Профнастил 

Городские подземные сооружения. Лекции по курсу Подземное строительство в городах - файл Строительство подземки.doc. Водоотведение и гидроизоляция в тоннелях

Рост численности жителей наших городов и уровень их потребностей в условиях жилья, отдыха и жизни непрерывно растет. Город вынужден уходить в небо, развиваться периферийно и все глубже, глубже и глубже опускаться под землю.

Стратегический инновационный подход к реализации проектов освоения подземного пространства современного города является злободневным ответом на вопрос о совершенно новом понимании комфортной среды.

Введение

В процессе естественного развития любых систем - технических, производственных и градостроительных возникает барьер, преодолеть который с помощью простого количественного накопления традиционных технологических приемов просто невозможно.

Обычно в качестве классического примера приводят проблему барьера мощности в авиации, когда дальнейшее увеличение скорости и высоты полета - этих важнейших показателей технического прогресса - оказалось невозможным на самолетах с поршневым двигателем. Этот барьер был успешно преодолен переходом авиастроения на реактивную тягу.

Сегодня в области градостроительства в ходе решения социальных, транспортных и экологических проблем возник, так называемый, «барьер пространства и техники».

В настоящее время площадь земной поверхности, занятой под объекты жилищного, промышленного, хозяйственного и социально-культурного назначения, транспортные, энергетические и другие виды инженерных коммуникаций, составляет более 4% от всей поверхности суши. Площадь застройки в некоторых государствах Европы уже достигает 15, а то и 20 процентов от их общей территории.

Площади, проспекты и улицы городов заполонили «полчища» автомобилей, количество которых растет в геометрической прогрессии, требуя расширения проезжей части и числа парковочных мест.

Освоение новых территорий неминуемо ведет к сокращению лесных угодий и уменьшению площади земель, пригодных для производства сельскохозяйственной продукции.

Нехватка земли в городах, а особенно в мегаполисах, побуждает градостроителей всего мира искать дополнительные способы для развития территорий.

Мировой опыт показывает, что в градостроительстве необходимо отказаться от старой формы проектирования - плоскостной застройки городских территорий по принципу «один к одному» с независимо выполненной от них инженерной инфраструктурой.

Время и сложившиеся обстоятельства диктуют необходимость перехода от горизонтального к вертикальному зонированию городского пространства, которое способно обеспечить формирование комфортной жилой и производственной среды, на основе глубинно-пространственной организации всей системы объектов, как целостного организма, включая и жилищный фонд, и всю необходимую социально-производственную и инженерную инфраструктуру, создаваемую на подземном уровне. В современной градостроительной науке данный процесс именуется «комплексным освоением подземного городского пространства».

Подземное городское пространство - это пространство под дневной поверхностью, используемое для расширения среды обитания горожан, реализации приоритетов эколого-экономического благополучия и устойчивого развития, создания условий жизнедеятельности людей в экстремальных обстоятельствах.

Занимается изучением подземного городского пространства, формированием стратегии его инновационного развития и застройки научная дисциплина под названием «подземная урбанистика».

Цель этой статьи - познакомить читателей с актуальными проблемами инновационного развития подземного городского пространства, а также с основными теоретическими компонентами подземной урбанистики и современным опытом решения проблем, встречающимся в отечественной и зарубежной практике. В задачу автора не входило освещение вопросов метростроения, поскольку этот специфический вид транспортного строительства достаточно хорошо освещается в средствах массовой информации.

Основы понятия о подземной урбанистике

Подземная урбанистика или подземный урбанизм, подземная урбанизация (underground urbanistics ) есть область архитектуры и градостроительства, связанная с комплексным использованием подземного пространства городов и других населённых пунктов, отвечающая требованиям градостроительной эстетики, социальной гигиены, а также технико-экономической целесообразности.

Главная цель подземной урбанистики - обеспечение оптимальных условий труда, быта, отдыха и передвижения горного населения, увеличение площади открытых озеленённых пространств на поверхности, формирование здоровой, удобной и эстетически привлекательной горной среды.

На развитие подземной урбанистики сильно влияют различные факторы, такие как:

  • характеристики окружающей среды и технические характеристики (подземные воды, почвы и горных пород);
  • знание подземных особенностей и существующие представления о подземном пространстве, а также информационные базы данных ;
  • архитектурные представления и организация городского пространства;
  • легализация и административные возможности, особенности земельной собственности, регуляция землепользования , защита окружающей среды и конструктивные возможности;
  • экономические факторы (стоимость земли, издержки между надземным и подземным строительством), полный цикл использования сооружения и внешние факторы;
  • психо-социологические аспекты поведения человека в подземном пространстве.

Главной задачей является использование этих возможностей таким образом, чтобы максимально использовать преимущества окружающей среды, общества и экономики. Технически эта проблема трудноразрешима, но может быть успешно реализована, если задачи социально и политически приемлемы, экономически возможны, выгодны и легальны.

Планомерное использование подземного пространства ведётся во взаимосвязи с поверхностной планировкой и застройкой, с различными видами и типами имеющихся подземных сооружений и учётом последующих этапов развития города.

Это требует разработки специальных разделов в генеральных планах городов и в проектах детальной планировки и застройки.

Степень использования подземного пространства, техника и технология ведения работ зависят от величины города, характера и содержания исторически сложившейся и перспективной застройки, концентрации дневного населения в различных частях города, расчётного уровня автомобилизации, природно-климатических, инженерно-геологических и других условий.

В соответствии с этим в генеральном плане города и проекте детальной планировки выделяют зоны с различной степенью и очерёдностью использования подземного пространства.

Мировой опыт свидетельствует, что на современном этапе стратегия решения сложных социально-экономических и градостроительных задач осуществляется посредством формирования пространственной структуры городов за счет создания многоуровневых и многофункциональных городских образований с максимальным развитием по вертикали, с комплексным использованием подземного пространства по единому градостроительному плану, увязанному с генеральным планом развития города.

Потребность в сооружении подземных объектов самого разного назначения и задачи инновационного развития подземной инфраструктуры требуют эффективного сотрудничества ученых и специалистов, представляющих различные направления в геомеханике и геотехнике, градостроительстве и архитектуре, что неизбежно способствуют сближению и взаимообогащению специалистов различных направлений и различных научных школ.

Одновременно намечается изменение общей стратегии градостроительства: на смену централизованной схеме застройки с наивысшей плотностью (как на поверхности, так и под землей) в центре городской агломерации предлагается основную часть объема многоэтажного наземного строительства (при относительно менее плотном подземном) рассредоточить в пригороде.

При такой концепции строительства особенно актуальной становится проблема системного подхода к освоению подземного пространства на глубине 20-50 м. В настоящее время оно используется лишь под транспортные и коммунальные сети и рассредоточенные объекты разнообразного назначения относительно мелкого заложения.

Небольшой экскурс в историю зарождения подземной урбанистики

Недра земли всегда таили в себе что-то страшное, собственно, как и другие неизведанные человеком пространства. Эти страхи идут из глубин веков. Однако человечество, борясь за свое существование, было вынуждено «наступить на горло» страху подземного пространства

Известно, что первым жильем человека была пещера. Она защищала его от непогоды, оберегала от хищников, сохраняла тепло и покой. С помощью нехитрых приспособлений человек выкапывал, выцарапывал и выскребал ее вширь и вглубь. Иногда пещеры образовывали целое поселение.

С древних времен и до наших дней сохранились города под землей, самые крупные из которых находятся в турецкой области Каппадокия. Раскопки показали, что в сложной системе подземных помещений предположительно жило до 100 тысяч человек. Этот сумеречный мир со своей особой культурой основали первые христиане, скрывавшиеся от гонений римских язычников.

Один из подземных городов – Каймакли протянулся на 19 км и состоял из 8–10 уровней, где находились жилые помещения, склады, церкви, монастыри, пешеходные коридоры и кладбища. Археологи, раскопавшие город в 60-х годах, были поражены совершенством системы вентиляционных тоннелей длиной 70–80 м, шахт и труб, которая позволила не только подавать чистый воздух на такую глубину, но и контролировать его влажность и температуру.

В XVI столетии Леонардо да Винчи предложил устраивать улицы в разных уровнях для отдельного движения «сеньоров» и простого люда. И только в настоящее время этот накопленный человечеством опыт может быть оценен по достоинству и использован.

Однако масштабное городское подземное строительство началось лишь во 2-ой половине XIX века. Этому способствовало появление и развитие рельсового транспорта. С 20-30-х гг. интенсивное развитие автомобильного транспорта поставило перед архитекторами и инженерами сложную задачу улучшения пропускной способности, увеличения скорости транспорта и при этом создание безопасного и комфортного пересечения людских и транспортных потоков.

Так началось строительство подземных железных дорог (метрополитена) и автомобильных тоннелей. Транспорт начал уходить под землю, и не только для его эксплуатации.

В 40-х гг. началось крупное строительство подземных гаражей и стоянок для транспорта. С 60-х гг. осуществлялось строительство тоннелей уже для пешеходов, со временем они стали насыщаться торговыми функциями, чтобы приблизить людей к привычной для них комфортной обстановке.

Краткие сведения о современном подземном городском хозяйстве и общие принципы классификации подземных сооружений

Современное система подземного городского хозяйства включает в себя инженерно-транспортные подземные сооружения, предприятия торговли и общественного питания, зрелищные, административные и спортивные здания и сооружения, объекты коммунально-бытового обслуживания и складского хозяйства, промышленные объекты и инженерное оборудование.

К инженерно-транспортным сооружениям относятся пешеходные, автодорожные и железнодорожные тоннели , тоннели и станции метрополитена и скоростного трамвая, автостоянки и гаражи, отдельные помещения и устройства вокзалов.

Подземные предприятия торговли и общественного питания включают торговые залы и вспомогательные помещения кафе-буфетов, столовых, закусочных и ресторанов, торговые киоски, магазины, отдельные секции универсальных магазинов, торговые центры и рынки.

Подземные зрелищные, административные и спортивные здания и сооружения состоят из кинотеатров, выставочных и танцевальных залов, отдельных помещений театров и цирков, залов заседаний и конференц-залов, книгохранилищ, помещений архивов, запасников музеев, стрелковых тиров, биллиардных, плавательных бассейнов и помещений спортивных клубов.

Объекты коммунально-бытового обслуживания и складского хозяйства, расположенные под землей, это - приёмные пункты, ателье и фабрики бытового обслуживания, парикмахерские, бани и душевые, механические прачечные, продуктовые и промтоварные склады, овощехранилища, холодильники, ломбарды, резервуары для жидкостей и газов, склады горюче-смазочных и других материалов.

К объектам промышленного назначения и энергетики, размещаемым под землёй, относятся отдельные лаборатории, цеха и производства (особенно те, в которых необходима тщательная защита от пыли , шума, вибрации, перемены температур и других внешних воздействий), тепло- и гидроэлектростанции, промышленные склады и хранилища.

Практически все городское инженерное оборудование - трубопроводы (водоснабжения, канализации, теплоснабжения, газоснабжения), водостоки и ливнестоки, кабели различного назначения - это подземные сети. Все больше и больше трансформаторных подстанций, вентиляционные камер, бойлерных и котельных, газораспределительных станций, очистных и водозаборных сооружений, общих сетевых коллекторов размещаются в городском подземном пространстве.

Подземные сооружения весьма многообразны. Они могут быть классифицированы по назначению, месту расположения в городе, по объемно-планировочной схеме, глубине заложения, количеству ярусов и т.д.

Применительно к задачам подземной урбанистики наиболее часто используется классификация «по назначению». В соответствии с ней все подземные сооружения подразделяют в зависимости от времени пребывания человека на объекте:

  • дежурно-сменного пребывания до 24 часов
  • длительного пребывания до 3 - 4 ч;
  • временного пребывания до 1,5 - 2 ч;
  • кратковременного пребываниям не более 5 - 10 мин;
  • помещения и сооружения без присутствия людей.

Подземная урбанистика и практика использования подземного пространства в современных условиях.

Новаторами подземного градостроительства являются Канада, Япония и Финляндия.

В Канаде в 1997г. был построен целый подземный город - РАТН. Жителям достаточно выйти из дома и спуститься вниз - и они без препятствий доберутся на работу. Отпадает необходимость в зимней одежде и автомобиле.

В Монреале расположен самый большой «подземный город» (La ville souterraine) площадью 12 млн. кв. м. Продвигаемый мэрией как одна из местных диковин, город интересен не только размерами. Проектировщики доказали, что внизу можно размещать не только то, что хочется убрать с глаз, - трубы, склады. В La ville есть почти все нужное для жизни: торговые центры, отели, банки, музеи, университеты, метро, пересадочные узлы железной дороги, автостанция и другие объекты развлекательной и деловой инфраструктуры.

В Японии находится самый крупный подземный город страны - Яэсу. В нем располагаются 250 ресторанов, магазинов и других объектов обслуживания. По статистике Яэсу посещают каждый месяц от 8 до 10 млн. человек.

В Пекине в соответствии с программой, утвержденной городским правительством, через пять лет весь транспорт с поверхности будет убран под землю - люди смогут свободно передвигаться по улицам, отдыхать в парках, дышать свежим воздухом.

В интенсивном строительстве подземных сооружений государство, профессиональное градостроительное сообщество и девелоперы видят одно из самых перспективных направлений развития городов России.

Подземная урбанистика рассматривается в качестве ключа к решению многочисленных проблем, беспокоящих все крупные города страны, где возрастающая плотность застройки усугубляется стремительным ростом автопарка и неизбежными сбоями в работе общественного транспорта.

Своеобразным началом новой градостроительной эпохи Москвы стало сооружение в 1997 г. у стен Кремля, на месте Манежной площади, торгово-развлекательного комплекса «Охотный ряд», расположенного, главным образом, ниже уровня поверхности земли. В многоярусном подземном комплексе площадью около 70 тыс. кв. м. разместились самые разные объекты: археологический музей и офисы, торговый центр и бары-кафе-рестораны, стоянки автомобилей и гаражи. По сути дела, появился небольшой подземный город.

Сразу же началось освоение прилегающих подземных пространств под Тверской улицей и Большой Дмитровкой, а также строительство гигантского наземно-подземного комплекса «Москва-Сити» на малоосвоенном участке берега Москвы-реки в районе Красной Пресни.

Здесь фантазия архитекторов разыгралась: проектом предусмотрено возвести не только станции двух новых линий метрополитена, но и многоэтажные подземные гаражи и станции монорельсовой дороги, которая должна связать комплекс с международным аэропортом «Шереметьево». Время, правда, внесло в эти планы свои коррективы, но показательна уже сама «глубина размаха », которая со скрипом, но приобретает реальные черты.

Освоение подземного потенциала, как основной путь к устойчивому развитию города.

Не секрет, что наши российские города расширяются зачастую сумбурно, безалаберно и стремительно, без какого-либо действенного контроля.

Последствиями такого анархического разрастания является, например, увеличение автомобильных пробок и как следствие уровня загрязнения воздуха, отсутствие зеленых насаждений или затруднительное водоснабжение, что несовместимо с понятием устойчивого развития.

Освоение подземного пространства позволяет эффективно использовать такие функции, как транспортные развязки, торговые центры, театры, объекты общественного питания. Это в свою очередь должно привести к большей компактности городов, обеспечению устойчивого развития города и позволит создать благоприятную среду для жизнедеятельности в результате свободного наземного пространства для отдыха и социальной активности, зелёных полей и жилых районов.

В крупных городах с высокой плотностью населения особенно ценной представляется возможность экономии и рационального использования городской территории при проектировании подземных пространств.

Эксплуатация подземного потенциала позволит более эффективно использовать пространство, сделает систему движения мобильнее, что приведёт к снижению количества вредных выбросов и уровня шума и как следствие - к обновлению и улучшению качества жизни в мегаполисе. При этом уменьшаются протяженность подземных коммуникаций и затраты общественно-полезного времени, улучшается качество транспортного обслуживания населения. Появляется возможность экономии энергетических ресурсов за счет меньших теплопотерь подземных зданий и отсутствия резких температурных колебаний, зависящих от смены сезонов.

Свободное пространство не является единственным ресурсом подземного строительства. В целях достижения устойчивого развития следует так же оптимально использовать грунтовые воды, геоматериалы и геотермальную энергию.

Несмотря на то, что переход от поверхности к глубине осуществляется уже давно и эксплуатируется всё больше городских подземных ресурсов, происходит это, к сожалению, без реального планирования.

Управление потенциалом подземного пространства необходимо для рационального использования ресурсов и предотвращения возможных необратимых последствий хаотичной застройки.

Подземное строительство в современном городе

Выбор зон наиболее активного строительства подземных сооружений определяется градостроительными и функциональными требованиями и целесообразностью использования тех или иных участков и зон города.

Необходимо отметить, что санитарно-гигиенические и психо-физиологические требования устанавливают нормированное пребывание людей под землёй - не более 4-х часов , но ряд существенных преимуществ практически полностью компенсируют данное ограничение, а именно:

  • подземные сооружения могут проектироваться под существующими зданиями, дорогами, коммуникациями и даже руслами рек;
  • на строительство не влияют перепады рельефа, проблемы инсоляции или затененности соседних существующих объектов, воздействие внешних факторов;
  • только подземное пространство позволяет прокладывать кратчайшие пути для транспорта.

Подземные сооружениям обеспечиваются сложной инженерной системой, которая включает в себя: постоянное и надёжное искусственное освещение; вентилирование непрерывной приточно-вытяжной вентиляцией, систему звуковых оповещений; системы поддержания влажности и температуры.

На организацию архитектурно-пространственной среды подземных сооружений оказывают значительное влияние следующие факторы:

  • природные условия и характер исторически сложившейся городской среды;
  • наличие уже существующих, раннее проложенных коммуникаций и фундаментов соседних зданий, которые, как правило, будут составлять с новыми подземными объектами единую взаимосвязанную систему.

При исследовании природных факторов для определения характера участка и его природных особенностей обязательно проводятся подробные инженерно-геологические и гидрогеологические исследования, составляются инженерно-геологические карты и профили.

Сооружение подземных объектов на небольшой глубине обычно ведется открытым способом, в то время как объекты глубокого заложения строятся закрытым. При возведении подземных объектов проводят водопонижение, закрепление грунтов, гидроизоляцию объектов, применяют конструкции, рассчитанные на горное давление.

Основной упор при создании подземных сооружений Москвы делается на технико-экономические преимущества закрытой проходки и тоннельного строительства. Главное в том, что почти не требуется рыть котлованы, огораживать значительные территории, перекрывать улицы, нарушая ритм и без того напряженного транспортного движения.

Отпадает необходимость в сносе зданий, перекладке подземных коммуникаций, восстановлении дорожных покрытий и зеленых насаждений. Незримо для горожан понемногу создается еще один важный уровень города для более насыщенной и полноценной жизни в перенаселенном мегаполисе.

Экологические преимущества подземных сооружений

В пределах города подземные структуры могут размещаться практически повсеместно, минимально воздействуя на природный ландшафт и окружающую среду. Они надежно защищены от прямого воздействия климатических факторов: дождя и снега, жары и холода, ветра и солнца. Подземные сооружения отличаются повышенной виброустойчивостью и акустической изоляцией. И, наконец, достаточно хорошо защищены от воздействия сейсмовзрывных волн и проникающей радиации, что обеспечивает их неуязвимость от средств массового поражения.

Энергоэффективные аспекты подземных сооружений

Одним из наиболее экономичных решений является подземное размещение складов и холодильников. Так, при подземном расположении стоимость строительства складских зданий в 4 раза ниже, затраты при эксплуатации - в 10,6 раза меньше, чем при наземном размещении.

Стоимость строительства холодильников при подземном размещении в 3,3, а эксплуатационные расходы - в 11,6 раза ниже, чем при наземном расположении. Эти данные получены при сопоставлении подобных крупных холодильников, построенных в Канзас-Сити и Сан-Паулу (США).

При оценке затрат энергии оба холодильника были отключены, что вызвало повышение температуры в наземном холодильнике на 0,6 °С в час, а в подземном - на 0,6 °С в день. Гораздо лучшая теплоизоляция и теплоемкость среды позволяют не только экономить электроэнергию, но и подключать подземные холодильники к электросети, минуя пик потребления электроэнергии, и снижать мощность подземных холодильных установок.

Предварительный вывод

В последние десятилетия наблюдается значительный рост подземного строительства различного назначения и его многофункционального использования. Этому способствовало снижение стоимости подземного строительства. Если раньше стоимость подземных работ была в несколько раз выше чем наземных, то сегодня, в силу совершенствования техники и технологии подземных работ, их стоимость во многих случаях незначительно дороже наземных, особенно в зонах застройки.

Экономическая эффективность подземной урбанизации

Эффективность подземной урбанизации складывается из социально-экономических, инженерно-экономических и градостроительных компонентов.

При выявлении эффективности объекты, размещаемые в подземном пространстве, можно подразделить на три группы.

1. Эффективность размещения под землей транспортных коммуникаций и сооружений определяется на основе: экономии городских территорий за счет площадей для сооружения как самих объектов, так и защитных зон при них; увеличения оборачиваемости транспортных средств; сокращения длительности поездок; доставки грузов; сокращения количества остановок, эко­номии энергетических ресурсов; макси­мальной сохранности существующей наземной застройки; улучшения сани­тарно-гигиенического состояния на­земной среды.

2. Эффективность размещения под землей зрелищных сооружений, предприятий торговли и общественного питания, а также ряда объектов ком­мунально-бытового обслуживания оп­ределяется на основе: экономии тер­ритории, а также сохранения наземной застройки при размещении в сложив­шихся частях города; экономии време­ни населения за счет приближения объектов обслуживания к потреби­телю, по пути его передвижения (по­путное обслуживание); повышения размеров товарооборота и прибыли пред­приятий торговли, общественного пи­тания и культурно-зрелищных пред­приятий за счет удобного располо­жения их в зонах интенсивного скоп­ления пешеходов и пассажиров - потенциальных посетителей перечис­ленных объектов обслуживания.

3. Эффективность размещения под землей объектов складского хозяйства, промышленных зданий и сооружений, коммунальных объектов, отдельных транспортных сооружений, объектов инженерного оборудования определяется на основе: экономии городских территорий; сокращения протяженнос­ти инженерных коммуникаций за счет размещения сооружений и объектов в центре нагрузок; улучшения санитарно-гигиенического состояния городской среды, экономических преимуществ, обусловленных компактным планиро­вочным решением.

Таким образом, на основе комп­лексного использования подземного пространства города эффективность рассматривается в различных сферах:

  • социально-экономической - эко­номия времени населением, снижение транспортной усталости, улучшение санитарно-гигиенических условий проживания населения, безопасность пе­шеходов;
  • градостроительной - правильный выбор функционального и строительно­го зонирования территорий, решение транспортных проблем, увеличение площади озелененных и водных прост­ранств;
  • инженерно-экономической - уско­рение оборачиваемости транспортных средств, повышение скорости движения всех видов транспорта, экономия горючего, снижение затрат на развитие инженерного оборудования, повышение рентабельности предприятий обслужи­вания, концентрация строительства, сокращение его сроков и обеспечение комплексности застройки, экономия эксплуатационных расходов, сокра­щение размеров отчуждения сельско­хозяйственных земель.

Суммарный экономический эффект подсчитывается по каждому виду объектов с учетом экономии террито­рии, сохранения сложившейся застройки и условий эксплуа­тации подземных сооружений: эконо­мии транспортных расходов, транспортного времени, роста торговой при­были и др.

К факторам, удорожающим исполь­зование подземного пространства, от­носятся: геологические и инженерно-геологические условия, усложнение ин­женерно-конструктивных решений под­земных сооружений, стесненность при производстве работ в сложившихся массивах застройки. Подземное строительство вызывает дополнительные объемы земляных работ, усиление несущих и ограждающих конструкций, усложнение работ по гидроизоляции объектов, усложнение устройств санитарно-технического оборудования.

В то же время подземное строительство позволяет сократить затраты на фун­даменты, кровлю, отказаться от ряда конструктивных элементов наземных зданий, таких, как наружные оконные блоки, внутренние водостоки, отделка фасадов и др.

Помимо названных результатов, целесообразность подземного исполне­ния ряда сооружений обусловливается специфическими требованиями эксплуатации самих объектов. При проек­тировании объектов в подземном прост­ранстве следует учитывать благоприятные эксплуатационные фак­торы, такие как неподверженность климатическим воздействиям; относи­тельную стабильность температуры и влажности воздуха, начиная с глубины 5-8 м. Это незаменимая среда для разме­щения под землей складов продо­вольствия, винохранилищ, кладовых кино- и фотодокументов, ломбардов, а также производств, требующих тер­моконстантных условий внутренней среды (радиоэлектроника, точное ма­шиностроение и др.).

Используются и такие положи­тельные характеристики подземных сооружений, как повышенная вибро­устойчивость и акустическая изоляция по сравнению с наземными сооруже­ниями. Преимуществом подземного решения ряда производств и цехов явля­ется способность оснований полов нести повышен­ные нагрузки от тяжелого технологи­ческого оборудования.

Заключение

Рост объемов и масштабов эффективного освоения и развития подземного городского пространства наблюдается сегодня во всем мире. Он связан со всевозрастающей концентрацией населения в этих городах и непрерывным ростом численности автомобильного парка, которые порождают практически все наиболее острые современные городские проблемы - территориальные, транспортные, экологические, энергетические.

Инновационное использование методов и установок подземной урбанистики оказалось единственным способом улучшить и приспособить систему транспортных связей к росту крупнейших городов без значительных изменений традиционной планировочной структуры и застройки.

Научно определены и сформулированы принципы вертикального зонирования городского пространства.

Наиболее близкие к поверхности земли уровни (до отметки - 4 м) отводятся для пешеходов, непрерывного пассажирского транспорта, автостоянок, местных разводящих сетей. Уровни от - 4 м до - 20 м используют для трасс метрополитена и автотранспортных тоннелей мелкого заложения, многоуровневых подземных гаражей, складов, резервуаров и магистральных коллекторов. Уровни на отметке от - 15 м до - 40 м предназначают для трасс рельсового транспорта глубокого заложения, включая городские железные дороги.

В последние десятилетия, рост объемов и масштабов подземного строительства наблюдается и в наиболее значимых городах России. Строятся крупные подземные комплексы различного назначения, транспортные и коммуникационные тоннели, подземные стоянки и гаражи, производственные и складские помещения, растет протяженность линий метрополитена.

Все глубже, глубже и глубже в недра земли стремятся проникнуть и освоить их ученые, проектировщики-градостроители и мы - скромные практики строительства. В современном мире, где наука предлагает инновационные решения, где существуют уникальные технологии, и есть высокопрофессиональные специалисты - любые «барьеры пространства и техники» будут успешно преодолены!

Описание работы

Происходящее в настоящее время интенсивное развитие городской подземной инфраструктуры обусловлено рядом факторов. На современном этапе социально-экономического развития человечества создание благоприятной среды для жизнедеятельности и обеспечения устойчивого развития городов в значительной степени возможно за счет максимального использования градостроительного потенциала подземных пространств.

Введение ……………………………………………………………………….. 3
1. Предпосылки и факторы, влияющие на освоение подземного пространства ……………………………………………………….…..…………………….… 5
2. Городские подземные сооружения ………………………………………… 8
Сети инженерных коммуникаций ……………………………………….. 11
Транспортные тоннели …………………………………………………… 12
Пешеходные переходы …………………………………………………… 15
Подземные гаражи ………………………………………………………... 16
Предприятия торговли и общественного питания ……………………… 18
Заключение ……………………………………………………………………. 20
Литература..…………………………………………………………………… 21
 

Файлы: 1 файл

– объекты промышленного назначения и энергетики

– объекты инженерного оборудования

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 качестве принципов построения и организации городских подземных сооружений автор выделяют 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.

Сети инженерных коммуникаций

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.

Транспортные тоннели

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, двухплатформенные - 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.

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 - однопролетные, 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.

Пешеходные переходы

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 внеуличные переходы могут быть наземными, надземными и подземными.

По планировочной схеме различают внеуличные переходы следующих типов: линейные (коридорные), однопролетные 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.

Подземные гаражи

Одним из самых быстро развивающихся направлений городского подземного строительства является сооружение подземных гаражей. 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 наземно-подземные гаражи. Например, в Будапеште на площади Мартинелли с многоэтажным административным зданием объединен наземно-подземный гараж рампового 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.

Для информации

Подземными обыкновенно называют такие сооружения, главные части которых, по эксплуатационным соображениям, расположены под землёй.

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, ГАЭС и АЭС, шинные и кабельные тоннели и шахты, энергетические водоводы, низовые бассейны ГАЭС и проч.);
  • 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 коллекторы тепл о- , газо -, электросетей и водопровода, бензопроводы между автозаправочными станциями, очистные, перекачные и водозаборные сооружения и т.д.);
  • специального и научного назначения (ускорители заряженных частиц, тоннели для аэродинамических испытаний, подземные заводы, оборонные объекты, сооружения гражданской обороны и проч.).

Подземными могут быть отдельные помещения наземных сооружений: аэропортов, вокзалов, гаражей, торговых центров, высотных жилых и административных зданий. Кроме назначения и функциональных признаков, подземные сооружения различаются по форме и размерам поперечного сечения, планировочной схеме, месту расположения в городе, глубине заложения, методу строительства, экологичности, конструктивным особенностям и видам примененных материалов, условиям проветривания и освещения и т.п.

В соответствии с планировочной схемой различают протяжённые подземные сооружения — тоннели — горизонтальные или наклонные подземные выработки, длина которых во много раз превышает размеры поперечного сечения, и подземные сооружения ограниченной длины — камеры — горные выработки, имеющие большие размеры во всех трёх направлениях. Вертикальные горные выработки называют стволами или шахтами. Штольня — это горизонтальная или слабонаклонная горная выработка, предназначенная для обслуживания подземных работ (вывоз грунта, разведка горных пород, вентиляция, водоотлив и др.).

По расположению городские подземные сооружения могут быть как под застроенной, так и под незастроенной территориями. Подземные объекты, расположенные под застроенной территорией, могут быть:

  • изолированными от зданий и сооружений;
  • встроенными — подземные сооружения, совмещённые с подвальными этажами здания;
  • пристроенными — подземные сооружения, расположенные рядом со зданиями и присоединённые к ним подземными проез дами и переходами;
  • встроенно — пристроенными.

Подземные сооружения, расположенные на свободных от застройки участках территории города, размещают под магистральными дорогами и магистральными улицами общегородского значения, железными дорогами, скверами, парками, водными преградами, различными естественными и искусственными препятствиями.

В зависимости от глубины заложения подземные сооружения подразделяются на:

  • мелкого заложения, расположенные на глубине Н < (2 + 3)5;
  • глубокого заложения, Н > (2 + 3)5, (где 5 — наибольший размер, пролёт или высота попе речного сечения выработки).

Методы проходки подземных сооружений определяются глубиной их заложения, конструктивными особенностями, топографическими, градостроительными и инженерно-геологическими условиями района строительства. Строительство подземных сооружений может осуществляться следующими способами: открытым, опускным, горным, щитовым, механизированным и способом продавливания. В сложных инженерно-геологических условиях (слабые грунты, плывуны и проч.) при проходке могут применяться специальные методы закрепления грунтов: искусственное замораживание, цементация, химическое закрепление и проч.

По взаимодействию подземного объекта с внешней средой (по экологичности) подземные сооружения можно классифицировать следующим образом:

  • сооружения, необходимость возведения которых определяется директивно, без учёта их возможного взаимодействия с внешней средой (объекты специального назначения, гражданской обороны, некоторые транспортные тоннели, первые линии метрополитенов и проч.);
  • сооружения, при проектировании и строительстве которых экологические факторы учитываются в неявном виде (большинство транспортных тоннелей и метрополитенов, подземные ГЭС и ГАЭС, различные хранилища и т.п.);
  • сооружения, при проектировании и строительстве которых максимально учитывается взаимодействие подземного объекта и природной среды (Манежная площадь, современные линии метрополитенов);
  • объекты, возведённые с целью минимизации влияния вредных факторов на окружающую среду (подземные АЭС, хранилища агрессивных и вредных веществ, радиоактивных отходов, современные автотранспортные тоннели);
  • сооружения экологического назначения (альтернативные системы тепло- и энергоснабжения, использующие солнечную энергию, и т.п.).

Создан 03 сен 2013

(a. urban underground structure; н. Stadtuntergrundbauten; ф. ouvrages souterrains hurbains; и. obras subterraneas urbanas ) - комплекс подземных инж. сооружений, предназначенных для удовлетворения трансп., коммунальных, бытовых и социально-культурных нужд жителей городов. Г. п. c. располагаются в глубине грунтового массива под проезжей частью улиц, вблизи зданий или непосредственно под ними, под ж.-д. и автомоб. дорогами, под реками, каналами и т.п. Kомплексное освоение подземного пространства крупных городов позволяет рационально использовать наземную терр., содействует упорядочению трансп. обслуживания населения и повышению безопасности дорожного движения, снижает уличный шум и загрязнение воздуха выхлопными газами автомобилей, способствует повышению художеств.-эстетич. качеств гор. среды. Г. п. c. можно условно объединить в ряд групп: трансп. сооружения (пассажирские и грузовые метрополитены, автотрансп. тоннели, пешеходные тоннели, подводные тоннели, скоростные автострады глубокого заложения, подземные автостоянки и гаражи, многоярусные подземные комплексы и др.), сооружения гор. коммунального x-ва и инж. коммуникации (см. Коллектор городской), объекты и предприятия культурно-бытового и торгового назначения (хранилища продуктов и товаров, холодильники, торговые центры, почтамты, выставки и др.). Cм. также Подземные сооружения. Литература : Kомплексное освоение подземного пространства городов, K., 1973; Pуководство по составлению схем комплексного использования подземного пространства крупных и крупнейших городов, M., 1978. B. Л. Mаковский.

  • - находятся в толще земной коры в жидком, газообразном и твёрдом состоянии. П. в. заполняют поры, трещины и пустоты в почвах и горных породах. П. в. могут быть химически и физически связанными и свободными...

    Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

  • - воды, находящиеся в толщах горн. пород верх. части земной коры в жидком, твёрдом и парообразном состоянии...

    Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Гражданская защита. Понятийно-терминологический словарь

  • - Аид и его жена Персефона, которую он похитил у ее матери Деметры, властвуют в Эребе над всеми подземными богами и чудовищами. До прихода Аида не было иной власти в Эребе, кроме самого Эреба, родившегося из Хаоса...

    Энциклопедия мифологии

  • - все воды, находящиеся ниже поверхности земли и дна поверхностных водоемов и потоков...

    Словарь геологических терминов

  • - льды, встречающиеся в мерзлых почвах, горных породах, грунтах. Входят в состав земной коры как в качестве мономинеральной горной породы, так и в качестве составной части полиминеральных горных пород...
  • - водотоки со свободным течением, расположенные в трещиноватых горных породах, пещерах и других подземных пустотах, главным образом в областях развития карста...

    Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

  • - см. Сооружения подземные...
  • - разновидность защитных сооружений, возводимых в толще пород горными или специальными способами без нарушения массива породы по контуру выработки...

    Словарь терминов черезвычайных ситуаций

  • - подзе́мные сооруже́ния объекты промышленного, сельскохозяйственного, культурного, оборонного и коммунального назначения, создаваемые в глубине грунтового массива...

    Энциклопедия техники

  • - "...Подземные - сооружения, размещаемые ниже уровня дневной поверхности..." Источник: ПОСТАНОВЛЕНИЕ Правительства Москвы от 25.01...

    Официальная терминология

  • - воды, находящиеся в горных породах земной коры в любых физических состояниях - подземни води - podzemní voda - Grundwasser - földalatti víz...

    Строительный словарь

  • - - объекты пром., c.-x., культурного, оборонного и коммунального назначения, создаваемые в массивах горн. пород под дневной поверхностью...

    Геологическая энциклопедия

  • - воды, находящиеся в верхней части земной коры в жидком, твердом и газообразном состоянии...

    Экологический словарь

  • - Выбор архитектурно-планировочных решений...

    Большая Советская энциклопедия

  • - специально оборудованные горные выработки в толще горных пород, имеющие различное назначение: транспортные и гидротехнические тоннели; метрополитен; электростанции; холодильники...

    Большой энциклопедический словарь

"Городские подземные сооружения" в книгах

«Подземные» животные

автора Сандерсон Айвен Т

Подземные воды

автора Новиков Юрий Владимирович

«Подземные» животные

Из книги Сокровища животного мира автора Сандерсон Айвен Т

«Подземные» животные Район Ассумбо - подлинная сокровищница лягушек. Во-первых, их там великое множество, а во-вторых, они относят­ся к видам, которые или вовсе отсутствуют в равнинных лесах, или чрезвычайно редки. Признаться, только в Ассумбо я освободился от довольно

Подземные воды

Из книги Вода и жизнь на Земле автора Новиков Юрий Владимирович

Подземные воды Еще один участник круговорота воды в природе - подземные воды, как уже отмечалось, играют важную роль и как источник водоснабжения населения. Их запасы в недрах Земли огромны. Подземные моря имеются на всех материках, причем даже в пустынях. В самой большой

ПОДЗЕМНЫЕ ТАЙНЫ

Из книги А. Е. Ферсман автора Баландин Рудольф Константинович

ПОДЗЕМНЫЕ ТАЙНЫ Камень владел мною, моими мыслями, желаниями, даже снами. А. Е. Ферсман Александр Евгеньевич Ферсман родился в Петербурге 8 ноября 1883 года.Отец, Евгений Александрович, прежде чем поступить на военную службу, занимался архитектурой, увлекался историей. Мать,

Подземные тайны

Из книги Большая Тюменская энциклопедия (О Тюмени и о ее тюменщиках) автора Немиров Мирослав Маратович

Подземные тайны Хрущев пляшет вприсядку, сверкая лысиной. Каганович злобно ухмыляется. Жданов тоже злобно ухмыляется. Молотов, Меркулов, Кобулов, Цанава тоже злобно ухмыляются. Берия ухмыляется самым злобным способом из всех. Гитлер тоже злобно ухмыляется, но еще и

Подземные жители

автора Винничук Юрий Павлович

Подземные жители Таинственные подземные жители О подземном ходе, который вёл на Подзамче, рассказывали много легенд. Когда-то у него было три ветви, но где точно они начинались, никто не знает. В 1900 году нашли одну ветвь, которая была в полтора метра шириной и длиной, а

Подземные духи

Из книги Легенды Львова. Том 2 автора Винничук Юрий Павлович

Подземные духи О таинственных подземельях, которые находятся под старой частью нашего города, повествуют по-настоящему жуткие истории. Одни говорят, что там живут духи умерших львовян, другие убеждают, что это не духи, а такие же люди, как мы, только лишённые всякой

13 Подземные фантазии

Из книги Подземный Лондон автора Акройд Питер

13 Подземные фантазии Грезы и догадки окутывают извилистые подземные владения. Это край безграничных возможностей. Персонаж «Войны миров» Герберта Уэллса (1898) в страхе перед инопланетными завоевателями говорит: «Вы понимаете, я имею в виду жизнь под землей. Я много думал

ПОДЗЕМНЫЕ ЦИВИЛИЗАЦИИ

Из книги Рассекреченный первоисточник йоги автора Бязырев Георгий

ПОДЗЕМНЫЕ ЦИВИЛИЗАЦИИ Некоторые из детей-мутантов избежали истребления лишь потому, что испугались наземных людей и сразу же вернулись в подземные города своих предков. Там они быстро нашли все для возрождения былой мощи Лумании. До сегодняшнего дня их потомки живут под

Тайники и подземные сооружения древнего Кремля

автора

Тайники и подземные сооружения древнего Кремля Средневековые русские города и крепости были немыслимы без тайников, значение которых трудно переоценить. Готовясь к осаде, противник первым делом пытался выведать о вылазных воротах и водных тайниках. И если это

Тайники и подземные сооружения Кремлёвских соборов, дворцов и других построек

Из книги Тайны подземной Москвы автора Белоусова Таисия Михайловна

Тайники и подземные сооружения Кремлёвских соборов, дворцов и других построек Путешествие по подземельям кремлевских строений автор книги предлагает начать с Соборной площади, где возвышаются величественные храмы: Успенский, Благовещенский и Архангельский. «Три

Городские долги и городские налоги

Из книги Средневековье и деньги. Очерк исторической антропологии автора Ле Гофф Жак

Городские долги и городские налоги В конце средних веков города в основном увеличили сферу своих ресурсов - не за счет развития торговли, которая сильно пострадала от войн и еще не обрела вновь темпов, какие разовьет в XVI в., а потому, что расширили предместья и территорию,

Подземные сооружения

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ПО) автора БСЭ

Подземные сооружения

Из книги Фортификация: прошлое и современность автора Левыкин Виктор Ильич

  1. Городские подземные комплексы

1. Принципы организации городского надземного строительства в сверхкрупных, крупнейших и крупных городах 1

Мировая и отечественная практики свидетельствуют о значительном градостроительном эффекте использования подземного пространства: в подземном пространстве крупнейшего города может находиться до 70 % общего объема гаражей, до 80%- складов, до 50%- архивов и хранилищ, до 35 % -учреждений, НИИ, вузов и др. Подземные транспортные и инженерные коммуникации - единственное реальное средство, позволяющее радикально решить городские транспортные и коммунальные проблемы. Вместе с тем, масштабное освоение подземного пространства требует привлечения больших денежных средств, поэтому при планировании подземного строительства в крупнейших городах Российской Федерации, должны выдерживаться следующие требования:

Жесткая увязка с генеральный планом развития города;

Рациональное использование городских земельных ресурсов;

Поэтапность освоения подземного пространства;

Обеспечение максимального взаимодействия «новых» объектов с существующими надземными и подземными сооружениями,

В сверхкрупных и крупнейших городах целесообразно:

Создание развитого многофункционального пространства в виде ступенчатой или плоской платформы-стилобата - ниже нулевой отметки с максимальным сохранением природного ландшафта;

Формирование многофункционального подземного пространства, организуемого для общественного и транспортного обслуживания населения в наиболее напряженных зонах города с критической транспортно-пешеходной ситуацией;

Попутное строительство подземных сооружений над перегонными тоннелями и станциями мелкого заложения или рядом с ними с развитием многофункциональных привестибюльных зон и метрополицентров;

Строительство совмещенных городских магистральных сетей в проходных многофункциональных коммуникационных коллекторах с созданием узлов обслуживания и ремонта.

Городская подземная застройка должна быть организована по многоярусному принципу.

В первом ярусе на глубине до 15 м могут быть размещены общие проходные и полупроходные коллекторы инженерных коммуникаций, пешеходные переходы, транспортные развязки, тоннели, сооружения метрополитенов мелкого заложения, трех-, пятиэтажные подземные комплексы различного производственного и вспомогательного назначения, автотранспортные сооружения, объекты социальной и обслуживающей инфраструктуры.

Во втором ярусе на глубине до 30÷40 м целесообразно располагать транспортные тоннели, железнодорожные вводы, пересадочные узлы, многоярусные гаража-стоянки, магистральные инженерные коммуникационные тоннели с сопутствующими сооружениями для их обслуживания, крупные склады и резервуары,

В третьем ярусе на глубине более 30÷40 м должны размещаться линии метрополитена глубокого заложения, транзитные транспортные тоннели, очистные сооружения, насосные станции, объекты энергетики, подземные предприятия со специфическим технологическим режимом, опасные производства, склады токсичных материалов.

^ 2. Укрупненная классификация городских подземных комплексов

Городские подземные сооружения целесообразно подразделить на две группы.

Первая группа включает сооружения, предназначенные для непосредственного обслуживания населения и обеспечения комфортности проживания в городе. К этой группе относятся метрополитен, автотранспортные тоннели и развязки, подземные гаражи и автостоянки, подуличные переходы, инженерные сети, административно-культурные, торгово-бытовые, спортивные комплексы.

^ К второй группе следует отнести сооружения производственного назначения, обеспечивающие, в первую очередь, экологическую и промышленную безопасность и рациональное использование городских территорий: канализационные насосные станции, очистные сооружения различного рода, мусоросборочные и мусороперерабатывающие предприятия, промышленные предприятия либо отдельные объекты промышленных предприятий, склады и хранилища, в том числе хранилища особо опасных материалов и веществ, сооружения городского энергетического комплекса и т. п.

^ 3. Подземные комплексы для обслуживания и обеспечения комфортности проживания населения

3.1. Городские автотранспортные тоннели и развязки

Основные понятия

Тоннель - протяженное подземное сооружение, предназначенное для пропуска транспортных средств, движущихся по сопутным или встречным полосам в одном направлении.

Развязка - подземное сооружение, предназначенное для пропуска транспортных средств в различных направлениях.

Тоннель-путепровод - сооружение для пропуска транспорта под насыпями или дорогами.

3.2.Тенденции развития городских транспортных коммуникаций в нескольких уровнях

Основные направления проектных решений и принципиальные подходы к проектированию подземных транспортных коммуникаций в сверхкрупных и крупнейших городах сводятся к следующему.

1. Тоннели и подземные развязки предназначаются для резкого повышения или выравнивания пропускной способности городских магистралей в условиях плотной городской застройки. Опыт г. Москвы показал, что создание системы подземных транспортных коммуникаций в узлах основных магистралей троекратно повысило их пропускную способность.

2. Строительство транспортных тоннелей, главным образом, определяется необходимостью организации автомагистралей непрерывного движения. Подземные развязки обеспечивают рациональное пересечение транспортных потоков на разных уровнях, исключают остановки транспортных средств у светофоров, повышают безопасность уличного движения.

3. Сопоставление вариантов строительства наземных и подземных автомагистралей свидетельствует о ряде преимуществ последних:

Уменьшение отводимых территорий в 4-5 раз; сохранность городской застройки;

Способность транзитного пропуска значительных транспортных потоков;

Простота организации движения в разных уровнях;

Полное разделение транспортных и пешеходных потоков;

Защита от неблагоприятных атмосферных воздействий, ухудшающих условия уличного движения;

Высокая степень сохранности городского ландшафта;

Улучшение экологической ситуации.

Перечисленные преимущества автотранспортных тоннелей и подземных развязок снижаются в периферийных городских зонах.

4. Тоннели и подземные развязки должны устраиваться, как правила, в центральных зонах городов на наиболее нагруженных направлениях и участках. Вместе с тем следует отметить, что строительство последовательного ряда подземных развязок, имеющих короткую закрытую часть и длинные въездные-выездные рампы (наклонные выработки, связывающие тоннель с земной поверхностью), затрудняет движение автомобилей и существенно ухудшает условия эксплуатации прилегающих дорог и улиц.

5. Необходимо предусматривать в будущем возможность создания полной системы внеуличных подземных магистралей, в состав которой должны органически вписываться тоннели и подземные развязки, решающие первоочередные транспортные проблемы.

6. В целях планомерного развития подземной автотранспортной сети, вплоть до создания подземной внеуличной системы, в состав генерального плана развития города необходимо включать резервные территории для связи подземных сооружений с поверхностью, а также для размещения объектов, обеспечивающих будущее строительство и эксплуатацию. Резервные территории могут использоваться до начала строительства для размещения временных объектов, предназначаемых для обслуживания населения.

8. Текущее проектирование тоннелей и подземных развязок должно исходить из дифференцированного подхода, В селитебной территории 2 целесообразно предусматривать специализированную подуличную сеть, предназначенную для движения легкового транспорта, а полногабаритные сооружения использовать для пропуска транзитных грузовых потоков.

9. Следует учитывать перспективы развития подземных транспортных сетей в связи с ростом ценности городских земель и интенсивным развитием техники тоннелестроения.

10. При проектировании подъземных трасс необходимо принимать во внимание «эффект стены», близость встречных потоков, отсутствие обочин, ухудшение условии видимости, повышенный уровень шума, увеличение аэродинамического сопротивления движению автомобилей (до 15 %), искусственную вентиляцию .

11. Целесообразно предусматривать спрямление трасс, учитывая свободные и незастроенные территории, транспортную загрузку улиц и зоне трасс и характер застройка.

12. Размещение въездных-выездных рамп должно обеспечивать такое распределение транспортных потоков из тоннеля, которое бы не осложняло удачное движение.

^ Классификация городских транспортных тоннелей и развязок

Тоннели и подземные развязки различают:

по глубине заложения: мелкие и глубокие;

по способу строительства: сооружаемые открытым, подземным и комбинированным способами;

по характеру расположения относительно земной поверхности:

Равнинные тоннели (с наклонными въездами-выездами - рампами);

Горные тоннели (сооружаются в городах с холмистым или гористым рельефом местности и оснащаются горизонтальными въездами-выездами - штольнями);

Подводные тоннели;

Путепроводные тоннели (под насыпями);

по виду въездов-выездов:

- с штольневыми въездами-выездами;

Наклонными рампами;

Спиральными рампами;

Комбинированными рампами;

по пропускной способности и числу полос: 3

- однополосные;

Двухполосные;

Трехполосные;

Многополосные;

по числу ярусов движения:

- одноярусные;

Двухярусные;

Многоярусные;

по форме очертания поперечного сечения:

- прямоугольные;

Сводчатые (с прямыми, с прямыми и обратными сводами);

Круговые;

Эллиптические и др.;

по виду обделки (виду горной крепи):

С монолитными железобетонными или бетонными обделками;

Сборными железобетонными обделками;

Тюбинговыми отделками;

Блочными обделками;

Набрызг-бетонными отделками;

Анкерными отделками;

Комбинированными отделками;

Без обделки (в прочных и устойчивых породах);

С дорогами первой категории;

по габариту приближения строений:

- полногабаритные (для пропуска всех видов транспорта);

Малогабаритные (для пропуска легкового транспорта).

^ Основные элементы тоннелей

К основным элементам тоннелей относятся:

Собственно тоннель;

Въезды-выезды (рампы, штольни);

Порталы;

Площадки разворота, ниши для оборудования и карманы безопасности;

Тротуары и бордюры, разделительные полосы;

Водоотливный комплекс;

Вентиляционный комплекс;

Системы обеспечения безопасности, включая системы экстренной эвакуации водителей;

Служебные выработки и камеры;

Строительные выработки.


Характерные сечения полногабаритных автотранспортных тоннелей показаны на рис..3, 4. Эскизные сечения тоннелей уменьшенного габарита приведены на рис..5.

Типовая конструкция рамы из сборного железобетона приведена на рис..6.

Конструктивные схемы порталов, площадок разворота и ниш автодорожных тоннелей изображены на рис..7,.8.

На рис.9 показан пример обустройства автодорожного тоннеля.

Основные принципы трассировки тоннелей

В соответствии с тенденциями развития городских транспортных коммуникаций, плановая трассировка автодорожных тоннелей должна осуществляться с учетом следующих принципов:

Тоннели и развязки должны устраиваться в центральных зонах городов на наиболее нагруженных направлениях;

Необходимо создавать протяженные тоннели, обеспечивающие одновременную развязку нескольких транспортных узлов, с промежуточными рампами через 1,5÷2,5 км;

Необходимо предусматривать возможность дальнейшего развития подземных магистралей (продолжения построенных или подключения дополнительных тоннелей);

Целесообразно предусматривать стремление трасс, учитывая свободную незастроенную территорию, транспортную загрузку улиц, характер застройки. Минимальный радиус кривых в плане должен быть не менее 250 м;

Размещение въездных-выездных рамп должно обеспечивать такое распределение транспортных потоков из тоннеля и в тоннель, которое бы не осложняло уличное движение.

Основные требования к высотной трассировке тоннелей:

Максимальный продольный уклон не должен превышать 0,04, в сложных условиях при длине тоннелей до 500 м уклон может быть увеличен до 0,06;

Минимальный продольный уклон должен составлять 0,003;

Высотные радиусы при скорости движения 60 км/ч должны быть равны:

Для выпуклой кривой - 6000 м;

Для вогнутой кривой - 1500 м.

Длина въездных-выездных рамп полногабаритных тоннелей и развязок (один из главных факторов, определяющих возможность строительства подземных транспортных коммуникаций в условиях плотной городской застройки) с нормативными уклонами и переходными вер-тикальными кривыми при скорости движения 60 км/ч указана в табл. 1.4.1. Аналогичные данные для тоннелей и развязок уменьшенного габарита даны в табл. 1.4.2.

Предельная минимальная длина въездных-выездных рамп тоннелей уменьшенного габарита, назначаемая по опыту зарубежного транспортного строительства, в сложных топографических и инже-нерно-геологических условиях с ненормативным продольным уклоном 0,1 приводится в табл. 1.4.3.

^ Таблица 1.4.1

Длина рамп полногабаритных тоннелей


Уклон рамп, промили
Разница отметок, м

4,5
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
11,0
12,0

40
300
308
325
342
358
375
392
408
425

50
278
288
308
328
348
368
388
408
428

60
263
275
300
325
350
375
400
425
450

Таблица 4.2

^ Длина рамп тоннелей уменьшенного габарита


Уклон рамп, промили
Разница отметок, м

4,5
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
11,0
12,0

40
104
116
129
129
141
154
166
266
316

50
90
100
110
110
120
130
140
220
260

60
83
91
91
99
108
116
124
191
224

Таблица 4.3

^ Минимальная длина рамп тоннелей уменьшенного габарита


Уклон рамп, промили
Разница отметок, м

3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
8,0
10,0
12,0

100
65
70
75
80
85
90
110
130
150

Примечание. Скорость движения- 40 км/ч;

Минимальный радиус выпуклой кривой - 400 м;

Минимальныйрадиус вогнутой кривой - 200 м.

Глубина заложения тоннелей и подземных развязок связана с особенностями рельефа, характером застройки, размещением существующих подземных сооружений и способом строительства. При наличии свободной территории либо в благоприятной транспортной ситуации несомненны технико-экономические преимущества открытого способа строительства. Между тем в центральных зонах крупнейших городов возможности реализации открытого способа строительства ограничены, поэтому следует ориентироваться на подземный либо комбинированный способ (сочетающий открытую и закрытую прокладки подземных автотранспортных объектов).

Пример плановой и высотной трассировки приведен на рис. 1.4.10.

Вентиляция тоннелей

Вентиляция тоннелей осуществляется естественным и искусственным путем.

Естественная вентиляция допускается при длине тоннеля до 150 м. При длине тоннелей от 150 м до 2 км применяют продольную, продольно-струйную, поперечную и комбинированную схемы искусственной вентиляции (рис. 1.4.11). При этом подача и вытяжка воздуха производятся через порталы, шахтные стволы или комбинированным способом.

Система вентиляции должна обеспечивать безопасную эксплуатацию тоннеля в следующих режимах:

А - нормальный - осуществляется безостановочное движение транспорта с максимальной разрешенной скоростью при интенсивности, соответствующей часу «пик»;

Б - замедленный - осуществляется безостановочное движение транспорта со скоростью менее 20 км/ч;

В - транспортная пробка - при остановке транспорта с работающими двигателями длительностью до 15 минут.

Как правило, тоннель оборудуется вентиляционными отсеками, располагаемыми в верхней или нижней часта сечения. Сечение тоннеля с двумя верхними вентиляционными отсеками показано на рис. 1.4.12.

Затраты на вентиляцию в течение эксплуатации составляют до 25÷38% от общей стоимости тоннеля.

Водоотведение и гидроизоляция в тоннелях

Приток воды в тоннелях формируется из протечек подземных вод через обделку, моечных вод, вод от пожаротушения.

Водоотведение в коротких шинелях длиной до 300 м выполняется по уклону одного знака самотеком. В более протяженных тоннелях вода поступает по уклонам с разными знаками к зумпфовой насосной станции, расположенной в наиболее низкой части тоннеля. По уклонам вода транспортируется в лотках или коллекторах, причем проходит очистку от взвесей в отстойниках-водосборниках и от нефтепродуктов в бензо-, маслоловушках. После очистки вода по перепускным трубам подается в зумпф, затем насосами выдается через напорный трубопровод непосредственно в ливнестоки городской канализации.

Стоки, поступающие с рамп, не должны попадать в систему водоотведения тоннеля, поэтому в портальных участках тоннеля устраиваются самостоятельные водоотливные системы с локальными очистными сооружениями. Прирамповые участки городских автодорог должны устраиваться таким образом, чтобы исключить попадание па-водковых и ливневых вод в тоннели.

На рис. 1.4.13 приведены типичные элементы системы водоотведения автодорожного тоннеля.

Наряду с водоотведением, обязательными являются меры по обеспечению водонепроницаемости обделок, включающие применение водонепроницаемых материалов, инъекционное уплотнение вмещающих пород, гидроизоляцию (окрасочную, обмазочную, оклеенную - рулонную и пленочную - металлоизоляцию, капиллярные пропитки, герметики).

Особенности устройства гидроизоляции определяются природными условиями (свойствами вмещающих пород), способом сооружения тоннеля и типом обделки.


Монолитные бетонные и железобетонные обделки защищают наружной гидроизоляцией (рис. 1.4.14, а ), наносимой по выравнивающему слою набрызг-бетона. В слабых водонасыщенных породах устраивают внутреннюю гидроизоляцию с поддерживающей железобетонной обоймой (рис. 1 А. 14,6). В весьма обводненных поро-дах применяется внутренняя металлоизоляция (рис. 1.4.14.е).

Сборные железобетонные обделки герметизируют по швам между блоками или тюбингами и по болтовым соединениям специальными герметиками или эластичными прокладками. Швы в обделках между чугунными тюбингами, как правило, «чеканят» свинцовой проволокой или освинцованным шнуром.

Гидроизоляцию обделок тоннелей, сооружаемых открытым способом, целесообразно выполнять снаружи объекта, например, обмазкой конструкции капиллярными пропитками «пенетрон», «акватрон» и др.

В местах примыкания обделки тоннеля к камерам и на участках, где обделки могут смещаться, необходимо предусматривать устройство деформационных швов, заполняемых эластичной гидроизоляцион-ной мастикой и защищаемых диафрагмами-компенсаторами.

^ Освещение тоннелей

Автодорожные тоннели должны иметь круглосуточное освещение, обеспечивающее ясную видимость движущихся автомобилей, световых сигналов и указателей, Средняя освещенность дорожного покрытия проезжей части тоннелей принимается в соответствии с действующим «Руководством по проектированию городских улиц и дорог».

Отношение наибольшей яркости покрытия проезжей части к ее наименьшему значению не должно превышать 3:1. Минимальная освещенность у портала тоннеля должна составлять не менее 750 люкс. В припортальной зоне устраивается адаптационный участок: для уменьшения негативного эффекта при въезде в тоннель устанавливаются солнцезащитные экраны и светоотражающие облицовки стен рамп и портала.

^ Системы обеспечения безопасности движения


  • противопожарную защиту (пожарный трубопровод, системы автоматического пожаротушения, дымозащита и дымоудаление);

  • контроль за габаритами транспорта, причем автомобиль, не прошедший контроль, должен изменить направление движения до въезда в тоннель);

  • устройство площадок для разворота транспорта на участках 250 - 300 м и карманов безопасности;

  • устройство эвакуационных выходов, пешеходных тротуаров и полос безопасности шириной 1 м при разделении встречных потоков и 0,4 м со стороны, противоположной тротуару;

  • систему связи и оповещения, телеметрическую систему контроля движения, контроля работы водоотлива, вентиляции, содержания вредных веществ в атмосфере, освещения;

  • защиту от несанкционированного доступа в закрытые помещения;

  • систему контроля работы автоматизированных систем, обеспечивающих безаварийность и безопасность эксплуатации тоннеля.
^ Вскрытие городских тоннелей

Вскрытием тоннеля называется система обеспечения доступа к строительным выработкам (забоям). В условиях городской застройки используются системы вскрытия через рамповые участки, через стволы, и комбинированная система - через рамповые участки и стволы. Схемы вскрытия, реализующие указанные системы, приводятся на рис. 1.4.15. В городских горных тоннелях для вскрытия используются штольни и комбинации штолен со стволами.

^ 1.4.3.2. Подземные гаражи и автостоянки Основные понятия

Подземный гараж - сооружение, предназначенное для длительного и кратковременного хранения автомобилей, а также для их ремонта и обслуживания.

Подземная автостоянка (парковка) - сооружение, предназначенное для кратковременного хранения автомобилей.