История освоения подземного пространства. Принципы использования подземного пространства городов: российский и зарубежный опыт

11.10.2019Рубрика: Детский сад

В условиях современных городов во многих случаях целесообразно их многоуровневое развитие, включающее широкое использование подземного пространства.

Подземное пространство города - пространство под дневной поверхностью земли, используемое для расширения городских территорий, создания новых концепций естественной среды обитания и ее сохранения, обеспечения эколого-экономического благополучия и устойчивого развития.

В то же самое время надо признать, что под землей жизнедеятельность людей осуществляется в экстремальных условиях. Соответственно при использовании подземного пространства целесообразно избегать длительного пребывания там людей.

Подземное пространство города включает: транспортные сооружения, промышленные предприятия и предприятия обслуживания населения, инженерно-коммуникационные городские сети и оборудование, а также различные сооружения специального назначения. Комплексное освоение подземного пространства характерно для крупных городов и мегаполисов, в основном, в общегородском центре и в центрах муниципальных районов, в зонах наиболее важных транспортных узлов и их пересечений, на территориях промышленного и коммунально-складского назначения.

Комплексное освоение подземного пространства способствует рациональному использованию наземной территории. При корректной организации оно обеспечивает:

- строительство дополнительных зданий и сооружений в условиях стеснённой городской застройки;
- сохранение и развитие территории зелёных зон и мест отдыха;
- повышение художественно-эстетических качеств городской среды, сохранение исторически ценной территории и уникальных объектов ландшафтной архитектуры;
- улучшение транспортного обслуживания, повышение безопасности движения, снижение уличных шумов и, наконец, экономию времени, затрачиваемого на пользование транспортной инфраструктурой;
- сокращение длины инженерных коммуникаций;
- защиту населения от возможных природных и техногенных аварий и катастроф.

Подземными называют сооружения, главные части которых расположены под землей но эксплуатационным соображениям. По своему назначению подземные сооружения подразделяют на:

транспортные (пешеходные, автотранспортные и железнодорожные тоннели, метрополитены, автостоянки и т.д.);

промышленные (корпуса первичного дробления руды, скиповые ямы доменных цехов, подземные части бункерных эстакад, установок грануляции шлаков, непрерывной разливки стали и проч.);

энергетические (подземные комплексы ГЭС и АЭС, шинные и кабельные тоннели и шахты, энергетические водоводы и т.д.);

хранилища (нефти, газа, вредных и радиоактивных отходов, холодильники);

общественные (предприятия коммунально-бытового обслуживания, торговли и общественного питания, складские, спортивные и зрелищные сооружения и т.д.);

инженерные (тоннели и сетевые и водопроводные коллекторы, бензопроводы между автозаправочными станциями, очистные и водозаборные сооружения и др.);

специального и научного назначения (ускорители заряженных частиц, тоннели для аэродинамических испытаний, подземные заводы, объекты обороны).

Среди большого количества объектов подземной инфраструктуры наиболее существенная роль отводится системам и сооружениям транспортного назначения. Б городах такими объектами являются системы скоростного внеуличного пассажирского рельсового транспорта (метрополитен, скоростной трамвай, городская железная дорога). Не менее важны пересечения городских улиц и дорог, транспортные и подводные тоннели и подземные пешеходные переходы. Под землей располагаются объекты, связанные с хранением и обслуживанием автомобильного транспорта (гаражи для постоянного хранения автотранспорта, гостевые автостоянки-паркинги), а также многофункциональные, многоуровневые объекты и комплексы, связанные с наземными зданиями и сооружениями транспортного назначения (вокзалы, торговые центры, станции метро). Таким образом, использование подземных сооружений позволяет пересмотреть структуру городов и разгрузить их, избавив от промышленных и складских объектов, хранилищ и транспортных магистралей.

В последние годы в подземном пространстве городов размещают многоярусные многофункциональные комплексы культурно-бытового обслуживания населения и инженерного обеспечения. Наиболее часто в состав подземных комплексов включают предприятия торговли, общественного питания и бытового обслуживания, складские помещения, транспортные и инженерные коммуникации, то есть такие объекты, которые предусматривают ограниченное по продолжительности пребывание людей. В зависимости от конкретных условий, подземные комплексы могут иметь от 2 до 6 ярусов. Площадь отдельных ярусов и их высоту устанавливают в зависимости от назначения подземного объекта. Для перемещения людей внутри комплекса, в ряде случаев, предусматривают эскалаторы и лифты. В целях снижения негативного психофизического воздействия, многоярусные подземные объекты имеют дневное освещение через атриумы различных конструкций в комбинациях с искусственным освещением, цветную отделку. Нередко при их оформлении используются натуральные материалы. Системы транспорта и подъёма обеспечивают перемещение посетителей и обслуживающего персонала внутри комплекса. Отдельное внимание при проектировании многофункциональных подземных комплексов, предназначенных для постоянного присутствия неограниченного числа людей, уделяется созданию комплексных, многоуровневых систем безопасности .

→ Использование пространства

Опыт использования подземного пространства в городах

Высокий уровень урбанизации, рост городов и ряд других факторов обусловливают высокую степень освоения подземного пространства в городах. Это позволяет в значительной мере высвободить дефицитные территории, а также улучшить состояние городской среды. В этой связи необходимо рассмотреть опыт использования данного вида ресурсов и возможности его применения при создании гражданских объектов.

Подземное пространство часто рассматривается как естественные или искусственно созданные полости в недрах земли, используемые для хозяйственных или иных целей.

Автор предлагает определять его как вид ресурсов недр, используемый в качестве среды для проживания, размещения объектов или протекания процессов, тогда его источниками являются естественные или искусственно созданные полости в недрах земли, а также участки недр, в которых могут быть созданы полости. Недра представляют собой часть земной коры, расположенную ниже почвенного слоя, а при его отсутствии - ниже земной поверхности и дна водоемов и водотоков, простирающуюся до глубин, которые доступны для геологического изучения и освоения.

В своем естественном состоянии подземное пространство может быть занято твердым, жидким или газообразным веществом. Участки недр, не заполненные твердым веществом, но окруженные им, называют подземными полостями. Они подразделяются на естественные и искусственные (антропогенные).

Естественные полости включают в себя крупные полости (пещеры), мелкие полости и трещины в массиве горных пород.

Основными характеристиками источников подземного пространства являются глубина от поверхности земли, объем и форма, свойства окружающего массива, территориальное расположение, устойчивость, (способность сохранять свою форму во времени), возможность доступа с поверхности земли и др. К свойствам окружающего массива горных пород можно отнести такие показатели, как напряженное состояние массива горных пород, их твердость, связность, пластичность, влагоем-кость и водопроницаемость, плотность, пористость, электромагнитные свойства (удельное электрическое сопротивление, относительная диэлектрическая проницаемость), абразивность, тепловые свойства (коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость, коэффициент линейного теплового расширения), коэффициент разрыхления (после взрыва), гранулометрический состав (в разрушенном состоянии) и т.п.

Обычно выделяют следующие предпосылки освоения подземного пространства: социальные, горно-технические, геологические, экономические (экономия энергетических затрат) и оборонные.

Социальные предпосылки освоения подземного пространства заключаются в росте народонаселения и происходящих демографических изменениях, неизбежных техногенных изменениях окружающей среды, необходимости сохранения земельных фондов и улучшения рекреационных возможностей людей и санитарно-гигиенических условий их труда. Увеличение количества создаваемых площадей в подземном пространстве позволяет снизить выбытие из пользования сельскохозяйственных угодий.

Считается, что использование подземного пространства целесообразно в районах с высокой плотностью населения, плодородными почвами, развитой горно-добывающей промышленностью, благоприятными инженерно-геологическими условиями для подземного строительства. Выгодно строить подземные склады на Севере. Переносить под землю предприятия с высокими уровнями пожароопасности и шумообразования также полезно для окружающей среды.

Горно-технические предпосылки заключаются в том, что в идеальном случае для использования подземного пространства горные породы должны быть прочными, монолитными, устойчивыми и одновременно легко разрабатываемыми, стойкими к окислительным процессам, необводненными и не выделяющими ядовитые газы, инертными по отношению к хранимым в них материалам, непористыми, не содержать агрессивных растворов. Однако современные технологии в большинстве случаев позволяют ликвидировать действия всех перечисленных факторов.

Геологические предпосылки освоения подземного пространства заключаются в необходимости достаточно подробного изучения верхних слоев земной коры, которое бы позволило объективно принимать решения о выборе места размещения подземного объекта и технологий его создания.

Экономия энергетических затрат как предпосылка освоения подземного пространства объясняется тем, что подземное пространство позволяет снизить сезонные колебания энергопотребления, т.к. горные породы служат аккумулятором солнечной энергии, обладают низкой теплопроводностью и способны удерживать тепло. В связи с этим подземные полости могут использоваться как те-плоаккумуляторы. В северных странах энергетический вопрос оказывает большое влияние на выбор подземного размещения зданий, и все большее применение находит подземное жилье.

Оборонные факторы как предпосылка использования подземного пространства имеют в своей основе необходимость защиты людей, материальных ценностей, производства от военных действий, в том числе и ядерного взрыва.

Французские ученые P. Duffaut и G. Marin считают, что естественный спрос на ресурсы пространства недр вызван следующими причинами: сохранение скоропортящихся продуктов (погреба и подвалы); добыча полезных ископаемых; религиозные цели (например, для ритуального погребения); защита населения от нападения; поиск относительного комфорта в экстремальных температурных условиях.

Считается также, что подземные сооружения при незначительных дополнениях имеют высокую сейсмостойкость, стабильные температуру и влажность, чистоту помещений, т.е. те параметры, для обеспечения которых на поверхности необходимо дополнительно 25- 40 % объема строительно-монтажных работ.

В Швеции при подземном строительстве примерно 1-2 % затрат идет на обоснование геологических возможностей подземного строительства, а на обеспечение длительной устойчивости--4-70 % затрат.

Надежность и долговременность подземных сооружений значительно выше, чем поверхностных. Срок службы многоэтажных зданий - 100 лет, жилых домов особой капитальности - 125 лет, фруктохранилищ - 28 лет. Период эксплуатации подземных сооружений гораздо выше. Например, для тоннелей эти нормы составляют 500 лет. Известно также немало случаев, когда подземные сооружения сохранялись в течение тысячелетий. Затраты на ремонт подземных сооружений ниже, чем наземных, т.к. они не подвержены климатическим факторам. Для естественного разрушения горных пород требуются десятки и сотни тысяч лет.

Автор считает, что основным полезным свойством подземного пространства является их способность вмещать в себя какие-либо объекты или процессы. Однако в отличие от остальных пространственных ресурсов подземное пространство обладает некоторыми другими полезными характеристиками: имеет относительно стабильные климатические характеристики (температурно-влажностный режим); изолировано от разного рода поверхностных воздействий, таких как шум, вибрация, радиоактивность и т.д.; относительно герметично, а также способно удерживать тепловую и другие виды энергии. Кроме того, влияние любого объекта, расположенного под землей, на окружающую среду значительно ниже и в лучшей степени может контролироваться; подземные здания часто не требуют существенных затрат на внешнюю отделку, служат значительно дольше и требуют более низких эксплуатационных затрат, чем поверхностные; подземное пространство в ряде случаев легче осваивать, чем поверхностное, так как оно не зависит от топографии и дробления на частные участки.

Авторы относят к преимуществам заглубленных гражданских зданий следующие: эстетические (взаимосвязи с окружающим ландшафтом); более рациональное использование земли; снижение уровня шума и вибрации; уменьшение эксплуатационных расходов (на ремонт здания, гидро- и теплоизоляцию и др.); пожарная безопасность (распространение огня ограничено); сейсмостойкость; защита от ядерного взрыва и радиоактивных осадков; защита от штормов и торнадо; сохранение энергии.

Однако, наряду с преимуществами использования подземного пространства, существуют и некоторые сложности, обусловленные свойствами данного ресурса. Так, например, опыт подземного строительства в г. Канзас-Сити (США) показывает, что существует три проблемы использования подземного пространства: техническая, Юридическая и психологическая.

Психологическая проблема заключается в субъективном мнении людей о том, что условия пребывания в подземном пространстве должны быть хуже, чем на поверхности. Техническая проблема включает в себя сложности с дренажом воды, канализацией, водостоком и вентиляцией. Юридическая проблема наиболее свойственна США и другим странам, где исторически собственность на землю включает в себя собственность на подземное пространство.

К основным недостаткам подземного пространства по сравнению с поверхностным относят высокую естественную влажность, отсутствие дневного света, невозможность свободного доступа с поверхности земли, т.к. спуск и подъем осуществляется через определенные выработки (в некоторых случаях это является достоинством), наличие горного давления и возможность сдвижения горных пород вследствие создания или использования подземных пустот, более высокие капитальные затраты при строительстве здания под землей, чем на поверхности .

Подземные полости используются людьми издревле. Существуют данные о том, что еще в прошлом веке во Франции и России строили подземные винохранилища. Первые подземные гидроэлектростанции были сооружены в Германии (1907 г.) и Швеции (1910 г.). Во время первой мировой войны в Германии была сделана попытка размещения складов под землей. В 1917 г. в Германии был построен подземный завод по производству точных приборов.

Во время второй мировой войны в Германии были размещены в подземном пространстве заводы, электростанции, склады продовольствия, оборудования, горючего, химические производства, хранилища культурных ценностей. К концу 50-х годов подземные промышленные предприятия имелись уже в 50 странах мира. В начале 70-х только в странах НАТО насчитывалось почти 450 подземных объектов. В 80-е годы их количество выросло по сравнению с 60-ми в 3. раза. Площадь некоторых подземных заводов достигла 800 тысяч м2 и более, а объем - более одного миллиона м3.

Наиболее широкая классификация направлений использования подземного пространства по назначению предлагается в работе. Подземные сооружения создаются в следующих отраслях и сферах деятельности: горном деле, городском строительстве, энергетике и нефтегазовой отрасли, аграрном секторе, транспорте, науке, медицине и др. Таким образом, количество наиболее распространенных направлений использования ресурса составляет более 30.

По целесообразности размещения под землей объекты можно разделить на следующие группы: традиционно подземные сооружения; сооружения, для которых размещение под землей имеет ряд технологических преимуществ, и сооружения, размещаемые под землей в целях экономии территории земной поверхности и улучшения состояния окружающей среды.

Подземные сооружения, не связанные с добычей полезных ископаемых, строятся на глубине 15-300 м. Однако отдельные хранилища углеводородов располагаются на глубине 1 км и более.

Строительство городских подземных сооружений в настоящее время развивается весьма быстро. Необходимость создания и все более активного использования подземного пространства в современных городах обусловлена следующими факторами: – стремлением к разуплотнению исторически сложившейся застройки и оздоровлению старых частей городов; – все более ощутимым недостатком свободных городских земель, пригодных для новой застройки, а также угрозой ликвидации лучших сельскохозяйственных районов, прилегающих к городам, с частичным, а в некоторых случаях и с полным уничтожением естественного природного окружения; – необходимостью радикального упорядочения городского движения с возможно более полным разделением пересекающихся транспортных потоков, а также потоков пешеходов и транспорта, с созданием систем непрерывного и скоростного, в том числе внеуличного рельсового сообщения, и с компактным решением пересадочных узлов; – дальнейшим развитием систем культурно-бытового и коммунального обслуживания с размещением соответствующих объектов в наиболее нужных местах (в том числе и у пунктов массовых скоплений населения) с одновременным повышением рентабельности этих учреждении; – сохранением архитектурных памятников и ансамблей, представляющих культурно-историческую ценность, и капитальной опорной городской застройки; – развитием разнообразных средств общественного, специального и индивидуального транспорта, для хранения и технического обслуживания которого требуются большие территории; – развитием средств инженерного оборудования города, коммунального и складского хозяйств. Автор описывает следующие причины развития подземного строительства в городах: недостаток земель и невозможность занятия новых (в силу экологических последствий расширения городов); более рациональное использование городских территорий; транспортные задачи и безопасность; расширение сети услуг; сохранение архитектуры; развитие инженерного оборудования города (коммуникаций и т.д.); гражданская оборона.

Среди преимуществ строительства городских подземных объектов отмечается, что оно позволяет экономно использовать наземную территорию, содействует упорядочиванию транспортного обслуживания населения и повышению безопасности дорожного движения, снижает уличный шум и загрязнение воздуха выхлопными газами автомобилей, способствует повышению художественно-эстетических качеств городской среды.

Городские подземные сооружения характеризуются относительно небольшой глубиной заложения, привязкой к конкретным поверхностным объектам и территориям, особой пространственной организацией, специфическим временным режимом использования и т.д. Поэтому для них создаются специальные подземные полости, отвечающие в каждом конкретном случае предъявляемым требованиям. Спектр направлений использования городского подземного пространства практически неограничен.

Одним из примеров современного уровня развития подземного строительства является столица Франции Париж. Площади подземных помещений здесь в 80-е годы составили: здания - 43 млрд м3; линии метро и скоростные магистрали - 16; водоотливные каналы, канализация, сети, коллекторы - 8; неиспользуемые в настоящее время пустоты - 6; национальное общество железных дорог - 3; подземные паркинги - 2,5; торговые центры - 1,5; подземные службы путей сообщения - 1,1; различные технические галереи - 0,6. Существует также намерение властей разместить в Париже под землей автомобильные дороги и оставить поверхность только для пешеходов.

В работе приводится анализ возможностей экономии энергии путем создания подземных помещений. В частности, указывается, что в США 37 % энергетического сырья используется в секторе жилых и коммерческих зданий, и их размещение под землей позволит уменьшить потребности этих зданий в энергии на 36-60 %. Так, в штате Миннесота сезонные колебания температуры составляют 75, а под землей - 11 градусов, и в случае внезапного прекращения подачи энергии потери будут составлять не более 1 градуса в день. В связи с этим Министерство энергетики США ведет работу по строительству подземных жилых и коммерческих зданий. В 1980 г. в США было построено более 3000 укрытых землей жилых и более 100 коммерческих помещений. Причем в этих домах живут достаточно обеспеченные люди.

В городском подземном строительстве известны случаи вторичного использования подземных полостей. Так, французский автор А.Р. Boiler описывает пример применения выработок, созданных при строительстве тоннелей метро, для городских телефонных сетей, автостоянок и других целей. Наибольший опыт вторичного использования горных выработок принадлежит США, где в г. Канзас-Сити из имеющихся там более 20 миллионов м2 выработок известняковых шахт используется около 2 миллионов м2 (около 10 %). Подземное пространство в г. Канзас-Сити осваивается в 10 раз быстрее, чем создается в результате добычи известняка, что обусловлено высокими потребностями в нем. При этом 85 % используется под склады различного назначения и холодильники, 7 % - под производственные объекты, 5 % - под офисы, 3 % - под предприятия сферы обслуживания. Там размещаются приборные и сборочные заводы телевизоров, городской промышленный парк, две международные торговые зоны, хранилища ценной документации, комплексные хранилища - холодильники и зернохранилища.

В зависимости от назначения и характера использования выделяют следующие группы и виды подземных или полуподземных городских сооружений, помещений и устройств : – инженерно-транспортные сооружения - пешеходные и транспортные тоннели, перегонные тоннели и станции метрополитена, скоростного трамвая и городских участков железных дорог, автостоянки и гаражи, тоннели и станции движущихся тротуаров и другого перспективного непрерывного транспорта, отдельные помещения и вокзалы; – предприятия торговли и общественного питания - торговые залы и подсобно-вспомогательные помещения кафе-буфетов, столовых, закусочных и ресторанов, торговые киоски, магазины, отдельные помещения или секции универсальных магазинов, торговых центров и рынков; – зрелищные, административные и спортивные здания и сооружения - кинотеатры обычные и залы хроники, выставочные и танцевальные залы, биллиардные, отдельные помещения театров и цирков, залы заседаний и конференц-залы, книгохранилища, архивы, запасники музеев, стрелковые тиры, залы игр и аттракционов, плавательные бассейны; – объекты коммунально-бытового обслуживания и связи - приемные пункты, ателье и мастерские бытового обслуживания, парикмахерские, бани и бассейны, прачечные, почтовые отделения, – сберегательные кассы, автоматические телефонные станции; – объекты складского хозяйства - продуктовые и промтоварные склады, овощехранилища, холодильники, ломбарды, различного рода резервуары для жидкостей и газов, склады горюче-смазочных и других материалов; – объекты промышленного назначения и энергетики - отдельные лаборатории, цехи и производства (особенно те, в которых необходима защита от пыли, вибрации, перемены температур и других внешних воздействий), тепловые и гидроэлектростанции, промышленные котельные, промышленные склады и хранилища; – объекты инженерного оборудования - трубопроводы водоснабжения, канализации, теплоснабжения, газоснабжения (вплоть до молокопроводов молочных заводов или керосинопроводов в аэропортах), водостоки и ливнестоки, кабели различного назначения, мусоропроводы, общие коллекторы подземных сетей, электротяговые подстанции, хозяйственно-бытовые устройства - вентиляционные и калориферные камеры, бойлерные и котельные, газорегуляторные пункты и газораздаточные станции, станции перекачки сточных вод, трансформаторные подстанции, очистные и водозаборные сооружения.

Конструктивные и объемно-планировочные решения подземных и полуподземных сооружений во многом предопределяются глубиной их заложения от поверхности земли. В связи с этим известны : – сооружения глубокого заложения (на отметках I ниже 10-15 м от уровня поверхности земли), строительство которых обычно осуществляется закрытыми тоннельными способами (без вскрытия поверхно-сти). Сооружения глубокого заложения рассчитываются обычно на значительное горное давление; – сооружения мелкого заложения (на отметках вы- 1 ше 10-15 м от уровня земли), возводимые с полным 1 или частичным вскрытием поверхности, а также закрытым способом; – замкнутые сооружения, образованные перекры-’ тиями большой площади и лишенные естественного света и проветривания. К такого рода полуподземным сооружениям относятся объекты, расположенные на поверхности земли или частично заглубленные. По объемно-планировочной схеме различают одноуровневые и многоуровневые подземные сооружения: – одно-, двухпролетные, простейшего типа; – сооружения, создаваемые по сложным планировочным схемам (в том числе и криволинейные в плане); – зальные (многопролетные); – сооружения комбинированных типов.

В зависимости от функциональной и композиционной взаимосвязи с другими зданиями известны: – подземные сооружения и подземные части зданий, решенные в виде отдельных сооружений; – комплексы подземных сооружений и подземных частей зданий различного назначения; – развитые комплексы подземных сооружений различного назначения, связанные единым объемно-планировочным решением с их наземными объемами и являющиеся составной частью общественных, административных, культурно-просветительных и других зданий или их комплексов.

В соответствии с условиями расположения в городе могут быть выделены: – подземные сооружения, расположенные под городскими улицами и площадями, скоростными дорогами, путями рельсового транспорта и различного рода проездами; – подземные сооружения, расположенные под незастроенными участками, в том числе под скверами и бульварами; – подземные сооружения и подземные части зданий, расположенные непосредственно под жилыми, административными и общественными зданиями или их комплексами; – отдельные подземные сооружения или части сооружений, входящие в состав развитых комплексов инженерно-транспортного назначения, которые могут располагаться под городскими улицами, площадями и зданиями различного назначения.

В перспективе создание новых экологически безопасных технологий строительства, отвечающих требованиям защиты геологической среды, позволит разместить в Москве ниже земной поверхности до 70 % общего объема гаражей, 60 % складов, 50 % архивов и хранилищ, 30% учреждений культурно-бытового обслуживания. Подземное пространство под Манежной площадью в Москве стало объектом комплексного многоцелевого назначения. Оно включает в себя археологический музей и офисы, торговый центр и предприятия общественного питания (бары, рестораны, кафе и т.д.), стоянки автомобилей и гаражи. На поверхности расположена пешеходная зона, а озелененное пространство сливается с Александровским садом. Общая площадь застройки комплекса - примерно 70 тысяч м2. В нее вписывается сеть подземных сооружений (коллектор реки Неглинки, три линии метрополитена, подземные пешеходные переходы).

Перечень размещаемых в городском подземном пространстве объектов определяется исходя из санитарно-гигиенических и психофизиологических требований. Так, в работах приводится следующее время нахождения людей в зданиях: концертные залы, театры, музеи, библиотеки - 3-4 (до 5) ч; магазины, кафе, рестораны, кинотеатры - 1-2 ч; сооружения транспортного характера - несколько минут; ряд сооружений (склады, вспомогательные и т.д.) эксплуатируются с минимальным участием человека.

В качестве принципов построения и организации городских подземных сооружений автор выделяет следующие: все подземные сооружения должны в перспективе составлять единую пространственно-временную систему; более сложное зонирование по сравнению с поверхностными зданиями, их взаимосвязи в пространстве, необходимость коммуникаций с учетом препятствий и топографических и геологических условий и др.

Одной из основных проблем использования городского подземного пространства является то, что при высокой плотности его использования существует опасность влияния процессов строительства и эксплуатации подземных сооружений друг на друга и на поверхностные объекты. Для городских подземных сооружений не всегда имеется возможность создания значительного поверхностного комплекса и поэтому все необходимые процессы должны располагаться под землей.

Рассмотрим детально основные направления использования городского подземного пространства.

Среди подземных сооружений городов сеть инженерных коммуникаций (коммунальные сети) является одной из наиболее важных. Основными инженерными коммуникациями, которые обеспечивают нормальные условия повседневной жизни современного крупнейшего города, можно назвать следующие: линии питьевого водоснабжения; линии хозяйственного (промышленного) водоснабжения; бытовая канализация; ливневая канализация; газопроводы; трубопроводы теплофикации; трубопроводы горячего водоснабжения; кабели и линии связи; электрические линии различного напряжения; трубопроводы пневмопочты; трубопроводы пневматического удаления мусора; топливопроводы; кабели регулирования уличного движения; кабели электрифицированных железных дорог; кабели освещения и др.

Иногда могут встречаться и другие системы подземных коммуникаций, главным образом, на промышленных и даже на сельскохозяйственных предприятиях, в частности, керосинопроводы или молокопроводы.

Подземные инженерные коммуникации обычно сооружают раздельно, чаще всего в разное время в отдельных траншеях, на различной глубине от поверхности, в зависимости от характера ранее уложенных коммуникаций, определенных физических свойств грунта, уровня грунтовых вод, природно-климатических и других условий.

Поперечные сечения, пропускная способность, или мощность подземных инженерных коммуникаций, также различны. Так называемые магистральные трубопроводы (главный кабель, водовод большого сечения, главный коллектор и т.д.) обслуживают, как правило, большие площади. От них отходят распределительные трубопроводы, которые в свою очередь снова разветвляются и прокладываются вблизи отдельных обслуживаемых ими зданий и сооружений и посредством отдельных вводов питают их.

Большая часть подземных инженерных коммуникаций, за исключением бытовой и ливневой канализации, располагается обычно на небольшой глубине - до 3 м.

В транспортных целях создаются тоннели: пешеходные, автомобильные, железнодорожные, судоходные и тоннели метрополитена. Проводятся они для преодоления гор, водоемов и других препятствий в местах прохождения транспортных путей. В настоящее время существуют достаточно развитые технологии тоннелестроения, позволяющие обеспечивать устойчивость этих сооружений к воздействию горного давления, водопритока и других факторов в течение тысячелетий.

Для крупнейших городов нашей страны наиболее перспективен внеуличный, преимущественно подземный пассажирский рельсовый транспорт. Линии скоростного внеуличного рельсового транспорта в городах могут быть классифицированы по видам используемых транспортных средств, по принципиальной схеме развития трасс, по характеру эксплуатации, глубине заложения, объемно-планировочному решению станций, вестибюлей и других помещений.

По видам используемых транспортных средств различают метрополитен и скоростной трамвай, а в отдельных случаях - городские железные дороги, экспрессные (сверхскоростные) линии метрополитена и монорельсовые дороги. Соответствующие сети могут иметь подземные и полуподземные участки.

В зависимости от принципиальной схемы развития внеуличного рельсового транспорта его линии могут трассироваться в виде одного или нескольких диаметров (или хорд), объединенных кольцевыми или полукольцевыми линиями. В городах, развивающихся в длину, линии внеуличного рельсового транспорта прокладываются преимущественно в продольном, наиболее нагруженном в транспортном отношении направлении.

В соответствии с характером эксплуатации различают сети внеуличного рельсового транспорта с независимым (замкнутым) движением поездов по отдельным, не связанным между собой линиям (в Москве и Ленинграде), с переходом части поездов с одной линии на другую (в Лондоне и Нью-Йорке) и комбинированные сети.

По объемно-планировочному решению станций известны сооружения одноплатформенные - с центральной пассажирской платформой островного типа, двух-платформенные - обычно с береговыми платформами и многоплатформенные, встречающиеся чаще всего только в пересадочных узлах или в подземных железнодорожных станциях.

Особенностями подземных транспортных сооружений являются их жесткая привязка к транспортным путям, а также специфическая вытянутая форма. Это направление использования подземного пространства - одно из наиболее распространенных и выгодных с точки зрения получения прибыли.

В Москве в 1998 г. построено около 300 подземных пешеходных переходов, много транспортных (коммуникационных) тоннелей, протяженность линий метрополитена составила 240 км. Проектируется и строится метро в Омске, Челябинске, Уфе, Казани и Красноярске.

Транспортные тоннели в городах классифицируются по назначению, протяженности, конфигурации в плане, организации движения и конструктивной схеме, глубине заложения, месту расположения в городской застройке.

По назначению различают тоннели, предназначенные для смешанного (автомобильного и рельсового) или только автомобильного движения. В зарубежной практике встречаются тоннели, рассчитанные только на движение легковых автомобилей.

По протяженности транспортные тоннели подразделяются на короткие с длиной тоннельной перекрытой части до 300 м и протяженные (более 300 м), нуждающиеся в принудительно-вытяжной вентиляции.

В соответствии с конфигурацией в плане различают прямолинейные, криволинейные, разветвляющиеся и взаимно пересекающиеся (на разных уровнях) тоннели; слияние транспортных потоков или их пересечения в одном уровне в транспортных тоннелях не допускается.

По организации движения известны тоннели для одностороннего и двухстороннего движения (во встречных направлениях), а по конструктивной схеме - однопро-летные, двухпролетные и многопролетные; количество полос движения по условиям безопасности в тоннеле должно быть не менее двух.

В зависимости от глубины заложения известны тоннели мелкого заложения (глубиной до 10-15 м), создаваемые обычно со вскрытием поверхности, и тоннели глубокого заложения (глубиной более 10-15 м), проводимые подземными горными способами.

По месту расположения в городе различают тоннели обычного типа, проложенные под улицами, проездами, застройкой и площадями, а также горные и подводные.

Транспортные тоннели могут быть представлены в виде отдельных сооружений, входить в состав развитых в плане и профиле пересечений городских улиц и дорог в нескольких уровнях или быть элементами многоуровневых общественно-транспортных и других комплексов различного назначения.

Создание третьего автотранспортного кольца столицы связано с прокладкой части магистрали под землей.

Необходимость устройства внеуличного, в том числе и подземного перехода, определяется либо категориями пересекаемых улиц и дорог, либо количественными соотношениями потоков пешеходов и транспорта. Во всех тех случаях, когда пешеходы не имеют возможности пересечь проезжую часть в течение разрешающих сигналов светофоров, следует либо сократить объем движения в данном узле, либо найти возможность устройства транспортного пересечения в разных уровнях или внеуличного перехода.

Пешеходные переходы классифицируются по ряду признаков: по отношению к потокам транспорта и к поверхности земли; планировочной схеме; количеству ярусов и глубине заложения; функциональной и композиционной взаимосвязи с городской застройкой; оборудованию учреждениями обслуживания; устройствам для перемещения пешеходов по вертикали.

По отношению к потокам движения городского транспорта и к поверхности земли пешеходные переходы подразделяются на уличные, трассированные в уровне проезжей части, и внеуличные, расположенные под уровнем проезжей части или над ней. В зависимости от расположения относительно поверхности земли вне-уличные переходы могут быть наземными, надземными и подземными.

По планировочной схеме различают внеуличные переходы следующих типов: линейные (коридорные), од-нопролетные или двухпролетные, простейшего типа; сооружения, строящиеся по развитым планировочным схемам, в том числе и изогнутые в плане; зальные (многопролетные); сооружения комбинированных типов, создаваемые по относительно сложным схемам.

Подземные и полуподземные внеуличные переходы могут быть запроектированы в одном, двух или нескольких ярусах как полностью изолированных перекрытиями, так и объединенных общим открытым пространством. Конструктивное и объемно-планировочное решения подземного перехода во многом предопределяет глубина его заложения.

В связи с этим известны: – подземные сооружения глубокого заложения, строительство которых осуществляется подземными способами (без вскрытия поверхности); такие сооружения рассчитываются обычно на значительное горное давление от вышележащих пород; – подземные сооружения мелкого заложения, строительство которых ведется со вскрытием поверхности; – замкнутые сооружения, образованные перекрытиями большой площади и лишенные естественного света и проветривания, а также сооружения, частично заглубленные, например, на перепадах рельефа.

В зависимости от функциональной и композиционной взаимосвязей с городской застройкой различают внеуличные переходы, решенные в виде отдельных сооружений; переходы, построенные в комплексе с другими транспортными зданиями и сооружениями (пересечениями улиц и дорог в разных уровнях, входами в метро, вокзалами различного назначения и др.); переходы, являющиеся составным элементом общественных, административных, жилых и прочих зданий и их комплексов.

По оборудованию переходов учреждениями обслуживания известны переходы, предназначенные только для «транзитного» пешеходного движения, переходы с отдельными учреждениями и устройствами попутного обслуживания (телефоны-автоматы, газетные и книжные киоски, театральные билетные кассы и пр.), переходы с развитым составом учреждений попутного обслуживания (торговля, бытовое обслуживание, общественное питание).

В зависимости от используемых устройств и механизмов для перемещения пешеходов по вертикали различают переходы с лестничными и пандусными сходами, а также переходы, оборудованные различными типами эскалаторов или ленточными подъемниками непрерывного действия.

Одним из самых быстро развивающихся направлений городского подземного строительства является сооружение подземных гаражей. Так, в работе описан гараж в Женеве (Швейцария) на 530 машин площадью 3500 м2 и глубиной 25 м. Авторы считают, что с учетом всех затрат стоимость места в подземном гараже приблизительно равна стоимости места в гараже на поверхности.

Даже в наиболее благоприятных климатических условиях каждый легковой автомобиль находится в движении в среднем не более 1-1,5 ч в сутки (300-400 ч в год). Следовательно, каждый автомобиль находится на стоянках примерно 22-23 ч в сутки; это обстоятельство следует учитывать.

Необходимо обеспечить такое размещение гаражей Для постоянного хранения машин, чтобы предельный путь от дома до этих сооружений не превышал 600-800 м, т. е. затраты времени на подход к ним не были более 8-10 мин. Стоянки должны находиться на расстоянии 200-250 м от жилья. Только такое размещение мест хранения автомобилей исключает необходимость пользования подвозящим транспортом. Приближение мест хранения автомобилей к жилищу является не только удобным для владельцев, но и экономически оправданным. В противном случае для каждой машины потребуется не одно, а два места: первое - постоянное в капитальном гараже, примерно 2-3 км от дома; второе - открытая стоянка непосредственно у жилища, на ближайших улицах, на внутриквартальных проездах или хозяйственных площадках.

В зарубежной практике нередко используются на-земно-подземные гаражи. Например, в Будапеште на площади Мартинелли с многоэтажным административным зданием объединен наземно-подземный гараж рам-пового типа на 400 мест. Гараж имеет восемь наземных и два подземных яруса и построен в очень стесненном месте. В состав гаража входят встроенная автозаправочная и полуподземная станции обслуживания, рассчитанные, главным образом, на обслуживание «городских» автомобилей, въезжающих на стоянку, а также транзитных машин. Для ведомственных автомобилей выделен специальный подземный этаж с самостоятельным въездом и выездом.

Исходя из необходимости экономии городской территории или сохранения сложившегося характера застройки для определенной части автомобилей могут предусматриваться подземные или полуподземные гаражи и стоянки. При этом значительно сокращаются санитарные разрывы до жилых и общественных зданий. Размеры разрывов в этом случае исчисляются не от наружных стен, а от мест выделений вредных выбросов и источников шума, т.е. от въездов в гаражи и вентиляционных шахт. Верхний ярус (покрытие) подземных или полуподземных автостоянок может использоваться для озеленения или открытого хранения машин. Например, по этому принципу в жилом районе «Сите-Модель» в Брюсселе наряду с многочисленными открытыми автостоянками на 830 мест сооружен одноярусный подземный гараж на 180 автомобилей и 80 мотоциклов. Этот гараж соединен подземными переходами непосредственно с лифтовыми холлами трех больших многоэтажных жилых зданий. Въезд в гараж отнесен от входов в жилые дома на 20-25 м. В этом же районе сооружены отдельно стоящие бензозаправочная и станция технического обслуживания.

Широкое распространение подземные гаражи и стоянки получают в новых многоэтажных жилых комплексах США. Так, в Лос-Анджелесе, в новом районе «Сенчюри Сити», построены два 27-этажных жилых здания-башни на 308 квартир. Под ними размещен подземный гараж на 525 машин. В этой же части города возведено два 20-этажных жилых дома «Сенчюри Парк апар-тмент» на 485 квартир. Под домами сооружен подземный гараж на 700 автомобилей.
В подземном пространстве могут также размещаться части вокзалов и другие сооружения магистрального и пригородного транспорта.

В соответствии с решением привокзальной площади и перрона могут быть выявлены следующие разновидности вокзалов: – одноярусные, когда движение пассажиров и транспорта на перроне осуществляется в одном уровне (при этом сами здания вокзалов могут быть многоэтажными); – многоярусные, когда движение пассажиров и транспорта на перроне организовывается в разных уровнях (надземном и наземном, наземном и подземном); в современной практике распространены преимущественно многоярусные решения крупных вокзальных комплексов, в том числе и с использованием подземного пространства.

В зависимости от расположения пассажирского здания по отношению к перрону различают железнодорожные вокзалы берегового, островного и тупикового типов. Наиболее распространены вокзалы берегового типа, для которых характерно наличие островных пассажирских платформ с выходами на них по пешеходным тоннелям. Такие тоннели устраивают не только на больших станциях, но и на станциях со средним или даже малым пассажирооборотом. В последние годы тоннели используются и на пригородных платформах. При скорости поездов 120-160 км/ч, следующих с минутными интервалами по нескольким путям (иногда с переменным направлением движения), сооружение тоннелей становится практически необходимым на всех магистральных железнодорожных направлениях, особенно на остановочных пунктах с достаточно мощными пассажиропотоками. Тоннели для пешеходов сооружаются как по оси платформ, так и в их торцах в зависимости от основных направлений путей подхода пассажиров.

По системе «сэндвич» построены многоярусные автовокзалы в Нью-Йорке, в Детройте и других городах США. Обычно верхний ярус таких вокзалов отводится для дальних автобусов, промежуточный - для пассажиров, а нижний - для местных автобусов. Нижний ярус при этом бывает частично или полностью заглублен.

В Москве функционирует крупнейший в Европе московский торгово-рекреационный комплекс «Охотный ряд». На строящемся Московском международном деловом центре «Москва-Сити» предусматривается заглубление на 3 этажа, начинается строительство большого подземного сооружения на Конюшенной площади в Санкт-Петербурге. Крупнейшей подземной строительной площадкой конца XX в. в Москве стала площадь Курского вокзала.

Во многих крупных городах Западной Европы и США можно встретить комплексы многоэтажных жилых домов с широким использованием подземного пространства. В Париже, на улице Фландер, на территории в 2 га построена группа жилых трехэтажных зданий. Первые этажи зданий заняты общественными помещениями (магазинами самообслуживания, почтой, сберкассой и др.). Под зданиями и двором сооружены три подземных яруса общей площадью около 20 000 м2, которые предназначены для размещения подземной стоянки машин и служебно-технических и подсобно-складских помещений.

Во многих крупных современных гостиницах используется не только подземная часть самого здания, но и подземная часть двора. В подземных ярусах размещаются гаражи-стоянки, торговые помещения, склады, комнаты обслуживающего персонала, залы ресторанов и другие помещения.

В здании гостиницы «Мареки» в Хельсинки (Финляндия) используется несколько подземных уровней, предназначенных не только для подсобно-технических помещений и автостоянок, но и для размещения небольших торговых предприятий, ресторанов, баров, кафе-закусочных, танцевальных залов и др. В этом сооружении суммарная полезная площадь подземных помещений и устройств превышает объем наземной части.

В городах Японии до 1975 г. было построено подземных предприятий торговли общей площадью более 400 тысяч м2.

Основные причины подземного размещения магазинов и предприятий питания заключаются в растущей потребности в торговых сооружениях в городах, необходимости их приближения к потребителям, удорожании и нехватки земель в центральной части города, увеличении людских потоков в подземном пространстве и т.д.

Многие культурные объекты не нуждаются в дневном свете и могут быть успешно размещены в подземном пространстве.

Характерными примерами застройки подземных пространств являются также последовательно производимые расширения инфраструктуры, которые становятся необходимыми из-за недостатка места, защиты окружающей среды или обеспечения «неприкосновенности» местности. Расширение университетов, университетских кварталов все больше мотивируется растущими потребностями. При этом путем застройки подземных пространств увеличение имеющихся полезных площадей может быть достигнуто без ущерба для озелененных территорий, спортивных и игровых площадок. Так расширили университет г. Хьюстона (штат Техас, США). При этом не пострадали озелененные территории на поверхности. К старому главному зданию университета было пристроено подземное сооружение площадью около 5 тысяч м2, в котором имеются лекционные аудитории, учебные классы, читальный зал, столовые, лаборатории. Так была решена характерная университетская проблема. Потребность в расширении университетов - всемирно наблюдаемое явление, а ведь у каждого университета есть такие озелененные территории, спортивные площадки и дворы, застройка которых возможна только с ущербом для университетской жизни; под ними же, однако, имеется неограниченная возможность для строительства. Наибольшим резервом расширения является формирование подземного пространства.

Путем подземного размещения спортивных сооружений также может быть сэкономлено большое количество площадей на поверхности для мест отдыха и озеленения. Строящиеся после второй мировой войны по всей Европе жилые районы были очень скупо обеспечены спортивными сооружениями. Центральные и наиболее представительные спортивные сооружения по большей части предназначены только для спортивных состязаний и для абсолютного большинства населения недоступны.

В энергетике подземное пространство используется для стоительства в нем частей электростанций или хранилищ энергии в различной форме. Размещаются такие объекты, как правило, либо в местах добычи энергии, либо в местах ее потребления (т.е. в городах). Их геометрические характеристики и требования к массиву горных пород являются весьма специфическими.

В настоящее время все большую популярность приобретает подземный способ хранения нефти (нефтепродуктов) и газа. Отмечается, что в северных странах в настоящее время более 50 % хранилищ нефти и газа - подземные.

Главной целью организации таких хранилищ является удовлетворение потребностей потребителей данных продуктов в периоды сезонного или вызванного другими причинами изменения спроса или предложения. В работе указывается, что в северных штатах США в холодные зимние дни спрос на газ в 2-10 раз превышает норму. Таким образом, подземные хранилища позволяют обеспечивать газом население и способствуют более равномерной работе газопроводов и соответственно снижению расходов общества. В связи с этим подземные хранилища нефтепродуктов должны находится в непосредственной близости от потребителя, а их объем - соответствовать максимальной разнице между спросом и предложением на эту продукцию.

Использование подземного пространства в аграрных целях производится преимущественно для производства или хранения соответствующих продуктов. Основными предпосылками этому являются сокращение сельскохозяйственных земель и рост потребностей общества в сельскохозяйственной продукции (в связи с ростом численности населения на планете). С другой стороны, подземные полости имеют относительно стабильные климатические характеристики, что дает возможность круглогодичного производства и хранения продуктов питания. В настоящее время известны случаи подземного разведения форели, выращивания грибов и овощей, хранения зерна, производства продуктов животноводства и пр. Считается также, что возможно подземное выращивание деревьев для производства древесины.

Основной предпосылкой создания подземных научно-исследовательских лабораторий является защищенность подземного пространства от различных поверхностных факторов: механических, электромагнитных колебаний и т.д. Поэтому в подземных условиях проводят исследования, которые требуют достаточно высокой точности измерений, постоянства климатических характеристик, а также те, которые могут представлять опасность для поверхностных объектов (например, ускорение заряженных частиц). Это достаточно узкий и специфичный круг задач. Сооружения такого рода являются большой редкостью и создаются с особой тщательностью.

Основные причины размещения в подземных условиях хранилищ водных ресурсов - предотвращение изъятия под водохранилища земельных территорий и защита водных ресурсов от влияния антропогенных факторов и окружающей среды. К преимуществам подземных хранилищ воды относят более высокую безопасность хранения, постоянную температуру воды, скрытность хранения, предотвращение испарений, низкую стоимость обслуживания данных сооружений.

В городских условиях возможно также строительство подземных складов. Различают подземные склады ак^ тивного и пассивного складирования. При активном, систематически осуществляемом складировании, когда ежесуточно перерабатывается большое количество продуктов и материалов, необходимы хорошо спланированные, значительные по размерам разгрузочные и погрузочные площадки и непосредственная связь складов с железнодорожными коммуникациями. Подобный склад (полезной площадью около 5 га) расположен вблизи г. Канзас-Сити (США). Часть склада используется для хранения замороженных продуктов в количестве 25 000 т при температуре до - 32 °С. Стоимость строительства склада составила примерно 10 % стоимости наземного холодильника такой же вместимости.

В течение двух последних десятилетий в крупнейших городах мира все большее внимание уделяется проектированию и строительству не только отдельных общественных и административных зданий, но и градостроительных комплексов. В них включены разнородные учреждения обслуживания, проектируемые в тесной взаимосвязи с транспортными сооружениями и, как правило, требующие широкого использования подземного (вместе с наземным) пространства. Примеры - комплексы Курский, Манежный, Сити, элитные дома с подземными гаражными и магазинными комплексами и др.

Таким образом, происходящее в настоящее время интенсивное развитие городской подземной инфраструктуры обусловлено рядом факторов. Известны классификации подземных сооружений по различным признакам. Опыт подземного строительства в нашей стране и мире значителен.

ОСВОЕНИЕ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА, КАК НЕОБХОДИМОЕ УСЛОВИЕ РАЗВИТИЯ МЕГАПОЛИСА

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

VIII Санкт-Петербургский Международный Форум «МИР МОСТОВ»

Санкт-Петербург, 22.09 – 23.года

КБЦ «Петроконгресс»

«Нам нужно уходить под землю.

Использовать территорию Петербурга для открытых стоянок

или для технических помещений – безумие»

, ген. директор

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

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

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

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

При разработке проекта детальной планировки - в виде программы;

При разработке проекта застройки - в виде части проекта.

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

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

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

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

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

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

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ОСВОЕНИЯ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА В ЦЕНТРАЛЬНЫХ РАЙОНАХ ГОРОДОВ

Инвестирование при освоении подземного пространства.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Собственник земли владеет подземным пространством до центра земли;

В той степени как далеко распространяется благоразумие существующих интересов;

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

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

Инвестирование при освоении подземного пространства должно производиться из следующих источников:

Из городского и районных бюджетов;

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

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

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

Подземные объекты в квартальной застройке за счет частных инвестиций.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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