Метро — одно из самых удобных и быстрых средств передвижения в больших городах. Именно благодаря подземке миллионы людей ежедневно добираются до работы, учёбы, домой и по делам.

Но задумывались ли вы когда-нибудь, как же вообще строят метро? Чем роют тоннели, каким оборудованием пользуются строители?

Чем роют метро: всё, что нужно знать о подземных гигантах

Tunnel Boring Machine (TBM) )that is being moved inside an underground tunnel.

 

Ведь копать под землёй — это не просто выкопать яму в огороде. В этой статье я расскажу, чем именно роют метро, какие технологии используются, какие проблемы встречаются на пути к созданию этой сложнейшей инженерной системы. Погрузимся во все детали, чтобы вы могли понять это интересное и сложное дело. Приготовьтесь — будет много любопытного!

Содержание

История строительства метро: от лопаты до мегамашин

Чем роют метро: всё, что нужно знать о подземных гигантах

Это может показаться странным, но первые метро строили почти вручную. Например, в Лондоне, где появилось первое метро в мире, рабочие копали тоннели с помощью простых лопат и кирок. Это был тяжёлый и опасный труд, который длился месяцами, а то и годами.

Со временем появлялись механизмы, которые облегчали работу. Например, паровые машины для откачки воды, углубления грунта. Но настоящий прорыв случился в XX веке с изобретением тоннелепроходческих щитов и специальных машин, которые могут копать почти как огромные черви под землёй.

Первые методы рытья тоннелей

До того, как появились мощные машины, основным способом было:

  • Ручное копание лопатами и кирками
  • Использование деревянных подмостей для безопасности
  • Откачка воды с помощью насосов
  • Поддержка стенок обшивкой, чтобы земля не осыпалась

Этот способ был очень медленный и опасный — сотни рабочих могли погибать от обвалов, отравления газом или затопления.

Современные тоннелепроходческие машины

Чем роют метро: всё, что нужно знать о подземных гигантах

Сегодня основное оборудование для рытья тоннелей называется ТПМ — тоннелепроходческая машина. Она представляет собой огромный механизм, в голове которого стоит мощный вращающийся резец.

Вот как это работает:

  • Резец вращается и рассекает породы, иногда – очень твёрдые скальные образования.
  • Разрыхлённый грунт сразу же вытягивается на поверхность с помощью конвейеров.
  • Одновременно с проходкой машины устанавливаются опоры тоннеля — бетонные кольца, которые защищают от обвалов.
  • Процесс автоматизирован и требует минимального вмешательства человека.

Эти машины могут копать сотни метров тоннеля в месяц. Например, в некоторых передовых проектах метростроя скорость достигает 15-20 метров в сутки.

Типы грунтов и особенности рытья метро

Чем роют метро: всё, что нужно знать о подземных гигантах

Не все грунты одинаковые. Они сильно влияют на выбор метода и техники для рытья тоннелей. Вот несколько основных типов грунта, с которыми сталкиваются строители метро:

Песок и глина

  • Песок подвижен, легко сыпется — его надо удерживать с помощью опалубок.
  • Глина плотнее, но при намокании может стать жидкой и повредить стройку.

В таких условиях применяются специальные герметичные щиты, которые не дают воде или сыпучему грунту проникнуть в тоннель.

Скальные породы

  • Твёрдые породы сложнее копать, но зато стабильнее.
  • Для их обработки используют тяжелые буровые или резцовые машины.

В скальных грунтах тоннели чаще всего делают туннельным щитом с резцами и долотами.

Водонасыщенные грунты

Самый сложный случай. Если грунт очень влажный, вода может попадать в тоннель, затапливать шахты. Для борьбы с этим применяют грунтопоглощающие составы и герметичные системы.

Методы рытья метро: выбор технологии под ситуацию

Чем роют метро: всё, что нужно знать о подземных гигантах

Как уже стало понятно, в зависимости от условий выбирают разные способы и оборудование для рытья. Остановимся подробно на популярных методах.

Метод открытого котлована

Примерно так можно копать, если метро строят неглубоко и нет особых проблем с грунтом. Сначала выкапывается огромная яма, делают стены котлована, а потом монтируют тоннель.

Плюсы:

  • Простота и дешевизна
  • Разбирается быстро

Минусы:

  • Не всем подходит — в центре города много коммуникаций, зданий
  • Большие неудобства жителей — шум, пыль, перекрытия дорог

Щитовой метод

Это основной способ для глубокого метро или сложных условий. Используют специальную машину — тоннелепроходческий щит. Он защищает рабочих от обвалов, одновременно рассекая грунт.

Плюсы:

  • Высокая безопасность
  • Можно работать под зданиями и реками
  • Меньше неудобств для города

Минусы:

  • Дороговизна оборудования
  • Сложная логистика и подготовка

Оборудование для рытья метро: что за гиганты скрываются под землёй?

Чем роют метро: всё, что нужно знать о подземных гигантах

Современное оборудование для строительства метро — это настоящие технологические чудеса. Рассмотрим самые важные из них.

Тоннелепроходческая машина (ТПМ)

ТПМ — гигантская машина длиной до 100 метров, с головкой диаметром до 15 метров. Она сама копает землю и сразу же укрепляет тоннель. Особенности:

  • Вращающийся резец на носу
  • Системы удаления грунта
  • Автоматическая установка бетонных колец
  • Управление из кабины или удалённо

Экскаваторы и грейферы

В местах, где можно открыть котлован или провести закрытые работы без ТПМ, используют экскаваторы с различными насадками. Они быстро копают и переносят грунт.

Насосы для воды

Подземная вода — большая проблема при рытье. Для откачки воды используют мощные насосы, которые работают круглосуточно.

Процесс строительства тоннеля: от старта до финиша

Чем роют метро: всё, что нужно знать о подземных гигантах

Как же происходит сам процесс? Это не просто копать — это многоступенчатая операция с множеством нюансов.

Подготовительные работы

  • Разработка плана и маршрута метро
  • Пробивка шурфов — небольших отверстий для входа и контроля
  • Установка опорных конструкций и защита техники

Само рытье тоннеля

Основная фаза, когда ТПМ или рабочие начинают проходку. Важно, чтобы всё проходило ровно и без отклонений от маршрута. Для этого применяются лазеры и GPS-навигация.

Крепление тоннеля

Для предотвращения обвалов стены тоннеля укрепляют бетонными кольцами, металлом или специальными смесями. Иногда добавляют гидроизоляцию.

Завершение и отделка

После проходки тоннеля производят финальную отделку: укладывают рельсы, проводятся коммуникации, ставят освещение и сигнализацию.

Проблемы, с которыми сталкиваются при рытье метро

Чем роют метро: всё, что нужно знать о подземных гигантах

Несмотря на технологии и оборудование, строительство метро — это всегда вызов. Вот основные трудности:

  • Обвалы грунта — особенно в рыхлых грунтах.
  • Вода — подземные источники могут затопить тоннель.
  • Смещение грунта — может повредить здания на поверхности.
  • Газовые выбросы — опасные газы в глубоких слоях.
  • Технические неисправности техники — ремонт в подземелье не простой.

Каждая из этих проблем требует отдельного подхода и специалистов.

Экологические и социальные аспекты строительства метро

Рытьё метро влияет не только на строительные процессы, но и на окружающую среду и людей.

  • Шум и вибрация — сильно беспокоят жителей и могут повредить здания.
  • Пыль и выбросы — требуют применения пылеулавливающих систем.
  • Перекрытия дорог — создают сложности с трафиком.
  • Экспроприация земли — иногда приходится переселять людей.

Поэтому современные проекты строят с учётом максимального снижения неудобств.

Интересные факты о рытье метро

Самая длинная тоннелепроходческая машина

Чем роют метро: всё, что нужно знать о подземных гигантах

Одна из самых длинных ТПМ была построена в Шанхае — длина более 150 метров! Она могла одновременно копать, крепить туннель и удалять грунт.

Скорость рытья

Современные ТПМ могут проходить до 20 метров тоннеля в сутки. Кажется мало? Но ведь в реальности это сложнейший и опаснейший процесс, который требует огромного внимания.

Рытьё метро под водой

В некоторых городах метро проходят под реками или озёрами, например, в Санкт-Петербурге. Это серьёзный вызов — тут нужны герметичные щиты и постоянный контроль.

Почему важно понимать, чем роют метро?

Рытьё метро — это не просто технический процесс, а настоящее искусство, где важны и знания, и опыт, и технологии. Понимание этого помогает ценить труд сотен людей, которые делают нашу жизнь удобнее.

Мы видим лишь красивые станции и поезд, а под землёй — огромный мир сложных машин и непрерывной работы. Если вы когда-нибудь будете ехать в метро, вспомните — под вами пролегают километры тоннелей, вырытых с помощью мощных машин и настойчивости сотен специалистов.

Надеюсь, теперь вам стало понятно, чем роют метро и почему это так непросто. Спасибо, что дочитали! Если интересно, могу рассказать ещё больше про строительство метро, технологии или другие большие инфраструктурные проекты.