Метро — транспортный гигант мегаполиса

По информации ИА «INFOLine», в будний день в Санкт-Петербурге, несмотря на рост уровня автомобилизации, 73% поездок совершается на пассажирском транспорте общего пользования. При этом метро ежедневно только в Петербурге пользуются около 2 млн. пассажиров. И хотя метрополитен уже терпит значительные убытки в связи с экономическим кризисом и сокращением количества поездок, он все-таки остается самым востребованным видом общественного транспорта.

История вопроса

В столице Российской империи уже в конце XIX в. всерьез обсуждали перспективы строительства подземной железной дороги. Напомним, что в то время в Петербурге не было даже электрических трамваев. Первый из известных проектов (проект правления Балтийской железной дороги) основывался на идее соединения всех петербургских вокзалов одной линией. Именно эта идея и была воплощена в первых станциях метрополитена. Самым удачным проектом следует признать проект гражданского инженера П. И. Балинского, который еще в 1898 г. предложил создать разветвленную сеть столичной железной дороги на основе радиально-кольцевой транспортной системы с Центральным вокзалом. Кольцо должно было охватить все пригороды Петербурга. Планировалось построить 11 новых мостов через Неву и ее рукава. Стоимость проекта была оценена в 190 млн. руб., при этом доход уже в первый год мог составить около 2 млн. В 1903 г.
проект был отклонен императором Николаем II. Отметим, что практически все дореволюционные проекты отличались преимущественно эстакадными линиями, так как для строительства тоннельного метрополитена, притом глубокого заложения, в Петербурге не было достаточных материальных и технических ресурсов.
Первая очередь Ленинградского метрополитена от станции «Автово» до станции «Площадь Восстания» протяженностью 10,8 км была введена в эксплуатацию только 15 ноября 1955 г.

Впервые в мире…

С этой фразы можно начать несколько отдельных тем, посвященных развитию Петербургского метрополитена.
Так, именно в Ленинграде впервые в мире были использованы станции закрытого типа («горизонтальный лифт»). Первой из них стала станция «Парк Победы». В настоящее время станции этого типа уже не сооружаются, однако существующие 10 являются характерной «визитной карточкой» петербургского метро. В свое время удешевление и ускорение строительства было решающим аргументом в пользу сооружения станций закрытого типа. Время показало, что обслуживание и эксплуатация таких станций значительно сложнее и дороже, чем предполагалось. К тому же они требуют от машинистов техники так называемого «прицельного торможения», что снижает пропускную способность станции. Отдельно стоит отметить, что для Ленинградского метрополитена пришлось конструировать новые типы подвижного состава, поскольку необходимо было выдержать заданный данными станциями интервал между дверями вагонов.
Строительство станций закрытого типа велось в Ленинграде до разработки конструкции и индустриального алгоритма сооружения односводчатой станции. В результате отказались от применения первого типа в пользу второго, и на смену «горизонтальным лифтам» пришли «односводы». Именно в Ленинграде впервые в мире в 1975 г. были построены односводчатые станции глубокого заложения — «Площадь Мужества» и «Политехническая»: каждая станция состоит из одного зала со сводом цилиндрической формы, то есть зал образован единственным тоннелем гигантского 15-метрового диаметра.
В Петербурге впервые в мире в 1997 г. построена двухъярусная пересадочная односводчатая станция глубокого заложения (глубина — 64 м по нижнему УГР) — «Спортивная»: в односводчатой станции вместо гигантских подплатформенных помещений сделали нижний ярус. Из одного яруса на другой выводят 6 малых эскалаторов, объединенных в 2 группы по 3 эскалатора. Получилась двухэтажная односводчатая станция с четырьмя путями. Пока используются только два, а в перспективе это будет кросс-платформенная пересадка со строящейся Фрунзенско-Приморской линии на будущую кольцевую линию, северная дуга которой должна пройти от станции метро «Василеостровская» до станции метро «Выборгская».

От метода проб и ошибок к победам

Все станции метрополитена можно классифицировать по их конструкции и глубине заложения. Они определяются не только геологическими особенностями грунтов, но и из соображения практичности.
На линиях питерского метро, например, вообще нет участков, выходящих на поверхность. Три наземные станции («Девяткино», «Купчино» и «Рыбацкое») сооружены крытыми. И это не случайно. Дело в том, что 1 июня 1966 г. в Ленинграде была сдана в эксплуатацию станция «Дачное» (на Кировско-Выборгской линии, после станции «Автово»), которая являлась открытой наземной станцией с одной платформой. Практика показала, что из-за воздействия внешней среды Санкт-Петербурга на здания и сооружения метрополитена эксплуатация открытых наземных участков затруднительна. Станция была закрыта 5 октября 1977 г. после запуска участка «Автово» — «Проспект Ветеранов», и больше станций метрополитена такого типа в городе не строили.
Горький опыт эксплуатации Филевской линии Московского метрополитена, большинство станций которой являются наземными, подтверждает правильность принятого решения. Погода в поездах на Филевке фактически повторяет уличную, а осадки с легкостью проникают в салоны через вентиляционные раструбы на крышах.
Наиболее старым и проверенным инженерным решением в области проектирования станций глубокого залегания являются станции пилонного типа, состоящие из трех залов (центрального и двух боковых), образованных самостоятельными тоннелями и отделенных друг от друга массивными пилонами.
Следующая ступенька эволюции станций глубокого залегания — станции колонного типа. В 60-е гг. в Ленинграде началось строительство станций закрытого типа (см. выше), а в 1975 г. произошла новая революция. И опять источником идей стал Ленинград — именно здесь были сданы в эксплуатацию первые односводчатые станции глубокого залегания.
Петербургский метрополитен, пионер в области строительства станций глубокого залегания, даровал миру и еще одно уникальное творение — двухэтажную станцию «Спортивная».
Технологии
Сложные грунты Санкт-Петербурга ставят метростроевцев перед необходимостью использовать новые технологии строительства, которые основаны на применении высокопроизводительного оборудования (в том числе бурового) и эффективных материалов (в первую очередь, гидроизоляционных). Эта работа проводится с непосредственным участием ученых и специалистов из технических университетов и проектных организаций.
При сооружении станций активно применяются экскаваторы и стреловые комбайны. Объем механизированной разработки породы достигает 70% от общего объема выемки.
Особенное внимание уделяется уменьшению влияния подземных разработок на здания и сооружения, расположенные на поверхности, что достигается благодаря применению «щадящих технологий» (опережающая крепь, стена в грунте, анкерная крепь). При сооружении камер большого сечения в условиях недостаточно мощного пласта прочных пород в кровле применяется метод укрепления грунтов экраном из металлических труб, заполненных цементным раствором, нагнетаемым под давлением.
Для размещения труб, длина которых может достигать 20 м, из забоя с помощью мобильных буровых станков под заданными углами пробуриваются десятки скважин. После твердения раствора трубы превращаются в железобетонные анкеры, под защитой которых и ведется дальнейшая проходка, а также монтируется обделка из железобетонных колец.
Так, при строительстве станции «Старая Деревня» в основу конструкции был положен метод немедленного обжатия сборного верхнего и обратного сводов на породный массив, что позволило свести до минимума смещение породного массива и осадки дневной поверхности.

Петербургские «фишки»

Петербургское метро по средней глубине залегания является самым глубоким в мире: 55 из 63 — станции глубокого заложения (50 – 75 м). Станция «Адмиралтейская» после завершения строительства станет самой глубокой в России (102 м). Глубина перегонов «Невский проспект» — «Горьковская» и «Комендантский проспект» — «Старая деревня» превышает 150 м.
Конечно, сооружение глубоких станций и перегонов обходится дороже всего, но зато им не страшны ни высотные здания на поверхности, ни плотная застройка, ни густая сеть подземных коммуникаций. Сложность грунтов Северной столицы объясняет тот факт, что в Петербурге сооружены только три наземные станции («Девяткино», «Купчино» и «Рыбацкое») и три станции мелкого залегания («Автово», «Ленинский проспект» и «Проспект Ветеранов»).
Определенная часть станций метрополитена расположена в зоне, подтопляемой при наводнениях. Поэтому наземные вестибюли этих станций приподняты на несколько ступенек над окружающим ландшафтом и оборудованы гермоворотами. Так, при уровне воды 2,5 м выше ординара в зоне затопления окажутся станции «Приморская», «Горьковская», «Крестовский остров», «Чкаловская», «Спортивная». При уровне в 3 м выше ординара список дополнят станции «Черная речка», «Садовая» и «Василеостровская».
Петербургский метрополитен на сегодняшний день единственный в России, охватывающий два субъекта Федерации (станция «Девяткино» находится не в Санкт-Петербурге, а в Ленинградской области).