، تم استخدام القيسونات العمودية لأول مرة لحفر مقطع بطول 344 مترًا في التربة الجوفية الضعيفة.
تم بناء أول أنفاق للسكك الحديدية في روسيا في الأعوام 1859 - 1862 سكة حديدية"سانت بطرسبرغ - وارسو".
في عام 1892، تم الانتهاء من بناء نفق بطول أربعة كيلومترات عبر ممر سورام في جورجيا، وتم تنفيذ البناء في الصخور المكسورة ذات الضغط الصخري المرتفع بشكل أساسي باستخدام طريقة القبو المدعومة. في هذا النفق، ولأول مرة في روسيا، تم استخدام آلة هيدروليكية لحفر الثقوب. تم حساب القبو على أنه "قوس مرن" بناءً على اقتراح الأستاذ. إل إف. نيكولاي. في نهاية الحرب العالمية الأولى، تم بناء نفق للسكك الحديدية بطول 18510 م في إيطاليا على خط فلورنسا-بولونيا، وفي 1923-1927، تم إنشاء نفق موفاتا أحادي المسار بمقطع عرضي 4.8x7.2 تم بناء نفق شيليزو بطول 9800 متر في كولورادو (الولايات المتحدة الأمريكية)، وبدأ العمل فيه في عام 1922، وفي نفس الوقت تقريبًا، تم الانتهاء من نفق شيليزو الذي يبلغ طوله 9700 متر في اليابان فقط في عام 1931.
في ظل ظروف هيدروجيولوجية صعبة، تم تنفيذ أعمال البناء على نفق تان الذي يبلغ طوله 7800 متر، والذي يقع على خط السكة الحديد طوكيو-كوبي. بدأ البناء في عام 1918 واكتمل في عام 1934. في 1936-1941، تم بناء أحد الأنفاق الواسعة تحت الماء في العالم تحت مضيق سيمونز في اليابان. وكان طوله 6330 م.
في عام 1939، تم بناء ما كان على ما يبدو أول مرآب تحت الأرض في العالم في كارديفور (الولايات المتحدة الأمريكية). يقع تحت إحدى ساحات المدينة على ارتفاع 10.7 مترًا، وكان بمثابة ملجأ للسكان لفترة خاصة. منذ عام 1940، تم استخدام الأعمال المهجورة في محاجر الجير بشكل نشط في الولايات المتحدة كثلاجات للتخزين طويل المدى للسلع القابلة للتلف. منتجات الطعام. تظهر الأبحاث التي أجراها متخصصون أمريكيون أنه يتم الحفاظ على درجة الحرارة والرطوبة الثابتة في أعمال الحجر الجيري تحت الأرض لفترة طويلة. وفي حالة إيقاف تشغيل أجهزة التبريد، ترتفع درجة الحرارة في مناطق التخزين تحت الأرض بمقدار 3 درجات مئوية لمدة 60 يومًا.
وفي عام 1948، تم بناء واحدة من أولى مرافق تخزين النفط تحت الأرض في العالم في نانتالي (فنلندا). وقبل اندلاع الحرب العالمية الثانية، كانت أعمال البناء المكثفة للمصانع تحت الأرض جارية في ألمانيا. لهذا استخدمنا:
أعمال المناجم الحالية مع توسيع الأقسام الفردية إلى الحجم المطلوب؛
أعمال المناجم الأفقية داخل التلال أو الجبال؛
تم تشييد الهياكل تحت الأرض وشبه تحت الأرض في حفر عميقة (غالبًا ما يتم استخدام الوديان العميقة والثليج وغيرها من المنخفضات الطبيعية).
كان أحد أكبر هذه المصانع هو مصنع إنتاج قاذفات الصواريخ V-1 وV-2 في نوردهاوس (تورينجيا)، الواقع داخل تلة كبيرة. يتكون المصنع من نفقين متوازيين بطول 2.3 كم وعرض 12.5 م، ويقعان على مسافة 1.4 كم من بعضهما البعض. تم ربط الأنفاق ببعضها البعض عن طريق 46 عمل عرضي. وبلغ إجمالي المساحة الصالحة للاستخدام من المساحة تحت الأرض حوالي 15 هكتارا. بعد نهاية الحرب العالمية الثانية، انتشر بناء المصانع تحت الأرض في بريطانيا العظمى. لهذا الغرض، عادة ما يتم استخدام أعمال المناجم المهجورة. على سبيل المثال، في أحد المناجم المهجورة، التي كانت موجودة في الأول الحرب العالميةتم إنشاء مصنع تحت الأرض لإنتاج قطع غيار الطائرات. وبلغت المساحة الإجمالية الصالحة للاستخدام للمحطة حوالي 6 كم2.
عند الحديث عن تاريخ البناء تحت الأرض، من المستحيل تجاهل جانب مهم مثل بناء الهياكل الهيدروليكية تحت الأرض، والتي تتميز بأكبر قدر من التعقيد وكثافة العمالة مقارنة بالمنشآت الصناعية والمدنية. وبالتالي، يمكن إجراء المقارنة التالية: غالبًا ما تتجاوز مساحة المقطع العرضي لغرفة العمل لغرف التوربينات وخزانات الطفرة وأجهزة توزيع محطات الطاقة الكهرومائية تحت الأرض 1000 متر مربع، والأنفاق الهيدروليكية - 200 متر مربع، في حين أن مساحة المقطع العرضي من أنفاق التقطير، أنفاق المترو 20-25 م2 [موستكوف، أورلوف، ستيبانوف، 1986]. كمثال، سنقدم مشروع غرفة التوربينات تحت الأرض لمحطة الطاقة الكهرومائية روغون (الشكل 1.6). تم تصميم قاعة التوربينات تحت الأرض لمحطة روغون للطاقة الكهرومائية، بطول 320 مترًا وعرضها 27 مترًا وارتفاعها 64 مترًا، على عمق 500 متر من سطح الأرض. توجد في المنطقة المجاورة مباشرة غرفة محولات كهربائية بعرض 20 مترًا وارتفاع 38 مترًا وطول 180 مترًا، ويفصلها عن غرفة الآلة جدار صخري صلب عرضه 38 مترًا، ويبلغ الحجم الإجمالي للأعمال تحت الأرض في مجمع روغون للطاقة الكهرومائية حوالي 5.3 مليون م3، ويبلغ طولها حوالي 60 كم.
...
تطوير الفضاء تحت الأرض كشرط ضروري لتطوير مدينة ضخمة
مدير عام SRO NP "جمعية بناة الهياكل تحت الأرض والمرافق الصناعية والمدنية"
ثامنا منتدى سانت بطرسبرغ الدولي “عالم الجسور”
سانت بطرسبرغ، 22 – 23 سبتمبر
سي بي سي "بتروكونغرس"
"نحن بحاجة للذهاب تحت الأرض.
استخدم أراضي سانت بطرسبرغ لمواقف السيارات المفتوحة
أو للغرف الفنية - جنون"
الجين. مخرج
يعد مجمع البناء في سانت بطرسبرغ أكبر قطاع في اقتصاد المدينة، وهو أحد المجالات الرائدة في تطوير سانت بطرسبرغ. تنمو أحجام البناء كل عام، الأمر الذي يتطلب تطوير البنية التحتية الحضرية، سواء في الأحياء الجديدة أو في المناطق ذات التطوير الحضري الراسخ، في وسط سانت بطرسبرغ. واليوم، إلى جانب تطوير المناطق الحضرية الجديدة، فإن أحد مجالات عمل وحدة البناء هو تطوير المساحة تحت الأرض، مما يسمح بالحفاظ على المظهر الفريد للمناطق المركزية والمناظر الطبيعية الحضرية القيمة.
في سانت بطرسبرغ، لم يتم استخدام الموارد الجوفية للمدينة بشكل كافٍ بعد. ومع ذلك، فإن تطور الفكر العلمي، واستخدام أساليب وتقنيات البناء الجديدة اليوم يجعل من الممكن مرة أخرى إثارة مسألة تطوير مساحة تحت الأرض لوضع طرق نقل حضرية جديدة، ووضع المرائب، ومواقف السيارات، ومعابر المشاة، والعقارات التجارية، المرافق، واستخدام الأرضيات تحت الأرض لضمان قوة وموثوقية هياكل المباني الشاهقة قيد الإنشاء.
يتطلب حل مشاكل التحضر تحت الأرض نهج متكاملبمشاركة المهندسين المعماريين والمهندسين من مختلف التخصصات: الجيولوجيين، وفنيي الجيوتقنية، والمصممين، وعمال النقل، وعمال الأنفاق، ومتخصصي الشبكات، والاقتصاديين.
في جميع أكبر المدن في العالم، في ظروف النقص في المناطق الحضرية، يتطور التحضر تحت الأرض بنشاط. يتم وضع أنفاق الطرق السريعة للنقل العابر تحت الأرض، مما يؤدي إلى تكرار شوارع المدينة المثقلة بالنقل ومعابر المشاة وتقاطعات النقل والجراجات ومواقف السيارات والمراكز اللوجستية والتسوق والترفيه والمرافق العامة وغيرها من المرافق ومحطات المحولات الفرعية وغيرها من الهياكل الهندسية.
تظهر التجربة الأجنبية أنه لضمان التنمية المستدامة والعيش المريح في المدينة، يجب أن تكون حصة الهياكل تحت الأرض في المساحة الإجمالية للمرافق المخصصة 20-25٪. في موسكو، لا تتجاوز حصة الهياكل تحت الأرض التي تم تشغيلها خلال السنوات الخمس الماضية 8٪. وفي سان بطرسبرج هذا الرقم أقل من ذلك.
في سانت بطرسبرغ، على الرغم من الرغبة في إنقاذ المناطق الحضرية والحاجة إلى تخفيف الازدحام على الطرق السريعة في المدينة، فإن تطوير المساحة تحت الأرض يسير ببطء شديد. ويفسر ذلك الظروف الهندسية والجيولوجية المعقدة للمدينة، وعدم كفاية الخبرة في تصميم وبناء وتشغيل الهياكل تحت الأرض والمجمعات متعددة الوظائف، فضلا عن عدم وجود مفهوم عام للتنمية المتكاملة للمساحة تحت الأرض.
يشير البناء تحت الأرض إلى طبقة علياالصعوبات. ويعتبر أكثر تعقيدا من البناء الشاهق، والذي يستخدم بشكل متزايد لتطوير مدننا الكبيرة. لكن تشييد المباني الشاهقة على التربة الناعمة هو الذي يملي بناء جزء متعدد الطوابق تحت الأرض لضمان استقرار وموثوقية الهيكل، وبالتالي يكون القوة الدافعة لتطوير التحضر تحت الأرض.
في العديد من البلدان حول العالم، استمر التطوير المكثف للمساحات تحت الأرض في العقود الأخيرة. إنه يهدف إلى بناء الأنفاق على الطرق الداخلية والطرق المشتركة بين الولايات، وربما ليس أقل من ذلك، حل مشاكل النقل والاجتماعية والبيئية للمدن الكبيرة. أدى تطور بناء الأنفاق وتطوير المساحة تحت الأرض في المدن إلى تحسين وإنشاء تقنيات جديدة في هذا المجال، بما في ذلك التقنيات العالية، والتي على أساسها تحول البناء تحت الأرض إلى صناعة متطورة بشكل مكثف.
لا يوجد تطوير للفضاء تحت الأرض كاتجاه منفصل في التنمية الحضرية لمدننا.
في الوقت نفسه، يُظهر تحليل قرارات التصميم المعتمدة مسبقًا أنه في معظم الحالات، يكون لرفض تطوير المساحة تحت الأرض تأثير سلبي على التخطيط الناشئ والبنية المعمارية المكانية للمدن.
تُظهر الممارسة العالمية للتخطيط الحضري أن إحدى أكثر الطرق فعالية لحل المشكلات الإقليمية والنقل والبيئية للمدن الكبيرة التي تتطور كمراكز ثقافية وتاريخية وتجارية وصناعية هي التطوير الشامل للمساحة تحت الأرض.
أدت التغيرات الاجتماعية التي حدثت في السنوات الأخيرة إلى زيادة الاتجاهات غير المواتية في التنمية الحضرية. أصبحت مراكز المدن ذات طبيعة إدارية وتجارية بشكل متزايد، مما يعقد مشاكل النقل والبيئة ويتطلب اعتمادها تدابير فعالةمن أجل الحفاظ على الجزء التاريخي من المدينة. أدت الزيادة الحادة في عدد السيارات الشخصية وعدم توفر العدد الكافي من الكراجات وأنفاق النقل لها إلى تحويل شوارع وساحات وسط المدينة التاريخي إلى منطقة عبور ومواقف للسيارات. العديد من منافذ البيع بالتجزئة والمستودعات، التي لا تتطلب وضعها على السطح بسبب ميزاتها الوظيفية، تشغل مساحة كبيرة في المناطق السكنية وتقاطعات الشوارع. وتقع جميع محطات الطاقة الكهربائية والحرارية على السطح، دون ضمان السلامة والنظافة البيئية.
وفي ظل هذه الظروف، يعد تطوير المساحة تحت الأرض أحد أكثر الطرق واقعية لتطوير البيئة الحضرية للمنطقة المركزية.
من الضروري إنشاء مجمعات متعددة الوظائف تحت الأرض وفوق الأرض وتحت الأرض، أولاً وقبل كل شيء، بالقرب من مراكز تقاطع المترو ومحطات السكك الحديدية وعلى الطرق المستقبلية لأنفاق النقل البري. قد يختلف الغرض الوظيفي للجزء الموجود تحت الأرض من المجمعات بشكل كبير حسب الموقع. أهم مشكلة يجب عليهم حلها هي النقل الذي يتطلب موقع الجراجات ومواقف السيارات ووسائل النقل الرأسية والأفقية ومحطات الخدمة والممرات المتفرعة بشكل رئيسي من نوع القاعة. وفي الوقت نفسه، يمكنهم إيواء المحلات التجارية ومنافذ البيع بالتجزئة والمستودعات والمقاهي والمطاعم والمرافق الترفيهية ومباني الخدمات الأخرى.
يتيح لنا الاستخدام النشط والشامل للمساحة تحت الأرض حل مجموعة من المشكلات المعقدة والمهمة لأي مدينة حديثة بنجاح:
- يخلق الشروط المسبقة للأكثر الاستخدام العقلانيوإنقاذ المناطق الحضرية النادرة بشكل متزايد، وتحرير سطح الأرض من العديد من الهياكل والمباني والأجهزة، كقاعدة عامة، غير مرتبطة بالوجود المستمر للأشخاص فيها. وفي الوقت نفسه، هناك زيادة في المساحات غير المطورة والمفتوحة والخضراء والمائية وتكوين بيئة عمرانية ملائمة وصحية وجذابة جمالياً للسكان؛
- يسمح بوضع الهياكل بشكل مضغوط للغاية لأغراض مختلفة، بما في ذلك إنشاء مرافق عامة جديدة أو تطوير المرافق العامة القائمة في الأماكن الأكثر حاجة للمدينة، حتى في ظروف المباني المعاد بناؤها والضيقة للغاية؛
- يساهم في ضمان وحدة النقل في المناطق المتقدمة والتبسيط الجذري لخدمات النقل للسكان من خلال الاستخدام المتفق عليه بشكل متبادل لوسائل النقل عالية السرعة خارج الشوارع والشوارع الرئيسية والطرق، مع تشكيل أنظمة مدمجة للغاية و كقاعدة عامة، مراكز نقل متعددة المستويات؛
- يسهل حل مشاكل وضع وتطوير أنظمة غرف التقنية والمرافق والتخزين والمرافق تحت الأرض مع أقصى قدر من التخطيط الحضري والتأثير التشغيلي والاقتصادي ؛
- يوفر فرصًا لتحقيق وفورات كبيرة في موارد الوقود والطاقة أثناء تشغيل المنشآت تحت الأرض وشبه تحت الأرض مقارنة بالمرافق "الأرضية" المماثلة - للتدفئة والتبريد بنسبة تصل إلى 30-50% في المستودعات وما يصل إلى 80% في الثلاجات والمجمدات مع زيادة استدامتها ومتانتها؛
- يوفر الظروف المثلى لتطوير وتشغيل وإصلاح شبكات المرافق في المدينة باستخدام حشوات التجميع والحد الأدنى من أحجام الحفر؛
- يساهم في تحسين البيئة الحضرية من خلال تنظيم حركة المرور المستمرة والآمنة في أهم الاتجاهات، وتحسين ظروف التخزين الدائم والمؤقت لوسائل النقل، بما في ذلك السيارات الفردية في مختلف المجالات الوظيفية للمدن؛
- يساهم في حل المشكلات الفنية والجمالية من خلال تشكيل التنمية التعبيرية المكانية والحفظ الدقيق والكشف عن المعالم التاريخية والثقافية وميزات المناظر الطبيعية الفريدة دائمًا.
يعد تطوير المساحة تحت الأرض للمدن أكثر تعقيدًا مقارنة بأساليب البناء "الأرضي" التقليدي؛ فهو يتطلب أساليب عمل محددة، مع مراعاة الحياة الطبيعية للمدينة، وطبيعة الاتصالات الموضوعة مسبقًا وأسسها سابقًا. المباني المشيدة. تأثير كبير على إمكانيات تطوير المرافق تحت الأرض وبنيتها المكانية والهيكلية و المعدات التكنولوجيةلديها ظروف هيدروجيولوجية محددة.
تكلفة إنشاء هياكل جديدة تحت الأرض أعلى بكثير، في كثير من الأحيان 1.5-2 مرات، من تكلفة المباني والهياكل المماثلة فوق الأرض. في الوقت نفسه، تتوسع منطقة تطوير العمران تحت الأرض بشكل كبير، ومن نواحٍ عديدة جديدة بالنسبة لنا، مفاهيم أسعار الأراضي، وأسعار العقارات، وتقييم التخطيط الحضري الشامل للإقليم، والذي لا يأخذ في الاعتبار فقط تكاليف البناء القادمة في موقع معين، ولكن أيضًا تم استثمارها مسبقًا، بالإضافة إلى التأثير الاجتماعي والاقتصادي الإجمالي المتوقع. كل هذا، كقاعدة عامة، يتطلب حلول تصميم متعددة المتغيرات.
في المدن ذات الأحجام المختلفة، والتي تختلف في الموقع والتنمية والظروف الثقافية والتاريخية والطبيعية، هناك ما يبرر الاتجاهات المختلفة، بما في ذلك المتناقضة، لتطوير مساحاتها تحت الأرض. على الرغم من ذلك، يمكن تقديم بعض التوصيات الأكثر عمومية.
الاتجاه الرئيسي للاستخدام المتكامل للمساحة تحت الأرض لأكبر مدينة هو، أولاً وقبل كل شيء، منطقة وسط المدينة والمناطق المجاورة، بالإضافة إلى المراكز المشتركة بين المناطق والمتخصصة، والتي تعد، كقاعدة عامة، الأكثر زيارة أجزاء من المدينة. في هذه المناطق يسود رأس المال الرئيسي والتنمية ذات القيمة التاريخية، وعادة ما يتم تسجيل النقص الحاد في المناطق غير المطورة المجانية.
استنتاجات عامة
1. تطور العمران تحت الأرض هو عملية لا رجعة فيهاويمثل مستوى جديدًا نوعيًا للإسكان الحضري الحديث والإنشاءات المدنية وغيرها. وينبغي أن يمتد إلى جميع المدن، وفي المقام الأول إلى أكبرها وأكبرها، وإلى جميع مناطقها الوظيفية.
2. تبرز الحاجة إلى تطوير التوجهات الرئيسية للاستخدام المتكامل للمساحة تحت الأرض في جميع المراحل الرئيسية للتخطيط الحضري:
عند وضع أو تعديل المخطط العام للمدينة - في شكل التوقعات الأكثر عمومية؛
عند تطوير مشروع تخطيط تفصيلي - في شكل برنامج؛
عند تطوير مشروع تطويري - كجزء من المشروع.
الهدف الرئيسي من الاستخدام النشط والمتكامل للمساحة تحت الأرض في المدينة هو توفير الظروف المثلى للعمل والحياة والترفيه لسكان المناطق الحضرية مع زيادة المساحات الخضراء المفتوحة في نفس الوقت، مع تكوين بيئة حضرية صحية ومريحة وجذابة من الناحية الجمالية. ونظرًا لحقيقة أن أراضي الأجزاء المركزية من المدن قد تم تطويرها عمليًا، فإن المبدأ الرئيسي للتنمية هو إعادة إعمار المناطق الحالية. كل هذا يتطلب بحثًا متعمقًا قبل التصميم، وتصميمًا متعدد المتغيرات، وتقييمًا متعدد العوامل للحلول البديلة.
يُعتقد حاليًا أن بناء الجزء تحت الأرض من المدن هو مؤشر على الظروف المعيشية لسكان المدن الكبرى النامية، المرتبطة بنموها الكمي والنوعي، وتطوير الوظائف الحضرية الجديدة والتقليدية.
إن ممارسة تطوير وثائق ما قبل المشروع والتصميم لأنواع مختلفة من البناء تحت الأرض في السنوات الأخيرة (باستثناء أنواع العمل التقليدية) هي ممارسة عفوية بحتة، ويتم تحديدها من خلال عدد كبير من المقترحات مع المظاهر العرضية للمصالح التجارية. وفي الوقت نفسه، لا توجد آلية لتوجيه هذا النشاط الاستثماري الضروري للمدينة إلى اتجاه محدد ومبرر بشكل صارم من وجهة نظر التخطيط الحضري.
في الوقت نفسه، إلى جانب أنواع العمل التقليدية، في الظروف الجديدة، من الضروري تطوير قائمة واسعة النطاق من أنواع العمل الموصى بها للتنفيذ في الفضاء تحت الأرض، وكذلك تطوير تصنيف وتصنيف الأشكال الجديدة نوعيا استخدام الفضاء تحت الأرض: المراكز الاجتماعية والثقافية، والمجمعات متعددة الوظائف، وغيرها من الأشياء وأنواع البناء، والتي من شأنها أن تلبي المتطلبات الحديثة للمعايير العالمية في المدينة. وفي هذا الصدد، فمن الضروري تحليل شامل تجربة أجنبيةتصميم وبناء مثل هذه المرافق. في ظل الظروف الجديدة، من الضروري تطوير برنامج مستهدف مبرر بشكل صارم للمساحات ذات الأولوية تحت الأرض مع تحديد وتحديد الأولويات التي تحدد حل أهم مهام التخطيط الاجتماعي والحضري، والتي تكون مفهومة ومقبولة بوضوح من قبل جميع المشاركين في المدينة عمليات التطوير.
3. يجب أيضًا حل مشاكل النقل من خلال التطوير المكثف للمساحة تحت الأرض في المدينة. مع نمو المحركات إلى 300-350 سيارة / 1000 نسمة، من الضروري إيجاد مكان للطرق السريعة الإضافية، وهذا أولاً وقبل كل شيء المساحة "تحت" و"فوق" سطح الأرض.
في تطورها، تجاوزت المدينة شبكة الشوارع ذات المستوى الواحد التي تم إنشاؤها تاريخياً في وسطها، مما أدى إلى ظهور العديد من المشاكل التي من صنع الإنسان. من المستحيل عمليا "توسيع" شبكة الشوارع دون الاستخدام المكثف للمساحة تحت الأرض في الشوارع الفرعية، والتي يتم تطويرها حاليا بشكل محدود للغاية وغير فعال، من خلال أقسام عرضية محلية منفصلة لأغراض خاصة (على سبيل المثال، معابر المشاة تحت الأرض).
اتجاهات واعدة لتطوير الفضاء تحت الأرض في المناطق الوسطى من المدن
الاستثمار في تطوير الفضاء تحت الأرض.
يتمتع البناء تحت الأرض في المدن ببعض المزايا الواضحة مقارنة بالبناء السطحي:
مساحة الأرض مبنية بكثافة. غالبًا ما يكون تطوير الفضاء تحت الأرض هو الحل الوحيد طريقة حل ممكنةتطوير البنية التحتية الحضرية مع تأثير كبير على المدينة؛
من خلال وضع عدد من الوظائف لدعم حياة المواطنين تحت الأرض، يتم إنشاء فرص أكثر ملاءمة لوجود أشخاص على السطح: للاستجمام في الحدائق، وحركة المشاة، وما إلى ذلك؛
يتم الحفاظ على القيم الثقافية والطبيعية على السطح، في حين أن البناء المدروس تحت الأرض لا يخلق تأثيرات تعطل حياة المدينة؛
من الأسهل التحكم في الضوضاء وأبخرة العوادم الصادرة عن الطرق والسكك الحديدية في الأنفاق مقارنة بالسطح؛
يتم توفير طاقة التبريد أو التدفئة لأن المناخ تحت الأرض يتم التحكم فيه بشكل أكبر؛
توفر الهياكل الموجودة تحت الأرض المأوى للسكان أثناء الأعمال العدائية وتحمي البنية التحتية الداعمة للحياة من محاولات اختراقها.
هذه المزايا، إلى جانب أساليب البناء الجديدة، وأوقات البناء الأقصر، وانخفاض تكاليف البناء، تجعل الحلول تحت الأرض أكثر شيوعًا.
يؤدي الاهتمام المتزايد بالبناء تحت الأرض في ظروف السوق إلى إثارة أسئلة جديدة في تخطيطه.
يتم التحكم في البناء تحت الأرض في جميع البلدان من خلال تشريعات معينة. والغرض الرئيسي من هذا التشريع هو العلاقة بين مختلف الحقوق الخاصة والمصالح العامة. تحمي التشريعات حقوق المستخدمين السطحيين والجوفيين الحاليين، وتضمن السلامة والصحة الشخصية، وتحمي البيئة الطبيعية والثقافية. إحدى القضايا القانونية المعقدة هي التقييد الرأسي لحقوق الملكية في البيئة تحت الأرض.
تختلف حقوق المالك في الأرض بشكل كبير من بلد إلى آخر. هناك ثلاث درجات رئيسية للحقوق:
يمتلك مالك الأرض المساحة الموجودة تحت الأرض حتى مركز الأرض؛
وبقدر ما تمتد حكمة المصالح القائمة؛
يقتصر حق الملكية على العمق من سطح الأرض (لا يزيد عن 6 أمتار).
في الاتحاد الروسي، لم يتم حل هذه القضايا القانونية بعد. تؤدي أوجه القصور في التشريع إلى عدم اليقين في وجهات النظر حول حق المسؤولية وتوزيع المخاطر في تمويل المرافق تحت الأرض.
يجب أن يتم الاستثمار في تطوير الفضاء تحت الأرض من المصادر التالية:
من ميزانيات المدن والمناطق؛
محطات مترو الأنفاق والأنفاق وأنفاق الصرف الصحي والمرافق الهندسية تحت الأرض - من مصادر الميزانية؛
مجمعات كبيرة متعددة الوظائف - من الميزانية، وكذلك من أموال الشركات المساهمة؛
كائنات في الفضاء تحت الأرض للمناطق على مستوى المدينة على حساب ميزانيات المدينة والمنطقة، وكذلك من خلال الاستثمار الخاص؛
مرافق تحت الأرض في تطوير الكتلة بسبب الاستثمار الخاص.
ولخلق مناخ استثماري ملائم، من الضروري تطوير خيارات المشاريع وإنشاء شركات مساهمة مختلطة.
إن نمط المرحلة الحديثة من تطور الفضاء تحت الأرض هو الزيادة المستمرة في أهمية البناء تحت الأرض في جميع أنحاء العالم. ويتجلى ذلك، على وجه الخصوص، من خلال الجهود الهائلة المبذولة لتحسين البنية التحتية للنقل في المدن أمريكا الشماليةو جنوب شرق آسياوخاصة في الصين واليابان وكوريا وسنغافورة. يتم تنفيذ عمل كبير على إنشاء شبكات الصرف الصحي، وبناء الأنفاق - خطوط أنابيب المياه وغيرها من الاتصالات اللازمة للمدن الكبرى ذات الكثافة السكانية العالية في أمريكا الوسطى والجنوبية، في شمال وجنوب أفريقيا. يدرك المزيد والمزيد من الحكومات والسلطات البلدية في جميع أنحاء العالم الحاجة إلى استخدام المساحات تحت الأرض وفوائدها.
تنفذ معظم المدن الكبرى في العالم حاليًا برامج لتطوير المساحة تحت الأرض في المراكز التاريخية للمدينة باستمرار، في حين يتم حل مشاكل النقل والمرافق العامة والإسكان والتوظيف وتوفير الطاقة وما إلى ذلك بشكل شامل.
لقد قمنا بتحليل الخبرة الأجنبية في البناء تحت الأرض في التجمعات الحضرية المشابهة لموسكو من حيث مؤشرات مثل السكان، وعدد المركبات لكل ساكن، والمنطقة المحتلة، ونسبة المباني التاريخية والحديثة.
يوضح التحليل أن الظروف المثلى لضمان التنمية المستدامة والمعيشة المريحة يتم تحقيقها عندما تكون حصة الهياكل تحت الأرض في المساحة الإجمالية للمرافق المخصصة 20-25٪ نظرًا لحقيقة أن ما يصل إلى 70٪ من الحجم الإجمالي للجراجات يمكن أن توجد تحت مستوى سطح الأرض، ما يصل إلى 80% من المستودعات، وما يصل إلى 50% من المحفوظات ومرافق التخزين، وما يصل إلى 30% من مؤسسات قطاع الخدمات. وهي مرافق إدارية وترفيهية ورياضية (على سبيل المثال في النرويج تم بناء أكبر مجمع رياضي على عمق 18 مترا من سطح الأرض تبلغ مساحته الإجمالية 7 آلاف متر مربع)، مراكز التسوق ودور السينما وحمامات السباحة وأكثر من ذلك بكثير.
وبطبيعة الحال، لا تحافظ جميع المدن الكبرى على هذه النسبة، ولكن في الوقت نفسه هناك أمثلة على الهياكل المتميزة تحت الأرض، والتي بدونها لا يمكن تصور المظهر الحديث لمدن مثل مونتريال وتورنتو. هناك حلول أخرى - على سبيل المثال، نظام وقوف السيارات في ميونيخ وباريس . لقد رفعوا جودة وراحة البيئة الحضرية إلى مستوى أعلى بكثير.
تؤكد كافة الخبرات في تصميم وتنفيذ الهياكل تحت الأرض أن الصعوبات التقنية أو الظروف الطبيعية ليست هي العوائق الرئيسية أمام الاستخدام المتكامل للمساحة تحت الأرض من أجل تلبية احتياجات المدينة وخلق ظروف معيشية وعمل وترفيه مقبولة لسكانها . الافتقار إلى البيانات الأولية، وعدم اليقين في الكفاءات، في المجال القانوني، وتعقيد علاقات الملكية، ونقص الموارد المالية والغموض في قواعد تحديد العائد على الاستثمارات الرأسمالية - هذه هي العقبات الرئيسية. بالإضافة إلى ذلك، لا توجد في الواقع خطة رئيسية لاستخدام المساحة تحت الأرض في المدن، على الرغم من حقيقة أنه دون مراعاة نفس الخطة التي تم إنشاؤها للبناء فوق الأرض، من المستحيل حتى التفكير في بناء أي كائن فوق الأرض.
تمثل المناطق المركزية للمدن الكبيرة، كقاعدة عامة، تركيزا كبيرا من المباني المستمرة والنقل والبنية التحتية التقنية، التي تعمل في حدود قدراتها. إن المتطلبات المتزايدة باستمرار لحجم النشاط الذي يجب القيام به في هذه المساحة المحدودة تجبرنا على البحث عن المزيد والمزيد من الأساليب الجديدة لحل مشكلة التخطيط الحضري المعقدة هذه، والتي ستصبح أكثر تعقيدًا بمرور الوقت.
ستبدو مشاكل اليوم بسيطة مقارنة بتلك التي سيتعين على أحفادنا حلها. ومن خلال تصرفاتنا الحالية، يمكننا مساعدتهم في هذا الأمر، أو على العكس من ذلك، تفاقم المشاكل وتعقيد عملهم. تعتمد معظم الحلول الواعدة اليوم على استخدام المساحة تحت الأرض.
بدأ استكشاف الإنسان للفضاء تحت الأرض في العصور القديمة. يمكن اعتبار النموذج الأولي للهياكل الموجودة تحت الأرض كهوفًا طبيعية وفراغات في الصخور استخدمها أسلافنا. وقد لوحظ بالفعل استخدام التجاويف الطبيعية تحت الأرض كمساكن من قبل الأشخاص البدائيين في الفترة ما بين 700000 إلى 800000 سنة مضت. تم اكتشاف أقدم المستوطنات تحت الأرض للأشخاص المعاصرين تشريحيًا، والتي يعود تاريخها إلى 120.000-60.000 قبل الميلاد، عند مصب نهر كلاسيس (جنوب إفريقيا) - وهي الأقدم في كهوفهم؛ كاتسيه في إسرائيل. يُعتقد أنه منذ حوالي 5000 عام مضت، استخدم البشر الكهوف الطبيعية في كل مكان تقريبًا كمسكن لهم. ومن الأمثلة الأخرى على استخدام التجاويف تحت الأرض كهوف كيك كوبا وكوش كوبا في شبه جزيرة القرم وموستييه في فرنسا؛ تم العثور على أول هيكل اصطناعي تحت الأرض في روسيا بالقرب من قرية كوستنكي. تم العثور على العشرات من الهياكل المماثلة في سهل أوروبا الشرقية. في الفترة ما بين 800-1500 سنة مضت، تم بالفعل بناء مدن الكهف فاردزيا (بالقرب من مدينة بورجومي) ومستوطنة ديرينكويو (في حارة "البئر المظلمة"). في إسبانيا، توجد هياكل تحت الأرض حتى يومنا هذا. وفي الجزء الجنوبي من الأندلس، تم تسجيل أكثر من 8000 كهفًا مأهولًا حتى اليوم. والمدن الكهفية التالية حاليًا هي: أوبليستسيخي - "قلعة الرب" (بالقرب من مدينة جوري) ومدينة البتراء (جنوب الأردن). هناك العديد من الأماكن المعروفة لمستوطنات تراجلوديت في فرنسا. وتم استخدام معظمها كملاجئ بالقرب من القرى والبلدات. وفي بداية القرن العشرين، كان نحو 20 ألف مواطن فرنسي لا يزالون يعيشون في الكهوف. حاليًا، تم تجهيز العديد من الكهوف بمنازل ريفية لقضاء العطلات.
تاريخ التطور الهندسي للفضاء تحت الأرض أقصر بكثير. قبل حوالي 4000 سنة، تم بناء نفق نقل تحت نهر الفرات، كان يربط القصر الملكي بمعبد جوبيتر على الجانب الآخر من النهر. ويبلغ طول النفق 920 مترًا، وارتفاعه 3.6 مترًا، وعرضه 4.5 مترًا. تم تقسيم قاع النهر بواسطة الجسور. تم بناء النفق بطريقة مفتوحة. كانت بطانة النفق مصنوعة من البناء الحجري والأسمنت البيتوميني. قبو الهيكل له شكل مقوس. سيكون بناء مثل هذا النفق حدثًا حتى يومنا هذا. تجدر الإشارة إلى أن النفق التالي تم بناؤه بعد 4000 عام فقط في عام 1842 تحت نهر التايمز. تم ذكر الهياكل الموجودة تحت الأرض مرارًا وتكرارًا من قبل المؤرخ هيرودوت. على وجه الخصوص، يتم وصف شظايا الأهرامات المصرية. في أرمينيا حوالي 1500 قبل الميلاد. تم بناء العديد من القنوات. وكان أكبرها بطول 20 كم. لا يزال عدد من القنوات المبنية لأغراض الملاحة قيد الاستخدام. وفي نفس الفترة، في مدينة أثينا، تم بناء خط أنابيب مياه هادريانا لإمداد المياه بطول إجمالي لمقاطع النفق يبلغ 25 كم. تم إنشاء هذه الأنفاق من خلال آبار يتراوح عمقها بين 10 و40 مترًا لإمداد الصخور وتهوية الوجوه. بعد الإصلاحات التي أجريت قبل 50 عاما، عاد النفق للعمل مرة أخرى. في الإمبراطورية الرومانية، تم بناء نفق لإمداد المياه بطول 5.5 كم وحجم 2x3 م على بحيرة فوتشيانو، وقد زاره ماياكوفسكي وكتب عنه. ومن المثير للاهتمام أن هذا النفق مبطن بالخرسانة بقوة 10 ملي بيكسل على محلول من الحجر الجيري. في عام 1450، بدأ بناء نفق على الطريق بين نيس وفيينا. قريبا، لسوء الحظ، تم تعليق العمل واستؤنف بعد 300 عام فقط.
في نهاية القرن الخامس عشر، تم بناء العديد من أنفاق إمدادات المياه، المبطنة بالبناء الحجري، على أراضي الكرملين في موسكو. في القرن السادس عشر، في عهد إيفان الرهيب، تم تنفيذ البناء النشط تحت الأرض في موسكو. في عام 1852، حاول أزناشيف بناء نفق تحت الماء تحت نهر موسكو. في القرن السابع عشر، تم بناء العديد من الممرات تحت الأرض التي يصل طولها إلى 200 متر بأربطة خشبية وحجرية في نيجني نوفغورود. في روسيا، في ألتاي، تم بناء محطة طاقة هيدروليكية معقدة في 1783-1785. مرت المياه عبر مستويات مختلفة من الأنفاق. هذا جعل من الممكن مكننة عملية التعدين ورفع الخام من عمق 150 مترًا. كان والد بناء الأنفاق هو M. Brunnel، وفي عام 1825 اقترح طريقة حفر الدرع، والتي تم من خلالها بناء نفق بطول 450 مترًا في الصخور الناعمة تحت نهر التايمز. قام المهندسان ترايثيد وبارو ببناء نفق ثانٍ تحت الماء تحت نهر التايمز بطول 450 مترًا وقطر 2 متر. من أجل اختراقه، تم استخدام درع دائري المقطع مع بطانة من شرائح الحديد الزهر. هذا الدرع هو النموذج الأولي للدروع الحديثة لحفر الأنفاق.
منذ الربع الأول من القرن التاسع عشر، بدأ البناء المكثف للأنفاق في العديد من البلدان (فرنسا وإنجلترا وسويسرا وإيطاليا وألمانيا والسويد والولايات المتحدة الأمريكية وروسيا). تم بناء أول نفق للسكك الحديدية في عام 1826-1829 في إنجلترا على خط مانشستر-ليفربول. والثاني على خط إتيان-ليون. وفي فرنسا تم تشغيله بعد شهرين. تم بناء أول نفق للسكك الحديدية عبر جبال الألب، مونت سيني، في عام 1871. الأكثر تميزًا هو نفق سيمفلون الذي يبلغ طوله 20 كم، والذي تم بناؤه في 1898-1906 في ظروف هندسية وجيولوجية صعبة بشكل خاص (ضغط صخري مرتفع، وتدفقات المياه مع درجة حرارة 55 درجة مئوية). أثناء بناء أنفاق السكك الحديدية هذه، تم استخدام ما يلي لأول مرة: درع برونيل (1825)، والمثاقب المطرقة (1851)، والديناميت.
منذ النصف الثاني من القرن التاسع عشر، بدأ عدد من الدول في بناء مترو الأنفاق. من المراحل المهمة في تطور عصر الأنفاق الصناعية بناء مترو أنفاق لندن، الذي افتتح عام 1862. كان طول القسم الأول 3.6 كم فقط، ولكن في عام 1863 وافقت لجنة برلمانية على بناء نفق بطول ثلاثين كيلومترًا (سكة حديدية دائرية تحت الأرض). تم تشغيله في عام 1884، ويضم أحد الفروع نفق برونيل، والذي تبين أنه أقدم قسم في مترو أنفاق لندن. تم الانتهاء من مترو أنفاق مدينة نيويورك في عام 1868. في شيكاغو - عام 1882، في باريس - عام 1900، في برلين - عام 1902. تم تطوير المشروع الأول لمترو موسكو في عام 1901، ثم تم تحسينه في عام 1902. المهندسين هم P. I. Belinskikh، I.E. كنوروف. لكن مجلس الدوما في مدينة موسكو رفض هذا المشروع في 18 سبتمبر 1902. وكان المعارضون الرئيسيون للبناء هم: جمعية موسكو الأثرية، التي وحدت أبرز مؤرخي روسيا، ورجال الدين في موسكو. فقط في عام 1931 تم تنظيم مكتب المدينة التابع للإدارة الفنية في Metrostroy وبدأ البناء.
تم بناء أول أنفاق للسكك الحديدية في روسيا في الأعوام 1859-1862 على خط السكة الحديد سانت بطرسبرغ – وارسو. في عام 1892، تم الانتهاء من بناء نفق بطول أربعة كيلومترات عبر ممر سوران في جورجيا. تم تنفيذ البناء في صخور متكسرة ذات ضغط صخري مرتفع باستخدام طريقة القبو المدعومة. في هذا النفق، ولأول مرة في روسيا، تم استخدام آلة هيدروليكية لحفر الثقوب. تم حساب القبو كقوس مرن بناءً على اقتراح البروفيسور إل إف نيكولاييف.
في نهاية الحرب العالمية الأولى في إيطاليا، تم بناء نفق للسكك الحديدية بطول 18.510 متر على خط فلورنسا-بولونيا. في 1936-1941، تم بناء أول نفق ممتد تحت الماء في العالم تحت مضيق سيمونز في اليابان. وكان طوله 6330 مترا. في عام 1939، تم بناء أول مرآب تحت الأرض في العالم في كارديفال، ودفن على عمق 10.6 متر تحت إحدى ساحات المدينة، كما كان بمثابة مأوى للسكان لفترة خاصة. منذ عام 1940، تم استخدام الحجر الجيري بنشاط في الولايات المتحدة لتخزين الأطعمة القابلة للتلف. قبل اندلاع الحرب العالمية الثانية، تم تنفيذ عمليات بناء مكثفة للمصانع تحت الأرض في ألمانيا. ولهذا الغرض، تم استخدام ما يلي: أعمال المناجم الحالية مع توسيع الأقسام الفردية إلى الحجم المطلوب، وأعمال المناجم الأفقية داخل التلال أو الجبال، والهياكل تحت الأرض وشبه تحت الأرض التي أقيمت في حفر عميقة.
يقع أحد أكبر المصانع لإنتاج قاذفات الصواريخ V-1 و V-2 في نورثهاوس داخل تل كبير. ويتكون المصنع من نفقين متوازيين بطول 2.3 كم، يقعان على مسافة 1.4 كم من بعضهما البعض. تم ربط الأنفاق ببعضها البعض بواسطة ستة وأربعين عملاً عرضيًا. وبلغ إجمالي المساحة الصالحة للاستخدام من المساحة تحت الأرض حوالي 15 هكتارا. في عام 1948، تم بناء العديد من مرافق التخزين تحت الأرض في أنانتاليا (فنلندا).
عند الحديث عن تاريخ الفضاء تحت الأرض، من المستحيل تجاهل جانب مثل بناء الهياكل الهيدروليكية تحت الأرض، والتي تتميز بأكبر قدر من التعقيد وكثافة العمالة مقارنة بالمنشآت الصناعية والمدنية. يمكن إجراء المقارنة التالية: غالبًا ما تتجاوز مساحة المقطع العرضي لغرفة العمل لغرف التوربينات وخزانات الصواعق وأجهزة التوزيع لمحطات الطاقة الكهرومائية تحت الأرض 1000 م 2 بينما تبلغ مساحة مقطع التقطير 20-25 م 2.
كمثال، سنقدم مشروع القاعة تحت الأرض لمحطة راغون للطاقة الكهرومائية. ويبلغ طولها 320 مترًا وعرضها 20 مترًا وارتفاعها 64 مترًا. تم تصميمه على عمق 500 متر من سطح الأرض. وفي فنلندا، في الفترة من 1956 إلى 1975، تم بناء 4 محطات للطاقة الكهرومائية تحت الأرض. أكبرها يسمى "Pirt-tikoski". بنيت على عمق 100 متر فوق مستوى سطح البحر. يتم إمداد التوربينات الهيدروليكية بالمياه من خلال قناتين نفقيتين للضغط يبلغ طول كل منهما 60 مترًا بمساحة مقطعية تبلغ 130 مترًا مربعًا (تعتبر ثاني أكبر قناة في العالم). في عام 1979، تم بناء نفق هيدروليكي بطول 120 كم (مساحة مقطعية 15.5 م2) في فنلندا. يتم استخدامه لإمدادات المياه في هلسنكي. بناء الأنفاق تحت الماء لا يقل صعوبة. في عام 1983، تم بناء نفق طريق يبلغ طوله حوالي كيلومتر واحد في سانت بطرسبرغ، مما يوفر روابط النقل بين جزر كانونرسكي وجوتونرسكي. ويبلغ طول القسم تحت الماء 375 مترا. تم تشييده من أقسام منخفضة يبلغ طولها 75 مترًا وعرضها 13.3 مترًا وارتفاعها 8.05 مترًا، وهي مصنوعة من الخرسانة المسلحة المتجانسة مع عزل معدني خارجي.
إن استخدام الفضاء تحت الأرض، إلى جانب الحفاظ على موارد الأرض، يسمح لنا بحل عدد من المشاكل الاجتماعية والاقتصادية:
1) وضع الغاز والأبخرة والأجسام السائلة كمصادر للضوضاء والعوامل الضارة الأخرى التي تؤثر على حياة الإنسان والبيئة الطبيعية؛ 2) بناء مرافق الهندسة الميكانيكية مع تصنيع المنتجات بدقة عالية، فضلا عن ورش العمل الآلية ومجمعات المؤسسات الصناعية (بما في ذلك المختبرات التعليمية والعلمية)؛
3) التخزين الموثوق والآمن للمنتجات البترولية والغازات والمواد الكيميائية والأدوية والمواد القابلة للاشتعال والخطرة والمواد الأرشيفية والمتاحف والقيم الثقافية؛
4) بناء المستشفيات والمصحات والمستشفيات والمرافق الرياضية في هياكل تحت الأرض تقع في صخور مختارة خصيصا؛
5) التنسيب الاقتصادي لمؤسسات المعالجة في الصناعات الغذائية والكيميائية واللحوم ومنتجات الألبان والنبيذ وغيرها من الصناعات، والتي تكون تقنيتها أكثر فعالية في الظروف تحت الأرض؛
6) تنظيم حركة الأشخاص والسيارات والقطارات والمياه والنفايات الصناعية.
كل هذا ممكن مع التنظيم الجيد لدراسة شاملة للظروف الهندسية والجيولوجية والهيدرولوجية والهندسية لمنطقة البناء.
الفضاء تحت الأرض - المدينة تنمو بشكل أعمق
كل مدينة تنمو باستمرار، وتزيد مساحتها. من خلال توفير الفرصة للشخص لتحقيق قدراته بالطريقة الأكثر ربحية، تخلق الظروف الحضرية تركيزًا كبيرًا بشكل لا يصدق من السكان. وفي الوقت نفسه، يتغير مستوى المعيشة والرفاهية. وبمرور الوقت، يتبين أن المباني والهياكل والبنية التحتية أصبحت قديمة ولا تلبي المتطلبات والاحتياجات المتزايدة لسكان المناطق الحضرية.
يتطلب التركيز المتزايد للسكان المزيد والمزيد من المساحات للمباني الجديدة والطرق والمرافق الخدمية وكل ما يحتاجه الإنسان للحياة. مع مرور الوقت، تصبح المدينة غير فعالة اقتصاديا. تزيد اتصالات النقل الموسعة من تكلفة إنتاج المؤسسات الحضرية. ومع نمو المنطقة، تزداد تكاليف التدفئة وجمع القمامة وإمدادات المياه بشكل كبير.
في أحد الأيام، تأتي مرحلة في تطور المدينة عندما يتطلب نموها الإضافي مراجعة جذرية لمفهوم استخدام الفضاء الحضري. حتى في المدن القديمة المحاطة بجدران القلعة، بدأوا في بناء مباني متعددة الطوابق. وفي الوقت نفسه، تم استخدام حجم المساحة تحت الأرض لأغراض مختلفة.
تؤثر التغيرات في درجة حرارة الهواء على حالة الطبقة السطحية من التربة فقط (حتى عمق 0.3 متر فقط). ثم تبدأ المنطقة التي تحدث فيها أي تغييرات ببطء شديد. فكل 33 مترًا أعمق في الكوكب، ترتفع درجة الحرارة بمقدار درجة واحدة مئوية.
الهياكل تحت الأرض ليس لها أي تأثير عوامل خارجية: هطول الأمطار والعواصف الثلجية والأعاصير. يوجد دائمًا نظام رطوبة ودرجة حرارة مستقر، مناسب للتخزين، ومن السهل جدًا الحفاظ عليه ضمن الحدود المطلوبة.
على مدى آلاف السنين من التطوير، اكتسبت الحضارة الإنسانية ثروة من الخبرة في تطوير واستخدام البيئة تحت الأرض. أساسا لغرض تخزين المواد الغذائية وغيرها من الممتلكات. لا يكاد يوجد أي شيء لم يتم وضعه تحت الأرض. الكنائس والمصانع والترسانات العسكرية والمستشفيات والعيادات والمطاعم والفنادق وحتى المقابر.
يبلغ عمر سراديب الموتى في باريس 18 قرناً. ويبلغ الطول الإجمالي للمبنى تحت الأرض 300 كيلومتر، ويغطي مساحة 800 هكتار. قاموا باستخراج حجر البناء والجبس. تم حظر المزيد من التطوير من قبل نابليون فقط بسبب التهديد بالانهيار. وهنا تم دفن من ماتوا أثناء الأوبئة. تم استخدام سراديب الموتى للسكن وأقبية النبيذ. خلال عصر الهبي، نظم الشباب الحفلات والمراقص هنا، وبعد ذلك أغلقت خدمات المدينة جميع المداخل تحت الأرض.
من التجربة الحديثة، فإن الأكثر دلالة هو استخدام المساحة تحت الأرض في مدينة كانساس سيتي (الولايات المتحدة الأمريكية). يتم تطوير جميع مناجم الحجر الجيري مع وضع الاستخدام المستقبلي في الاعتبار. يتم تأجير المباني الموجودة تحت الأرض وبيعها كمكاتب للشركات وكمساحة إنتاج. تتمتع الصخور باهتزازات جيدة وعزل صوتي. مثل هذه الظروف هي المطلب الرئيسي عند تحديد موقع إنتاج الأجزاء البصرية والأدوات عالية الدقة. كان لا بد من إجراء أعمال المعايرة والضبط على السطح ليلاً فقط بسبب ضجيج حركة المرور. ولهذا السبب، خفض الأمريكيون العمليون الإنتاج إلى عمق 183 مترًا.
تكلفة الصخور المحفورة ليست سوى جزء صغير من تكلفة المساحة التي تم إخلاؤها. لبعض الوقت، تم النظر في مقترحات لإلقاء الحجر الجيري في النهر. الدخل من بيعه أقل بكثير مقارنة بأرباح تشغيل المبنى.
خلال الحرب الباردة تحت مدن أساسيهوفي الصين، أنشأوا شبكة كاملة من الملاجئ ضد القنابل. يبدو أنه تم إهدار موارد هائلة من المواد والعمالة. ومع ذلك، بعد بدء الإصلاحات في الصين، بدأ استخدام هذه المناطق للأغراض التجارية. يتم الاحتفال بحفلات الزفاف واحتفالات الذكرى السنوية في المطاعم الموجودة تحت الأرض.
يعتمد استخدام المساحة تحت الأرض على الظروف الجيولوجية والزلزالية في منطقة المدينة. لا توجد صعوبات خاصة عند تطوير التجاويف في الصخور والحجر الجيري. تتميز بيلاروسيا بالتربة الرسوبية المغمورة بالمياه، ويأتي التهديد الرئيسي للهياكل تحت الأرض من المياه. ومع ذلك، فقد أظهر بناء مترو مينسك أنه مع جودة العمل المناسبة، فإن المعركة الناجحة ضد هذا الشر ممكنة.
النقطة الرئيسية لتطوير المساحة تحت الأرض هي توفير مساحة السطح داخل المدينة. وهذا أمر مثير للإعجاب بشكل خاص إذا أخذنا في الاعتبار مشاكل تنمية المناطق المطلوبة لمواقف السيارات.
ليس من الواضح كيف، ولكن تاريخيًا، لا يتم استخدام أقبية مبانينا الشاهقة كمرائب. نحن نتعامل مع هذا الأمر بهدوء واعتدنا على التناقض بين مكان تخزين السيارة ومكان إقامة صاحبها. في بعض الأحيان يمكن أن تكون المسافة أكثر من كيلومتر واحد. وبهذا المنطق، تصبح الرحلة العادية بمثابة طقوس كاملة. أنت بحاجة للوصول إلى موقف السيارات، في أي طقس، لالتقاط السيارة، وقيادتها إلى المدخل وبعد ذلك فقط استمتع بثمار المحركات العالمية.
هذا الوضع - بناء مرائب منفصلة في مواجهة مشكلة الإسكان الحادة - يثير الدهشة. يتطلب كل مرآب من طابقين نفس الكمية من مواد البناء كأساس لمبنى متعدد الطوابق في نفس المنطقة. كل تعاونية مرآب جديدة عبارة عن عدة أسس مدفونة في الأرض. سيكون من المفهوم إذا تم بناء المباني مع مواقف السيارات تحت الأرض في نفس الوقت، لكن هذا لا يحدث. تزدهر هذه الممارسة في جميع أنحاء رابطة الدول المستقلة.
في عام 1990، في الاتحاد السوفييتي السابق، كانت هناك سيارة ركاب واحدة لكل 17.9 شخصًا. وفي الوقت نفسه، بلغ هذا الرقم في أوروبا 2.9 شخصًا لكل سيارة واحدة، وفي الولايات المتحدة 1.9 شخصًا. من الواضح تمامًا أن البلاد ستستمر في التشبع بالسيارات التي تتوافق مع المعايير الأوروبية. يوما ما سيزداد عددهم 6 مرات، وبالتالي ستزداد مساحة مواقف السيارات والجراجات بنفس الطريقة.
وفقا للمتخصصين من شركة Belpromproekt JSC، فإن تكلفة تشييد المباني متعددة الطوابق مع مرآب تحت الأرض تزيد بنسبة قليلة فقط. هذه هي بشكل أساسي تكاليف بناء المدخل والتهوية وعزل الصوت الإضافي.
الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو عدم وجود أي قيود على التصميم والبناء من قوانين البناء. لا توجد عقبات خاصة من رجال الاطفاء. تبدأ القيود إذا كان عدد طوابق الجراج أكثر من طابقين. ثم يتم وضع متطلبات متزايدة على موثوقية طرق إخلاء المركبات.
الوضع القائم عمليا لا يمكن تفسيره من وجهة النظر الفطرة السليمة. تخزين السيارة في الهواء الطلقيؤدي إلى تآكل سريع للجسم وأجزائه. بالإضافة إلى ذلك، فإن تشغيل محرك بارد في درجات حرارة أقل من الصفر يعادل التآكل والتلف على مسافة 200 كيلومتر. وهذا بدوره يؤدي إلى عمليات شراء متكررة لقطع الغيار. وبما أننا نشتري بشكل متزايد السيارات الأجنبية، فإن العملة التي تشتد الحاجة إليها تتدفق خارج الولاية.
في الطقس البارد، يستغرق الأمر عدة دقائق حتى تصل درجة حرارة المحرك إلى درجة الحرارة المطلوبة. هذه الدقائق القليلة في كل مرة تبدأ فيها التشغيل هي آلاف الأطنان من البنزين. وكم عدد المشاكل التي تنشأ عندما تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 30 درجة مئوية تحت الصفر. بالنسبة للكثيرين، يصبح هذا عقبة لا يمكن التغلب عليها، ويضطرون إلى استخدام وسائل النقل العام. لا توجد مثل هذه المشاكل للمترو. عملها مستقل تمامًا عن العوامل الخارجية.
مع بدء بناء المترو، نشأت إمكانية التطوير الجاد للمساحة تحت الأرض في المدينة. قام المصممون بأول تجربة جادة لهم عند تصميم محطة Oktyabrskaya. في الممر تحت الأرض المؤدي إلى السوبر ماركت المركزي، توجد مكاتب بيع التذاكر للبيع المسبق للتذاكر. وبناء على هذه التجربة، بدأت التصاميم اللاحقة تركز على توسيع إمكانيات استغلال مزايا المناطق تحت الأرض.
وفقًا لكبير مهندسي مشروع AP Minskmetroproject G. A. Evseviev، ينبغي اعتبار المترو منطقة لإنشاء بنية تحتية تحت الأرض لاستيعاب الخدمات الاجتماعية والمباني المساعدة في المدينة. الاستخدام المتكامل للمساحة تحت الأرض يوفر المساحة فوق الأرض. هذه طريقة لتخفيف الازدحام في وسط المدينة، حيث تكون تكلفة الأرض أعلى بكثير من تلك الموجودة في الضواحي. هذا النهج في التعامل مع المشكلة يجعل من الممكن تقليل تكاليف بناء المترو نفسه.
الحقيقة هي أن مترو مينسك له عمق ضحل. يتم تحديد قدرة الهياكل على التحمل، وبالتالي تكلفتها، من خلال الحمل الناتج عن التربة فوق المحطة. المزيد من العمق يعني المزيد من وزن التربة، والمزيد من الحمل وارتفاع تكاليف بناء الهياكل. تؤدي الرغبة في تقليل بند التكلفة هذا إلى إنشاء أماكن فوق المحطة. المنطق بسيط - وزن الهواء لا يكاد يذكر مقارنة بردم التربة.
مع هذا النهج، تنخفض تكاليف البناء، ويمكن جعل بنية المحطات أكثر انفتاحا. تصبح الإيرادات الناتجة عن تشغيل المباني التي تم إنشاؤها تحت الأرض مصدرًا إضافيًا للتمويل.
بناءً على هذه المقدمات المنطقية، تم بناء قسم من أنفاق التقطير خلف محطة مترو فرونزينسكايا. وبدلاً من الردم، تم تصميم وبناء طابقين تحت الأرض بمساحة 2000 م2 لكل منهما. كان من المفترض أن يتم استخدام الجزء العلوي لمساحات البيع بالتجزئة. كان من المفترض أن يضم الطابق السفلي مستودعات للبضائع. تم توفير إمكانية تركيب مصاعد الشحن. ولسوء الحظ، لم يكن من الممكن حتى الآن العثور على مشترين أو مستأجرين لهذه المناطق. كانت هناك مقترحات لاستخدام هذه المباني كمرائب. كبير المهندسين في Minskmetroproekt متحفظ بشأن هذا الأمر. من وجهة نظر تجارية، المكان مربح للغاية. عاجلاً أم آجلاً سيكون هناك مستهلك.
الوضع أفضل في بناء محطة بارتيزانسكايا. يقع فوق المحطة غرفة التسوققياس 21 في 105 متر. تم تصميم المجمع تحت الأرض قيد الإنشاء أمام متجر بيلاروسيا ليكون بنفس الحجم تقريبًا. مع محطة مترو بارتيزانسكايا وممرات تحت الأرض تحت الشارع. Zhilunovich وشارع Partizan، سيتم أيضًا ربط المجمع بممرات تحت الأرض. تقوم شركة Ares-Service بتمويل العمل، وهي أيضًا مالكة المجمع قيد الإنشاء. ولم يتم العثور بعد على مشتري للمبنى الموجود فوق المحطة نفسها.
وبمجرد الانتهاء من المشروع، ستحتوي المدينة على مجمع تسوق كبير. يتكون من المحطة نفسها، كنظام نقل، فندق سياحي، متجر بيلاروسيا ومناطق التسوق تحت الأرض.
تم إعداد مشروع مماثل واسع النطاق لساحة المحطة. وبحسب المصممين، كان من المفترض أن يكون تحته طابق تحت الأرض به غرف تخزين ومقهى وخدمات خدمية أخرى. لقد أرادوا أيضًا تركيب مواقف للسيارات تحت الأرض ومواقف لسيارات الأجرة هنا. ويمكن للركاب مغادرة مبنى المحطة دون الصعود إلى السطح. وقد تأخر بناء مجمع المحطة هذا بسبب نقص التمويل.
أصبح الوضع أسهل مع إنشاء وتوسيع الأماكن المساعدة في الممرات تحت الأرض. المنظمات التجاريةوسرعان ما قام بتقييم الفرص والفوائد المترتبة على التجارة المرتبطة بها. وهنا واحدة من مزايا الفضاء تحت الأرض. الصقيع والحرارة ليسا سيئين للغاية في الممرات تحت الأرض. ولا يهتم البائع والمشتري بتساقط الأمطار أو العواصف الثلجية على السطح.
وبناء على هذه المزايا، تم بناء معبر مشاة متطور عند الخروج من محطة بوشكينسكايا. بالإضافة إلى منافذ البيع بالتجزئة الأخرى، هناك أيضًا صيدلية.
وسيستمر الجمع بين الممرات تحت الأرض المطورة وإنشاء طوابق تحت الأرض فوق المحطات. يتم استخدام تجربة مماثلة في بناء محطات استمرار المرحلة الأولى من المترو في Uruchye. تم تصميم محطة Kamennaya Gorka في المنطقة الغربية الصغيرة ومحطة Mogilevskaya في منطقة شارع Angarskaya الصغيرة بنفس الطريقة.
لقد أتقن بناة المترو بالفعل وسط المدينة بمبانيه التاريخية الكثيفة. الآن جاء دور الأحياء السكنية. تعتبر المنطقة الفنية للمترو ذات أهمية خاصة للمصممين. وهي منطقة بها شريط عرضه 40 مترًا من محور كل نفق. وفقا للقواعد الحالية، يحظر أي بناء ضمن هذه الحدود في وقت العمل تحت الأرض. المناطق السكنية الجديدة أكثر حرية مما كانت عليه في وسط المدينة.
هذه الظروف تجعل من الممكن إنشاء بنية تحتية متطورة تحت الأرض. من المخطط بناء مرآب تحت الأرض ومواقف للسيارات هنا. وفي الوقت نفسه، يمكن خفض الهياكل والمستودعات المساعدة تحت الأرض. القدرات التقنية تجعل من الممكن تنفيذ مثل هذا البناء، والسؤال يتعلق بإمكانية التمويل.
تدعم الاتجاهات في تجربة التخطيط الحضري العالمي تطوير البنية التحتية تحت الأرض. فهو يوفر إمكانية الحلول المعمارية الجذرية التي توفر راحة إضافية لسكان المدينة.
يصعب تصحيح الأخطاء في بناء الهياكل تحت الأرض. وينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أنه في كل حالة محددة، يتم تطوير المساحة تحت الأرض مع مراعاة الظروف المحلية والخبرة الحالية واحتياجات المدينة. وفي الوقت نفسه، تتطور الإمكانات الإنتاجية والتكنولوجية. إن استخدام أحدث التطورات العلمية والتكنولوجية يمكن أن يؤدي إلى تطور كبير في هذا المجال من التخطيط الحضري.
فيكتور أوسادشي
