Підземні споруди (Г. І. Гайко)
Підзе́мні спору́ди — будівельні об’єкти різноманітного призначення, які створюють під земною поверхнею в масивах гірських порід або ґрунтів (див. Будівництво підземне).
Зміст
Класифікація
За функціональним призначенням виділяють:
- видобуток твердих корисних копалин (стовбури, штольні, камери, квершлаги, штреки та інші виробки шахт і рудників);
- підземну урбаністику (торговельно-розважальні комплекси, вокзали, паркінги, музеї, спортивні об’єкти, готелі, інженерна інфраструктура);
- транспорт (залізничні, автомобільні, гідротехнічні тунелі, метрополітен, колектори й трубопроводи);
- енергетику (електростанції або їхні окремі частини, станції та мережі теплопостачання, сховища вуглеводнів);
- водні ресурси (резервуари питної води, очищення стічних вод);
- промислові й наукові об’єкти (заводи, фабрики, лабораторії, склади);
- оборонні об’єкти (командні пункти, ракетні шахти, фортифікаційні споруди, сховища цивільної оборони);
- підземні туристичні траси (історичні об’єкти, сакральні споруди, печерні міста, давні рудники).
Історичний розвиток
Освоєння підземних споруд бере витоки з пристосування природних печер і гротів до вимог життя первісної людини. Створення штучних печерних поселень та сакральних споруд отримало значний розвиток із появою металевих знарядь для руйнування гірських порід (з енеоліту). Практика будівництва підземних (печерних) поселень і оборонних споруд у гірських масивах була поширена у Середземномор’ї, Криму, Індії та Китаї, на Кавказі, Близькому Сході. Серед найбільших — комплекс із 36 підземних міст у вулканічних туфах Каппадокії (Центральна Туреччина), будівництво яких розпочато за часів хеттів (2 тисячоліття до н. е.). Найбільший розвиток отримало у ранньому Середньовіччі (поселення християнських громад). Найбільш дослідженим є м. Дерінкую, яке має близько 2 тисяч приміщень (церкви, житлові камери, приміщення для домашніх тварин, резервуари для води, склади, винні погреби, пішохідні галереї тощо). Нараховує до 600 виходів на поверхню, серед них — 52 вертикальні стовбури (найглибший — 120 м); тут могли одночасно перебувати до 10 тисяч осіб.
В Україні туристичного значення набули печерні міста Криму: Чуфут-Кале, Ескі-Кермен, Кизикермен, Мангуп, Каламіта та інші.
Сакральні підземні споруди — гробниці, святилища, пізніше храми й монастирі — будують з первісних часів. У найдавніших традиціях гробниці вирубували у скельних масивах (найвідоміша — Гріб Господній). Давньоєгипетські піраміди містили заглиблені погребальні камери й систему вертикальних, горизонтальних і похилих виробок. У піраміди Джосера (2700 до н. е.), що була родинним склепом, центральна шахта перерізом 7 × 7 м йшла на глибину 27,5 м, надземна споруда сягала 60 м. Два храми фараона Рамзеса II в Абу-Сімбелі споруджені в масиві рожевого пісковику в 13 ст. до н. е., розміри камер: довжина 17,5 м, ширина 16 м, висота 10 м, простягання вглиб скелі — близько 60 м.
Комплекс печерних храмів і монастирів у Петрі (Йорданія) збудований у червоних пісковиках приблизно у 3 ст. до н. е.; на початку нашої ери став релігійним центром Близького Сходу.
Храмові комплекси в середньовічній Центральній Індії утворювали з окремих гірських масивів, поверхню яких мистецьки обробляли, в середині вирубували склеписті камери. Серед найбільших храмових комплексів виділяють Аджанту (29 печерних комплексів) і Еллору (див. Еллори печери; 34 храми).
Печерні монастирі характерні для християнської та буддійської релігійних традицій.
В Україні — Києво-Печерська лавра й Свято-Успенська Святогірська лавра, Інкерманський та Успенський монастирі в Криму та інші. Підземними містами й храмами стали численні катакомби великих міст, що виникли як порожнини (виробки) після видобутку будівельного каменю: катакомби міст Рима, Неаполя, Парижа, Одеси та інших. Гідротехнічне підземне будівництво поширилося з розвитком давніх міст, що сприяло спорудженню гідротехнічних тунелів, які забезпечують міста водою, та систем каналізаційних колекторів.
Окремі гідротехнічні споруди в Месопотамії та на острові Крит датують близько 2000 до н. е. На початку 7 ст. до н. е. в м. Єрусалимі збудовано Силоамський тунель (згадується в «Четвертій книзі Царств»), який перепускав воду від джерела Гіхон до силоамського резервуару (під Містом Давида), довжина тунелю — 533 м, висота перерізу — 3 м, глибина закладання — до 50 м. У 6 ст. до н. е. на острові Самос (територія Греції) пройдений гідротехнічний Евпалінів тунель довжиною близько 1 км, у підошві тунелю був створений водогінний канал глибиною до 9 м і шириною 1 м (тепер тунель — об’єкт туризму).
Першу масштабну систему водопостачання створено у Стародавньому Римі, перший підземний акведук збудовано 312 до н. е., останній — 226 н. е. Загальна протяжність 11 римських акведуків (більшість з яких складали гідротехнічні тунелі й трубні колектори) — 560 км. Гай Пліній Секунд залишив опис будівництва гідротехнічного тунелю через пагорби Монте-Сальвіано в районі озера Фучино, довжина якого перевищувала 5,5 км, висота перерізу — 6 м. Для забезпечення вентиляції пройдено 40 вертикальних стовбурів глибиною до 120 м. Упродовж 11 років тут постійно працювали близько 30 тисяч осіб (середина 1 ст. до н. е.).
Гідротехнічні системи меншого масштабу будували і в інших містах Римської імперії. Їх римляни використовували також для гідравлічного способу видобутку корисних копалин (див. Арругії), осушення територій тощо. Перші каналізаційні системи збудовані у великих містах Стародавнього Сходу Мохенджо-Даро, Вавилон, Ліньцзи (тепер м. Цзибо). Каналізація Стародавнього Риму, зокрема її великий стічний канал Клоака Максима (довжина тунелю — 320 м, переріз — 3 × 4 м), створювали у 6 ст. до н. е. і починали з будівництва дренажних (водовідвідних) тунелів між пагорбами Палатином і Капітолієм. До 17 ст. Клоака Максима залишалася єдиним каналізаційним тунелем-колектором на території Європи.
Найдавніший підводний пішохідний тунель проходив під р. Євфратом і поєднував дві частини м. Вавилона (храм Мардука та царський палац). Діодор Сицилійський у праці «Історична бібліотека» («Ιστορική Βιβλιοθήκη») подав опис будівництва тунелю: спершу зведено греблю, яка відвела води Євфрату від місця спорудження тунелю, будівництво йшло відкритим (траншейним) способом. Оправу мурували з міцної цегли й покривали зовні та зсередини товстим шаром бітуму. Потім заглиблену споруду засипали ґрунтом і пустили річку старим руслом (довжина тунелю склала 929 м, ширина і висота перерізу — відповідно 4,6 м і 3,7 м). Будівництво датують 12 ст. до н. е.
Транспортні (пішохідні й гужові) тунелі будували в Римській імперії, але в значно менших масштабах, ніж гідротехнічні. Для руйнування міцних гірських порід застосовували «вогневий метод»: вибій тунелю розпікали багаттям, потім заливали водою, що призводило до розтріскування породи від різкого перепаду температур. За допомогою зубил і молотків здійснювали подальше руйнування порід та просування виробки.
Новий етап будівництва транспортних тунелів виник у 17 ст. із початком застосування вибухових робіт для проведення гірничих виробок (перша письмова згадка — рудник Банська Штявниця, 1627).
Для розвитку систем річкового транспорту разом із каналами будували судноплавні тунелі. Їхнє масштабне спорудження за допомогою вибухових робіт розпочалося 1679 у Франції з будівництва підземної частини Лангедоцького каналу, що сполучав р. Гаронну із Середземним морем (Малпаський тунель, довжина 165 м, висота перерізу — 8 м). Загальне число судноплавних тунелів у Франції сягало 40, в Англії — 60, причому частина з них забезпечувала водне транспортування вугілля з шахт (найдовший — тунель Харкестль поблизу м. Манчестера довжиною 2 632 м, 1769).
У містах також будували системи підземних водних тунелів, якими човнами транспортували вантажі й товари до складів і магазинів (в Україні такий досвід мало м. Кам’янець-Подільський).
Перший залізничний тунель прокладено 1826–1830 в Англії на лінії Ліверпуль — Манчестер (довжина 1 190 м).
Водночас у Франції побудований залізничний тунель на лінії Роанн — Ан Дрезена.
У США перший залізничний тунель споруджений 1831–1833 на лінії Аллегені — Портедж у штаті Пенсильванія (довжина 270 м, ширина й висота перерізу відповідно 6,1 і 5,8 м). У Швейцарії до 1915 загальна кількість тунелів складала 627, протяжність — 281 км.
Перші залізничні тунелі на території України будували з 1874, один із найбільших — Бескидський довжиною 1 750 м — споруджений 1886 на Бескидському перевалі Карпат (2018 тут збудовано паралельний Новий Бескидський тунель Мукачівської дистанції Львівської залізниці).
З 1890 паровози почали замінювати потягами на електричній тязі (вперше — в Англії), що значно покращило умови користування залізничними тунелями. Перший тунель у слабких породах (ґрунтах) проведений під р. Темзою (м. Лондон, 1825–1842), надалі широко використовували для будівництва прогінних тунелів метрополітену.
Перший проект метрополітену (підземної міської залізниці) здійснено 1860–1863 у м. Лондоні. Протягом наступних десятиріч будівництво ліній метрополітену розпочалося в багатьох столицях і мегаполісах світу: 1875 — у м. Стамбулі («Тюнель» довжиною 573 м функціонував за принципом підземного фунікулера), 1897 у м. Бостоні розпочав роботу перший підземний метрополітен США, 1904 — у м. Нью-Йорку, 1907 — у м. Філадельфії (наземні лінії метро будували з 1885 у США); 1896 — в м. Будапешті (перший у континентальній Європі) та м. Глазго, 1898 — м. Відні, 1900 — м. Парижі, 1902 — м. Берліні, 1912 — м. Гамбурзі, 1913 — м. Буенос-Айресі (перший у Південній Америці), 1919 — м. Мадриді, 1924 — м. Барселоні, 1927 — м. Токіо (перший в Азії), 1935 — м. Москві, 1950 — м. Стокгольмі, 1960 — м. Києві та інших.
Мережі метрополітенів дали поштовх для початку розвитку підземної урбаністики. 1933 створено міжнародну організацію з дослідження проблем підземної урбаністики «GECUS» («Group for the Study and Coordination of Underground Space») і розроблені перші концепти розвитку «підземного міста».
Перший підземний автомобільний паркінг збудовано 1910 в будинку Міла в м. Барселоні (архітектор —А. Гауді). 1939 у м. Кардіффі (США) — перший підземний паркінг під міською площею (глибина закладання — 10,7 м). Спорудження у стислі терміни 41 підземного паркінгу в м. Парижі забезпечило системне освоєння міського підземного простору з поверненням автентичності історичному середмістю. Найбільший підземний паркінг на 2 400 авто (2021) — у м. Торонто. Першим системно спланованим «підземним містом» є підземний простір м. Гельсінкі, в якому функціонують понад 400 взаємопов’язаних підземних об’єктів загальною площею близько 9 млн м2 (план розроблено 1972).
Перший автомобільний тунель збудовано 1927 в США під р. Гудзон (зв’язав Кеннел-Стріт на Мангеттені з 12-ю та 13-ю вулицями західного передмістя Нью-Йорка Джерсі-Сіті). Будівництво міських автомобільних тунелів у Європі розпочалось 1967 у Франції.
Підземні об’єкти спеціального призначення (масштабні оборонні споруди, заводи, енергетичні об’єкти, сховища вуглеводнів та відходів) набувають широкого розповсюдження після Першої світової війни. Військові об’єкти: оборонні лінії (Мажино лінія, Франція, 1929–1934), військові підземні заводи (авіаційні заводи фірми «Мессершмітт», Німеччина, 1938–1945), командні пункти (бункер А. Гітлера Майбах у м. Цоссені, Німеччина, 1936–1939), укриття (підземне укриття для підводних човнів у м. Балаклаві, Україна, 1957–1961), шахти для ракет, сховища цивільної оборони (найбільше в світі — підземний комплекс у середмісті м. Пекіна загальною площею близько 85 км2, 1970-ті) та ін. Першу підземну гідроелектростанцію Європи збудовано 1922 у дренажній штольні шахти «Фердинанд» у м. Кремниці, Словаччина, підземна атомна електростанція — у складі Красноярського гірничо-хімічного комбінату 1966 (Росія). Перші підземні газосховища створені 1915 на родовищі Зоор поблизу м. Баффало, США. Перші підземні нафтосховища споруджені під час Другої світової війни у Німеччині, Японії та США, наприкінці 1940-х — у Норвегії, Швеції та Фінляндії.
Підземні споруди в Україні
Україна має 12 підземних сховищ газу, що за своїм сумарним об’ємом (понад 32 млрд м3) є найбільшими в Європі. Серед підземних заводів України найбільшу славу отримав «Артвайнері» («Артемівський завод шампанських вин», 1950), розміщений у виробках старої гіпсової копальні на глибині понад 72 м.
Література
- Коуэн Г. Дж. Мастера строительного искусства: История проектирования сооружений и среды обитания со времен древнего Египта до ХІХ века / Пер. с англ. Москва : Стройиздат, 1982. 240 с.
- Беннет Д. Метро: история подземных железных дорог / Пер. с англ. Москва : Магма, 2005. 176 с.
- Лысиков Б. А., Каплюхин А. А. Использование подземного пространства. Донецк : Норд-Пресс, 2005. 348 с.
- Шилин А. А. Освоение подземного пространства (зарождение и развитие). Москва : Московский государственный горный университет, 2005. 305 с.
- Гайко Г., Білецький В., Мікось Т. та ін. Гірництво й підземні споруди в Україні та Польщі (нариси з історії). Донецьк : УК Центр ; Донецьке відділення НТШ ; Редакція гірничої енциклопедії, 2009. 296 с.
- Гайко Г. І. Будівельні матеоріали і конструкції підземних споруд. Конструкції кріплення. Київ : Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського, 2019. 134 с.
- Панкратова Н. Д., Гайко Г. І., Савченко І. О. Розвиток підземної урбаністики як системи альтернативних проєктних конфігурацій. Київ : Наукова думка, 2020. 136 с.
Автор ВУЕ
Покликання на цю статтю: Гайко Г. І. Підземні споруди (Г. І. Гайко) // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Підземні споруди (Г. І. Гайко) (дата звернення: 28.04.2024).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 24.08.2021
Важливо!
Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.
Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.
Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.
Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів
Офіс Президента України
Верховна Рада України
Кабінет Міністрів України
Служба безпеки України
Міністерство оборони України
Міністерство внутрішніх справ України
