Городской тоннель

Тоннелем называют подземное, подводное или горное сооружение для прохода, проезда, пропуска водотоков или прокладки коммуникаций. Тоннель может быть и транспортным, и пешеходным и велосипедным. Существуют также так называемые экологические тоннели. Они прокладываются под автомобильными или железными дорогами и служат для безопасного перемещения животных. Тоннели строят для преодоления природных препятствий, для сокращения пути, для сокращения времени движения, в данном случае тоннель сооружается вместо паромной переправы. Тоннели под водными преградами часто строят вместо мостов там, где мосты могли бы помешать проходу судов. Кроме того, тоннели строят во избежание пересечения разных транспортных потоков на одном уровне, и разновидностями таких тоннелей являются подземные переходы, тоннели вместо железнодорожных переездов, тоннели как часть автомобильных развязок.

Продольный профиль автотранспортных тоннелей проектируют с минимальным заложением перекрытия тоннеля под проезжей частью улицы для уменьшения полной длины тоннеля. Глубина заложения может быть увеличена, если над перекрытием тоннеля предусматривается прокладка подземных коммуникаций или пешеходных тоннелей. Если над тоннелем проходит трамвайная линия, глубина заложения перекрытия должна быть не менее 1 метра, считая от уровня головки рельсов трамвайного пути.

Для строительства тоннеля необходима выработка, то есть искусственная полость в земной коре. В устойчивых породах выработку обычно оставляют без закрепления, в неустойчивых сооружают временную крепь, основными элементами которой являются рошпаны; затем обделку. Обделка является важнейшим элементом тоннеля, так как воспринимает давление окружающих горных пород и обеспечивает гидроизоляцию тоннеля. Участки тоннеля, находящиеся возле его выходов, называются порталами. Порталы придают архитектурный вид входам в тоннель на фоне окружающего ландшафта.

Есть два вида способов строительства тоннелей — закрытые и открытые. Закрытые способы применяются как для строительства тоннелей глубокого, больше 20 метров, так и мелкого заложения. В зависимости от того, в какой породе строится тоннель, выбирают ту или иную технологию строительства. К закрытым способам относят щитовой, когда при помощи щита грунт разрабатывается на полное сечение, а затем сооружается обделка тоннеля. Есть также способ сплошного забоя, при котором грунт разрабатывается в забое на полное сечение, а затем с помощью временных креплений возводится обделка тоннеля. При горном способе грунт разрабатывается по частям, а далее по частям с помощью временных креплений возводится обделка.

Открытые способы применяются, как правило, для возведения тоннелей мелкого заложения. По сравнению с закрытыми способами открытые способы отличаются относительной дешевизной строительства, но требуют обязательного переноса дорог и перекладывания коммуникаций, находящихся над тоннелем. К открытым способам относят котлованный способ, при котором котлован роется на полную ширину тоннеля до уровня его подошвы. Стены котлована либо оставляют под углом естественного откоса грунта, либо укрепляют в вертикальном положении. Обделку сооружают в котловане, который затем засыпают грунтом. Данный способ применялся при строительстве метро в Берлине и поэтому иногда называется берлинским.

При траншейном способе котлован отрывается по частям, стены возводят методом «стена в грунте». Таким способом часто строят пешеходные тоннели. При щитовом способе используется прямоугольный щит, аналогичный тому, что используется при закрытом способе. С его помощью возводят обделку тоннеля. При сооружении тоннелей в сложных инженерных условиях используют различные специальные методы, например, дренаж, замораживание грунтов, кессонный способ с применением сжатого воздуха.

Одной из наиболее животрепещущих проблем больших городов является транспортная проблема. Даже там, где хорошо развита сеть общественного транспорта, неизбежное и постоянное увеличение степени автомобилизации является вызовом, к дальнейшим ответам на который следует готовиться заранее. В том числе строя городские тоннели. Этот процесс может идти параллельно развитию городской сети метрополитена, но различного рода муниципальные тоннели могут проектироваться и там, где пока не идет речь о строительстве метро.

Ведь тоннель может быть не только транспортным или пешеходным, но и совмещенным. Например, по разным отсекам одного тоннеля могут перемещаться автомобили, поезда метрополитена, поезда городской железной дороги и пешеходы. Подземные транспортные сооружения ограниченной длины могут быть предназначены для хранения транспортных средств, размещения станций метрополитена, скоростного трамвая или городской железной дороги, устройства пересадочных узлов и пересечений подземных автомагистралей, а также отдельных помещений вокзалов или аэропортов, для создания пешеходных уровней и многоярусных транспортных комплексов.

Для пересечения возвышенностей, разделяющих города на части и затрудняющих сообщение между отдельными городскими районами, сооружают транспортные и пешеходные тоннели горного типа. В некоторых случаях в таких высотных препятствиях размещают подземные гаражи и комплексы. И очень часто городские тоннели пересекают и искусственные высотные препятствия, например, насыпи автомобильных и железных дорог, дамбы. Не секрет, что строительство подземных объектов в городах должно осуществляться комплексно и планомерно, чтобы вместе с наземными и надземными сооружениями эти объекты создавали единую взаимосвязанную пространственную систему. В первую очередь подземное пространство должно осваиваться в центральных районах городов, имеющих наибольший дефицит в свободных территориях и максимально загруженных транспортом, с учетом естественного рельефа местности, что в значительной степени облегчает устройство подъездных путей. Активное использование подземного пространства дает возможность значительно улучшить архитектурно-планировочную структуру городов; освободить поверхность земли от многочисленных сооружений вспомогательного характера; рационально использовать городские территории для жилищного строительства, создания парков, скверов, стадионов, иных зеленых и безавтомобильных зон.

Городское подземное, в частности, тоннельное строительство помогает улучшить транспортное обслуживание населения, решить проблему автомобильных стоянок, эффективно разместить объекты инженерного оборудования, улучшить санитарно-гигиеническое состояние города, сохранить архитектурные и природные памятники; использовать в случае необходимости подземные сооружения для целей гражданской обороны. Под землей в первую очередь должны быть построены такие объекты, в которых время пребывания людей ограничено. Это транспортные сооружения, музеи, кинотеатры, магазины. Под землей будут строиться пешеходные тоннели, движущиеся тротуары, автостоянки, прокладываться инженерные коммуникации. Подземное пространство будет осваиваться для строительства тоннелей метрополитена, подземных гаражей, складов, коллекторов, резервуаров и других объектов городского хозяйства.

В ряде случаев сооружают тоннели, внутри которых предусмотрены остановки общественного транспорта. Автотранспортные тоннели мелкого заложения независимо от планировочной схемы состоят из закрытой, собственно тоннельной, части и открытых рамповых участков. В некоторых случаях для улучшения условий проветривания и освещения тоннелей значительной протяженности в местах, где не предусмотрен пропуск наземного транспорта, оставляют открытые сверху участки.

Тоннели на развилках магистралей в зависимости от ширины последних и интенсивности движения устраивают односторонними и двухсторонними с различными схемами развязки движения над тоннелем. Например, возможно устройство кольцевой развязки движения над закрытой частью тоннеля с удлиненными поворотными островками, как это принято на тоннельном пересечении на развилке Ленинградского и Волоколамского шоссе в Москве. Транспортные тоннели для увеличения пропускной способности, как и грузовые тоннели, имеют сравнительно простые планировочные схемы. Такие тоннели обычно закладывают по направлению основных магистралей.

Большие объемы подземного строительства предстоит выполнить в Москве. В Северном Чертаново под землю будут переведены все виды транспорта, инженерного оборудования, гаражи на 3,5 тысячи автомобилей, предприятия коммунального обслуживания. Основной подземной магистралью станет транспортно-эксплуатационный проезд, представляющий собой тоннель длиной около 1 километра, от которого к жилым комплексам, гаражам и торговому центру будут вести вспомогательные тоннели.

В подземные помещения будут переведены также теплофикационные установки, энергетическое оборудование, холодильные агрегаты, трансформаторные подстанции, вентиляционные установки, мусоропроводы. Это позволит высвободить около 20 гектаров территории и использовать их для разбивки скверов, парков, устройства спортивных площадок. Комплексное использование подземного пространства предусмотрено и на улице Димитрова. Здесь вдоль улицы будет построен транспортный тоннель для обслуживания магазинов и предприятий общественного питания. Рядом с тоннелем разместится двухъярусная стоянка на 500 автомобилей площадью 14,5 тысячи квадратных метров. Под землей будут размещены также камеры кондиционеров, холодильные агрегаты, насосная станция, очистные сооружения, теплоэлектроцентраль.

Намечено дальнейшее развитие подземного пространства Парижа. Здесь будут построены подземные автомагистрали глубокого заложения общей протяженностью 130 километров. Двухъярусные тоннели кругового поперечного сечения диаметром 15 метров или эллиптического сечения высотой 15 и шириной 12 метров пройдут на глубине от 15 до 100 метров и будут иметь выезды на поверхность земли в виде пандусов с уклонами 10 процентов. Всего потребуется устройство 270 прямых и спиральных пандусов для пропуска 100 тысяч автомобилей в час. Для связи с поверхностью земли предусмотрены лифты и эскалаторы. По трассе подземных магистралей намечено строительство 40 автостоянок общей вместимостью 58 тысяч автомобилей. Представляет интерес проект создания в Париже крупнейшего подземного комплекса под руслом Сены.

Сергей ЗОЛОТОВ