CC BY
17Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 624.1
О.С. ГЛОЗМАН1,2, канд. техн. наук ([email protected])
1 Московский архитектурный институт (Государственная академия) (107031, г. Москва, ул. Рождественка, 11/4, корп. 1, стр. 4)
2 РААСН (107031, г. Москва, ул. Б. Дмитровка, 24, стр. 1)
Определение классификации и типологии
о 1 с»
подземной инфраструктурной зоны города
Рассмотрен вопрос включения в правила землепользования и застройки подземных территорий городов. Правила землепользования и застройки основываются на функциональном зонировании подземного пространства. Ранее была определена типология подземных зон города, включающая в себя четыре типа: инфраструктурный, научно-производственный, общественный и вспомогательный. В настоящей статье представлена авторская классификация инфраструктурного типа, основанная на обобщении мирового опыта подземного строительства в городах. Основываясь на представленной классификации, целесообразно назначать территориальные зоны, определять вид разрешенного использования и градостроительные регламенты подземных территорий городов в документах градостроительного зонирования. Для удобства использования классификации она разделена на виды и приведены примеры каждого вида.
Ключевые слова: градостроительство, геоурбанистика, подземное пространство, генеральный план, функциональное зонирование, территориальное планирование, правила землепользования и застройки, территориальные зоны.
Для цитирования: Глозман О.С. Определение классификации и типологии подземной инфраструктурной зоны города // Жилищное строительство. 2017. № 9. С. 35-39.
О.S. GLOZMAN12, Candidate of Sciences (Engineering), Adviser RAACS ([email protected]) 1 Moscow Architectural Institute (State Academy) (11/4, bldg. 1, structure 4, Rozhdestvenka Street, 107031, Moscow, Russian Federation) 2 RAACS (24, bldg.1, 107031, Bol'shaya Dmitrovka Street, Moscow, Russian Federation
Definition of Classification and Typology of the City Underground Infrastructural Zone
The article focuses on the issue of including city underground spaces in the land use and site development regulations. The rules of land use and site development are based on the functional zoning of underground spaces. Previously it was shown that the city underground spaces can be classified into four categories: infrastructural, scientific and production, public, auxiliary. These four categories make up the typology of the city underground spaces. This work presents the author created classification of the city underground spaces of the infrastructural type which is based on the global experience of the underground development of the territory. This classification provides a means for allocating areas, defining ways of possible land use and creating urban development protocols for city underground spaces using city zoning document system. In order to simplify the use of the classification the article features different categories that fall into the classification as well as the examples that illustrate each category.
Keywords: urban planning, geo-urban planning, underground space, master plan, functional zoning, territorial planning, rules of land use and development, territorial zones.
For citation: Glozman O.S. Definition of classification and typology of the city underground infrastructural zone. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2017. No. 9, pp. 35-39. (In Russian).
Учет подземных территорий в документах территориального планирования городов начинается с функционального зонирования подземного пространства и должен быть продолжен на этапе разработки правил землепользования и застройки.
С целью включения подземных территорий в генеральные планы городов автором разработана типология функционального зонирования подземного пространства. Типология включает четыре типа подземной функциональной зоны города: научно-производственную, инфраструктурную, общественную и вспомогательную. Более подробно типология описана в [1].
С целью учета подземных территорий в правилах землепользования и застройки целесообразно определить классификацию каждого типа подземных функциональных зон. Далее представлена авторская классификация инфраструктурного типа, основанная на обобщении мирового опыта подземного строительства в городах.
92017 ^^^^^^^^^^^^^
Вся городская инфраструктура традиционно делится на два класса: транспортный и инженерный. Для целей планирования подземной территории города целесообразно сохранить классификацию, описав более подробно виды сооружений, относящиеся к транспортному или инженерному классу.
Основные объекты транспортной инфраструктуры, располагаемые под землей, - это тоннели всех видов транспорта, за исключением авиационного, а также пешеходные пути. В современной градостроительной практике все чаще встречаются примеры обустройства в подземном пространстве транспортно-пересадочных узлов всех видов транспорта, включая железнодорожные вокзалы. Ниже приведен краткий обзор каждого вида подземного транспортного сооружения.
Наиболее распространенный вид транспортного класса - это тоннель. В тоннелях организовывается движение трамваев, метрополитена, автомобилей, железнодорожных поездов и пешеходов.
- 35
Подземное строительство
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
| 70O0-S000
Рис. 1. Автодорожный тоннель, разрез
—^
J " ) - > у
i \ /, л р и f
щ S 1
БаНгч Cmuo j' я \
\ ■s \ * -
2
(
Рис. 2. Подземные автомобильные тоннели западной части г. Парижа
Рис. 3. Железнодорожный тоннель, разрез 3б| ^^^^^^^^^^^^^^
Первый автодорожный тоннель был открыт для движения автомобилей в 1927 г. в США. В настоящее время почти во всех крупных городах мира уже эксплуатируются и строятся новые транспортные тоннели. Размещение под землей отдельных участков важнейших транспортных магистралей, пересекающих город или его часть, способствует разгрузке улично-дорожной сети города и уменьшает время поездки, что в конечном счете положительно влияет на среднюю скорость передвижения и улучшает благоустроенность города в целом. Поскольку вредные выбросы от автотранспорта проходят фильтрацию перед тем, как попасть из тоннеля в воздушное пространство города, возрастает уровень защиты окружающей среды от загрязнения воздуха. Строительство тоннелей существенно снижает шумовую нагрузку на город. Пример простейшего автодорожного тоннеля приведен на рис. 1.
В Европе с целью экономии городских земель и повышения качества городской среды часто прибегают к строительству тоннелей, особенно во Франции, Испании и Германии.
Численность жителей Ниццы менее 400 тыс. человек; ее площадь около 80 км2, по мировым меркам город не очень крупный. Через него проходит скоростная международная автомобильная дорога восточно-западного направления, значительная часть которой в тоннеле. Также и другие, проходящие по городу магистральные дороги, частично проложены ниже уровня земли. Общая протяженность тоннелей в городе не менее 5 км. Аналогичный по численности населения испанский город Бильбао занимает площадь чуть больше 40 км2, при этом на территории города функционирует не менее 15 автодорожных тоннелей.
Крупнейшие города как в Европе, так и в Азии, без автомобильных тоннелей не справились бы с транспортными проблемами. На рис. 2 представлена схема расположения крупных подземных участков автомобильных дорог Парижа. Основные автомобильные подземные дороги Парижа:
- спаренный тоннель Сент-Клу является частью городской автомобильной дороги, заглубление которой было оправданно огромной перегрузкой улично-дорожной сети в данной части города;
- двухуровневый тоннель Duplex А86 позволил сохранить архитектурный облик города и охраняемые природные территории.
Наибольшее количество тоннелей на единицу площади построено в Англии.
Россия также накопила значительный опыт в строительстве автодорожных тоннелей, в основном в Москве и Санкт-Петербурге [2]. Среди них необходимо выделить наиболее масштабные проекты, такие как Лефортовский и Алабяно-Балтийский тоннели Москвы и подводный тоннель под Финским заливом для Кольцевой автомобильной дороги вокруг Санкт-Петербурга. Последний строили с перерывами в общей сложности 13 лет. Полная длина тоннеля в Санкт-Петербурге составляет 1961 м, включая подземный участок длиной 1189 м и два рамповых участка по 386 м. Глубина заложения котлована - 28 м от уровня воды в заливе.
Строительство Алабяно-Балтийского тоннеля протяженностью менее 2 км заняло более 10 лет и было осложнено рядом аварий, вызванных прорывом подземных вод. Из-
^^^^^^^^^^^^^ |9'2017
Научно-технический и производственный журнал
за наличия в месте прохождения тоннеля линии метрополитена неглубокого заложения появилась необходимость заглубления на 22 м, что привело к усложнению и удорожанию проекта. Строительство Алабяно-Балтийского тоннеля можно признать неудачной попыткой использования подземного пространства для движения автотранспорта.
Пример двупутного железнодорожного тоннеля приведен на рис. 3 с указанием размеров.
Широкое распространение в мире получили и железнодорожные тоннели. Большая часть железнодорожной сети крупных городов развитых стран построена в прошлом веке. Рост городов, повышение плотности застройки и развитие железных дорог, в частности прокладка дополнительных путей, привели к тому, что в большинстве крупных городов уже исчерпан территориальный резерв на поверхности земли. Территория, занятая железной дорогой, мешает росту города, а уже застроенная территория, в свою очередь, тормозит развитие самой железной дороги. К необходимости размещения отдельных участков железных дорог под землей уже пришли во многих крупных городах, таких как Берлин, Мюнхен, Токио.
Одна из наиболее крупных реконструкций с удлинением подземной пригородной железной дороги и созданием нового подземного железнодорожного диаметра была осуществлена в Мюнхене. Пригородная железнодорожная сеть, обеспечивающая маятниковое движение, состоит из 12 линий, отходящих от города примерно на расстояние до 40 км. Одна часть этой сети заканчивалась у Главного, другая - у Восточного вокзала. Объединение этих двух частей сети было предложено в 1911 г., но реализовано только в Олимпийском 1972 г. В результате создания тоннельного железнодорожного диаметра между Главным и Восточным вокзалами была создана единая пригородная сеть города, вместе с этим к данной сети был подключен и центр города. Пятикилометровый подземный железнодорожный диаметр пересекается с линией метро «Север - Юг».
Отдельно необходимо выделить значительное сооружение Мюнхенской железной дороги - подземную железнодорожную станцию «Карлсплац». В этом пятиэтажном подземном сооружении кроме станции пригородной железной дороги есть этаж для пешеходов с магазинами; два подземных этажа - гаражи и склады магазинов. Схема подземной связи двух вокзалов представлена на рис. 4.
Рис. 4. Схема подземной связи Главного и Восточного вокзалов Мюнхена
Сравнительный анализ наиболее крупных систем метрополитенов мира
Город Протяженность линий, км Количество линий, шт. Количество станций, шт. Плотность станций, м/кол-во
Барселона 157,5 9 165 954,55
Берлин 152 9 173 878,61
Дели 192,7 6 142 1357,04
Лондон 408 11 270 1511,11
Мадрид 296 13 326 907,98
Мехико 225,9 12 195 1158,46
Москва 338,9 12 203 1669,46
Нью-Йорк 375 36 472 794,49
Париж 219,9 16 302 728,15
Пекин 527 18 270 1951,85
Сеул 393,6 18 429 917,48
Стокгольм 106 3 100 1060
Токио 310 13 290 1068,97
Чикаго 171 8 144 1187,5
Шанхай 548 14 329 1665,65
Рис. 5. Тоннель станции метрополитена, разрез
9'2017
37
Подземное строительство
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
Рис. 6. Тоннель водных видов транспорта, разрез
ТИП
КЛАСС
ВИД
Инженерный ■
Инфраструктурная зона
Сети
Объекты
Пешеходные тоннели
Транспортный
Транспортные тоннели
Рис. 7. Классификация инфраструктурной подземной зоны города
—Ч__
Транспортно-пересадочные узлы
В мире насчитывается более 40 сверхдлинных тоннелей, самый длинный в Японии - тоннель Сэйкан протяженностью почти 574 км. В поперечном сечении тоннель 74 м2, непосредственно в нем расположены две подземные станции [3].
В России к особо крупным тоннелям следует отнести Северомуйский тоннель в Республике Бурятия. По тоннелю проходит участок Байкало-Амурской магистрали длиной 15,3 км; сооружение введено в эксплуатацию в 2001 г. [4].
Железные дороги в настоящее время связывают все крупные города в Европе и Азии. Допустимые уклоны полотна дороги очень маленькие, не более 0,4%. Для сравнения, автомобильные дороги строят с уклоном до 15%, в связи с чем в горной местности железные дороги приходится прокладывать в тоннелях. Например, от Генуи до Ниццы на участке протяженностью около 200 км более 40 железнодорожных тоннелей.
Системы внеуличного городского общественного транспорта, как правило, проложены в тоннелях, в подземном пространстве. Общественный транспорт - явление относительно молодое, первые маршруты появились только во второй половине XVII в. в Париже. Про внеуличный (организованный отдельно от дороги) транспорт задумались в конце XIX в., когда на дорогах стало слишком тесно. К этому времени города уже были плотно застроены и единственно возможным вариантом организации работы общественного транспорта стало строительство линии метро в подземном пространстве. На сегодняшний день городской внеуличный общественный транспорт представлен метрополитеном, трамваем, легким рельсовым транспортом (ЛРТ). Метрополитен - самый распространенный и масштабный вид внеуличного скоростного общественного транспорта. Системы метрополитенов во всех странах преимущественно строятся в тоннелях под землей, за редким исключением небольших наземных отрезков. Сравнительный анализ наиболее крупных систем метрополитенов мира представлен в таблице.
Как видно из таблицы, в мире существует 15 метрополитенов, проложенных в тоннелях протяженностью более 100 км. Интересно в этом контексте отметить, что Московский метрополитен имеет одну из наименьших плотностей станций. Плотность станций Московского метрополитена сопоставима только с Лондоном, Пекином и Шанхаем. Важно отметить, что метрополитены Шанхая и Пекина имеют общую протяженность и количество линий больше, чем в Москве, следовательно, плотность линий метрополитена на
3в| —
территории города выше, что покрывает «дефицит» станций. Интересен тот факт, что многие станции и линии Московского метрополитена строились в первую очередь как бомбоубежища, а транспортная функция считалась вторичной. Это объясняет излишнюю заглубленность центральных станций.
Пример тоннелей метрополитена со станцией приведен на рис. 5.
В настоящее время линии подземного трамвая успешно функционируют во многих городах мира, в том числе в Антверпене, Брюсселе (Бельгия), Гааге (Нидерланды), Бостоне, Сан-Франциско (США), Вене (Австрия), Будапеште (Венгрия) и др. [5]. В России подземный трамвай (метро-трам) построен в Волгограде. Всего линия протяженностью 17,3 км состоит из 22 станций, из них участок длиной 7,1 км путей и шесть станций проложены под землей [6].
Пешеходные пути, пересекающие естественные и искусственные преграды, часто обустраивают в тоннелях. Первые подземные пешеходные переходы в мире появились в начале ХХ в. В России позже, например, в Санкт-Петербурге первый подземный пешеходный переход был построен в 1960 г. под Варшавской железной дорогой в створе ул. Кузнецовской, в настоящее время демонтирован.
Подземными пешеходными переходами связаны отдельно стоящие корпуса больниц, школ и спортивных центров. Некоторые частные домовладельцы строят подземные пешеходные переходы от одного строения к другому в границах своего участка.
Подземные пешеходные переходы с доступом к подземным или наземным остановкам или станциям общественного транспорта формируют транспортно-пересадочные узлы. Подобные объекты начали формироваться как выходы из подземных станций метрополитена и железной дороги.
Существует еще один вид транспортных тоннелей - водный. Пример приведен на рис. 6. Однако до настоящего времени необходимости возводить водные тоннели в городах не возникало. Данный вид транспортного тоннеля актуален для прохождения горных массивов между заливами, например в Норвегии.
Второй класс инфраструктурного типа подземных зон города - инженерный. Данный вид предполагает размещение всех видов инженерных сетей и объектов.
Прокладка в подземном пространстве всех видов инженерных сетей в настоящее время уже является правилом городского строительства, а редкие исключения связаны с необходимостью сократить сроки реализации проекта. На-
^^^^^^^^^^^^^ |9'2017
Научно-технический и производственный журнал
пример, в Белгородской области для скорейшей газификации всех населенных пунктов газопроводы разместили на поверхности земли. Инженерные сети размещают под землей как отдельно, так и в общих коллекторах. В больших городах России плотность подземных инженерных коммуникаций настолько высока, что практически для любого строительства приходится освобождать участок от существующих сетей путем их переноса. Вокруг хаотично закопанных инженерных сетей устанавливаются охранные зоны, зачастую покрывающие всю территорию. При строительстве подземных объектов иного назначения существующие инженерные сети помещают в специальный технический этаж. С целью упорядочения существующих и планируемых инженерных сетей и сокращения охранных зон в градостроительной документации целесообразно предусматривать строительство коллекторов и технических этажей подземных объектов. Подобное расположение сетей упрощает и удешевляет эксплуатацию.
Объекты энергетического комплекса также могут и должны располагаться полностью в подземном пространстве. В районах индивидуальной жилой застройки объекты канализации, водоснабжения, газоснабжения всегда расположены ниже уровня земли, прежде всего из эстетических соображений. В европейских и американских городах с малоэтажной застройкой, где водоснабжение, отопление и канализация организовываются автономно на один-два дома, объекты этих систем, как правило, располагаются в подземном пространстве. Более крупные объекты, обслуживающие многоквартирную застройку, чаще оставляют на поверхности, что портит облик города и занимает территории, которые можно было использовать более эффек-
Список литературы
1. Глозман О.С. Территориальное планирование подземной части городов // Жилищное строительство. 2017. № 7. C. 13-16.
2. Меркин В.Е., Каспэ И.Б. Обеспечение сохранности городской застройки при строительстве Лефортовского тоннеля // Транспортное строительство. 2005. № 3. C. 12-17.
3. Гарбер В.А. Интересная статистика по транспортным тоннелям и метрополитенам // Метро и тоннели. 2015. № 1. C. 30-35.
4. Голицынский Д.М., Снетков В.А., Ряшин Ю.А. Севе-ромуйский тоннель - самый длинный тоннель в России // Сборник лучших докладов студентов и аспирантов факультета «Транспортное строительство». Санкт-Петербург, 2016. C. 17-21.
5. Трамвай Сан-Франциско // Железные дороги мира. 2015. № 8. C. 32-36.
6. Чибизов А.Е., Кожевников А.П. Технологические особенности уникального российского метротрама // Метро и тоннели. 2012. № 3. C. 18-19.
7. Ушакова А.И. Подземные пешеходные переходы в Санкт-Петербурге // Инновации на транспорте и в машиностроении: Сборник трудов III Международной научно-практической конференции. 2015. C. 62-63.
8. Кокосадзе А.Э., Чесноков С.А., Фридкин В.М. Конструктивные решения подземных атомных электростанций малой мощности // Известия Тульского государственного университета. 2011. № 1. C. 301-305.
9'2017 ^^^^^^^^^^^^^
тивно. Хотя и в зарубежной, и в российской практике есть немало удачных примеров размещения достаточно крупных электростанций и объектов связи. Характерный пример -атомные электростанции, как правило, располагаемые в подземном пространстве [7].
Как транспортный, так и инженерный класс состоят из сетевых и узловых элементов.
В результате обобщения теории и практики градостроительства, а также примеров строительного освоения подземного пространства в части обустройства города инженерными и транспортными системами сформулирована классификация инфраструктурной подземной зоны города, представленная на рис. 7.
Для гармоничного развития городов, учитывающего интересы всех горожан, а не только единичного инвестора, в правила землепользования и застройки необходимо включить зонирование подземной части города. Актуальность вопроса градостроительного планирования подземных территорий регулярно обсуждается специалистами на международных конференциях [8].
Учитывая, что в подземном пространстве могут размещаться любые объекты временного пребывания людей, в том числе и рабочие места, с целью избегания переуплотнения городской застройки и сохранения допустимой нагрузки на территорию необходимо включать в градостроительные регламенты предельно допустимые параметры подземных объектов.
На основании классификации функциональных зон целесообразно определить виды территориальных подземных зон города для формирования правил землепользования и застройки, учитывающих подземные территории.
References
1. Glozman O.S. Territorial planning of the underground part of the city. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction], 2017. No. 7, pp. 13-16. (In Russian).
2. Merkin V.E., Kaspe I.B. Ensuring preservation of town buildings during the construction of Lefortovo Tunnel. Transportnoe stroitel'stvo. 2005. No. 3, pp. 12-17. (In Russian).
3. Garber V.A. Interesting statistics on transport tunnels and metropolitenes. Metro i tonneli. 2015. No. 1, pp. 30-35. (In Russian).
4. Golitsynskii D.M., Snetkov V.A., Ryashin Yu.A. North-moums tunnel - the longest tunnel in Russia. Sbornik luchshikh dokladov studentov i aspirantov fakul'teta «Transportnoe stroitel'stvo». Sankt-Peterburg. 2016, pp. 17-21. (In Russian).
5. Tram of San-Frantsisko. Zheleznye dorogimira. 2015. No. 8, pp. 32-36. (In Russian).
6. Chibizov A.E., Kozhevnikov A.P. Technological features of the unique Russian metrotram. Metro i tonneli. 2012. No. 3, pp. 18-19. (In Russian).
7. Ushakova A.I. Underground pedestrian transitions in Saint-Petersburg. Innovatsii na transporte i v mashinostroenii. Sbornik trudov III Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. 2015, pp. 62-63. (In Russian).
8. Kokosadze A.E., Chesnokov S.A., Fridkin B.M. Constructive solutions of low-power underground nuclear power plants. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. 2011. No. 1, pp. 301-305. (In Russian).
- 39
