Использование подземного пространства

Краткий исторический обзор подземного строительства в мире. Часть 1

Освоение человеком подземного пространства началось в глубокой древности. Прототипом подземных сооружений можно считать естественные пещеры и пустоты в скальных породах, используемые нашими предками. Пещера стала первым жилищем человека, защищавшим его от непогоды и хищников. Примерно в то же время человек начал подземным способом разрабатывать горные породы для получения различных полезных ископаемых.

В.М. Слукиным [Слукин , 1991] предлагается периодизация подземных сооружения по эпохам:

1) поздний палеолит и неолит (до 4 тысячелетия до н.э.);

2) древний мир (4 тысячелетие до н.э. — IV вв. н.э.);

3) средневековье (V—XI вв.);

4) новое время (после XII вв.).

Российским обществом спелеостологических исследований разработан Кадастр искусственных пещер и подземных архитектурных сооружений на территории Евразийского и Африканского континентов. В зависимости от культурно-цивилизационных факторов, исторических предпосылок, основного рода занятий населения и проч. в Кадастре выделяются восемь спелеостологических стран Старого Света.

1. Восточнославянская. Целиком располагается на территории СНГ и занимает достаточно однородную, с точки зрения культуры освоения подземного пространства, территорию: большую часть России, Белоруссии, Украины, север Казахстана. На этой территории с древности сооружались подземные объекты культурного и бытового назначения, культовые сооружения, убежища, фортификационные подземные ходы, рудники и каменоломни.

2. Западноевропейская. Занимает территорию Европы, стран Балтии, Северо-Западной Белоруссии, Закарпатья. Эта территория характеризуется широким и прагматичным использованием подземного пространства: уже многие тысячелетия здесь применяются подземные выработки, оборонительные сооружения, убежища, хозяйственные сооружения, некрополи.

3. Переднеазиатская. Включает Бессарабию, Горный Крым и Кавказ. Для этой территории с глубокой древности характерно комплексное использование больших групп подземных объектов различного назначения: жилых, хозяйственных, оборонительных, транспортных, культовых — входящих в пещерные города и подземные монастыри. На этой территории находятся широко известные в мире подземные города-монастыри (Каппадокия , Турция); большие подземные комплексы оборонительного и хозяйственного назначения.

4. Среднеазиатская. Располагается на территории среднеазиатских государств СНГ, восточного Азербайджана, Ирана и С е верного Афганистана. Освоение подземного пространства здесь

началось со строительства в предгорьях водоподводящих систем — кяриязов , суммарной протяженностью в десятки тысяч километров. В горных районах с 15 тысячелетия до н.э. развивалось горнорудное дело. Кроме этого в этом районе находят подземные ходы оборонительного назначения, а также мусульманские и буддийские культовые пещеры.

5. Южноазиатская . Занимает полуостров Индостан и прилегающие районы. Характеризуется развитием горного дела, наличием подземных цистерн, группами крупных подземных храмов с высеченными в скале архитектурными элементами — колонна ми, скульптурами и проч.

6. Восточноазиатская. В основном, находится на территории Китая. Уникальные достижения древней и средневековой науки Китая способствовали созданию оригинальных и разнообразных подземных сооружений: пещерных храмов, некрополей, водоводов, транспортных коммуникаций. Особенно интенсивным развитием характеризовалось жилищное строительство — и в наше время в пещерных поселениях Китая проживают десятки миллионов человек

7. Североафриканская. Находится на территории Древнего Египта и стран Северной Африки. В основном характеризуется подземными сооружениями культового назначения: гробницами и храмами, а также подземной добычей полезных ископаемых. В Ливии и Алжире сохранились сетчатые водособирающие подземные системы, напоминающие кяриязы ; в Эфиопии — оригинальные подземные храмы. В странах Северной Африки для защиты от жары жители периодически сооружали подземные жилища.

8. Экваториалъноафриканская . На территории Чёрной Африки к югу от Сахары к настоящему времени не обнаружено никаких признаков подземного строительства. В Восточной Африке, видимо, вследствие культурного взаимообмена с Индией, Египтом и арабскими странами, подземным способом разрабатывались полезные ископаемые.

Первое свидетельство постройки тоннеля, зафиксированное в исторических документах, относится к 2 150 году до нашей эры. Это был подводный пешеходный тоннель протяжённостью 900 м и размерами в свету 4 х 3,6 м под рекой Евфрат в Вавилоне, соединявший царский дворец с храмом Юпитера. На время строительства русло реки шириной 180 м было отведено в сторону и все работы произведены насухо в открытом котловане. Стены и свод тоннеля состояли из кирпичной кладки на битумном вяжущем.

Подземные сооружения многократно упоминаются историком Геродотом. В частности, им описываются подземные фрагменты египетских пирамид (около 2500 года до н.э.), подземные покои египетской царицы Нитокрис (около 700 года до н.э.), тоннель длиной около 1600 м на острове Самос в Эгейском море, пройденный в известняке с помощью молотков и зубил. Вот что пишет сам Геродот об этом сооружении: Сквозной тоннель в горе высотой в 150 оргий*, начинающийс я у её подошвы с выходами по обеим сторонам. Длина тоннеля 7 стадий, а высота и ширина по 8 футов. Под этим тоннелем по всей его длине они прокопали канал глубиной в 20 локтей и 3 фута ширины, через который в город по трубам проведена вода... Строителем этого водопроводного сооружения был Евпалий , сын Навстрофа . В течение многих веков этот тоннель считался неизвестным и вновь был открыт лишь в 1882 году. При его обследовании было выяснено, что трасса тоннеля состоит из двух прямых, соединённых обратными кривыми.

К первому тысячелетию до н.э. историки относят подземные города на территории современных Грузии и Армении. В Грузии, недалеко от города Гори, сохранился древний подземный город Уплисцихе (рис. 1.1), сообщавшийся с р. Курой с помощью тоннеля. Для сбора грунтовых и атмосферных вод использовалась система шахт, соединявшихся между собой подземными ходами, проложенными на глубине около 50 м от поверхности земли. Подземные выработки возводились без обделки и лишь в отдельных случаях закреплялись каменной кладкой.

Около 50 года до н.э. римлянами был пробит тоннель длиной около 5 км для отвода воды из озера Фучино . Согласно историку Плинию, тоннель строился в течение 11 лет, работы велись встречными забоями примерно из 40 шахт.

(Рис. 1.1 Подземный город Уплисцихе . Грузия. 1-е тысячелетие до н.э.)

В начале 1-го века н.э. римлянами был построен тоннель длиной 900 м и шириной 8 м на дороге Неаполь — Понцуоли . Тоннель проложен под холмом Посилипо , сложенным из вулканического туфа. Высота тоннеля у входного и выходного портала составляет 25 м, а к середине она постепенно уменьшается. Предполагается, что вертикальные раструбы предназначались для улучшения освещения дневным светом.

Около 300 года н.э. на территории современной Турции был построен тоннель, выполнявший одновременно функции водопровода и подземного судоходного канала.

При императоре Адриане римлянами был сооружен тоннель для водоснабжения Афин. В период турецкого владычества численность населения города резко упала, тоннель был заброшен и вновь запущен в эксплуатацию спустя столетия — в 1840 году. В 1925 году афинский водопровод был расширен и реконструирован, вследствие чего старый римский тоннель продолжает эксплуатироваться до сих пор.

Древние славяне в середине и второй половине 1-го тысячелетия н.э. в качестве основного вида жилища использовали полуподземные сооружения — землянки (рис. 1.2).

К VIII—IX векам относятся катакомбные погребения в Хазарии. Основу этого погребального сооружения составляли катакомбы, вырытые в твердом грунте на склонах холмов. Каждая катакомба состояла из двух частей — коридорного входа и погребальной камеры.

В Грузии на скалистом обрыве высотой 105 м на левом берегу р. Куры в XII—XIII вв. был высечен подземный комплекс Вардзиа . Комплекс представляет собой 8 этажей пещер, пройденных в вулканических туфах на участке шириной около 500 м (рис. 1.3). В центре пещерного комплекса находится церковь Успения Богоматери, относящаяся, по росписи стен, к 1184—1186 годам. К западу от церкви расположена колокольня. Между ними, а также западнее и восточнее, находятся сотни общественных, культовых и жилых помещений, связанных коридорами, площадками и лестницами. Для водоснабжения комплекса его строителями был пробит тоннель протяжённостью 3,5 км, по дну которого пролегали два гончарных трубопровода. Вода по ним шла самотёком. Пропускная способность этого водопровода составляла более 160 000 л/сут .

(Рис. 1.3. Подземный комплекс Вардзиа . Грузия. XII-XIII вв. н.э.)

Между 400-ми и 1400-ми годами историками отмечается почти тысячелетний застой в европейском тоннелестроении. Здесь необходимо отметить, что данный временной перерыв относится, в первую очередь, к строительству объектов общественного (промышленного и гражданского) назначения. Строительство подземных сооружений оборонного и специального назначения не прерывалось практически никогда. Более подробно это вопрос будет рассмотрен в следующих разделах на примере освоения подземного пространства России, стран СНГ и Москвы.