Подземные сооружения производственно-технологического и специального назначения

Расположение под землей части технологического оборудования рационально в процессах металлургического цикла, в дробильносортировочных цехах обогатительных фабрик, на некоторых объектах тепловых и атомных электростанций; главным образом в подземном исполнении проектируются атомные котельные. В комплексы современных очистных сооружений, водопроводных и канализационных сетей больших городов (рис. 3.24) и промышленных узлов обычно входят крупные подземные емкости и помещения с технологическим оборудованием (рис. 3.25).


В ходе подготовки к войне и во время Второй мировой войны фашистская Германия разместила производство секретных видов вооружения
на подземных заводах. К концу войны их было 143 с общей площадью помещений 1,3 км2, строилось еще 5 км2 подземных производственных помещений. Подобные заводы строились в устойчивых породах - доломитах, песчанике.
Начатое во время войны строительство подземных заводов в Швеции продолжается в возрастающем темпе и сейчас. Хотя стоимость строительства подземных помещений (по шведским данным) примерно на 10 % превышает стоимость поверхностного, однако сокращение затрат на планировку территории, окраску крыши и наружных стен, отопление, а также простота поддержания чистоты атмосферы, необходимой для прецизионного производства; повышение производительности труда благодаря отсутствию внешних раздражителей - все это делает выгодным подземное производство. Внутренние камеры цехов не имееют крепления. Под кровлей камер подвешены на анкерах листы гофрированного железа для предохранения от капежа воды и падения мелких камней, стены декорированы деревянными щитами.
Широкое распространение как в РФ, так и за рубежом получили подземные продовольственные склады и холодильники. На заводе шампанских вин «Новый свет» в Крыму уже более ста лет существует подземный склад вин, размещенный в выработках сечением 5x6 м в лессовидных суглинках на глубине 10-15 м общей длиной 5 км. Выработка устойчива, несмотря на отсутствие какого-либо крепления. Винзаводы Молдавии используют старые выработки по добыче строительного камня для технологических целей. Подземная добыча пиленого известняка расширяется с целью дальнейшего использования выработок в качестве складов.
В г. Лилехамере (Норвегия) для проведения соревнований по хоккею и фигурному катанию во время Олимпийских игр был построен ледовый стадион. Уникальность этого сооружения заключалась в том, что стадион был построен в естественной подземной пещере. В этом случае строители использовали природные свойства скального грунта по сохранению внутреннего температурного режима стадиона и натуральные условия по обеспечению кондиционирования спортивно-массового сооружения (рис. 3.26).

Вблизи г. Канзас-Сити (США) в откосах каньона для добычи строительного камня пройдена сеть выработок шириной 10,5 м, высотой 4-6 м на глубине около 50 м. Фирма «Ингленд Андерграунд» оборудовала там холодильники, склады для хранения различных продуктов, готового платья и прочего общей площадью более 900 га. Стоимость хранения в подземных складах составляет 30-50 % от стоимости хранения в поверхностных; продукты для замораживания и хранения привозят в Канзас из соседних штатов.
В районах вечной мерзлоты устраиваются подземные холодильники без искусственного охлаждения: специальный режим вентиляции позволяет накапливать в зимний сезон достаточное количество «холода» для поддержания отрицательной температуры на складе в течение лета. В северных и северо-восточных районах РФ имеется несколько сотен подобных складов. Емкость наиболее крупных из них достигает 3-5 тыс. т. В мерзлых песчано-глинистых породах камеры изнутри облицовываются льдом во избежание высыхания и осыпания грунта.
На острове Шпицберген (Норвегия) организовано «хранилище судного дня» (Arctic Doomsday Seed Vault ). Под слоем вечной мерзлоты внутри горы, в пещере, устроено помещение 5х5х15 м (рис. 3.27). За бронированными дверями и бетонными стенами толщиной в метр будут храниться до 4,5 млн семян разных культур.

Хранилище является безаварийным. Удаленность от эпицентра возможных катастроф и постоянно холодный климат обеспечат его сохранность на случай климатических катаклизмов, эпидемий и даже ядерной войны. Проект обошелся Норвегии в 9,6 млн долларов.
Неподалеку от г. Хельсинки (Финляндия) устроено подземное хранилище банка крови Финского Красного креста. Сооружение состоит из трёх тоннелей длиной 90 м, шириной 10 м и высотой 6 м каждый. Отдельно построен морозильник площадью 250 м2, в котором постоянно поддерживается температура -40 °С. Для внутрискладских перевозок материалов используются автокары.
В штате Пенсильвания (США) сооружено Национальное подземное хранилище «Iron Mountain» (рис. 3.28). Хранилище располагается в отработанных известковых шахтах на глубине порядка 70 м. В хранилище, предназначенном для хранения различных видов архивов, в частности кино- и фотодокументов, поддерживается постоянная температура 20 °C и влажность 35 %. Здесь хранится фотоархив Беттмена (Bettmann Archive), насчитывающий более 11 млн фотографий и негативов, в том числе оригинал знаменитой фотографии Эйнштейна.

В г. Токио (Япония) создана подземная ферма Pasona 02. Ферма занимает около 1000 м2 и расположена в подвале высотного здания в самом центре Токио. Создатели фермы выбрали для освещения разнообразных сельскохозяйственных культур источники света с различными характеристиками, наиболее подходящими для них (рис. 3.29).
Достаточно большое количество архивов и библиотечных хранилищ в различных странах мира также расположено под землей. Например, Фондохранилище музея им. А.С. Пушкина в Москве (Россия) имеет 5 надземных и 3 подземных этажа, (рис. 3.30). Преимущества таких хранилищ над надземными очевидны и к ним можно отнести следующие:
• благоприятные температурный и влажностный режимы;
• значительно более низкое удельное энергопотребление;
• изоляция от разного рода поверхностных воздействий, таких как шум, вибрация, радиоактивность и т.д.;
• пожарная безопасность.

Достаточно обособлено среди различных типов подземных сооружений стоят сооружения военного назначения и гражданской обороны. Как правило, информация о таких сооружениях достаточно скудна для широкой публики, так как это связано с обороноспособностью страны и является государственной тайной. Однако по прошествии определенного промежутка времени завеса тайн приоткрывается. В этом плане интересна история по Объекту «825 ГТС - Подземный завод по ремонту подводных лодок "Балаклава"». В период после Второй мировой войны обе сверхдержавы - СССР и США наращивали свой ядерный потенциал, угрожая друг другу превентивными ударами и ударами возмездия. Необходимо было найти такое место, где могли бы базироваться подводные лодки в случае войны и откуда могли нанести ответный ядерный удар. После нескольких лет поисков выбор пал на тихую Балаклаву (Украина). Здесь было задумано построить огромный подземный завод с собственной электростанцией, разнопрофильными цехами, системой шлюзования, сухим доком, арсеналом и т.п., где можно было бы в случае ядерной войны не только укрыться, но и проводить ремонт подводных лодок (рис. 3.30).

Подземный комплекс, так называемый «Объект 825 ГТС», строился 4 года - с 1957 по 1961. Работа шла круглосуточно в четыре смены, но велась настолько скрытно, что даже местные жители не догадывались о ведущихся внутри горы работах. Грунт, вынутый за сутки работы, вывозился на расположенный поблизости карьер исключительно в ночное время. Некоторую часть грунта вывозили на баржах и топили в море. Через год после начала работ к военным присоединились московские метростроевцы. Помещения были выдолблены в скале и покрыты железобетоном, толщина которого составляла 56 м. При строительстве было вывезено около 120 тыс. т породы. Горная выработка составила по объему более 45 тыс. м2, имела площадь 6 тыс. м2. Стоимость самого сооружения составила 67 млн неденоминированных советских рублей (по курсу до 1961 года), стоимость «начинки» и оборудования его системами жизнеобеспечения - 65 млн рублей.
«Объект 825 ГТС» - комбинированный подземный водный канал с сухим доком, цехами для ремонта, складами для хранения торпедного и иного вооружения, жильем для личного состава, столовыми, кухней, ванными, душевыми, комнатами отдыха, командными пунктами, противоатомными убежищами. Располагается в горе Таврос, по обеим сторонам которой находятся два выхода. Общая длина тоннеля 500 м, длина потерны, где находятся основные цеха, - 300 м, длина самого подводного канала - 360 м, ширина от 6 до 12 м, глубина в среднем 6 м, но достигает местами 8,5 м. Здесь могут разместиться 7 подлодок основных советских проектов, а при необходимости в убежище могло скрыться до 14 субмарин разных классов. Обслуживались подводные лодки 613-го и 633-го проектов. Для выхода в открытое море из штольни на северной стороне был оборудован выпуск для субмарин, который также перекрывался плавучим, но отводящимся в сторону ботопортом (рис. 3.31). Глубина здесь уже порядка 30 м, что позволяло осуществлять выход на боевое дежурство в подводном состоянии.

В случае угрозы прямого ядерного удара, а объект мог выдержать прямое попадание заряда мощностью до 100 килотонн, толстенные герметичные двери закрывались, и завод способен был самодостаточно существовать 3 года, вместив при этом 3000 человек. Автономная подача воздуха, мощные дизель-генераторы, топливные и водяные магистрали, подземные рельсовые пути давали возможность полностью изолировать объект от внешней среды. Сухой док был способен принять две подводные лодки одновременно (рис. 3.32).

При постановке рабочие вводили корабль в заполненную водой доковую камеру, центровали его, после чего закрывали затвор. С помощью мощных насосов в течение четырех часов из дока откачивали воду, а подводная лодка опускалась и вставала на специальные постаменты. В течение дня ее корпус обшивался деревянными лесами, после чего начинались ремонтные работы.
В 1993 г. сверхсекретная база была полностью покинута и осталась без охраны. Объект был безнаказанно разграблен. В 2000 г. объект был передан Военно-Морским силам Вооруженных сил Украины. Согласно решению президента и правительства Украины комплекс принадлежит Центральному музею Вооруженных сил Украины и является его филиалом. Открытие филиала состоялось 1 июня 2003 г. К осмотру открыты зоны вокруг искусственного канала, который проходит гору насквозь, несколько цехов завода и арсенал, где хранились торпеды и ядерные боеголовки (рис. 3.33).
Убежища гражданской обороны (ГО) являются элементом промышленных и жилых комплексов и располагаются с таким расчетом, чтобы в них можно было попасть в течение 10-15 минут после объявления опасности ядерного нападения. Каждое подземное сооружение стремятся дооборудовать так, чтобы оно могло играть роль убежища, а каждое убежище так, чтобы оно могло использоваться в мирное время. Подземные станции метро, оборудованные прочными герметичными воротами, превращаются в убежища высокого класса. Убежища размещают в подвальных и цокольных этажах зданий, а при отсутствии такой возможности строят отдельно стоящие заглубленные убежища. В мирное время убежища используют в качестве гардеробов, складов, магазинов, гаражей, подземных переходов, спортивных сооружений. Дооборудование убежища для использования в мирное время по тому или иному назначению обходится в несколько раз дешевле, чем строительство этого объекта. В табл. 3.4 по зарубежным данным приведена относительная стоимость дооборудования убежищ под объекты различного назначения в сравнении с полной стоимостью наземного варианта объекта (в расчете на 1 м2 площади).


В Швейцарии осуществлен крупномасштабный проект обеспечения всего населения страны бомбоубежищами, используемыми в мирное время для различных надобностей. Рядовое убежище швейцарской системы ГО рассчитывается на давление в ударной волне 0,1 МПа, что соответствует давлению в отраженной волне 0,37 МПа; более ответственные убежища, например пункты управления и связи, рассчитываются на давление 0,37 МПа (1,16 МПа в отраженной волне). Убежища швейцарской ГО рассчитаны на пребывание в них населения в течение недель в кризисные периоды в полной изоляции от поверхности.
В России довольно долго считалось, что абсолютная безопасность - это привилегия первых лиц государства. В Израиле, Германии и многих других странах частное защитное сооружение (бункер) уже давно является необходимой «опцией» в жизни богатых и знаменитых, показателем статуса и оценки значимости собственной жизни. Только в США ежегодно строится несколько тысяч частных убежищ. И, несмотря на официальное завершение «холодной войны», это количество продолжает увеличиваться. В случае возникновения чрезвычайных ситуаций персональный подземный бункер обеспечит владельцу и членам его семьи защиту от террористических атак, силовых захватов, техногенных катастроф, вооруженных конфликтов и стихийных бедствий. Современные системы безопасности и жизнеобеспечения нейтрализуют последствия применения ядерного, химического, биологического и огнестрельного оружия. В «мирное» время убежище может использоваться в качестве надежного хранилища для ценностей, переговорной комнаты, винного погреба, библиотеки, кинотеатра, закрытого клуба по интересам.
Строительство бункера ведется непосредственно рядом с домом, территория проведения работ огораживается, в короткие сроки вывозится лишний грунт, создается монолитный железобетонный «куб», проводятся работы по гидро- и теплоизоляции строения. После окончания надземной стадии работ следы «стройки» полностью устраняются, производится восстановление ландшафта участка, монтаж спецоборудования, выполняются отделочные работы. Как правило, при строительстве защитного сооружения общей площадью 50 м2, огороженная площадь застройки не превышает 7,0х9,0 м. При оборудовании бункера в подвале жилого дома возможна частичная интеграция автономных систем жизнеобеспечения в существующие инженерные сети. Также проводят анализ проекта жилого дома с целью определения соответствия расчетных нагрузок несущих стен и перекрытий здания требованиям СНиП, применяемых для защитных сооружений. Существует множество вариантов подземных защитных сооружений, но существует несколько чаще употребимых вариантов, таких как проект «Альфа» (рис. 3.34), «Дельта» (рис. 3.35), «Омега» и «Ноев ковчег».