Подземное пространство - город растет вглубь

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Виктор ОСАДЧИЙ

Целенаправленное использование подземного пространства городов имеет многовековую историю. Под землей предки располагали оборонительные и культовые сооружения, галереи тайных переходов, хранилища и жилье. Ниже поверхности земли особенно активно стали строить с развитием систем инженерного обеспечения. Трудно перечислить, что спрятано там, в современном городе. Однако все подземные сооружения можно объединить в пять групп.

Сети и оборудование инженерного обеспечения городской застройки относят к первой группе. Водопроводящие системы являются самыми распространенными. К ним причисляют инфраструктуры холодного и горячего водоснабжения, а также водоотведения: бытовой, ливневой и промышленной канализации.

В пределах городской застройки размещают не только трубопроводы сетей, но и оборудование. Очень часто его устанавливают в подземных сооружениях. Заглубляют под землю смотровые помещения, насосные и станции перекачки, котельные, бойлерные и тепловые пункты.

Под землей прокладывают системы паро- и газопроводов, снабженные специальным оборудованием, которое нередко прячут под землей. При необходимости строят резервуары для воды, других жидкостей и сжатых газов.

В инженерном хозяйстве городов особое место занимают системы электроснабжения и коммуникации электронной связи. Как правило, электроэнергию и потенциал слабых токов передают по металлическим или оптико-волоконным кабелям. Вместе с оборудованием трансформаторных, релейных телефонных и ретрансляционных станций их тоже заглубляют в землю.

В результате технического прогресса инженерные системы обновляются, получают дальнейшее развитие. Сегодня трудно предсказать, какое новое оборудование подарит городам XXI в. Например, уже сейчас существуют локальные системы пневмотранспорта твердых отходов. Они пока действуют в пределах квартала или жилой группы, перемещая мусор к накопительно-сортировочным и упаковочным станциям. Может быть, в дальнейшем через такие системы отходы будут транспортировать к мусороперерабатывающим заводам.

Объекты промышленности, технического, бытового и складского назначения часто размещают под землей. Существуют целые подземные заводы оборонного значения. Заглубляют отдельные цеха и лаборатории, которые нужно защитить от пыли и шума. Или наоборот, предотвратить засорения окружающей среды от производственных источников (например, радиации).

Рис. 14 Подземные торгово-пешеходные улицы:

а – продольный разрез по сооружению в г Норсбруке (США), б – то же, в г. Эдинбурге (Англия).

В целях экономии городских территорий под землей создают такие предприятия бытовою обслуживания, как прачечные и химчистки. Там же размещают склады. В городах широко распространены овощехранилища, холодильники, склады горюче-смазочных материалов, водо- и газохранилища.

Культурно-зрелищные учреждения, торговля и общественное питание являются наиболее притягательными для населения. Подземное пространство достаточно удобно для размещения учреждений этой группы. В помещениях эпизодического обслуживания отсутствие дневного света допустимо, поскольку не предусмотрено постоянное пребывание в них людей. Но при выборе проектного решения, как правило, рассматривают альтернативу: строить под землей или на поверхности.

Строительство подземных сооружений сопряжено с серьезными инвестициями, значительно превышающими капитальные вложения в наземные объекты. Однако завышение стоимости подземного строительства может быть экономически оправдано, и прежде всего, на плотно застроенных территориях Центра города где земля очень дорога. Кроме того, в земле требуется меньше энергии для обогрева помещений в холодный период года, что может привести к сокращению эксплуатационных затрат.

Под землей строят целые пешеходно-торговые улицы значительной протяженности. Как правило, галереи размещают в нескольких уровнях.
На рис. 14,а показан разрез такой структуры. Здесь горожане движутся вдоль сдаваемых в аренду торговых помещений прямыми путями от одного уровня к другому. Для перехода на галереи другого уровня устроены лестницы и пандусы, но имеются и пристенные декоративно оформленные лифты.

Эспланады освещают искусственно. Однако ядро, высота которого достигает двух ярусов получает и естественное освещение. Это позволило использовать в интерьере натуральные зеленые насаждения.

Разрез другого линейного сооружения, построенного под открытым рынком показан на рис. 14,6. В нем интересно обыграно сочетание старых зданий с новыми объемами. Вместо пандусов и лифтов использованы эскалаторы. Хотя покрытие имеет световые фонари, оно успешно используется, как территория рынка. Ввод в эксплуатацию торгово-пешеходного молла повысил привлекательность наземных магазинов и торговых павильонов.

Рис. 15 Компактный подземный центр в г Миннеаполисе (США), разрез по центральной части.

Рис. 16. Подземный торгово-рекреационный комплекс на Манежной площади в Москве (авторский коллектив под руководством архит.
М.М. Посохина):

а – разрез; б – план; 1 – вход из вестибюля станции метро, 2 – то же, с поверхности площади.

В практике градостроительства имеет место устройство компактных моллов. Разрез одного из них изображен на рис. 15. Сооружение представляет трехуровневую систему, два из которых являются рабочими, а нижний используется как складской. Он снабжен рампами для грузового транспорта с товарами.

Рис. 17. Подземная транспортная магистраль в сложившейся застройке:

а – проложенная под зданиями, б – то же, под прогулочной эспланадой; 1 – стальные трубы с монолитным железобетонным сердечником уложенные методом продавливания; 2 – вертикальные конструкции, выполненные методом «стена в грунте»; 3 – габариты существующих фундаментов; 4 – анкерные крепления кустами свай; 5 – подпорная стоил набережной, 6 – дренирующий слой; 7 – коллектор для коммуникаций; 8 –дополнительно заглубленные фундаменты.

Центральный дворик прямоугольной формы, несколько вытянутый между Двумя рядами магазинов, имеет одну особенность. Его легкая стальная крыша приподнята нал покрытием этих магазинов, что создает возможность осветить помещения естественным светом через фонари.

Рис. 18. Проект реконструкции Тверской улицы в Москве Фрагмент разреза с использованием подземного пространства под проезжую часть и для размещения стоянок (Мастерская №2 Моспроекта-2).

Многие весьма разнообразные сооружения дорожно-транспортной группы убирают под землю, преследуя две цели. Во-первых, сократить пагубное влияние шума на городскую среду, во-вторых, достичь экономии площадей, занятых транспортными коммуникациями.

Движение транспорта на пересечениях улиц и перегонах между перекрестками организовывают, строя эстакады и тоннели. Рассмотрим методы устройства подземных сооружений. На перегонах проезды прокладывают под землей в определенных случаях. Например, когда на плотно застроенной территории спрямляют трассу или сквозь застройку пробивают новую скоростную магистраль. На рис. 17,а показан один из вариантов устройства тоннеля в охранной зоне историко-архитектурной среды города.

Он несет двоякую функцию. С одной стороны, в его пределах объединено разностороннее движение транспорта, которое осуществляется по двум параллельным улицам, изображенным пунктиром внизу на плане. С другой – тоннель является пересечением в двух уровнях с улицей городского значения, перпендикулярной ему.

Здесь интересна интерпретация способа «стена в грунте». Боковые стены тоннеля нельзя было выполнить, традиционно установив оборудование сверху, поэтому их возводили горизонтальной проходкой, нагнетая раствор водо-воздушным способом. Покрытия штольни выполнили способом продавливания стальных труб с последующим устройством в них железобетонного сердечника.

Другой пример, иллюстрируемый рис. 17, б, более прост, поскольку его осуществляли на свободной от зданий трассе. Сквозное движение переведено под землю, что позволило на месте проезжей части набережной реки устроить прогулочную эспланаду, одновременно сократив воздействие транспортного шума на прилегающую застройку.

Рис. 19 Подземные гаражи

а – скатно-винтового типа; б – то же, роторного с вращающейся вокруг вертикальной оси кабиной лифта; в – с подъемником конвейером-монорельсом, 1 – машинное отделение подъемника; 2 – кабина подъемника; 3 – устанавливаемая автомашина, 4 – монорельс конвейера; 5 –передвигающаяся по монорельсу платформа для автомашин.

Одной из серьезнейших транспортных проблем городов России является проблема хранения индивидуального автотранспорта. В прошлые времена ей не уделяли должного внимания. Градостроители предполагали, что машиностроительная промышленность страны не может обеспечить спрос на автомашины.

Рис. 20. Полуподземные стоянки-гаражи:

а – вписанная в холм; б – во дворе, совмещенная с подземным проездом для загрузки товаров в магазины (въезд в подземное пространство с торцов);
в – во дворе-«колодце», перекрытом на уровне пола второго этажа и с использованием габарита здания; г – то же, но под частью двора, 1 – воздушные вытяжки из гаража, 2 – газонепроницаемое перекрытие; 3 – поверхность срезаемого холма; 4 – проезд в магазины; 5 – пандус (стрелками показаны въезды в гараж).

В проекты новых городских образований закладывались решения с минимальным по международным стандартам количеством автостоянок При реконструкции старозастроенных территорий их практически не предусматривали за неимением свободных площадей внутри кварталов. В результате улицы, переулки и дворы крупных городов оказались заполненными отстаивающимися машинами.

В пределах старой застройки смягчить описываемое явление можно путем строительства подземных стоянок. Временные стоянки необходимо строить одновременно с административными зданиями и торгово-рекреационными комплексами. Иногда совмещать с торговыми сооружениями, размещая в специально выделенных ярусах торгово-пешеходных улиц. Одно из таких решений показано на рис. 18. На фрагменте видно, как решены стоянки в нижних ярусах подземного сооружения под Тверской улицей в Москве.

В пределах дворового пространства кварталов строят многоэтажные стоянки (рис. 19). Как правило, они должны быть компактными и не занимать большие площади. Поэтому рамповые въезды на ярусы многоместных стоянок, типа изображенных на рис. 19, д, делают редко. Чаще рампы заменяют лифтами-подъемниками (рис. 19, б и в).

Многоэтажные многоместные стоянки являются сложными инженерными сооружениями, возведение которых может растянуться на годы. В условиях функционирующей жилой застройки такое строительство не всегда осуществимо, поэтому во всем мире при реконструкции жилых кварталов прибегают к решениям, показанным на рис. 20. В одном cлучаe используют рельеф местности (схема а и в), в другом – совмещают с подъездами в складские зоны магазинов (схема б), в третьем – устраивают короткие рампы (схема г).

Частичное размещение стоянки в габаритах здания рационально, если оно построено по двух- и трехпролетной схемам, но с внутренними опорами в виде колонн. Приспособление подвалов домов с внутренними стенами нерационально, поскольку требует больших затрат на пробивку и усиление проемов или замену стен на столбы.

Освоение подземного пространства городов

Использование подземного пространства для размещения различных по на­значению инженерных сооружений является принципиально новой проблемой не только в градостроительстве, но и в области инженерной геологии. Необходи­мость освоения подземного пространства тесно связана с проблемой эффектив­ного использования свободной городской территории, которая последние годы стала особенно актуальна. Особенное значение эта проблема приобретает для крупных городов, в которых освоение подземного пространства будет способство­вать созданию наиболее компактных городских структур, обеспечивающих мак­симальный комфорт для жизнедеятельности человека. Традиционная городская застройка, осуществляемая в настоящее время почти полностью на поверхности земли, приводит к неоправданному разрастанию городов вширь, порождает транс­портные, трудовые, хозяйственно-бытовые и другие неудобства для населения.

Вместе с тем существует большая группа зданий и сооружений, которые по своему функциональному назначению могут быть успешно размещены в подзем-

ном пространстве. К номенклатуре подобных зданий и сооружений относятся здания культурно-бытового назначения, гаражи, телефонные, тепловые и элект­рические станции, складские помещения и хранилища, транспортные коммуни­кации и многие другие инженерные сооружения, занимающие в настоящее время большую площадь ценных городских территорий. Размещение этих сооружений в подземных объемах города позволит значительно приблизить их к сферам оби­тания и приложения труда человека, высвободит часть городских территорий для создания дополнительных зон рекреации и озеленения. Осуществление назван­ных мероприятий будет способствовать улучшению архитектурно-планировоч­ных решений и одновременно созданию качественно новой городской среды, со­ответствующей более полному удовлетворению эстетических, бытовых и произ­водственных потребностей городского населения.

Использование подземного пространства ставит перед инженерной геологией необходимость решения целого ряда специальных теоретических и методических вопросов при проектирования подземных зданий и сооружений.

Инженерно-геологические исследования для обоснования подземного строи­тельства и разработка прогнозов взаимодействия геологической среды с подзем­ными сооружениями должны осуществляться в трех аспектах:

Изучение инженерно-геологических и гидрогеологических условий и их из­менений в плане и по глубине применительно к подземному строительству;

Изучение влияния подземного строительства на изменение природных ин­женерно-геологических и гидрогеологических условий и прогнозирование воз­можности и степени развития неблагоприятных инженерно-геологических про­цессов и явлений;

Изучение шшяния инженерно-геологических и гидрогеологических условий, а также возможных неблагоприятных инженерно-геологических процессов на подземные и наземные здания и сооружения и выработка технических мероприя­тий по их защите.

Строительство подземных сооружений вызывает в большинстве случаев зна­чительное изменение природных инженерно-геологических и гидрогеологиче­ских условий. Оно начинается с момента производства строительных работ и продолжается в результате взаимодействия геологической среды и подземных со­оружений в процессе их эксплуатации. Характер и интенсивность изменений гео­логической среды определяются многими факторами, из которых наиболее важ­ными являются: геологическое строение и гидрогеологические условия, литоло-гический состав и физико-механические свойства пород, способ производства строительных работ, глубина заложения сооружений и их конструктивные осо­бенности.

Изучение изменений геологической среды в связи с подземным строитель­ством, их долгосрочное прогнозирование имеют исключительно важное значе­ние. Знание возникающих в результате подземного строительства инженерно-гео-

логических процессов и явлений необходимо не только для правильного проекти­рования, строительства и надежной эксплуатации сооружений, но также для про­гнозирования нежелательных физико-геологических процессов и явлений, кото­рые могут происходить на поверхности земли в пределах существующей город­ской застройки и благоустройства.

В процессе производства подземных строительных работ, сопровождающих­ся выемкой тем или иным способом определенного объема пород, вокруг горных выработок формируются зоны нарушения и сдвижения, в пределах которых по­роды приобретают новые физико-механические свойства и качественные состоя­ния. Эти изменения вызываются нарушением природного напряженного состоя­ния пород и их подвижками в зонах, примыкающих к горным выработкам. При этом формируется комплекс новых геодинамических процессов и явлений, среди которых наибольшее развитие получают: сдвижение и разуплотнение пород, раз­рушение и потеря связности, расслоение и пластические деформации, выжима­ние и разрывы сплошности. Подобные процессы приводят, как правило, к значи­тельному ухудшению строительных свойств пород и их устойчивости, вызываю­щему необходимость выполнения специальных предупредительных мероприятий (техническая мелиорация, устройство шпунтовых ограждений, крепежных при­способлений и т.д.).

Степень развития этих процессов определяется многими факторами: физико-механическими свойствами и состоянием пород, их обводненностью, применяе­мыми способами водопонижения, подземным строительством, соблюдением тех­нологии работ, объемом подземных выемок.

Особую опасность при осуществлении подземного строительства представ­ляют отступления от технологии работ, внезапные прорывы вод, плывунов и га­зов, приводящие к возникновению аварийных ситуаций не только в подземных выработках, но и в наземных зданиях и сооружениях. В практике известны при­меры, когда подобные явления вызывали потерю устойчивости больших масси­вов пород, их подвижка принимала лавинообразный характер и достигала повер­хности земли. Вместе с тем стабилизация этих подвижек может происходить дли­тельное время и оказывать постоянное воздействие на существующие подземные и особенно наземные здания и сооружения.

Искусственное снижение уровня подземных вод, являющееся непременным условием эффективного производства подземных строительных работ, оказывает значительное влияние на наземные строения и подземные инженерные коммуни­кации. Вызываемое им уплотнение грунтов, преимущественно водоносных, сжи­маемых, может приводить к возникновению дополнительных и неравномерных осадок зданий и сооружений и развитию в них недопустимых деформационных повреждений. Поэтому с началом производства подземных строительных работ необходимо устанавливать систематические визуальные и инструментальные гео­дезические наблюдения за существующими наземными зданиями, сооружения-

ми, подземными коммуникациями и окружающей территорией. Необходимость таких наблюдений вызывается как осадкой зданий и сооружений в связи с пони­жением уровня подземных вод, так и образованием ранее рассмотренных зон подвижек пород в процессе проходки горных выработок.

К значительному изменению природных инженерно-геологических и гидро­геологических условий приводит не только влияние подземных строительных работ, но и возникновение отрицательных инженерно-геологических процессов и явлений. Сами подземные сооружения, взаимодействуя с окружающей геологи­ческой средой, могут служить причиной появления новых субтерральных про­цессов. Например, окончание подземных строительных работ, а вместе с ним и водопонижение приводит к восстановлению прежнего гидродинамического ре­жима подземных вод. Однако выстроенные подземные сооружения препятствуют стоку подземных вод, образуя значительный подпор. Это вызывает не только по­вышение уровня подземных вод и вследствие этого изменения физико-механи­ческих свойств пород, но также значительные изменения скоростей их фильтра­ции. Повышение уровня подземных вод может оказывать значительное влияние на устойчивость оснований наземных строений и окружающих территорий, яв­ляется причиной подтопления подвалов и аварий подземных инженерных сетей. Увеличение скоростей фильтрации при определенных геолого-литологических условиях может явиться причиной появления процессов суффозии, активного выщелачивания и других, которые будут ухудшать условия эксплуатации назем­ных и подземных инженерных сооружений.

Активное использование подземного пространства, открывающее широкие перспективы в области реализации важных градостроительных задач, требует от инженерной геологии разработки качественного и своевременного инженерно-геологического обоснования.

Подземное пространство недр

"...1. Подземным пространством признается часть недр, используемая в качестве среды для пребывания людей, размещения объектов производственной, научной и иной деятельности, а также используемая в качестве среды для протекания имеющих практическое применение процессов.

2. Объектами подземного пространства могут быть естественные или искусственно созданные полости недр, а также иные участки недр, пригодные для использования в целях, указанных в пункте 1 настоящей статьи.

3. Не признаются составной частью подземного пространства участка недр находящиеся в пределах этого участка иные ресурсы недр, в том числе и энергия.

4. К подземному пространству не относятся естественные полости, которые полностью заполнены твердыми, жидкими, газообразными веществами и (или) их смесями, находящимися в естественном (природном) состоянии..."

Источник:

"МОДЕЛЬНЫЙ КОДЕКС О НЕДРАХ И НЕДРОПОЛЬЗОВАНИИ ДЛЯ ГОСУДАРСТВ-УЧАСТНИКОВ СНГ"

Официальная терминология . Академик.ру . 2012 .

Смотреть что такое "Подземное пространство недр" в других словарях:

Недра - (Subsoil) Недра, часть земной коры Понятие и состав фонда недр, право пользования недрами Содержание Содержание Раздел 1. Понятие, объекты и субъекты права пользования. — это часть земной коры, расположенная ниже почвенного слоя, а при его … Энциклопедия инвестора

Государственная собственность на недра - 1) (для целей Конституции Российской Федерации) форма собственности на землю и другие природные ресурсы; 2) (для целей Закона Российской Федерации О недрах) форма собственности на недра, объектами которой являются: а) недра в границах территории … Экологическое право России: словарь юридических терминов

Недра - являются частью земной коры, расположенной ниже почвенного слоя, а при его отсутствии ниже земной поверхности и дна водоемов и водотоков, простирающейся до глубин, доступных для геологического изучения и освоения. Н. в границах территории… … Большой юридический словарь

Центральная Америка - (Central America) Сведения о Центральной Америке, история и география Центральной Америки Сведения о Центральной Америке, история и география Центральной Америки, политика и экономика Содержание Содержание 1. География Берега Рельеф Геологическое … Энциклопедия инвестора

Подземные сооружения - (a. underground structures; н. unterirdische Bauwerke; ф. ouvrages souterrains; и. instalaciones subterraneas) объекты пром., c. x., культурного, оборонного и коммунального назначения, создаваемые в массивах горн. пород под дневной… … Геологическая энциклопедия

Подземная лодка - У этого термина существуют и другие значения, см. Подземная лодка (значения) … Википедия

ТЕРРИТОРИЯ МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ - земли городских, сельских поселений, прилегающие к ним земли общего пользования и другие земли в границах муниципального образования независимо от форм собственности. Соответственно местное самоуправление осуществляется в городских, сельских… … Энциклопедический словарь «Конституционное право России»

Дефицит свободных территорий, быстрый рост числа транспортных средств, необходимость уплотнения городской инфраструктуры требуют активного вовлечения подземных пространств в процесс реконструкции городских территорий для размещения транспортных и инженерных систем, объектов торговли и бытового обслуживания, складов, автостоянок и пр. Во многих случаях подземные сооружения в структуре реконструктивных мероприятий являются целесообразным решением многих вопросов функционирования города.

Подземное 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. Комплексное освоение подземного пространства - характерная черта крупных городов.

Этот прием реконструкции городских пространств используется преимущественно в зонах наиболее интенсивных транспортных потоков и пересечений, на территориях промышленных узлов и зон коммунально-складского назначения. Необходимость активного использования подземных пространств обусловлена:

• 1) строительством зданий и сооружений в условиях уплотнения реконструируемой городской застройки;
• 2) сохранением территорий зеленых зон и мест отдыха, устройством в сложившейся застройке озелененных и благоустроенных участков;
• 3) повышением художественно-эстетических качеств городской среды, сохранением исторически ценных объектов на реконструируемых территориях;
• 4) обеспечением доступности наиболее важных объектов городского значения и мест приложения труда горожан, экономии времени;
• 5) улучшением транспортного обслуживания, повышением безопасности движения, снижением уличных шумов;
• 6) оптимизацией структуры инженерных коммуникаций;
• 7) защитой населения в периоды возможных природно-техногенных аварий и катастроф, а также военных действий.

Во всех крупнейших городах мира как во время нового строительства, так и реконструкции городских территорий ведется активное освоение подземных пространств. По своему назначению подземные сооружения подразделяются:

• 1) на транспортные (пешеходные и транспортные туннели, метрополитен, автостоянки и пр.):
• 2) промышленно-энергетические;
• 3) хранилища горючесмазочных материалов и холодильники;
• 4) общественные (предприятия торговли, общественного питания, спортивно-зрелищные сооружения и пр.);
• 5) инженерные (туннели и коллекторы тепло-, газо-, электросетей и водопровода, бензопроводы автозаправочных станций, водозаборные, насосные и очистные сооружения);
• 6) специального назначения (научные и испытательные сооружения, оборонные объекты, сооружения гражданской обороны и пр.).

Как правило, наиболее существенную роль играют системы и сооружения транспортного назначения:

• скоростной внеуличный рельсовый транспорт (метрополитен, скоростной трамвай, городская железная дорога);
• пересечения городских улиц в разных уровнях, транспортные туннели, подводные туннели, подземные пешеходные переходы и т.д.;
• объекты, связанные с обслуживанием и хранением автомобилей (гаражи, гостевые автостоянки-паркинги);
• многофункциональные и многоуровневые комплексы различного назначения, связанные с наземными зданиями, а также устройствами и сооружениями транспортного назначения (вокзалы, торговые центры, станции метро и пр.).

Освоение подземного пространства в ходе строительства, а также реконструкции застроенных территорий означает создание новой подземной инфраструктуры. При этом должны учитываться ряд факторов, влияющих на экологию подземной среды, состояние гидрогеологической среды и существующих зданий и сооружений. Сверхконцентрация населения, инфраструктуры и промышленного производства приводит к перегрузке геоэкологической и гидрогеологической сред, вызывает в них необратимые изменения:

• развивается гравитационное и динамическое уплотнение пород;
• происходит сдвижение пород в массиве, гидростатическое взвешивание и сжатие рыхлых водовмещающих пород;
• нарастает механическая и химическая суффозия.

Наиболее интенсивно эти процессы проявляются в поверхностных слоях земной коры на глубинах до 60-100 м, однако в отдельных случаях воздействие может проявляться и на глубинах до 2000 м от дневной поверхности. Создание подземных выработок, откачка подземных вод, нарушение фильтрационного баланса грунтовых вод приводят к изменению напряженно-деформированного состояния массива и уплотнению пород в пределах депрессивных воронок водопонижения. Возможный итог подобных процессов - деформации земной поверхности и многочисленные аварийные ситуации.

Важным резервом освоения подземного пространства городов является повторное использование отработанных горных выработок, объектов гражданской обороны, исторических сооружений и пр. В них с успехом могут размещаться гаражи и автостоянки, складские и торговые помещения, спортивные сооружения, развлекательные комплексы, археологические и исторические музеи, экскурсионные маршруты по подземной части старых городов и пр.

Вопросы для самопроверки

• 1. Надстройка зданий и сооружений из градостроительных и экономических соображений.
• 2. Назовите три вида возможных надстроек реконструируемых зданий.
• 3. Устройство мансардных этажей в реконструируемых зданиях.
• 4. Рассмотрите возможные конструктивные схемы многоэтажных надстроек.
• 5. Надстройки на функционально эксплуатируемых плоских крышах.
• 6. С какой целью применяются пристройки к зданиям и встройки?
• 7. Передвижение и подъем зданий: цель и выбор объекта.