Питерское метро

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Метрополитен - это самый молодой вид транспорта. Ленинградское метро не только вот уже 43 года обеспечивает быстроту передвижения, а и радует наши глаза как комплекс выдающихся архитектурных сооружений по праву считающихся одной из достопримечательностей города

1. Общие сведения

Метрополитен -- (Франц. мetropolitain, буквально -- столичный, от греч. metropolis -- главный город столица). Название М. принято во многих странах мира; другое название “подземка” (англ. underground, амер. Subway, нем. Untergrundbahn).

Метро (впоследствии М.) - внеуличная городская железная дорога, для массовых скоростных перевозок пассажиров, отличающееся большой пропускной способностью, регулярностью и, благодаря отсутствию пересечений путей в одном уровне, высокой скоростью движения поездов.

Линии М. могут быть подземными (в тоннелях), и надземными (на эстакадах). Подземные линии М. получили наибольшее распространение, так как они не нарушают исторически сложившейся планировки города, не стесняют движение городского наземного транспорта и пешеходов, способствуют уменьшению шума и вибрации в зданиях от движения поездов.

Наземные линии М. как правило сооружают в районах города с относительно невысокой плотностью застройки, при расширении существующей сети М., устройстве объединенных пересадочных станций М. с пригородными железными дорогами, на конечных участках примыкающих к депо. Наземные участки М. должны иметь ограждение. Надземные линии на эстакадах сооружают на отдельных участках, с учетом рельефа местности, в основном при пересечении автомобильных и железных дорог, водных и других преград.

М. включает большой комплекс сооружений и устройств, из которых основополагающими являются: станции и вестибюли со служебными помещениями, эскалаторные устройства, перегонные тоннели, камеры съездов и тупики, вагонные депо с производственными цехами и бытовыми помещениями, тяговые и понижающие электрические подстанции, тоннельные сооружения для инженерного и санитарно-технического оборудования, вентиляции, водоотлива и водоснабжения.

Необходимость в М. -- скоростном транспорте, не загромождающем уличной дорожной сети и не имеющем пересечений в одном уровне, ощущается в большинстве городов с численностью населения свыше 1 млн. человек.

Первое в мире подземное М. было построено в Лондоне в тоннелях мелкого заложения и работало на паровой тяге. Длина Лондонской подземки была 3.6 км, строилась она 8 лет и была открыта 9 января 1863 года. Она соединяла Западный и Северный вокзалы, и предназначалась в основном для транзитной перевозки железнодорожных грузов. О пассажирах заботились мало: паровозы работали на угле и Лондонцы выходили из вагонов черными от копоти. Трудно было очищать и тоннели М. от накапливавшейся там сажи. Аварии тоже были обычным явлением. И все же даже такое М. пользовалось успехом. В первый год им воспользовалось девять с половиной миллионов человек. Строилось первое метро фирмой “Метрополитен рейлуэй” (Metropolitan Railway) 1860-1863 гг. -- отсюда, видимо, и пошло название -- Метрополитен.

С 1890 г. в Лондоне началось строительство тоннелей глубокого заложения, а введение электрической тяги освободило тоннели от дыма и копоти и улучшило условия эксплуатации городской подземной линии. В 1868 г. появилось М. и в Нью-Йорке. Однако в погоне за прибылью, его построили над землей. По началу оно работало на канатной тяге, замененной в 1871 на паровую, а в 1890 на электрическую. Эстакады чрезвычайно обезобразили город и десятки лет ньюйоркцы страдали от грохота проносившихся поездов. Позднее появилось М. в Чикаго. Первое М. на Европейском континенте было построено в Будапеште в 1896 году. К Всемирной промышленной выставке 1900 года соорудили первую линию М. в Париже. В последствии М. было построены в Мадриде, Барселоне, Афинах, Токио, Осло, Стокгольме, и других городах. Проектирование, строительство и эксплуатация линий М. нередко велись конкурирующими фирмами, вследствие чего эти линии в ряде случаев не составляли единой сети, иногда отличались шириной колеи, напряжением в контактной сети.

В крупнейших и крупных городах различных стран развитее и реконструкция существующих сетей и строительство новых линий М. особое значение приобрели после 2-ой мировой войны 1943-45. Интенсивное развитие городов часто требовало отказа от эстакад и постепенной замены наземных и надземных М. поземными.

Сведения о строительстве М. наиболее крупных городов мира представлены в таблице 1.

К первым проектам М. в России можно отнести проект подземной магистрали между Балтийским и Финляндским вокзалами в Петербурге, который разрабатывался в Управлении Балтийской железной дороги в 1889 году. В первые годы XX века было создано несколько проектов петербургского М. В большинстве из них намечалось в первую очередь соединить вокзалы, в некоторых -- разгрузить самую напряженную магистраль города Невский проспект. В 1901 инженер Печковский предлагал комбинированную подземно-наземною дорогу с центральным вокзалом у Казанского собора и трассами к Балтийскому и Варшавскому вокзалам. В 1902 году инженер П. Балинский предлагает свой план строительства метрополитена в Петербурге и Москве, указывая, что “ отсутствие удобных и быстрых средств связи окраин с центром поглощает все сбережения у... неимущего класса ” и “ помощь можно оказать только постройкой железных дорог большой скорости... ”. Проекты Балинского встретили резко и отрицательно отношение власти имущих. Императорское археологическое общество писало князю Голицыну: “Проект... поражает дерзким посягательством на то, что... дорого всем русским людям... Так как тоннели М. в некоторых местах пройдут под храмами на расстоянии всего трех аршин, то святые храмы умаляются в своем благолепии”. Решение было: “Господину Балинскому в его домогательствах отказать”. Проекты М. в Петербурге представляли также инженеры Решевский, Кульшинский, Гиршсон, Енакиев, Горчаков, Предлагал свои проекты и Генрих Осипович Графтио.

Русские инженеры думали не только о подземном, но и о надземном М. В 1900 году по предложению инженера И.В. Романова был сооружен участок наземной подвесной монорельсовой дороги в Гатчине. Испытания прошли успешно, и Романов создал проект кольцевой подвесной дороги вокруг Петербурга

Все дореволюционные проекты М. остались лишь на бумаге.

В январе 1941 года началось строительство М. в Ленинграде. Создана организация, возглавлявшая эту работу она стала называться Ленметростроем. Начальником Ленметростроя в те годы был очень энергичный инженер-путеец И.Г. Зубков. На помощь ленинградцам пришло много опытных московских метростроевцев. К этому времени Ленинградским научно-исследовательского института коммунального хозяйства была разработана схема М. Ленинграде. Она предусматривала три городские линии глубокого заложения и четыре пригородные -- наземные.

Первая городская линия намечалась от Автово -- под проспектом Стачек, Обводным каналом, Литейным проспектом -- до Финляндского вокзала. То есть от построенной после войны она отличалась тем, что связывая все вокзалы, от основного, Московского, она проходила на некотором расстоянии. От этой линии предполагалось короткое ответвление -- от перекрестка Московского проспекта и Обводного канала к заводу “Электросила”.

Вторая линия проектировалась от Балтийского вокзала -- под Лермонтовским проспектом, каналом Грибоедова -- к Казанскому собору.

Третья должна была пройти от Московского вокзала -- под Невским проспектом, площадью Декабристов, через Васильевский остров, под Большим проспектом и Кировским проспектом Петроградской стороны -- к Новой Деревне и станции Ланская. Появились первые вышки шахт в Автово, у Кировского завода, у Балтийского вокзала, на Выборгской стороне. В 1942 году -- к 25-летию Советской власти -- предполагалось проложить тоннели первой очереди с 12 станциями. Вероломное нападение немецких фашистов сорвало эти планы. Вместо метрополитена метростроевцам пришлось строить оборонительные сооружения. После победного завершения войны, метростроевцы вернулись к своему делу и уже в к 1947 году работы по проходке тоннелей были возобновлены.

2. Проектирование и строительство метрополитена

В зависимости от характера эксплуатации сети М. проектируется с независимым (замкнутым) движением поездов по отдельным, не связанным между собой линиям, с переходом части поездов с одной линии поездов на другую и в виде комбинированных сетей. М. удобен для пассажиров, совершающих сравнительно дальние поездки, поэтому расстояние между станциями в городах России, как правило, устанавливается от 1 до 2 км. Среднее расстояние между станциями М. Берлина, Мадрида, Милана, Буэнос-Айреса, Торонто и некоторых других городов Европы и Америки составляет 500--800 м. В ряде городов, например в Нью-Йорке эксплуатируются линии скоростного М. (метро экспресс), на которых станции располагаются через 3-6 км и связываются удобными короткими переходами со станциями обычных линий М.

Глубина заложения линий М., типы тоннельных сооружений и методы производства работ устанавливаются на основании детальных градостроительных, инженерно-геологических, технико-экономических, и других исследований. Наиболее экономичным является сооружений линий М. мелкого заложения. Они удобнее и дешевле в эксплуатации, чем линии глубокого заложения. Пассажир затрачивает минимум времени при подходе к поездам и выходе со станций. Тоннели линий мелкого заложения сооружаются обычно на глубине 10-15 метров от уровня земли. Линии М. глубокого заложения (30-50 метров) прокладывают преимущественно в районах города с плотной многоэтажной застройкой и развитым подземным хозяйством, а также при неблагоприятных геологических и гидрогеологических условиях для сооружения линий мелкого заложения. Сооружение тоннелей глубокого заложения практически не нарушает нормальной жизни города и почти не влияет на устойчивость зданий и подземных коммуникаций.

Нормируемые параметры трасс современного М. в плане и профиле обеспечивают высокие эксплуатационные качества пути и плавности хода поездов. План линей М. определяется расположением основных районов высокой концентрации пассажиров, городской планировкой, транспортными и инженерными подземными коммуникациями (автомобильные тоннели, магистральные коллекторы и др.). При мелком заложении тоннели, как правило сооружаются вдоль основных магистралей города. Наименьший радиус кривых, который разрешается применять на главных путях М. СССР, равен 500 метров, что значительно превышает показатели зарубежных метрополитенов (Лондон --100 метров, Мадрид --90 метров, Берлин --75 метров). Ширина колеи современного М. одинакова с шириной нормальной железнодорожной колеи (1520 мм). В зарубежных М. наиболее распространена ширина колеи 1435 мм. Однако в некоторых странах отсутствует единый стандарт на ширину колеи.

Строительство линии М. начинают с геодезическо-маркшейдерских работ перенесению трассы в натуру. Тоннели, сооружаемые закрытым способом, ориентируют путем передачи проектных координат через шахтные стволы. При глубоком заложении М. шахтные стволы, как правило, располагают в стороне от трассы и соединяют с тоннелями подходными выработками, которые в период строительства используют для транспортных целей, а в законченном сооружении -- для размещения вентиляционного оборудования. При сооружении тоннелей мелкого заложения закрытым способам принимаются меры, исключающие осадку поверхности, повреждений сооружений городского подземного хозяйства и расположенных поблизости зданий. При открытом способе работ поверхность улиц вскрывается и тоннельные конструкции возводятся в котловане со свайными креплениями или откосами. Движение наземного городского транспорта отводится в сторону или пропускается по временному мосту через котлован. Основания и фундаменты зданий, расположенных вблизи трассы, при необходимости укрепляют.

Сооружения тоннелей закрытым способом производится щитами проходческими или горными методами. Щит -- сооружение, предохраняющее рабочих от обвала грунта. Механизированный проходческий щит ленинградского типа представляет из себя стальной цилиндр весом 220 тонн. Своими шестью вращающимися дисками --фрезами, снабженными резцами из твердых сплавов, -- он вгрызается в породу срезая ее пласты. При движении в перед щит толкается 24 гидравлическими домкратами от уже установленных тюбингов тоннеля.

Грунт по специальному желобу сбрасывается на транспортер, подающей его в вагонетки. В тяжелых инженерно-геологических условиях (плывуны и водоносные грунты) применяют специальные методы: кессон, замораживание грунтов, водопонижение, химическое закрепление грунтов и др. Конструкции тоннельных сооружении М. выполняются из сборных железобетонных или металлических элементов, а также из монолитного бетона и железобетона. Строительство М. обычно осуществляется индустриальными методами с комплексной механизацией всех основных процессов работ. Для защиты станционных сооружений М. от проникновения подземных вод, кроме гидроизоляции, применяется система водоотводящих зонтов из асбестоцемента или других материалов.

Метрополитен в Санкт-Петербурге

После победоносного завершения Великой отечественной войны, при возобновлении работ по строительству метрополитена в городе-герое Ленинграде, вновь встал вопрос, по каким направлениям-трассам вести его линии, на какой глубине. Опять были рассмотрены все предреволюционные и предвоенные проекты. Их основная идея -- М. должно соединить, прежде всего, все вокзалы -- была признана правильной: ведь к одному Финляндскому вокзалу по выходным дням устремляется до 400 тысяч человек. Чтобы убедится в правильности намечаемых трасс и мест будущих станций, было проведено изучение пассажиропотоков. Для этого в трамваях, троллейбусах и автобусах пассажирам выдавали талончики, которые при выходе нужно было опустить в ящик. По количеству этих талонов определялась густота пассажиропотоков.

На основании полученных данных были окончательно намечены трасса первой линии и первый участок первой очереди ленинградского М. протяженностью около 11 километров с восемью станциями. Этот участок, проходящий с юго-запада на северо-восток, связал четыре вокзала Московский, Витебский, Варшавский и Балтийский и соединял новые районы с центром города. 15 ноября 1955 года были открыты для эксплуатации станции “Автово”, “Кировский завод”, “Нарвская”, “Балтийская”, “Технологический институт”, “Площадь Восстания”. В 1958 году вступили в строй станции “Чернышевская” и “Площадь Ленина” (Финляндский вокзал). Давняя мечта соединить подземной дорогой все вокзалы города была претворена в жизнь. В 1960 году был введен в эксплуатацию второй наклонный ход на станции “Площадь Восстания” с вестибюлем, встроенным в здание Московского вокзала, и с выходом к его перронам; в 1962 году -- второй вестибюль станции “Площадь Ленина” на Боткинской улице. Кировско-Выборгская линия ныне на юге имеет еще две станции -- “Ленинский проспект” и “Проспект ветеранов”. Они начали работать в 1977 году. А на севере -- еще семь станций. “Выборгская”, “Лесная”, “Площадь Мужества”, “Политехническая”, “Академическая” вступили в строй действующих в 1975 году. “Гражданский проспект” и станция “Комсомольская” (“Девяткино”), совмещенная с железнодорожной платформой Девяткино, завершены в 1978 году.

Вторая линия должна была связать предприятия и жилые кварталы разросшегося Московского района со старейшей Петроградской стороной. Первый участок Московско-Петроградской линии со станциями “Технологический институт-II”, “Фрунзенская”, “Московские ворота”, “Электросила”, “Парк Победы” был пущен в апреле 1961 года. В июле 1963 года к ним добавились станции “Площадь Мира”, “Невский проспект”, “Горьковская”, “Петроградская”. В 1969 году вступила в строй действующих “Московская”, а в 1972 году -- станции “Звездная” и конечная на южном участке этого направления -- “Купчино”, соединенная со станцией витебской железной дороги. Первый участок Невско-Василеостровской линии со станциями “Василеостровская”, “Гостиный двор”, “Маяковская”, “Площадь Александра Невского” был открыт к 50-летию Великого Октября. В декабре 1970 года был сдан новый участок этой линии со станциями “Елизаровская” и “Ломоносовская”. Станция “Приморская” начала функционировать в 1979 году.

Выбор глубины заложения М. диктовался гидрогеологическими условиями и густой застройки вдоль трассы.

Под нами в глубине на гранитах самой древней архейской эры лежат древнейшие осадочные породы: на территории Ленинградской области это гдовские песчаники и кембрийские глины. Непосредственно на кембрийских глинах находятся отложения новейшего периода истории земли -- четвертичного. Для четвертичного периода здесь характерны мореные отложения нескольких наступлений ледников с большим количеством валунов. Выше залегают так называемые ленточные глины. Над ними иловатые пески и суглинки. И наконец, культурный слой -- результат деятельности человека, достигающей местами нескольких метров.

Проектировщикам и строителям было ясно, что в четвертичных породах с их напорными водами прокладывать М. будет чрезвычайно сложно. Это вскоре доказало сооружение верхних участков вертикальных шахт и наклонных (эскалаторных) тоннелей. В центре города, в старых густо застроенных районах, станции М. имеют глубокое заложение, тоннели здесь проходят в основном в кембрийских отложениях. В районах новостроек отдельные участки целесообразно строить открытым способом или мелкого заложения. Из станций первой очереди “Автово” -- станция мелкого заложения, но ее сооружение вызвало большие трудности, чем прокладка глубоких тоннелей. Немало хлопот создала здесь строителем и речка Красненькая, которую пересекала трасса метро. Применив замораживание грунта, метростроевцы справились с этим участком, проходящем в пластических глинах и суглинках. В сложные геологические условия попали метростроевцы между станциями “Лесная” и “Площадь Мужества”. Тоннели на протяжении около четырехсот метров должны были пройти в толще четвертичных водонасыщенных отложений и водных песков с напором воды в несколько атмосфер. Обогнуть этот так называемый размыв было нельзя, так как слой песка здесь толст и обширен. Опять прибегли к замораживанию грунта. Чтобы уменьшить количество скважин, которые следовало пробурить, и уменьшить количество труб, необходимых для замораживания грунта, инженеры “Ленметростроя” предложили, в отличии первоначального проекта, прокладывать тоннели не на одном уровне, а один над другим. Это значительно сократило число потребованных скважин и труб.

8 апреля 1974 года при бурении передовых разведочных скважин в нижнем тоннеле была обнаружена незамерзшая порода, из которой поступала вода. Затем в забое появились трещины, через которые начал прорываться плывун. Вскоре и верхние тоннели стали заполняться. Аварийные затворы из-за быстрого поступления плывуна полностью закрыть не удалось. Плывун затопил оба тоннеля на целый километр, разморозил значительную часть льдогрунтового массива. Для того чтобы остановить плывун, у станции “Лесная” в тоннелях была сооружена перемычка и произведена закачка воды в аварийные участки.

В решении комплекса проблем, возникших при ликвидации аварии, приняли участие многие научно-исследовательские институты Ленинграда. Впервые в мировой практики был применен жидкий азот, имеющий температуру минус 196°, это значительно ускорило все работы по замораживанию, в том числе и по созданию льдогрунтовой перемычки. Помимо жидкого азота был применен ряд новых материалов и приборов. Например: полимербетон с добавлением пластифицирующей смолы, схватывающихся при температурах, близких к 0°; полимербетонные растворы для инъекций в железобетонную рубашку, чтобы понизить ее водонепроницаемость: система межскважинного акустического просвечивания, сигнализирующая о наличии непромороженных зон.

В ноябре 1975 года была произведена сбойка верхнего и нижнего тоннелей, а через месяц весь участок от “Площади Ленина” до “Академической” сдан в эксплуатацию с оценкой отлично. Ни одна станция метро не сооружается без тщательного изучения геологических и иных условий ее нахождения, без тщательного анализа расчета конструкций станций и тоннелей.

Расчет конструкций Ленинградского М. делался с учетом многолетнего опыта московских метростроителей. Но в Москве М. прокладывалось в основном в известняках, так же, как железнодорожные тоннели строятся обычно в скальных грунтах. А вот тоннелей, которые надо рассчитывать одновременно и на скальную породу, и на глину, еще не строили. Пришлось тщательно изучать свойства кембрийских глин и делать новые расчеты. Так, в Москве чугунные тюбинги перегонных тоннелей делались одинаковыми по прочности. Исследования показали, что кембрийские глины будут давить на тюбинговое кольцо тоннеля гораздо сильнее сверху. Значит, кольцо должно быть сильней наверху и может быть облегченны с баков -- то есть можно применить так называемою конструкцию переменой жидкости. На рубеже 1959-1960 годов при кафедре тоннелей и метрополитенов Ленинградского ордена Ленина института инженеров железнодорожного транспорта имени В. Н, Образцова была создана лаборатория моделирования тоннелей. В ней на небольших моделях создаются условия, в которых будут действовать подземные сооружения. Первой была построена конструкция станции “Парк Победы”, а затем и все строившееся позднее. В ликвидации последствий аварии у станции “Площадь Мужества” кафедра тоннелей и метрополитенов Института инженеров железнодорожного транспорта принимала самое активное участие. Испытание модели этого участка позволило выбрать лучшею конструкцию укрепления тоннеля.

Когда-то работы в тоннелях велись с помощью отбойных молотков, а погрузка породы в вагонетки осуществлялось вручную -- лопатами. Сооружение тоннелей в Ленинграде уже на первой поре стало механизированным. В Ленинграде был спроектирован механизированный проходческий щит ленинградского типа. За проходческим щитом двигается второй механизм тюбингоукладчик, или эректор. Своими стальными “руками”, которые могут двигаться по окружности, радиусу и вдоль тоннеля, он доставляет и размещает тюбинги в любое место, монтируемое для отделки тоннеля. Для ускорения строительства тоннели между станциями ведут с двух сторон -- навстречу друг другу. Прокладку трассы и точность стыковки обеспечивают маркшейдеры -- подземные геодезисты.

Донецкие маркшейдеры, участвовавшие в прокладке первой очереди московского М., работали очень осторожно. Они обязательно сперва проходили штольней малого диаметра. В случае ошибки ее легко было поправить при расширении тоннеля до полного профиля. Теперь, при проходке тоннелей механизированными щитами, дающими готовый тоннель с уже установленными тюбингами, расчеты маркшейдеров должны быть особенно точными. И действительно, встречные тоннели соединяются с точностью до двух сантиметров. Этому помогают и созданные в Ленинграде щитовые приборы, коренным образом улучшившие определений положений щита. Маркшейдеры первыми приходят на строительство М.: они переносят проект в натуру. Разбивка всей трассы сначала производится на поверхности земли. По этой разбивке задаются все центры вертикальных шахт, наклонных, эскалаторных ходов. Затем крайние точки разбивки через вертикальные шахты с помощью отвесов переносят под землю. От этих точек, под землей, задаются направление горизонтальных штолен со всеми их поворотами и уклонами.

По этой разбивке маркшейдеры руководят включением домкратов -- направлением движения проходческого щита.

Когда строили участок Кировско-Выборгской линии от “Площади Восстания” до “Площади Ленина”, пришлось первый раз пройти двумя тоннелями под Невой. Осуществилась мечта русского изобретателя самоучки Мещанина Торгованова, в 1820 году представившего проект “проезда с Адмиралтейской стороны на Васильевский остров под Невою, немало не мешая оной течению”. Царскому правительству осуществить этот проект было не под силу.

При прокладке тоннеля между станциями “Невский Проспект” и “Горьковская” под Невой проходчики наткнулись на узкую, ранее не выявленную впадину в дне Невы. Пришлось тоннель заглублять с максимально допустимым уклоном. Теперь на этом участке пассажиры первого вагона оказываются на шесть метров ниже едущих в хвостовом. Хотя от впадин в дне реки стараются уйти поглубже, для полной безопасности работы ведутся кессонным способом. При подходе к реке тоннель герметически перегораживается, и в подречную часть нагнетается воздух. Повышенное давление препятствует проникновение воды в тоннель. Но к работе в условиях повышенного давления организм человека должен привыкнуть, поэтому рабочие в течение одного-двух часов “шлюзуются” в специальных камерах, где давление постепенно повышается от атмосферного до кессонного. То же самое, только в обратном порядке, совершается и при выходе.

3. Строительство станций метрополитена

Особое положение в комплексе сооружений метро занимают станции, вестибюли и пересадочные узлы, непосредственно связанные с обслуживанием пассажиров. Наряды с выполнением своих основных функций они должны обеспечивать безопасность пассажиров, обладать определенными удобствами (в том числе максимально короткий путь от поверхности к перронным залам и в обратном направлении, чистота и оптимальная температура воздуха и др.). В местах пересечений или соприкосновений различных линий метро сооружаются пересадочные (узловые) станции. Их перронные залы соединяются лестницами и коридорами (узлы коридорного типа) или только лестницами либо эскалаторами (узлы двухъярусного -- так называемого башенного типа), а иногда располагаются в одном уровне, с пересадкой через платформу непосредственно из вагона в вагон (узлы объединенного типа). В России станции метро и переходы оборудуются эскалаторами для подъема пассажиров на высоту более 5 м. При высоте более 7 м. предусматриваются эскалаторы и для спуска пассажиров. В зарубежной практике иногда применяют подъемники лифтового типа с кабинами вместимостью до 130 человек.

Станции мелкого заложения сооружаются главным образом со вскрытием поверхности. Для их перекрытия используются стоечно-балочные конструкции с 1, 2 или несколькими рядами опор или сводчатые конструкции, рассчитанные на нагрузки от массы земли толщиной 1-2,5 м. и движущегося по поверхности уличного транспорта.

Станции глубокого заложения обычно представляют собой 2, 3 или нескольких тоннелей с монолитной или сборной обделкой, выдерживающий давление вышележащих пород. Обделка в каждом тоннеле состоит из замкнутых и соединенных между собой колец, образованных чугунными или железобетонными тюбингами. Эти станции подразделяются на пилонные и колонные. В пилонных станциях метро опорами перекрытия служат массивные пилоны, образованные 2-4 или большими количеством тюбинговых колец, в колонных -- стальные или железобетонные колонны. Строительство колонных станций дороже и сложнее строительства пилонных, но более открытое внутреннее пространство колонных станций удобнее для движения массовых потоков пассажиров и облегчает их зрительную ориентацию. В основном в периферийных районах городов, где проходят наземные линии, сооружают станции в виде павильонов или с открытыми платформами, защищенными легкими навесами и козырьками. Тип станций во многом зависит от конкретных условий строительства (особенно от гидрогеологической обстановки).

Первые станции лондонского метро, сооружавшиеся под проезжей частью улиц, имели сводчатые перекрытия из кирпича с вентиляционными решетками, устроенными непосредственно на тротуарах. Поездные пути располагались по центральной продольной оси станции М., по сторонам путевого полотна находились две боковые пассажирские платформы (этот тип станций с узкими, шириной 1,5-3 м, боковыми платформами, простой по устройству, но недостаточно удобный для пассажиров, получил распространение в М. Западной Европы и Америки).

В дальнейшем при строительстве в Лондоне станции М. глубокого заложения стали применять ограждающие конструкции кольцевого сечения из чугунных тюбингов, облицованные керамической плиткой. Большинство станций парижского М. имеет одинаковую односводчатую конструкцию, с центральным расположением путей и боковыми пассажирскими платформами. После постройки станций берлинского М. с пассажирской платформой так называемого островного типа (расположенной между путями). Преимуществами такой станции являются удобное расположение входов и выходов со стороны концов платформы, более полное использование всей площади платформы, легкость ориентировки пассажиров и возможность изменения направления поездки без перехода через пути.

В целом в зарубежной практике строительство М., за редким исключением, преобладает утилитарный подход к архитектурному решению М.

Большое внимание облику М., особенно станций, стали уделять лишь во 2-й половине 20 века; применяются новейшие конструкции, строительные и отделочные материалы, средства рекламы и визуальной информации.

С конца 50-х гг. для мирового градостроительства характерна тенденция к объединению станций М. с другими городскими транспортными сооружениями с целью создания больших удобств и безопасности для пассажиров и наиболее эффективного комплексного использования подземного пространства города. Строятся объединенные станции для объединенной пересадки с М. на городские и пригородные железные дороги.

Станции метрополитена в Санкт-Петербурге

Станции глубокого заложения первой очереди ленинградского М. по их конструктивному решению можно разделить на два типа: пилонные и колонные. Из первой очереди Кировско-Выборгской линии станции “Технологический институт” и “Балтийская” сооружены со стальными колоннами. Они просторнее дают возможность большего обзора пассажирам. Из станций первой очереди Ленинградского М. колонной является станция “Кировский завод”. Ее опоры сделаны не стальные, а собранные из чугунных тюбингов.

Уже в 1956 году на строительстве Московско-Петроградской линии началось освоение и внедрение в тоннельные конструкции высокопрочного сборного железобетона.

Стали применять и совершенно новый тип конструкций станций.

“Парк Победы”, “Московская”, “Петроградская”, “Звездная” на Московско-Петроградской линии, “Василеостровская”, “Гостиный двор”, “Маяковская”, “Площадь Александра Невского”, “Елизаровская”, “Ломоносовская” на Невско-Василеостровской линии выглядят совсем иначе, чем строившееся раньше: в них нет посадочных платформ. В боковых стенках единственного, центрального, зала станции -- ряд ниш с закрытыми дверьми. Только когда замрет шум подошедшего поезда, двери открываются. Одновременно раздвигаются и двери вагонов поезда -- они точно против дверей зала. Совсем как в лифте. Поэтому система получила название “горизонтальный лифт”.

“Площадь Мужества” и “Политехническая” -- первые в Ленинграде и в стране односводчатые станции глубокого заложения. Свод этих станций перекрывает оба пути и пассажирскую платформу. Он собирается из железобетонных блоков, которые затем домкратами разжимаются в породу. Это дает те же преимущества, что и вдавливание в грунт обделки перегонных тоннелей. Опорами для свода этих станций служат два тоннеля, по типу перегонных, из железобетонных тюбингов, внутри заполненные бетоном. Свободное от внутренних опор обширное пространство, перекрытое одним сводом, создает больше возможности и дли архитектурного решения. Разработка конструкций этих станций и осуществление их в натуре отмечены государственной премией 1978 года.

Станции “Выборгская”, “Лесная”, “Академическая” и “Гражданский проспект” имеют металлические колонны и прогоны коробчатого сечения (прогон -- балка, проходящая по верху колонн, на которую опираются своды центрального и перронных залов). Конструкции этих станций делались из усиленного сборного железобетона.

По продольному профилю станции размещены выше перегонных тоннелей, как бы на горках. Поезда от станций идут под уклон -- сокращается расход электроэнергии. Перед станциями поезд идет на подъем -- меньше тратится электроэнергии и сжатого воздуха на торможение состава. Уже при сооружении первой линии Ленинградского М. встал вопрос о фундаментах под наружные вестибюли. Большинство из них попадало на плывун или ленточные глины. И даже двадцати метровые сваи быстро уходили в грунт. Тогда пошли по другому пути -- стали сооружать под вестибюли сплошную железобетонную плиту -- “плавающей фундамент”. Благодаря своей большой площади, он сократил нагрузку на грунт и предотвратил осадки. Те же трудности, связанные с осадкой грунта, возникли и при установке эскалаторов. Эскалаторы, созданные для первой очереди московского М. на ленинградском заводе “Красный металлист” и для последующих очередей Перовским машиностроительным заводом, не подходили. Они имели две “жесткие” точки -- неподвижные опоры внизу и вверху. В условиях Ленинграда осадки в верхней точке были неизбежны. Родилась мысль о создании гибкого эскалатора из отдельных секций. Каждая секция опирается на свои фундаменты из сборных железобетонных блоков: когда верхние опоры оседают, эскалатор покорно следует изгибу -- работа наклонного эскалатора не нарушается. Совместными усилиями инженеров Ленметростроя эта идея была осуществлена.

Помимо времени на поездку в поезде метро, пассажир тратит его и на спуск по эскалатору. Еще в первые годы эксплуатации М. скорость движения лестничного полотна была повышена с 0,75 метров в секунду до 0,94. Для чистки направляющих рам есть совсем маленькая скорость -- 0,04 м/с. После каждого 140 тысяч километров пробега делают капитальный ремонт. Сейчас все эскалаторы переведены на автоматическое и дистанционное управление. Например, для трехленточного наклонного хода автоматика обеспечивает: включение резервного среднего эскалатора при остановке по техническим причинам одного из крайних эскалаторов; переключение среднего эскалатора, работавшего в направлении, противоположном остановившемуся по технической причине крайнему эскалатору; при остановке двух крайних эскалаторов средний продолжает работать на подъем или переключается на подъем. Все это делается немедленно, автоматически.

4. Архитектура станций Кировско-Выборгской линии

метрополитен ленинград градостроительный архитектурный

Еще при строительстве первой очереди Московского М. было положено начало традиций рассматривать станции М. не только как необходимые конструктивные сооружения подземной дороги, но и как произведения архитектуры, воплощающей определенный идейно-художественный замысел. Этим наше М. существенно отличается от подземок капиталистических стран с их подчеркнуто утилитарным, упрощенным обликом.

На архитектурное проектирование станций первой очереди ленинградского М. был объявлен всесоюзный конкурс. В нем, кроме ленинградцев, участвовали мастера архитектуры Москвы, Киева, Свердловска. На конкурс поступили 123 проекта, из которых совсем нелегко было выбрать лучшие.

Архитектурная композиция станций М. в значительной степени определяется их конструкцией, в декоративном же оформлении подземных залов и наземных вестибюлей находят отражение особенности, характерные для соответствующих этапов развития советской архитектуры. Но каковы бы не были изменения в стилистической направленности зодчества, авторы проектов станций М. всегда стремились сделать их не только удобными для пассажиров, но и красивыми. При этом проектировщикам приходится решать нелегкою творческую задачу: при сравнительно небольшом числе вариантов конструкций находить пути к художественной индивидуализации зданий, более легкой узнаваемости каждой из них при сохранении определенной целостности оформления всей линии. Особенно важную роль в оформлении станций М. выполняют произведения изобразительного искусства. Они способствуют более глубокому раскрытию идейно-художественного замысла, воплощенного в композиции станции.

Первая линия ленинградского М., начиналась у площади Восстания. Само название площади предопределило архитектурную тему одноименной станции: ее композиция посвящена революционным событиям 1917 года. Эта тема потребовала от проектировщиков -- архитекторов И.И. Фомина, Б.Н. Журавлева и В.В. Ганкевич обращения к таким примерам, которые позволили бы создать впечатления торжественности приподнятости и праздничности. Авторы проекта использовали классические методы формообразования что соответствовало традиции, которая преобладала в советской архитектуре 50-х годов. Главный вход на станцию был предусмотрен через отдельно стоящий наземный вестибюль в начале улицы Восстания. Его облик напоминает нам об архитектуре классицизма. Входы обработаны дорическими колоннами. Кольцом колонн из белого мрамора окружен и эскалаторный зал вестибюля. Подземный зал станции “Площадь Восстания” делают нарядным, облицовка из красного мрамора, многочисленные металлические детали, декоративная лепнина. Особую роль в его оформлении играют бронзовые рельефы, размещенные на пилонах. Они повествуют о событиях 1917 года. Скульптор А.И. Долиненко изобразил В.И. Ленина на броневике, выступающем перед революционными рабочими и солдатами Петрограда у Финляндского вокзала. На рельефе В.Б. Пинчука -- В.И. Ленин в Разливе, здесь вождь революции скрывался от ищеек Временного правительства и руководил подготовкой вооруженного восстания. Работы скульпторов А.В. Разумовского, В.И. Татаровича, Г.Д. Ястребенецкого посвящены событиям великого Октября -- историческому выстрелу “Авроры”, штурму Зимнего дворца, провозглашению Советской власти на II Всероссийском съезде Советов.

По сравнению с “Площадью восстания” станция “Владимирская” скромнее и строже, хотя в оформлении ее подземного зала (архитекторы Г.И. Александров, А.В. Жук, А.И. Прибульский) тоже применены мотивы ордерной архитектуры эпохи классицизма. Пилоны, отделяющие центральный зал от перронов, декорированы здесь приземистыми столами, напоминающими дорическими колонны. Стены облицованы белым мрамором “коэлга”. С ним хорошо сочетаются бронзовые детали убранства -- большие люстры и детали карнизов, проходящие на стыке стен и перекрытия. Средний зал “Владимирской” короче перронных: станция не рассчитана на столь большое скопление пассажиров, как на “Площади Восстания”. Подземные залы соединены сводчатым коридором с эскалаторами. Наземный вестибюль встроен в здание, в котором размещается институт “Ленметрогипротранс”. Вестибюль состоит из двух помещений -- прямоугольного кассового зала и круглого, перекрытого куполом эскалаторного. Стены первого облицованы золотисто-желтым мрамором Фоминских месторождений, и это придает помещению нарядный вид. Эффективно, снизу, подсвечен купол эскалаторного зала, что зрительно облегчает перекрытие. Над эскалаторами -- мозаичное панно “Изобилие”, выполненное из смальты в мозаичной мастерской Академии художеств СССР, известными ленинградскими художниками монументалистами А.А. Мыльниковым, А.Л. Королевым и В.И. Сноповым.

Станция “Пушкинская” расположена рядом с Витебским вокзалом, откуда электропоезда отправляются в город Пушкин. В отделке подземного зала “Пушкинской”, согласно проекту архитекторов Л.М. Полякова и В.А. Петрова, использованы формы и декоративные мотивы русской архитектуры первой трети XIX века. Перспектива центрального зала формируется сложным ритмом пилонов, пилястров и высоких светильников-торшеров, украшенных стилизованными копьями и щитами. Белая мраморная облицовка пилонов и полированные плиты пола из красного гранита создают изысканную цветовую гамму, соответствующую возвышенному и строгому архитектурному решению зала. В торце центрального зала установлена статуя А.С. Пушкина. Скульптор М.К. Аникушин изобразил поэта сидящем на скамье в глубокой задумчивости. Статуя находится в нише, стену которого украшает живописное панно, художнице М.А. Энгельке. Оно словно переносит нас в один из чудесных уголков Царскосельского парка. Рельефный портрет Пушкина, выполненный в форме медальона, встречает пассажиров и в верхнем вестибюле “Пушкинской”, при входе на эскалаторы. Наземный вестибюль, создан по проекту А.С. Гецкина, А.А. Грушке и В.П. Шуваловой, встроен в административное здание, расположенное на Загородном проспекте.

“Площадь Восстания”, Владимирская”, “Пушкинская” -- все это станции пилонного типа.

“Технологический институт” -- станция колонного типа. Расположена на пересечении Московского проспекта с Загородным, там, где стоит здание одного из старейших высших учебных заведений города -- Технологического института имени Ленсовета. Темой оформления ее подземного зала является прославление великих деятелей отечественной науки. Проектировали эту станцию архитекторы А.М. Соколов и А.К. Андреев. Наземный вестибюль станции включен в большое угловое здание Управления ленинградского М., находящееся напротив института.

Закругленный фасад этого здания украшен сдвоенными дорическими колоннами, поставленные на высокий пьедестал первого этажа. Громадные порталы, обрамленные камнем, отмечают входы на станцию. Подземные колоны сравнительно тонкие, квадратные в сечении, облицованы белым уральским мрамором, и поэтому зал кажется очень простым и высоким. Интересно решено освещение среднего зала. У основания его сводчатого перекрытия смонтированы многочисленные бронзовые бра в форме небольших факелов. Они попарно соединены желобами, прорезающими свод. И кажется, что источникам света служит само перекрытие, словно состоящее из множества световых арок. Средний зал украшают бронзовые медальоны с рельефными портретами К. Маркса и В. Ленина, а также крупнейших ученых страны. В центре зала расположена лестница, которая ведет на вторую подземную станцию “Технологический институт”, входящую уже в состав Московско-Петроградской линии.

Авторы проекта следующей на трассе станции “Балтийская” -- архитекторы М.К. Бенуа, А.И. Кубасов, Ф.Ф. Олейник. Художественное оформление ее посвящено славной истории Краснознаменного Балтийского флота. Между колонами портика наземного вестибюля, расположенного рядом с Балтийским вокзалом, укреплены портреты выдающихся русских флотоводцев: С.О. Макарова, П.С. Нахимова, В.А. Корнилова, М.П. Лазорева и Ф.Ф. Ушакова. Эти портреты создали известные ленинградские скульпторы А.Г. Овсянников, Р.К. Таурит, А.Н. Чернецкий, А.А. Стрекавин и В.В. Исаева. Голубовато-серая мраморная облицовка подземных залов станций напоминает о суровых водах Балтики. Свод потолка, окаймленными двумя зигзагообразными голубыми лентами, заставляет вспомнить вздувшийся парус. Образное решение станции превосходно дополняет панно “1917 год”, помещенное на торцовой стене. На панно изображены революционные моряки Балтики, вместе с рабочими и солдатами идущие на штурм Зимнего. На заднем плане -- силуэт крейсера “Аврора”. Оно исполнено по эскизу художников Г.И. и И.Г. Рублевых в технике так называемой флорентийской мозаики -- рисунок набран из крупных кусков мрамора и цветных камней.

За “Балтийской” следует станция “Нарвская”, спроектированная Архитекторами А.В. Васильевым, Д.С. Гольдгором и С.Б. Сперанским. Наземный вестибюль ее на площади Стачек расположен по соседству с Нарвскими триумфальными воротами и по оформлению удачно перекликается с ними. Трудовая слава советского народа -- такова тема архитектурно-скульптурного оформления подземного зала “Нарвской”. На пилонах станций помещены сорок восемь горельефов, изображающих советских людей самых разнообразных профессий -- строителей, шахтеров, металлургов, учителей, метростроевцев, моряков... Это произведения М.К. Аникушина, М.Р. Габе, А.М. Игнатьева, М.Т. Литовченко и других мастеров скульптуры. Светлым и праздничным кажется подземный зал, и это ощущение усиливается сверкающими световыми дугами и красным мозаичным фризом, на фоне которого блестят золотые венки из дубовых листьев.

За “Нарвской” подземный путь вскоре проходит к прославленному Кировскому заводу. Находящиеся здесь станция “Кировский завод” спроектирована архитектором А.К. Андреевым. Ее отдельно стоящий наземный павильон прямоугольной формы окружен стройной колоннадой; он архитектурно оформляет пересечения проспекта Стачек с одной из боковых улиц. При проектировании подземного зала станции “Кировский завод” архитектор использовал некоторые из традиционных приемов и форм. Но это отнюдь не помешало созданию композиции вполне современной. Два длинных ряда колонн, соединенных пологими арками, организуют перспективу станций своим четким ритмом. Над каждой колонной -- рельефный металлический картуш с индустриальной эмблемой. Стены и пилоны облицованы дымчато-серым с прожилками мрамором “Сванетия”. Стальной цвет облицовки, холодное поблескивание рельефных деталей, чеканность ритма -- все это придает архитектуре станции специфический, “индустриальный” характер.

Первая линия ленинградского М. заканчивалась станцией “Автово”, построенной по проекту архитекторов Е.А. Левинсона и А.А. Грушке. Ее наземный вестибюль украшен шестиколонным дорическим портиком и завершенный куполом, стоит на проспекте Стачек между домами жилого массива. Мелкое заложение станции дало возможность отказаться от эскалаторов и выполнить перекрытие подземного зала плоским. Его поддерживают 46 колонн, поставленных в два ряда. Для облицовки колонн авторы проекта предложили использовать рельефное прессованное стекло. Этот замысел был реализован не полностью: стеклянную облицовку получили только 16 колонн. Выполненный на стекле орнамент, спиралью обвивающей цилиндры опор, в еще большей степени усложняет декоративный убор станции. Торцовую стену подземного зала заполняет большое мозаичное панно. Художники В.А. Воронецкий и А.К. Соколов изобразили на нем счастливую женщину с младенцем на руках -- это символ мира, завоеванного в тяжелой борьбе с фашизмом.

Последние станции Кировско-Выборгской линии на юге -- “Ленинский проспект” и “Проспект Ветеранов” -- построены на 22 года позднее, чем “Автово”. Эти колонные станции тоже мелкого заложения и не имеют эскалаторов. Но их архитектура гораздо лаконичнее, строже.

Выразительность станции “Ленинский проспект” (архитекторы А.С. Гецкин и Е.И. Валь) в значительной степени определяется удачным подбором облицовочных материалов: расширяющиеся к верху колонны, облицованные красным гранитом, эффектно выделяются на фоне белых стен из не полированного мрамора.

Несколько более приглушенной по цвету решена станция “Проспект ветеранов”(архитектор В.Г. Хильченко). Здесь колонны облицованы черным лабрадоритом, пол покрыт серыми плитами гранита, чередующиеся с черными вставками, обрамленные латунными полосками. Металлическими профилями выделены и ребра колонн. Контрастную ноту в цветовую гамму вносит золотистый мрамор “газган”, примененный для облицовки стен.

В 1958 году первая линия ленинградского М. была доведена до Финляндского вокзала. В архитектурном решении сооруженных здесь двух станций -- “Чернышевской” (архитекторы А.В. Жук и С.Г. Майофис) и “Площадь Ленина” (архитектор А.К. Андреев) -- наглядно отразились те перемены, которые в конце 50-х годов произошли в советской архитектуре. На этих станциях нет сложного декоративного убора, столь охотно применявшейся раньше. Красив по тону светло-серый мрамор облицовки “Чернышевской”, с ним очень хорошо сочетаются серебристые вентиляционные решетки. На контрастном сопоставлении красного и белого цвета построена колористическая гамма подземного зала станции “Площадь Ленина”.

Станция “Выборгская” (архитекторы А.В. Жук, В.Ф. Дроздов, Е.А. Жук) и “Лесная” (архитекторы А.И. Прибульский и В.В. Ганкевич) родственны друг другу по конструктивному решению (обе они колонного типа) и композиции.

Для облицовки стен и колонн “Выборгской” использован необычный для метро материал -- розовато-бежевый травертин -- естественный камень с характерной пористой фактурой. Колонны “Лесной” облицованы белым мрамором “коэлга”, а стены керамической плиткой, зеленый цвет которой ассоциируется с названием станции. На торцовой стене здесь размещена созданная скульптором П.А. Якимовичем декоративная композиция “Солнце”.

Конструкция станции “Площадь Мужества” (группа архитекторов под руководством Л.Л. Шретера) и “Политехническая” (архитекторы С.Б. Сперанский, Н.В. Каменский, Л.Г. Бадалян), выполненных односводчатыми, с “островной” платформой, расположенной между путями.

Композиция станции “Площадь Мужества” посвящена героизму и стойкости ленинградцев в годы ВОВ. Серый гранит платформы и такая же по тону облицовка путевых стен из уфалейского мрамора придают архитектуре зала существенную торжественность. Светильники выполнены в форме опрокинутых пирамид, укрепленных на нависающих над путями металлических консольных балках.

Архитектура “Политехнической” более спокойна, в ней нет того ощущения эмоциональной обостренности, которое свойственно “Площади Мужества”. Стены и торец “Политехнической” облицованы тавертином. С камнем по цвету удачно согласуются металлические детали отделки, которым особая обработка придала оттенок старой меди.

Станция “Академическая” выполненная в колонном варианте (архитекторы А.С. Гецкин, В.П. Шувалова, В.Г. Хильченко). Главным мотивом оформления подземного зала этой станции служит аркада. Колонны и арки отделаны штампованными профилями нержавеющей стали. В сочетании с облицовкой белым мрамором “коэлга” это придает архитектуре станции можорный, праздничный характер.

Станцию “Гражданский проспект” проектировали архитекторы Г.Н. Булдаков, Л.Е. Кисельгоф и др. Пилоны и стены подземного зала этой станции облицованы очень красивым по тону серовато-бежевым мрамором “газган”.

Конечная станция “Девяткино” (архитекторы А.С. Гецкин, К.Н. Афонская, Н.И. Згодько, А.В. Квятковский, И.Е. Сергеева) совмещена с железнодорожной станцией Девяткино, что позволяет быстро пересесть с пригородных электропоездов в поезда М. и наоборот. Станция перекрыта “структурой” площадью 166 на 43,5 м. из армоцементных сборных элементов.

5. Оборудование, организация движения и подвижной состав метрополитена

Конструкция и основания пути М., сварка рельсовых стыков и крепление рельсов на упругих прокладках обеспечивают высокие эксплуатационные качества пути и плавность хода поездов на больших скоростях. Управление стрелками осуществляется с постов централизации. В некоторых зарубежных М. путь уложен на щебеночном балластном основании, что приводит к загрязнению тоннелей и образование пыли при движении поездов.

Система электроснабжения М. включает: тяговые подстанции, где переменный ток высокого напряжения (6--10 кв) преобразуется в постоянный с напряжением 825 вольт, который по кабелю подводится к контактному рельсу и через скользящий токоприемники -- подводится к тяговым двигателям поезда; понижающие подстанции для нужд освещения и питания электропривода эскалаторов, вентиляторов, насосов и другого оборудования. Подстанции оборудованы системой автоматики и телеуправления с центрального диспетчерского пульта. Безопасность следования поездов М. (на отдельных участках скорость достигает 90 км/ч) при интервалах движения 1,5--2 мин обеспечивается системой СЦБ (сигнализация, централизация блокировка) с автоматической остановкой поезда в случае проезда мимо запрещающего сигнала, а также автоматической локомотивной сигнализацией.