книги / Строительная геотехнология

земная пристройка, открытый внутренний двор которой обеспечивает освещение выходящего к нему коридора и нескольких аудиторий.

ВСент-Луисе (США) к мемориалу Джеферсона для разме­ щения музея была пристроена подземная часть здания, связан­ ная с подвальными этажами двух зданий. Для обеспечения есте­ ственного освещения сформирован внутренний двор, являю­ щийся одновременно и площадкой для отдыха.

ВДалласе (СШ А) построен молодежный центр, кото­ рый в плане имеет форму круга, а его отдельные помеще­ ния форму круглых секторов. Внутреннее пространство нового центра занимает библиотека, лекционный зал, те­ атральный зал, студия, игровой зал, зал для собраний, ресторан, конторы, социально-бытовые помещения и склады, а также салоны. Сооружения расположены под газоном возле церкви, с которой центр сообщается через цокольный этаж. Функционирует санитарно-техническая система, работает кухня.

За счет подземного пространства была расширена тер­

ритория университета Хьюстона (США). В подземном про­ странстве создано сооружение площадью около 5 тыс. м2. В нем имеются лекционные аудитории, учебные классы, чи­ тальный зал, столовая, лаборатории.

В Хельсинки (Финляндия) в подземном пространстве размещена церковь Темпелиауке. Над поверхностью земли поднимается только вершина ее купола.

Для дополнительной постройки малых спортивных со­ оружений большую возможность представляет подземное пространство города.

В г. Одца (Норвегия) построен спортивный центр. Его центральный зал имеет размеры 25x60 м. Две раздвижные автоматически опускающиеся перегородки позволяют раз­ делить этот зал на три части. Сооружены душевые, гарде­ робные. Вокруг зала проведена галерея. В отдельном тонне­ ле, примыкающем к большому залу, сооружена беговая до­ рожка. Общая площадь спортивного центра 2700 м2, объем выработанной скальной породы составил 25 тыс. м3.

54

В Гьовике (Норвегия) в центре города построено ком­ плексное сооружение, которое при объеме 40 тыс. м3 имеет площадь 6 тыс. м2, содержит телефонный узел, бассейн и штаб гражданской обороны.

Имеется некоторый опыт строительства культурнопросветительных и зрелищных сооружений в Армении и Грузии — это зрительный зал кинотеатра в г. Алаверды и культурно-просветительный центр в Тбилиси.

ПОДЗЕМНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО ПРЕДПРИЯТИЙ ТОРГОВЛИ, ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ, БЫТОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И СВЯЗИ

Повышение уровня потребления влечет за собой необ­ ходимость количественного роста сети магазинов. Традици­ онные торговые центры не способны воспринять растущую нагрузку, а покупатели посещают привычные торговые кварталы, как правило, в центре города. Размещение новых магазинов традиционными методами застройки затрудняет­ ся из-за дефицита земельных участков.

Основой для определения мест размещения подземных ма­ газинов и торговых центров является наличие массового поку­ пателя, которое ежедневно наблюдается в узлах концентрации общественного транспорта и пешеходного движения: у выхо­ дов метрополитена и железнодорожных станций, в пешеходных переходах. Дополнительные торговые функции подземных пе­ реходов желательны и с психологической точки зрения.

В городах Японии до 1975 года построено 55 подземных магазинов общей площадью 400 тыс. м2, при многих из ко­ торых сооружены подземные автостоянки.

Среди подземных торговых центров выдающееся ме­ сто занимает торговый центр «Штраус» (Мюнхен, Герма­ ния), занимающий 7 тыс. м2 подземной торговой площади и 1700 м2 складской. В нем расположено 44 магазина. На третьем и четвертом подземных ярусах сооружены гара­ жи-стоянки на 800 легковых автомобилей, бензоколонка и станция срочного технического обслуживания. В этом же сооружении работает необходимое для эксплуатации цен­ тра электронное, инженерное и предохранительное обо-

55

рудование. Торговые площади полностью обеспечены кондиционерами, машинное оборудование для которого размещено на пятом подземном ярусе в четырех самостоя­ тельных станциях искусственного климата. В магазинах и на стоянках через каждые 100 м2, в складах на каждые 1000 м2 предусмотрен запасной выход на поверхность по аварийной лестнице или по пандусам.

В Париже (Франция) на месте рынка Ле Алль («Чрево Парижа») размещен подземный многофункциональный комплекс. Хотя весь уровень пятиярусного здания подзем­ ный, принятое архитектурное решение таково, что благода­ ря наличию внутреннего дворика солнечный свет достигает всех помещений. В центре размещены культурный центр им. Ж. Помпиду, просветительные и детские учреждения, спор­ тивный зал, международный торговый центр, выставочный зал, центр дальней связи, вспомогательные сооружения, станции метрополитена, подземные пешеходные переходы, сеть подземных магазинов, подземные автостоянки и скла­ ды, санитарно-техническое оборудование. Основное соору­ жение комплекса представляет для торговых целей площадь 115 тыс. м2, площадь культурных учреждений — 9 тыс. м2, автостоянка на 1140 мест.

Построенное в Сент-Луисе (США) двухэтажное пред­ приятие общественного питания является характерным при­ мером самостоятельного подземного комплекса, не примы­ кающего к наземному зданию. Путем создания внутренних двориков в нем обеспечено освещение дневным светом.

В Дюссельдорфе (Германия) было предложено два про­ екта сооружений многоцелевого назначения: для центра го­ рода — на глубине 34 м размещены станция метрополитена, гараж на 400 мест и убежище на 5000 человек; для перифе­ рийных районов — на глубине 17 м размещены станция мет­ рополитена, гараж на 200 машин и убежище на 2500 человек. В обоих сооружениях имеются торговые, обслуживающие и служебные помещения.

В Париже реализован проект подземного комплекса многоцелевого назначения, позволившего улучшить транс­ портное обслуживание города, увеличить вместимость авто-

56

стоянок и гаражей, а также освободить значительные пло­ щади под жилую застройку, место отдыха и озеленение. По­ лезная площадь всех сооружений составила 26 000 тыс. м2. Расположившись в 12 ярусов под руслом Сены на площади 220 га, комплекс стал звеном, соединяющим восточную и за­ падную части города. В подземных ярусах размещены круп­ ные автостоянки и гаражи общей вместимостью 50 000 ма­ шин, функционируют торговые, обслуживающие и общест­ венные учреждения.

Торговые центры часто выполняются вместе с автовокза­ лами: в Ровеннеми (Финляндия) — соединенный в комплекс с торговым центром и почтамтом; в Бергене (Голландия) — включенный в состав торгового центра; в Гамбурге (Германия)

—входящий в состав торгового центра и др.

ВВеликобритании ведутся работы по реконструкции

Лондона. Новый общественный комплекс имеет многоярус­ ное решение с двумя подземными этажами, где располагают­ ся автостоянки и гаражи, рассчитанные на 900 машин, а также тоннели для автомобильного и рельсового транспор­ та. Перекрытия магазинов использованы для создания под­ земных прогулочных пешеходных трасс. Над торговыми помещениями строятся жилые дома, входы в которые проек­ тируются на уровне подземных прогулочных трасс и с внут­ ренних входных галерей. В подземном уровне запроекти­ рованы склады магазинов.

ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ДОКУМЕНТАЦИИ

ИКУЛЬТУРНЫХ ЦЕННОСТЕЙ

Всовременных условиях весьма важное значение прида­ ется сохранению документации (научной и производствен­ ной, деловой, финансовой, библиотечной и пр.) и культур­ ных ценностей.

Отмечается, что в современных условиях подземное хра­ нение ценной документации обеспечивает максимальную безопасность, оптимальные (при соответствующем оборудо­ вании хранилищ) условия хранения и экономическую целе­ сообразность сооружения таких хранилищ.

57

Ш ирокое распространение нашли такие хранилища в США. Так, свыше 30 лет успешно функционирует подземное хранилище компании «Нейшн Сторидж» площадью 40 тыс. м2. Там же (недалеко от Солт-Лейк-Сити) в гранитном мас­ сиве на глубине 210 м сооружено хранилище различных ар­ хивных документов общей площадью 6 тыс. м2, представ­ ляющее собой тоннель.

Компания «Маунтин-Групп» (Бостон, США) имеет два крупных хранилища в горных выработках в штате НыоИорк. Хранилища созданы на основе известняковой шахты на глубине 50 м, занимают площадь 60 тыс. м2, из которых 44 тыс. м2 собственно хранилище правительственной, стра­ ховой и банковской документации, которая располагается на стеллажах небольших камер-боксов. В хранилище преду­ смотрены помещения для восстановления хранимой доку­ ментации, обработки и изготовления новых копий, помеще­ ния для вычислительной техники. Необходимый темпера­ турный режим поддерживается автоматизированными систе­ мами кондиционирования воздуха.

В г. Хадсон (США) в выработках отработанной железо­ рудной шахты оборудовано хранилище, известное как «Сейф-Сити», принадлежащее компании «Арон Маунтин Секьюрити», площадью 32 тыс. м2. Хранилище представляет собой 13-ярусную железобетонную конструкцию с высотой помещения в ярусах 2,4— 4,6 м, шириной 4,6—6 м и протя­ женностью в несколько десятков метров каждое. Глубина заложения от 20 до 70 м.

В районе Канзас-Сити (США) функционируют три хра­ нилища, оборудованных в известняковых шахтах, в штате Арканзас — одно в соляной шахте.

Используются для хранения ценной документации и спе­ циально пройденные горные выработки, как это имело ме­ сто при создании комплекса архивных сооружений на глу­ бине 45 м в Нью-Йорке.

Аналогичные хранилища оборудованы в ряде других стран. Так, в Великобритании международный центр хране­ ния ценной документации расположен в выработках извест­ няковой шахты (фирма «Васдейс Секьюрити»).

58

Для хранения экспонатов Британский музей использует горные выработки известняковой шахты в Брэдфорде.

Национальный архив Норвегии размещен в гранитном массиве (Осло).

Городской архив Стокгольма (Швеция) размещен в 5-ярус- ном подземном бетонном сооружении, оборудованном в скальном массиве. Проектом работ предусмотрено простран­ ство между скальными породами и бетонной конструкцией.

ПОДЗЕМНЫЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЕСКИЕИНСТИТУТЫ

Специфика работ, требующая отсутствия любых помех, обусловила размещение в горных выработках, обеспечива­ ющих высокую сейсмоустойчивость и экранирующие свой­ ства, сложных научно-исследовательских комплексов.

ВРоссии в долине реки Баксан (Кавказ) в массиве гор­ ных пород, сложенных гранитами, на глубине до 1000 м раз­ мещен объект, состоящий из четырехкилометрового тоннеля

идвух многоярусных камер-лабораторий шириной 23,5 м и высотой 16,3 м, закрепленных бетоном. Другая подобная многоцелевая обсерватория действует в выработках одной из соляных шахт на глубине 240 м.

ВСША для этой цели используют выработки золотодо­ бывающей шахты в штате Северная Дакота на глубине 1500 м, в Италии — специальное ответвление автомобильного тоннеля под горой Монблан.

ВКиргизии в скальном массиве построена геофизиче­

ская обсерватория в тоннеле длиной 210 м.

Мощный ускоритель электронов Европейского Центра ядерных исследований представляет собой кольцевой тоннель протяженностью 27 км, пройденный в скальном массиве.

ЛЕЧЕБНЫЕ, СПОРТИВНО-ТУРИСТИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Имеется опыт спелеотерапии в соляных копях Австрии, Польши, Закарпатья (Солотвинский солерудник). Действует аналогичная лечебница в Березниках (Россия).

Около наиболее крупной карстовой пещеры мира Ма­ монтовой (США), имеющей длину ходов более 540 км, обо­ рудованной для посещения туристами, образован нацио­ нальный парк.

59

2.4. П О Д ЗЕ М Н Ы Е О БЪЕКТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО НАЗНА ЧЕНИЯ

ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Подземное расположение очистных сооружений хозяй­ ственно-фекальных и дождевых стоков распространено по­ всеместно из-за возможности уменьшения земельных участ­ ков, а также доступности сбора и контроля вредных веществ, сохранения исторических ландшафтов.

Крупнейшая станция по очистке сточных вод — «Хенрикодаль», расположенная в Стокгольме (Швеция) непо­ средственно под жилыми современными зданиями, успешно эксплуатируется 45 лет.

Все основные технологические очистки сточных вод осуществляются в тоннелях, пройденных параллельно друг другу, имеющих длину около 300 м и площадь сечения 100 м2. Расширение очистных сооружений из-за строительства дополнительных выработок, как правило, выполняется без остановки работы станции. В настоящее время в Шве­ ции имеется около 15 подземных очистных станций, на ко­ торых перерабатывается 30 % общего количества всех сточ­ ных вод в стране.

ЗАХОРОНЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ (В ТОМ ЧИСЛЕ РАДИОАКТИВНЫХ) И БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Закачка стоков в пласты

Один из наиболее простых путей ликвидации промыш­ ленных стоков — закачка их в недра земли. Наиболее целе­ сообразно проводить такие мероприятия при нефтедобыче с целью поддержания пластового давления в залежах нефти. Загрязнения подземной гидросферы не происходит, потому что в продуктивные горизонты закачивается вода, извлечен­ ная из них ранее. Широкая практика закачки таких пром­ стоков осуществляется в объединениях «Башнефть», «Тат­ нефть», «Грознефть» и др. Практикуются эти мероприятия и за рубежом (США, Канада, Франция, ФРГ и др.).

60

Более сложно обстоят дела с закачкой в недра земли ра­ диоактивных отходов. В Германии широко применялось подземное захоронение жидких и твердых отходов низкого и среднего уровня радиоактивности. В США для захоронения радиоактивных отходов предполагалось использовать замк­ нутые подземные бассейны пустынь в Неваде между горны­ ми хребтами. Во Франции эксперименты подземного захо­ ронения проводились в долине Прованса. В Великобритании в течение многих лет жидкие и радиоактивные отходы в Хейфорде сбрасывались в грунтовые воды.

Захоронение радиоактивных отходов

Для захоронения отходов в недра должен быть оформ­ лен горный отвод, который включает в себя горные выра­ ботки, камеры захоронения, зону санитарного отчуждения, на внешней границе которой концентрация радионуклидов не должна превышать допустимой величины, барьеры и пре­ дохранительные целики. Перспективными для захоронения РАО признаны массивы, представленные каменной солью, монолитными кристаллическими породами, которые не со­ держат свободной воды, и глинами.

В Прикаспийской впадине изучено более 100 соляных структур. Наибольший интерес представляет Азгирское со­ ляное поднятие. В Оренбургской области из 22 объектов вы­ брана для рассмотрения Колганская соляная площадь. В Предуральском прогибе выбрана Лемизинская соляная структура (Россия).

К настоящему времени разработаны конструкции не­ скольких типов могильников в виде глубоких скважин большого диаметра, шахтного ствола специальной конст­ рукции, комплексов, состоящих из шахтных стволов, и ка­ мер с вертикальными скважинами, камер в соли, созданных методом выщелачивания.

МУСОРОСЖИГАЮЩИЕ УСТАНОВКИ

Безусловный интерес представляет строительство под­ земных мусоросжигающих установок. В Гамбурге (Герма­ ния) в двухэтажном подземном подвале кроме инженерно­ го оборудования установлена система мусоропроводов,

61

через которую с помощью вакуумного насоса мусор по трубопроводу попадает в приемный бункер, связанный с установкой для сжигания отходов, тепло от которой идет на отопление жилья.

2.5.С И С ТЕ М А ТИ ЗА Ц И Я

ПО Д ЗЕ М Н Ы Х СООРУЖ ЕНИЙ

ПО О С Н О В Н Ы М П Р И ЗН А К А М

Анализ опыта строительства подземных объектов показал, что, несмотря на многообразие их типов, для всех характерно наличие следующих регламентирующих признаков:

♦тип сооружения;

♦объемно-планировочное решение;

♦условия строительства;

♦способы строительства.

Уникальность каждого подземного сооружения опреде­ ляется совокупным индивидуальным содержанием, нагляд­ ное представление о котором дает систематизация призна­ ков, характеризующих каждое из них (табл. 2.1).

Надежную работу подземного объекта гарантирует при­ нятие оптимальных инженерно-технических решений, най­ денных для каждого основного признака с учетом взаимо­ связей как между ними, так и с породным массивом, в кото­ ром будет размещен подземный объект.

Следовательно, еще до начала строительства надо иметь четкие представления о следующем:

♦ что будет построено (функциональное назначение, инженерно-техническая характеристика объекта, т.е. проект);

♦какова конфигурация этого объекта в подземном пространстве породного массива, где будет размещен этот объект (объемно-планировочное решение);

♦каковы условия строительства этого объекта (горно­ геологические условия, привязка к местности на поверх­

ности земли, глубина заложения);

62

Таблица 2.1

Систематизация подземных сооружений по основнымрегламенпшрующим признакам

♦какие трудности могут возникнуть при строительстве

иэксплуатации объекта (подготовка массива к строи­

тельству, выбор технологии строительства).

63