18.08.2017
В последние несколько лет весьма распространенными стали пластиковые двери. Объясняется это их практичностью, эстетичным внешним...


18.08.2017
Эффективное автономное отопление для коттеджей и дач является головной болью их владельцев. Централизованная подача тепла нередко...


18.08.2017
Ещё пару десятков лет назад традиционное культивирование приусадебных участков происходило с использованием некоторых подручных...


18.08.2017
Инженерная защита территорий и населения - это комплекс мероприятий, направленных на предупреждение и ликвидацию последствий...


18.08.2017
Кухня – то место где происходит процесс приготовления пищи, и где хозяйка дома проводит большую часть своего времени. Кроме того,...


17.08.2017
Щитовые двери – конструкции, в которых основу составляют облицованные с двух сторон пустотелые или сплошные щиты. Толщина полотна...


Исторический обзор освоения подземного пространства

12.06.2016

К первым подземным сооружениям логично отнести природные пещеры, которые использовали для жизни наши далекие предки. Затем человек стал отрывать подобные сооружения для проживания, хранения продуктов, культовых обрядов и ведения военных действий, а также использовать выработки, оставшиеся после добычи полезных ископаемых. Эволюция освоения подземного пространства детально изложена в книге проф. В.И. Теличенко и др.
В.М. Слукин выделяет следующие эпохи подземных сооружений: Поздний палеолит и неолит (до 4 тыс. до н.э.); Древний мир (IV тыс. до н.э.-IV в. н.э.); Средневековье (V - XI в.); Новое время (после XII в.).
Исходя их географического и культурно-цивилизационного принципа, Ю.А. Долотов выделил такие регионы освоения подземного пространства:
- восточнославянский (современная территория России, Украины, Белоруссии), который характеризуется культовыми и бытовыми (в том числе землянками) подземными сооружениями, подземными ходами военного назначения, каменоломнями, рудниками. Характерным известным примером подобных подземных сооружений являются Дальние и Ближние пещеры Киево-Печерской Лавры на правом высоком берегу р. Днепр в г. Киеве, достаточно хорошо сохранившиеся до наших дней (рис. 1.1).
Считается, что в 1051 г. преподобный Антоний поселился в одной из Варяжских пещер, составляющих часть нынешних Дальних пещер. Когда вокруг него собралось 12 иноков, были устроены новые келии, началась перестройка Дальних пещер. В 1057 г. Антоний, стремившийся к уединению, старшим среди братии поставил преподобного Варлаама, который стал первым киевопечерским игуменом. Сам он переселился на другой склон, где отрыл подземную келью (ныне Ближние пещеры). Здесь возле Антония также собрались иноки. Так возникли два комплекса пещер подземного монастыря: Ближние, или Антониевы, и Дальние, или Феодосиевы.
В 1060-1062 гг. над Дальними пещерами был построен деревянный монастырь, куда и братия перешла из пещер. Численность ее составляла около 100 человек, что было весьма много даже для греческих монастырей.
Исторический обзор освоения подземного пространства

По завершении возведения Успенского собора в середине 70-х гг. XI в. центр Печерского монастыря сместился на территорию верхней Лавры. Пещеры стали местом уединения подвижников и погребения умершей братии. Первым в Ближних пещерах был погребен преподобный Антоний (1073 г.), а в Дальних - преподобный Феодосий (1074 г.).
В 1240 г. орды Батыя разрушили Киев. Лаврские пещеры опять стали местом обитания иноков, а также погребения защитников Киева.
Из записок Э. Лясоты, служившего у императора Рудольфа II и по его поручению ездившего в 1594 г. к запорожским казакам, явствует, что пещеры имеют много ходов, «которые бывают в рост человека, а кое-где такие низкие, что надо нагибаться, но они такие широкие, что двое могут разминуться... Вход отделан почти так же, как это бывает при входах в шахты». В Ближних пещерах Э. Лясота обратил внимание на две подземные церкви, «в которых каждую субботу служится обедня»;
- Западноевропейский (Западная Европа, Прибалтика, Закарпатье), для которого характерны подземные выработки для добычи строительных материалов (аналогичные известным одесским катакомбам) и полезных ископаемых, оборонительные сооружения, убежища, хозяйственные постройки, некрополи;
- переднеазиатский (Бесарабия, Горный Крым, Кавказ), известный прежде всего подземными монастырями), оборонительными объектами, транспортными туннелями, жилыми и хозяйственными постройками (рис. 1.2).
Исторический обзор освоения подземного пространства

В 1895 г. караимский духовник С. Шапшал, рассказывая о возможности караимов выдерживать длительную осаду, упомянул об уникальном колодце: «возле Малых ворот Кырк-Йера есть ход под землей к источнику, бьющему у подножья скалы». Имея данные преданий и геологических исследований, археологи нашли самую грандиозную в Крыму подземную гидрологическую систему: вертикальный подземный колодец протяженностью 45 м с разветвленной системной галерей. Поскольку воду в Чуфут Кале ценили на вес золота, галерея со ступеньками была названа «Алтын мердвен», в переводе с караимского «золотая лестница». О древнем происхождении галереи свидетельствуют мелкие сталактиты, покрывающие её свод, на стенах караимские надписи, начертанные копотью. При выходе из галереи возвышалась башня, а на глубине 27 м - вырубленная в скале винтовая лестница, уводящая в глубину.
Легенды об исчезающих воинах Чуфут Кале получили реальное объяснение: они могли укрываться в ходах колодца. В 2001 г. подземное гидравлическое сооружение было очищено от камня, а в 2002 г. в районе подземного колодца был обнаружен клад массой около 5 кг старинных золотых и серебряных монет в керамическом горшке;
- среднеазиатский (Киргизия, Таджикистан, Туркмения, Узбекистан, южный Казахстан, Иран, восточный Азербайджан и северный Афганистан), отличающийся водоподводящими системами (кяриязы), оборонительными подземными ходами, мусульманскими и буддийскими храмами. В 2150 г. до н.э. под р. Ефрат в Вавилоне был устроен подводный пешеходный тоннель длиной 900 м с поперечным сечением 4x3,6 м. На период строительства русло реки шириной 180 м было отведено в сторону, а работы выполнены насухо в открытом котловане. Стены и свод тоннеля выполнены из кирпичной кладки на битумном вяжущем;
- южно-азиатский (предгорья Индостана), известный подземными цистернами, храмами и т.п.;
- восточноазиатский (Китай), характеризующийся пещерными храмами, некрополями, водоводами, траспортными коммуникациями;
- североафриканский (Древний Египет), всемирно известный гробницами и храмами, водособирающими подземными системами;
- Экваториально-африканский, для которого подземные сооружения связаны лишь с разработкой полезных ископаемых.
Выделим также несколько интересных исторических объектов из практики подземного строительства.
Так, первый судоходный тоннель в США длиной 137 м с поперечным сечением 6,1x5,5 м был построен в 1818-1821 гг. на Шюйкильском канале, а чуть позже - в 1828 г. в Пенсильвании - тоннель Лебанон длиной 223 м с поперечным сечением 5,5х4,6 м.
Первый участок Лондонского метрополитена длиной 3,6 км был открыт в 1862 г.
В 1892 г. в Грузии через Сурамский перевал было завершено строительство тоннеля длиной 4 км.
В 1939 г. в Кар дифоре (США) под одной из городских площадей был возведен первый подземный гараж глубиной 10,7 м.
По данным К.С. Силина и Н.М. Глотова, опускные колодцы впервые начали применять в Индии много столетий назад для устройства фундаментов храмов на берегах рек в местах залегания слабых грунтов. Каменные колодцы небольших размеров опускали с островков, грунт разрабатывали вручную.
В начале XIX в. английские инженеры использовали опускные колодцы в качестве фундаментов мостов при строительстве дорог в Индии, а с 1840 г. такие сооружения начали применять для устройства фундаментов отдельных зданий в Берлине.
В США опускные колодцы впервые применили в конце XIX столетия при строительстве мостов через реки Гудзон и Миссури. Опускные колодцы возможно устраивать значительно глубже, чем кессонные фундаменты. Так, в 1888 г. при возведении моста через р. Гудзон колодцы были опущены на глубину 40,8 м ниже уровня воды. Колодец одной из опор построенного в 1934 г. Оклендского моста был опущен на глубину 72,6 м.
Кстати, одна из опор моста через р. Тахо в Лиссабоне (1966 г.) возведена на фундаменте из опускного колодца, заглубленного на 79,3 м от уровня воды. Попутно отметим, что для фундаментов моста через Восточный пролив в Нью-Йорке (1960 г.) был применен колодец размерами в плане 68,9x44,5 м, под здание банка в Токио - 100х67 м, а для камеры сухого дока в порту Генуи (1961 г.) - колодец из сборного железобетона размерами в плане 260,5x52 м.
В России опускные колодцы в качестве фундаментов мостов также начали использовать приблизительно в то же время. Так, для устройства фундаментов опор построенного в 1901 г. моста через р. Амударью использовали по два металлических колодца диаметром 3,65 м, погруженных сквозь толщу заиленных песков и глин.
До начала Второй мировой войны в Германии активно строились подземные заводы с использованием: существующих подземных выработок; горизонтальных горных выработок внутри гор и возвышенностей; глубоких котлованов, расположенных в оврагах, тальвегах и других естественных углублениях.
В 1988 г. после сорокалетнего строительства открылся тоннель «Сейкан» протяженностью около 54 км под дном Салгарского пролива на глубине 240 м, который связал острова Хонсю и Хоккайдо, а в 1991 г. завершилась проходка комплекса их трех тоннелей длиной 50 км под проливом Ла-Манш.