На реке Плюсса в Новых Печёрах Псковской области есть культовый подземный ход. Культовые пещеры встречаются в Ленинградской и Новгородской областях. Нижегородский подземный монастырь игумена Дионисия был основан, примерно, в XVI в. На реке Осетр в Тульской области небольшая каменоломня была переоборудована в часовню или келью отшельника. В Новомосковском районе в середине XIX в. в Араповских пещерах местные крестьяне пытались основать подземный монастырь. В Вытегре (Вологодская обл.) есть подземная галерея-некрополь. На территории Пензенской области и граничащих с ней районов соседних областей часто встречаются культовые пещеры, размещённые, в основном, в глинистых грунтах. Одна из них — пещера Троице-Сканова монастыря в городе Наровчат имела сеть ходов длиной около 670 м. В Сергиевом Посаде в настоящее время идет восстановление подземного Черниговского скита.
Множество подземных культовых сооружений принадлежало староверам. В XVII в. в верховьях рек Большой и Малый Иргиз
Рис. 1.15. Успенская церковь Псково-Печёрского монастыря
Саратовской области стал формироваться старообрядческий центр, располагавшийся в искусственных пещерах и шахтах. Здесь были подземные молельни, школы, скиты, жилища. В XVIII—XIX вв. одним из центров старообрядчества стал город Судиславль Костромской области. В лесах был построен скит со множеством подземных ходов. Аналогичные ходы были проложены и в самом городе. Ими буквально пронизана Соборная гора, на которой некогда располагался кремль, имеются они и в некоторых особняках купцов.
Для разработки строительных материалов и добычи полезных ископаемых использовались подземные каменоломни и другие подземные горные выработки.
Исключительно насыщен разнообразными горными выработками район Уральских гор. Добыча полезных ископаемых здесь началась за тысячи лет до н.э. Уже в IV—II тысячелетиях до н.э. Каргалинские рудники стали крупнейшим центром добычи меди в Евразии. Наибольшее развитие горные работы на Урале полу-
чили с XVIII в. С этого времени появляются заводские системы ходов, связанные с появлением нового типа поселений: городов-крепостей. Например, Соликамская система ходов первоначально развивалась как оборонительная, а затем использовалась как скрытая система сообщения. Много легенд связано с Невьянов-ской подземной системой, включавшей помещения для выплавки драгоценных металлов, систему коммуникационных ходов, хозяйственных подвалов, подземелья старообрядцев с молельнями и убежищами. Аналогичные подземные системы есть и в других уральских городах: Сысерти, Екатеринбурге, Верхнем Тагиле, Алапаевске.
Подземная разработка полезных ископаемых на Северном Кавказе началась, примерно, в III тысячелетии до н.э. В XIX— XX вв. здесь было заложено множество рудников, наиболее известные из которых: Эльбрусский, Тырнаузский, Садонский.
В XVIII в. многочисленные рудники были заложены в Карелии. В XIX в. южнее и восточнее Санкт-Петербурга разрабатывались большие каменоломни для добычи песчаника и известняка.
В 1720 году, по Указу Петра Первого, на вершине Серной горы на правом берегу Волги (Самарская обл.) были открыты Серные рудники, разрабатывавшиеся до 1764 года. В настоящее время рудники представляют собой систему подземных выработок, разделённую завалами на три неравные части. Их суммарная протяжённость 586 м — при средней высоте ходов 0,8 м и глубине заложения 12 м.
В XIX—XX вв. в обширных подземных каменоломнях Керчи и Одессы добывался пильный камень. Крупнейшие в мире Одесские катакомбы* включают в себя, кроме зон непосредственной разработки камня, небольшие жилые полости, подвалы, военные бункеры, подземные ходы различного назначения, разведочные
* Катакомбы — подземные своды или погребальные пещеры [Даль В.И. Толковый словарь живого великорусского языка]; подземные галереи, первоначально те, в которых спасались христиане от преследований в Древнем Риме [Ожегов СИ. Словарь русского языка].
Одесские катакомбы — исторически сложившееся название подземных полостей, расположенных под Одессой и в её окрестностях и имеющих разное происхождение и назначение. К истинным катакомбам одесские каменоломни никакого отношения не имеют.
выработки, водяные колодцы, инженерные коллекторы, естественные карстовые пещеры и т.п. Все эти полости соединяются друг с другом в различных комбинациях и образуют сложнейшую подземную систему. Наиболее значительные из выработок имеют протяженность десятки и сотни километров, а самая крупная превосходит 1000 км. Суммарная протяженность катакомб, примерно, 2500 км.
Одесские катакомбы, в большинстве своём,— подземные каменоломни, в которых методом выпиливания добывался камень для строительства зданий и сооружений. В общей массе катакомб доля каменоломен составляет порядка 95—98 %. Первые подземные каменоломни возникли в Одессе в начале XIX в. Они заложены в равномерно сцементированном известняке-ракушечнике буровато-жёлтого и жёлтого цветов.
В одесских каменоломнях выявлено чёткое разграничение выработок советского и дореволюционного периодов: выработки до 1917 года имеют высоту 2,0—2,5 м, в некоторых случаях до 4 м, ширину 3 -5 -5 м; разработки советского периода характеризуются широкими (2,5—3,0 м) и низкими (1,5—1,7 м) ходами, имеющими густую сетку, из-за чего многие участки сильно деформированы и завалены. Каменоломни заложены как в один, так в два и, совсем редко, в три яруса. На многих участках выработки затоплены. За время работ по добыче известняка образовалось несколько сот каменоломен, имеющих более 1000 выходов на поверхность в виде шахтных колодцев, наклонных стволов, штолен й пр.
В многочисленных искусственных полостях исследователи находят предметы быта, хорошо сохранившиеся надписи XIX и XX вв., подземные лагеря партизан времён гражданской войны 1918 —1920 годов и Великой Отечественной войны 1941 — 1945 годов.
Керчинские (Аджимушкайские) каменоломни входят в состав многоярусной подземной системы Крепости Керчь. Большие и Малые Аджимушкайские каменоломни — это выработки по добыче пильного известняка с глубиной заложения от 3—4 до 15 м и протяжённостью 12000 м и 9500 м соответственно. Выработка камня в них началась в конце XIX в. и продолжалась до 1950-х годов;
Оборона Аджимушкайских каменоломен с 18 мая по 15 октября 1942 года — это одна из наиболее ярких страниц истории Второй мировой войны. Более 1000 военнослужащих, окружённых в подземных выработках, в течение пяти месяцев сражались с фашистами. Большинство участников обороны погибли. Историками установлено, что против защитников каменоломен немецкими войсками были применены отравляющие газы. История этих событий мало известна. Большинство письменных источников датируется 1942 годом, а что происходило в каменоломнях позже — неизвестно.
Практически не исследованы Старицкие катакомбы в Ста-рицком районе Тверской области (рис. 1.16), вход в которые находится на берегу Волги между Ржевом и Тверью. С XIII в. по 1928 год в каменоломнях добывался строительный белый камень, а в 1941 году здесь были устроены оружейные склады для подпольщиков. Общая протяжённость катакомб — более 30 км.
С древнейших времён строительный камень добывался в долинах рек Москва, Пахра, Десна, Лопасня, Жданка и некоторых дру-
гих водотоков Московской области. Крупнейшие в области Подольские каменоломни располагаются под городом Подольском и в его окрестностях. Здесь добывали карбоновые известняки и доломиты Подольского и Мячковского горизонтов. Первые каменоломни под городским парком, возникшим в 1850-е годы, принадлежали подольскому мещанину Филатьеву — подрядчику по постройке Курской железной дороги. Выработки заложены на второй террасе правого берега реки Пахры. Затем, после перехода каменоломен к служившему на них Бородачё-ву, работы были перенесены на левый берег реки, где и ранее уже производилась подземная разработка камня. Третья каменоломня — Филатьев-ская, — проходила от Февральской до Александровской улиц, четвёртая, Скворцов-ская, шла под Февральской улицей. Почти все они имели выход на берег реки. Значительно более древние каменоломни находились в деревнях, стоящих по берегам рек (рис. 1.17). По этим же рекам сплавлялся разработанный камень. Суммарная протяжённость подольско-мячковских каменоломен оценивается в несколько сотен километров (рис. 1.18*). Существуют легенды, что система штреков и карстовых полостей доходит до Центра Москвы.
Рис. 1.17. Вход в каменоломни с берега реки и внутренний вид штрека
Ещё одним чрезвычайно распространенным в России типом подземных сооружений являются усадебные ходы. Они сооружались в усадьбах состоятельных людей и имели самое разнообразное назначение: для скрытного перемещения, для хозяйственных нужд, для развлечений и т.п. Например, широко известны парковые подземные ходы в Вороново (Московская обл.), в имении Дашковой в селе Троицкое (Калужская обл.), в городе Все-волжск и Демидовские подземелья в посёлке Никольское (Ленинградская обл.).
Петровско-Разумовского через центр города к Красной площади и Храму Василия Блаженного (рис. 1.22). Около Храма планировалось строительство Центрального вокзала. Далее линия должна была идти по эстакадам через Москву-реку, Большую Ордынку и Серпуховскую заставу до пересечения с окружной железной дорогой вблизи Павелецкого вокзала. Затем должна была быть построена кольцевая линия по Садовому кольцу и Замоскворечью и радиальная — от Черкизова, по Яузе до центра города. Общая проектируемая протяжённость пути составляла 54 км.
Проект был вынесен на обсуждение Московской Городской думы 18 сентября 1902 года и в декабре 1902 года отклонён. Главными оппонентами строительства стали: московское археологическое общество, объединявшее виднейших историков России, московское духовенство и пайщики трамвайной компании.
К вопросу строительства метрополитена Городская дума вернулась в 1911 году. Рассматривалось предложение о строительстве трамвайного тоннеля под Лубянским проездом, Ильинкой и Красной площадью. Впоследствии этот тоннель должен был стать частью сети будущего метрополитена, включавшей в себя строительство трёх подземных линий:
I — от Смоленского рынка до Каланчёвской площади;
II — между Тверской и Покровской (Абельмановской) заставами;
Ill — между Виндавским (Рижским) вокзалом и Серпуховской площадью.
Эти линии должны были соединяться с существующими железнодорожными линиями.
В 1912 году инженером Е.К. Кнорре был выдвинут проект двух очередей: первая — радиальная, от центра до соединительной ветви между Октябрьской и Курской железными дорогами; вторая — кольцевая, по Садовому кольцу.
Реализации проектов помешала Первая мировая война.
В 1922 году проблема строительства московского метрополитена была затронута архитекторами А.В. Щусевым и И.В. Жолтовским при составлении плана «Новой Москвы».
В 1923 году при Управлении московских городских железных дорог было учреждено бюро по проектированию метрополитена.
В мае 1924 года Московское коммунальной хозяйство провело первое разведочное бурение по предполагаемой трассе метро — от Каланчёвской площади до площади Свердлова.
• В 1925 году был разработан проект радиальной линии, соединявшей центр города с Каланчёвской площадью. Его реализация была поручена Управлению московских городских железных дорог. Эту работу возглавили инженеры К.С. Мышенков и С.Н. Розанов (рис. 1.23).
В конце 1931 года было организовано архитектурное бюро технического отдела Метростроя. В первый его состав вошли архитекторы: Н. Андриканис, С. Сенкевич, И. Таранов, Л. Шагури-
Рис. 1.23. Проект МГЖД одной из станций метрополитена
на, Л. Шухарева. Возглавлял бюро С. Кравец. В 1933 году бюро было преобразовано в самостоятельную организацию — центральную проектную контору Метропроект, а позднее, в 1951 году, Метропроект был реорганизован в проектно-изыскательский институт Метрогипротранс.
Проходка опытного участка на Русаковской улице (рис. 1.24) началась в 1931 году по чертежам Технического отдела Управления Метростроя, разработанным под руководством проф. В.Л. Николаи — одного из руководителей строительства Малого кольца Московской железной дороги. Одна из наиболее острых проблем, стоявших перед проектировщиками, заключалась в выборе между станциями с островными и боковыми платформами. Островные платформы, вызывающие необходимость более тщательного архитектурного оформления, более удобны для сообщения с поверхностью и предоставляют пассажирам ряд дополнительных удобств, особенно на пересадочных станциях. Этот вид платформ был распространён, преимущественно, в Лондоне и Берли-
Рис. 1.24. Шахта № 17 кировского радиуса в период строительства. 1932 год
не. Станции с боковыми платформами, характерные для парижского метрополитена, более дёшевы, имеют более простую конструкцию и менее сложны в производстве работ. Для каждой станции, включая трассу и продольный профиль подъездных тоннелей, разрабатывались два параллельных проекта. Для станций глубокого заложения первоначально рассматривался вариант двухсводчатой станции с платформой, разделённой промежуточной стенкой. Другой вариант — трёхсводчатая станция с двумя раздвинутыми тоннелями, в которых располагаются боковые платформы. Выбор окончательного варианта типа станций зависел ещё и от решения проблемы подъёма пассажиров на поверхность. Первоначально для этой цели предполагалось использовать лифты. Однако позже было принято решение об использовании эскалаторов. Это привело к изменению проекта станций и окончательному выбору трёхсводчатого варианта.
Технический проект первоочередных линий был представлен в Московский комитет партии и Президиум Моссовета 13 августа 1933 года. Окончательное утверждение проекта произошло в конце 1933 года.
В начале марта 1934 года был объявлен конкурс на архитектурное оформление метрополитена, в котором приняли участие практически все проектные мастерские Москвы. Выставка проектов подземных залов, входов и вестибюлей станций метрополитена проходила с 30 марта по 9 апреля 1934 года в Белом зале Моссовета. По результатам конкурса были приняты к строительству проекты станций «Красные ворота», «Кировская», «Охотный ряд» и «Сокольники».
Значительное внимание уделялось станции «Дворец Советов» (в настоящее время «Кропоткинская») (рис. 1.25). Предполагалось, что эта станция будет соединена с вестибюлем Дворца Советов и станет своеобразным вступлением к образу будущего сооружения*. К началу строительства станции (май 1934 года)
* Проект Дворца Советов архитекторов Б. Иофана, В. Щуко и В. Гель-фрейха был принят к строительству в феврале 1934 года. Высота этого монументального сооружения должна была составлять 416 метров, из них последние 100 м — статуя В.И. Ленина. Дворец построен не был. На его месте долгое время находился бассейн «Москва». Сейчас — Храм Христа Спасителя.
Рис. 1.25. Наземный вестибюль станции «Дворец Советов» (вдали виден копер над шахтой первой очереди метро) и внутреннее оформление зала
расположение комплекса «Дворца Советов» ещё не было уточнено. В связи с этим было принято решение: «Расположение подземного зала не должно выходить за пределы городской застройки внутреннего проезда Гоголевского бульвара. Строительство должно вестись открытым способом»*. При создании проекта станции архитекторам А.Н. Душкину и Я.Г. Лихтенбергу «пришлось обратиться к анналам египетской подземной архитектуры. Верх колонн, освещенный масляными плошкам в подземных лабиринтах пирамид, взят за основу конструктивного решения»*.
Первая очередь московского метро была пройдена в рекордно короткие сроки: если к январю 1934 года было выполнено только около 6% всех работ, то к январю 1935 года план строительства был завершён полностью. В зависимости от метода строительства, тоннели подразделялись на два основных типа: при открытом способе работ сооружался двухпутный тоннель прямоугольного сечения (в настоящее время он хорошо виден на подъезде к станции «Комсомольская»), при закрытом способе — два параллельных однопутных тоннеля круглого сечения. Открытые работы велись двумя способами: на участках Сокольники и Остоженка — «берлинским» способом (он же «способ Сименса» или «ограждение Метростроя»), на Арбате — траншейным методом. На практике траншейный метод оказался более экономичным: на крепление котлована потребовалось меньшее количество крепёжного материала (досок и металлических крепей); значительно раньше восстанавливалась поверхность. На участках Сокольники и Остоженка работы проводились с предварительным водо-понижением. На некоторых участках были встречены плывуны. Для борьбы с ними использовались замораживание грунтов и проходка под сжатым воздухом.
Первый поезд, состоящий из двух вагонов — моторного и прицепного, — вышел на линию 15 октября 1934 года, а 6 февраля 1935 года делегаты VII Съезда советов стали первыми пассажирами пробных рейсов.
Открытие первой очереди Московского метрополитена состоялось 15 мая 1935 года на участках от станции «Сокольники» до станции «Парк культуры» (позже «Парк культуры имени Горького», сейчас вновь «Парк культуры») с ответвлением от станции «Охотный ряд» (станция претерпела несколько переименований: «Охотный ряд», затем «Имени Л.М. Кагановича», «Проспект Маркса», ныне «Охотный ряд») до станции «Смоленская» общей протяженностью 11,6 км (рис. 1.26). «Широкие платформы и высота станций московского метро, давая практические преимущества для движения пассажиров, обеспечивая хорошую вентиляцию и общие санитарные условия, в то же время предоставили большую свободу для архитектурного оформления подземных вокзалов. Московские архитекторы широко использовали эту возможность. На станциях московского метрополитена мрамор стен и кессонные потолки изящно сочетаются с другими материалами и частями сооружений»*.
В сентябре 1935 года был утверждён проект второй очереди, включавший в себя продление Арбатско — Покровского диаметра до Киевского и Курского вокзалов и сооружение Горьковско-го радиуса от центра до района Сокол.
Участок от станции «Смоленская» до станции «Киевская» с метромостом через Москву-реку протяженностью 1,3 км был введен в действие в 1937 году; в 1938 году — участок от станции «Коминтерн» (с 1946 года по 1990 год — «Калининская», а затем — «Александровский сад») до станции «Курская» длиной 2,3 км и участок новой линии от станции «Площадь Свердлова» до станции «Сокол» протяженностью 8,5 км. После этого участок мелкого заложения «Коминтерн»—«Киевская» был выделен в отдельную линию.
Утром 15 октября 1941 года, в связи с угрозой захвата столицы немецкими войсками, был отдан приказ о демонтаже оборудования, минировании и уничтожении метрополитена. Однако к вечеру приказ был отменён и в 18 45 на участке от «Сокольников» до «Парка Культуры» движение было восстановлено. Как только Москве перестала угрожать опасность захвата, в метрополитене были продолжены строительные работы. 1 января 1943 года был пущен в строй участок от «Площади Свердлова» («Театральная») до «Завода имени Сталина» («Автозаводская») протяжённостью 6,2 км с двумя станциями: «Павелецкая» и «Новокузнецкая»; 18 января 1944 — участок от «Курской» до «Измайловской» (ныне «Измайловский парк») длиной 7,1 км с тремя станциями: «Бауманская», «Электрозаводская», «Сталинская» («Семёновская»). Во время одного из воздушных налётов авиабомбой было разрушено перекрытие перегонного тоннеля мелкого заложения между «Смоленской» и «Арбатской», что послужило одной из причин строительства в 50-х годах параллельного участка глубокого заложения Арбатско — Покровской линии.
По мнению архитектора Ю.А. Ревковского: «Именно архитектура станций первых очередей строительства Московского метро даёт непревзойденное разнообразие творческих приёмов объёмно-пространственных, композиционных и цветовых решений, объединённых органическим единством и обеспечивающих ансамблевое восприятие всей анфилады подземных пространств»*.
К настоящему времени в Московском метрополитене построены 11 линий.
1 — Сокольническая (дважды переименовывалась: «Сокольники»—«Спортивная» и Кировско—Фрунзенская) — первая линия московского метрополитена. Длина линии 26,4 км. На линии расположены 19 станций (18 действующих, «Ленинские горы» закрыта на реконструкцию). Движение на отдельных участках было открыто в период с 1935 по 1990 годы.
Во время Второй мировой войны на станции «Кировская» («Чистые пруды») находились отделы Генерального Штаба и ПВО. Перрон был отгорожен от путей фанерной стеной. Поезда на станции не останавливались.
На Сокольнической линии находится одна из наиболее уникальных станций московского метрополитена, возможно, единственная в мире — станция «Ленинские горы». Станция длиной 270 м (посадочный зал вместе с проходными коридорами) располагается над водой в нижнем ярусе Лужнецкого метромоста с
выходами на обоих берегах Москвы-реки. В 1984 году метромост был закрыт на реконструкцию.
2 — Замоскворецкая («Сокол»—«Автозаводская», Горьков-ско—Замоскворецкая) линия. Длина линии 40,3 км. На линии расположены 20 станций. Движение на различных участках было открыто с 1938 по 1985 годы.
Станция «Горьковская» («Тверская») сооружена в 1979 году на действующем участке между «Площадью Свердлова» и «Маяковской» без прекращения движения поездов и строительства обходных тоннелей. Это было достигнуто за счёт того, что станция была в проекте второй очереди и для неё было оставлено увеличенное расстояние между тоннелями.
Вскоре после открытия участка «Каширская»—«Орехово», из-за нарушения гидроизоляции, тоннель на участке «Ленино» («Царицыно»)—«Орехово» был затоплен водами Царицынских прудов. Восстановительные работы продолжались несколько месяцев.
3 — Арбатско—Покровская (Киевско—Первомайская) линия. Протяжённость линии 18,7 км, на линии имеются 12 станций. Движение на участках было открыто в период с 1938 по 1963 годы.
В начале 50-х годов началось строительство линии глубокого заложения от «Киевской» в направлении Кунцево. Планировалась постройка пяти станций. Однако, после смерти И.В. Сталина, строительство было прекращено и радиус был построен по поверхности. В настоящее время он является наземной частью Филёвской линии. Возможно, построенные тоннели будут использованы на строящемся в настоящее время перегоне «Киевская» —«Парк Победы».
Станция «Измайловская» (первоначальное название «Стадион Народов», с 1963 года — «Измайловский парк») была открыта 18 января 1944 года. Первоначально станция проектировалась как часть грандиозного спортивного комплекса (по различным источникам: «Стадион имени Сталина», «Стадион Народов», «Стадион СССР», «Центральный Стадион») (рис. 1.27). На станции планировалось устройство двух выходов (ныне один), с каждой платформы должно было идти по три эскалатора в каждую сторону (всего 12). Реализации планов помешало начало Второй мировой войны. Оформление станции было изменено по сравне-
нию с первоначальным вариантом и посвящено партизанскому движению. На станции имеются три подъездных пути: боковые используются для движения поездов, а на средний прибывает поезд, следующий в депо (рис. 1.28). Первоначально средний путь предназначался для прибытия правительственных поездов во время торжественных мероприятий.
До 1961 года движение поездов на этой линии осуществлялось до станции «Первомайская», расположенной в здании депо «Измайлово» (рис. 1.29). После продления радиуса станция в здании депо была закрыта и название передано нынешней «Первомайской».
4 — Филёвская линия. Длина линии 16 км. На линии располагаются 13 станций. Движение на различных участках линии было открыто с 1935 по 1992 годы.
После открытия в 1938 году участка глубокого заложения «Площадь Революции»—«Курская» Замоскворецкой линии, участок мелкого заложения «Коминтерн»—«Киевская» был включён в Арбатско—Покровскую линию. Для этого были построены тоннели от «Площади Революции» до «Коминтерна». В 1953 году был пущен участок глубокого заложения «Площадь Революции»—«Киевская» и закрыт параллельный ему участок «Калининская»—«Киевская». На некоторых станциях и в тоннелях были устроены склады, другие станции использовались как выставочные залы. В 1958 году, после принятия решения о продлении линии в западном направлении, движение на участке «Калининская»—«Киевская» было открыто вновь в рамках отдельно организованной Филёвской линии.
Станция «Смоленская» первоначально имела два выхода на поверхность (рис. 130). Позднее, при расширении Садового кольца, второй выход был закрыт.
5 — Кольцевая линия длиной 19,4 км с 12 станциями была пущена в эксплуатацию с 1950 по 1954 годы (рис. 1.31).
6 — Калужско—Рижская («Ботанический сад»—«ВСХВ») линия. Длина 39,5 км, на линии 24 станции. Различные участки линии были запущены в эксплуатацию с 1958 по 1990 годы.
С 1964 по 1974 годы конечная станция находилась в здании Калужского метродепо, современная станция «Калужская» была открыта в 1974 году.
На станции «Ленинский проспект» был запроектирован и построен неиспользуемый в настоящее время выход в центре зала. Выход предназначался для пересадки на проектировавшуюся станцию на Московской окружной железной дороге, где планировалась организация пассажирского движения.
7 — Таганско—Краснопресненская (Ждановско— Краснопресненская) линия длиной 36 км с 19 станциями. Движение поездов на линии открылось в период с 1966 по 1975 годы.
Наибольшую трудность вызвало строительство «Баррикадной», расположенной под прудом Московского зоопарка. Для предотвращения возможных протечек архитектором А.Ф. Стрелковым было предложено использовать массивные шестиметровые пилоны.
При проектировании линии предполагалось ответвление от «Полежаевской» в сторону Серебряного бора, которое не было реализовано. Для обслуживания этой ветки на «Полежаевской» был запроектирован и построен третий путь. В настоящее время
Рис. 1.28. Вид станции «Измайловская» в 1953 году. Круглый светильник с ободком до настоящего времени не сохранился
Рис. 1.31. Строительство «Большого кольца» (Кольцевой линии). Электровозная откатка породы
этот путь и построенный участок проектировавшейся ветки используются для ночного отстоя поездов.
На участке между станциями «Щукинская» и «Тушинская» располагается неиспользуемая станция «Волоколамская». Её видно из окон вагонов проходящих поездов. Станция, построенная закрытым способом при проходке линии, находится под лётным полем Тушинского аэродрома и предназначалась для жителей микрорайона, строительство которого планировалось на месте аэродрома. Станция не имеет выходов на поверхность и наружной отделки.
8 — Калинская линия. Длина линии 13,1 км. На линии расположены 7 станций. Движение на участках линии открыто в 1979 и 1986 годах.
9 — Серпуховско—Тимирязевская линия протяжённостью 37 км с 22 станциями. Строительство отдельных участков этой линии продолжается и в настоящее время
В сложных инженерно-геологических условиях сооружалась «Боровицкая». Задачу осложняло существование функционирующего узла с двумя ранее построенными станциями.
10 — Люблинская линия. Длина 19,3 км, на линии 10 станций. Движение на первом участке линии открылось в 1995 году, к настоящему времени на линии продолжаются строительные работы. По первоначальному проекту часть линии должна была проходить вдоль Люблинской улицы, станция «Люблино» должна была находиться вблизи одноименной железнодорожной платформы. Однако позднее трасса была изменена, станция «Люблино» передвинута и построена дополнительная станция «Волжская».
11 — Каховская линия. Протяжённость линии 4 км, на линии имеются 3 станции. Первоначально эта линия являлась участком Замоскворецкой линии и была выделена в самостоятельную в 1995 году. В отличие от всех остальных линий Московского метрополитена, здесь курсируют поезда, состоящие из шести вагонов.
Сейчас в Московском метро более 160 станций.
Приведённые краткие и чрезвычайно отрывочные сведения о подземной Москве, тем не менее, позволяют получить общее представление о масштабности и уникальности подземного пространства города*.
Метрополитеном называется городской внеуличный электрифицированный рельсовый транспорт, предназначенный для скоростных массовых перевозок пассажиров. К метрополитенам относят различные виды скоростного внеуличного транспорта (табл. 2.3), в том числе:
— метро;
— мини-метро;
— «метро центра»;
— экспресс-метрополитен;
— наземный лёгкий метрополитен.
Таблица 2.3. Виды скоростного внеуличного транспорта
|
Показатели |
Экспресс-метрополитен |
Мини-метро |
Наземный лёгкий метрополитен |
Городская железная дорога |
Скоростная транспортная система |
Монорельсовая транспортная система |
|
Характер прокладки |
Тоннельный |
Тоннельный |
Наземный, эстакадный, тоннельный |
Наземный |
Наземный, эстакадный |
Наземный, эстакадный |
|
Внутренний габарит тоннеля, м |
5,1-5,2 |
4,5-5,0 |
5,1-5,2 |
— |
— |
- |
|
Минимальный радиус поворота в плане, м |
1000 |
150 |
150 |
600 |
300 |
25 |
|
Максимальный продольный уклон, % |
30 |
60 |
60 |
9 |
40 |
100 |
|
Среднее расстояние между остановками, м |
3000 |
500-800 |
800 |
1700 |
5000 |
800-1000 |
Кроме того, в настоящее время проектируются новые виды скоростного внеуличного транспорта, имеющие различные технические отличия от существующего метро и призванные улучшить качество работы системы скоростного транспорта.
Метрополитен — сложнейшее инженерное сооружение, включающее станционные, перегонные и эскалаторные тоннели, шахтные стволы, камеры различного назначения (для размещения систем водоотлива и вентиляции, санузлов, медпунктов, камер съездов,- службы пути, тягово-понизительных подстанций), кабельные ходки, наземные вестибюли станций. Многие станции имеют высокую архитектурно-художественную ценность, а нередко становятся уникальными произведениями архитектуры (рис. 2.29). В их оформлении используют различные виды мрамора, гранита, декоративной керамики, художественную лепку, римскую и флорентийскую мозаики, скульптуру, фрески, уникальную осветительную арматуру и системы освещения.
Линии метрополитенов подразделяются на:
надземные, располагаемые на эстакадах, высота которых определяется габаритами наземного транспорта, рельефом местности и градостроительными условиями (рис. 2.30);
наземные, располагаемые на поверхности земли, там, где это позволяют планировочные условия (рис. 2.31);
подземные, располагаемые на глубине от 5 до 70 и более метров от поверхности земли (рис. 2.32). В некоторых городах под землёй располагаются линии скоростного трамвая и участки железнодорожных линий.
Проектирование линий метрополитена базируется на следующих основных принципах создания эффективных транспортных коммуникаций:
1. комфортабельности — наиболее полное удовлетворение потребностей пассажиров путём создания удобной системы массовых скоростных регулярных и безопасных перевозок при соблюдении требований санитарно-гигиенических норм;
2. эксплуатационном — обеспечение гибкой, удобной и безопасной эксплуатации с наименьшими трудозатратами путём создания долговечных и надёжных сооружений, автоматизированных технологических устройств, подвижного состава, современной ремонтной базы;
Рис. 2.32. Подземная станция метрополитена. Глазго, США
3. строительном — обеспечение высокого качества при минимальной стоимости и трудоёмкости строительства, путём комплексной механизации работ, ее чёткой специализации, создания индустрии тоннельных конструкций и монтажных узлов;
4. экологическом — обеспечение нормальных условий жизнедеятельности города в период строительства и эксплуатации метрополитена путём выбора рациональной схемы прокладки линий и способов производства работ с учётом требований охраны окружающей среды;
5. технико-экономическом — обеспечение высокого технического уровня строительства и эксплуатации при минимальных трудовых, материальных и финансовых затратах, путём использования современных конструктивных и технологических решений.
В начале 1-го века н.э. римлянами был построен тоннель длиной 900 м и шириной 8 м на дороге Неаполь — Понцуоли. Тоннель проложен под холмом Посилипо, сложенным из вулканического 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 функции водопровода и подземного судоходного канала.
При императоре Адриане римлянами был сооружен тоннель для водоснабжения Афин. В период турецкого владычества численность населения города резко упала, тоннель был заброшен и вновь запущен в эксплуатацию спустя столетия — в 1840 году. В 1925 году афинский водопровод был расширен и реконструирован, вследствие чего старый римский тоннель продолжает эксплуатироваться до сих пор.
Древние славяне в середине и второй половине 1-го тысячелетия н.э. в качестве основного вида жилища использовали полуподземные сооружения — землянки (рис. 1.2).
К VIII—IX векам относятся катакомбные погребения в Хазарин. Основу этого погребального сооружения составляли ката-
комбы, вырытые в твердом грунте на склонах холмов. Каждая катакомба состояла из двух частей — коридорного входа и погребальной камеры.
В Грузии на скалистом обрыве высотой 105 м на левом берегу р. Куры в XII—XIII вв. был высечен подземный комплекс Вард-зиа. 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 Успения Богоматери, 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 и лестницами. 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 ООО л/сут*.
В соответствии со статистическими данными [Москва в цифрах, 1997], в 1900 году водопотребление в Москве на одного человека составляло 40 л/сут. Таким образом, в пещерном городе Вардзия могло проживать не менее 4000—5000 человек.
Между 400-ми и 1400-ми годами историками отмечается почти тысячелетний застой в европейском тоннелестроении. Здесь необходимо отметить, что данный временной перерыв относится, в первую очередь, к строительству объектов общественного (промышленного и гражданского) назначения. Строительство подземных 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 широкое распространение получила подземная добыча известняка для строительства. Всего зарегистрировано около 250 каменоломен, в основном, 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. При достижении пласта прорезали отдельный ход со ступенями, идущий к кухне, сараю или хозяйственной постройке на дневной поверхно-
сти. По окончании строительства выработки использовались как хранилища, колодцы (при повышении уровня грунтовых вод), убежища на время многочисленных войн. На стенах шахт находят рисунки всадников и солдат, изображённых в униформе армий 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 году строительство было полностью прекращено и над незаконченным тоннелем устроена дорога.
В конце XV в. на территории Московского Кремля было проложено несколько водопроводных тоннелей с обделкой из каменной кладки. В XVI в., в период правления Ивана Грозного, в Москве велось активное подземное строительство. В частности, в 1657 году В. Азначеевым была предпринята попытка строительства подводного тоннеля под р. Москвой. В XVII в. в Пскове и Великом Новгороде было проложено несколько подземных ходов протяжённостью до 200 м с деревянным и каменным креплением свода и стен.
В XVII—XIX вв. во Франции было пройдено несколько судоходных 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 были построены 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 5 судоходных тоннелей, самый протяжённый из которых — Хар-кэстль, — имел длину 2632 м, ширину 2,7 м и высоту 3,7 м. В 1825—1827 годах параллельно ему был пройден ещё один тоннель 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 Шюй-кильском канале. В 1828 году в Пенсильвании был сооружён судоходный тоннель Лебанон длиной 223 м, шириной 5,5 м и высотой 4,6 м.
Вторую четверть XIX в. можно считать началом эпохи промышленного тоннелестроения. Наряду с судоходными, активно возводились 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 во Франции был построен железнодорожный тоннель на линии Роанн— Андрезье. В США первый железнодорожный тоннель был сооружён в 1831—1833 годах на линии Аллегэни—Портэдж в Пенсильвании. 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 в мягких породах под р. Темзой был пройден тоннель протяженностью 450 м (рис. 1 .4). Строительство было завершено в 1832 году. Инженерами Барлоу и Трейтхедом в 1869 году был сооружён второй подводный тоннель под Темзой длиной 450 м и внутренним диаметром 2 м. Для его проходки был использован щит кругового сечения с обделкой из чугунных сегментов. Этот щит является прообразом современных тоннелепроходческих щитов.
Важным этапом становления эпохи промышленного тоннелестроения является сооружение Лондонского метрополитена, открытого для движения в 1862 году. Первый участок имел протяжённость всего 3,6 км, однако уже в 1863 году парламентская комиссия одобрила сооружение 30-ти километровой подземной ок-
ружной 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-Лондонской линии 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 были разработаны в середине XIX в. во время строительства протяжённых альпийских тоннелей. Первым из них стал двухпутный Мон-Се-нисский тоннель между Францией и Италией протяжённостью 12 850 м. Работы были начаты в 1857 году, но продвигались крайне медленно. Для увеличения скорости проходки были сконструированы 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 длиной около 16 300 м проходит в сильно нарушенных гранитах, гнейсах, сланцах и др. породах. При его сооружении порох впервые был заменён динамитом, применены гидравлические бурильные машины и механическая откатка породы. Строительство было завершено в 1882 году.
Дальнейшее совершенствование методов проходки позволило 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 тоннель между Италией и Швейцарией, протяжённостью 19 780 м, был построен в период с 1898 по 1906 годы. Значительная длина сооружения заставила его проектировщиков отказаться от принятой для всех остальных альпийских тоннелей двухпутной схемы движения и заменить её двумя параллельными однопутными тоннелями, расположенными на расстоянии 17 м один от другого.
В этот же период времени были сооружены ещё около 10 альпийских тоннелей протяженностью от 6 100м до 14 600 м. Наибольшую трудность вызвало строительство тоннеля 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 аллювиальными отложениями. 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 слабых водоносных грунтах.
Рис. 1 .5. Схема расположения железнодорожных тоннелей в Швейцарских Альпах
Первые железнодорожные тоннели в России были сооружены в 1859 — 1862 годах на железной дороге «Санкт-Петербург-Варшава».
В 1892 году в Грузии было завершено строительство четырёхкилометрового 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 для бурения 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 4,8×7,2 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.
Большое значение было придано правильному подбору искусственного освещения подземных станций и удобству пропуска пассажиропотоков. Вся арматура освещения на станциях выполнена светополосами, в которые вмонтированы системы освещения, теленаблюдения и громкоговорящего оповещения.
Связь между платформами организована с помощью переходов, соединённых эскалаторами и лестничными маршами (рис. 3.3). Лестничные марши выполнены под углом 35° и их ступени, для предотвращения соскальзывания пассажиров, имеют абразивную поверхность.
На станциях установлены ограждения платформ из бронированного стекла с автоматически открывающимися дверями в местах посадки—высадки пассажиров (рис. 3.4). В принципе, такое конструктивное решение является упрощённым вариантом отечественных станций типа «горизонтальный лифт» (см. рис. 2.51), хотя эти решения и преследуют разные цели. Существенным недостатком конструкции станций типа «горизонтальный лифт» является их проектирование под определённый типоразмер состава, что приводит к значительным осложнениям, не только при изменении типа поезда, но даже при увеличении количества вагонов. В этих случаях возникает необходимость практически полной реконструкции всей станции.
Рис. 3.3. Проект одной из станций линии «Метеор:
При этом, с точки зрения обеспечения безопасности, стеклянное ограждение платформ обладает рядом несомненных преимуществ: значительно более низкая стоимость, максимальное обеспечение безопасности пассажиров, ожидающих поезда, возможность установки ограждения на уже существующей станции и его быстрого приспособления под габариты поезда в случае их изменения.
Важной проблемой обеспечения безопасности для отечественного метрополитена является достаточно частое нанесение травм пассажирам подходящими и отходящими составами. Применяемые в настоящее время в московском метро технические решения снижают степень травматизма, но не являются кардинальным решением проблемы. Учитывая вышесказанное, возможно применение ограждений, аналогичных представленным на рисунках 3.3 и 3.4, на платформах и в переходах над путями для станций метрополитена в крупных городах России, в первую очередь, в Москве и Санкт-Петербурге. Это позволит практически полностью обезопасить пассажиров от травмирования поездами, случайного падения на пути, а также значительно снизит уровень шума на станциях. Если же стеклянное ограждение будет запроектировано на всю высоту станции и сможет полностью изолировать посадочные платформы от распределительного зала, то, при обеспечении нормальной вентиляции станционного
Рис. 3.4. Станция с ограждением платформы из бронированного стекла
Рис. 3.5. Виброгасящее строение пути на амортизаторах: 1 — железобетонное путевое корыто, 2 — опорный продольный блок с выпусками арматуры, 3 — резиновый амортизатор, 4 — проёмы для подъёма пути при замене резиновых амортизаторов, 5 — выпуски арматуры, 6 — гидроизоляция, 7 — монолитный бетон
пространства, возможна практически полная шумоизоляция распределительного зала.
Вагоны поездов на линии «Метеор» имеют резиновые колёса для предотвращения вибрации и шума в перегонных тоннелях и на станциях.
Другое техническое решение для снижения шума и вибрации при движении поездов было принято при разработке конструкции пути линии «А» римского метрополитена. Путь состоит из железнодорожных рельсов, уложенных на деревянные шпалы из дуба или ясеня, пропитанных составом на основе битума. Шпалы укладываются на щебёночное основание, под которым располагается листовое покрытие из резины толщиной 2 мм.
На станции «Ватерлоо» Юбилейной линии лондонского метрополитена установлено специальное виброгасящее верхнее строение пути, исключающее передачу вибрации от движения поездов через грунтовый массив на конструкции близлежащих зданий.
На рис. 3.5 приводится конструкция виброгасящего строения пути, используемого на Калужско—Рижской линии Московского метрополитена [Дорман, 1995].
Таким образом, правильное архитектурное и конструктивное решение подземных помещений, особенно предполагающих постоянное или длительное присутствие человека, позволит повысить эмоционально-психологический комфорт и безопасность находящихся в них людей.
р Под землёй могут располагаться различного вида склады и ; хранилища: архивы, холодильники и морозильники продуктов, | склады вина, пива, прохладительных напитков, хранилища неф-: ти, газа, нефтепродуктов, взрывчатых веществ, склады машин и оборудования.
) Подземное размещение складских помещений имеет ряд несомненных преимуществ по сравнению с наземным (рис. 2.105):
[ — благоприятные температурный и влажностный режимы, способность скального массива в течение длительного времени сохранять постоянную температуру и влажность, что гарантирует сохранность продукции и материалов в течение длительного времени, в том числе и при отключении внешнего энергоснабжения;
Рис. 2.105. Относительные расходы на строительство (а) и эксплуатацию (б) хранилища [Саари, Рейнистпо, Лайне, 1993]
— значительно более низкое удельное энергопотребление;
— безопасность хранения взрывчатых, вредных, агрессивных и других материалов, а также материалов и оборудования, чувствительных к вибрации;
— возможность оптимального размещения складских помещений в подземном пространстве, позволяющая достичь наиболее рационального расположения и взаимосвязи всех частей и служб хранилища;
— использование несущей способности скального массива для облегчения, а, в некоторых случаях, и полного исключения постоянного крепления выработок;
— снижение транспортных расходов за счёт размещения складских помещений в непосредственной близости от производственных предприятий и жилых зон;
— пожарная безопасность.
При размещении складских помещений в подземном пространстве необходимо предусматривать максимальное использование естественных температурно-влажностных условий выработки. Например, хранилища вин и консервированной продукции не требуют изменения естественных температурно-влажностных параметров, в общетоварных складах и хранилищах необходимо снижение только абсолютной влажности воздуха, а в охлаждаемых складах — только понижение температуры.
В зависимости от способа производства работ, вида хранимого продукта, функционального назначения объекта и глубины заложения, а также инженерно-геологических условий, хранилища могут создаваться в отложениях каменной соли, плотных
скальных породах и в мягких грунтах, расположенных ниже уровня грунтовых вод. Военно-инженерным ведомством США для размещения складских помещений разработана программа строительства подземных выработок большой протяжённости во льдах Гренландии.