Підземні споруди

Підзе́мні спору́ди — об’єкти промислового, культурного, оборонного та комунального призначення, які створюються у товщі Землі чи масивах гірських порід.

Призначення

За призначенням підземні споруди поділяють на:

Під землею також розміщують об’єкти міського господарства (автомобільні стоянки та гаражі, пішохідні переходи, магазини, кафетерії, книгосховища, кінотеатри, автоматичні телефонні станції, газорозподільні станції, каналізаційні колектори, трубопроводи тощо), захисні споруди цивільної оборони (бомбосховища тощо), воєнні об’єкти. Окрему групу становлять підземні споруди шахт: електричні підстанції, депо, станції водовідливу, шахтні стовбури, капітальні штреки, штольні тощо.

Історична довідка

Найдавнішими підземними спорудами є підземні могильники (Єгипет, Індія 2–1 тисячоліття до н. е.), а також тунелі (2180 до н. е. у Вавилоні під р. Євфрат було побудовано пішохідний тунель завдовжки 920 м. 700 до н. е. на о. Самос в Егейському морі — підземний водогін завдовжки 1 600 м), печерні міста (Туреччина, Афганістан, Грузія та інші — 6 ст. до н. е. — 12 ст.).

У середні віки з’явилися печерні міста в Україні (Крим, м. Київ).

У 17–19 ст. будували транспортні судноплавні та залізничні тунелі, з 19 ст. — метро (міста Лондон, Будапешт, Париж).

Печерні міста — підземні споруди або природні печери, що у давнину слугували житлом, військовим укріпленням, місцем релігійних культів, поховань померлих.

Пристосування печер і гротів до вимог життя, а також їх збільшення й поєднання між собою, прикрашення інтер’єрів за допомогою наскельного ивопису дали початок підземному будівництву й архітектурі загалом. Найбільше розповсюдження печерні міста знайшли в гірських масивах, складених стійкими й водночас зручними для руйнування породами (вапняки, мергелі, крейда та інше).

Великі печерні міста є в Афганістані (Баміанська долина, див. Баміанської долини культурний ландшафт та археологічні пам’ятки), Туреччині (Каппадокія), Грузії (Уплісцихе, Вардзіа), Перу (Кахамарка).

В Україні найвідоміші печерні міста Криму зосереджені в столових (плоских) масивах Внутрішньої гряди Кримських гір (Чуфут-Кале, Мангуп-Кале, Ескі-Кермен тощо).

Сучасні підземні споруди

У 20–21 ст. підземне будівництво всебічно розвинулося — під землею побудовано низку об’єктів цивільного, військового, промислового призначення:

  • вугільні, рудні та нерудні шахти;
  • автомобільні, залізничні, гідротехнічні тунелі;
  • метрополітени;
  • трубопроводи;
  • частково будівлі ТЕС, АЕС, ГЕС;
  • резервуари для питної води;
  • заводи очищення стічних вод;
  • гаражі, телефонні станції, кінотеатри;
  • культові споруди, вокзали, торгові центри;
  • заводи шампанських вин;
  • підприємства з вирощування овочів, грибів, цитрусових, квітів тощо;
  • склади товарів широкого вжитку, побутових приладів, автомобілів, медикаментів тощо;
  • холодильники для зберігання харчових продуктів.

Під землею облаштовують

  • стартові комплекси ракет дальної дії, довгострокові командні пункти;
  • заводи точних виробів, електронного обладнання, судно-, авіа, машинобудівні, військові заводи;
  • спеціалізовані лікарні, санаторії, туристичні комплекси.

До підземних споруд належать сховища нафти, природного газу, нафтопродуктів, зрідженого газу, а також відходів радіоактивних речовин, нафтової та хімічної промисловостей, шахтних вод.

Це також науково-дослідні підземні споруди — нейтринні та сейсмогеофізичні обсерваторії, сейсмічні станції тощо.

Сучасні підземні споруди, які експлуатуються людством, дуже різноманітні: штольні, штреки, камери, тунелі, засипні траншеї, котловини, гірничі виробки вугільних, рудних, соляних, вапнякових, гіпсових та інших шахт, відпрацьовані пласти-колектори, пористі водоносні структури тощо.

Найвідоміші підземні споруди сучасності

Серед рекордсменів за довжиною і масштабністю — «Євротунель» під Ла-Маншем, що складається з двох транспортних і одного службового тунелів, протяжність яких — 50 км, діаметр — 10 м.

Унікальна споруда — тунель «Сейкан», що поєднав острови Хоккайдо та Хонсю (Японія), довжина якого склала 53,9 км (зокрема підводна частина — 23,3 км).

Широковідомі протяжні тунелі у Швейцарських Альпах: залізничний Сімплтонський (19,7 км) та автодорожний Сен-Готард (16,32 км).

Найдовший на 2021 — водогінний тунель Нью-Йорк — Західний Делавар, що простягнувся під землею на 168,9 км (діаметр 4,1 м).

Серед планів найближчих десятиліть — будівництво міжконтинентальних тунелів, що поєднають Іспанію з Африкою (54 км) та Чукотку з Аляскою (100 км), а також Сахалін з Японією (43 км) та материком (8 км).

В Україні найдовшим є тунель під Керченською протокою (15 км) та в масиві Кримських гір, а також протяжні автодорожні тунелі в м. Києві (близько 7 км).

Значні перспективи отримають також безтраншейні технології (мікротонелювання, щитова проходка, продавлювання сталевих футлярів), що забезпечують ефективне будівництво протяжних тунелів для комунікаційних функцій.

На початку 21 ст. найглибша у світі дослідна вугільна шахта досягла 2 042 м (м. Чистякове, Україна), золоторудна — 3 777 м (м. Карлтонвіль, ПАР).

Перспективи розвитку

На початку 21 ст. у світі здійснюють близько 650 проектів крупних підземних споруд із річним капіталовкладенням понад 40 млрд доларів США. Значну частину з них складають об’єкти підземної урбаністики (наприклад, підземна частина м. Токіо, де частина міста розбудована на 16 підземних рівнів-поверхів). Удосконалення будівельних технологій та висока вартість землі в зонах щільної забудови великих міст роблять тут підземне будівництво більш економічним та перспективним. У найближчі 50–100 років можливі виникнення і розбудова численних підземних багатоярусних міст зі специфічними комунікаціями та інфраструктурою.

Шахти можуть бути напів- чи повністю безлюдними, що надасть нові можливості для їхнього поглиблення — до рівня 5–7 км, що стимулюється вичерпанням запасів корисних копалин на вищих горизонтах. Це суттєво розширить промислові запаси корисних копалин, які вже вичерпуються на звичних для роботи горизонтах. На ці глибини й далі бурять свердловини і починається глибинний видобуток вуглеводнів. Необхідність глибинного видобутку газогідратів дасть поштовх до виникнення технічно нових гірничих виробок — свердловин із регульованим тиском.

Література

  1. Underground construction (Tunneling). Washington : U.S. Department of Labor ; Occupational Safety and Health Administration, 2003. 30 p. URL: https://www.osha.gov/sites/default/files/publications/osha3115.pdf
  2. Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / За ред. В. С. Білецького. Донецьк : Східний видавничий дім, 2004–2013.
  3. Гайко Г., Білецький В., Мікось Т. та ін. Гірництво й підземні споруди в Україні та Польщі (нариси з історії). Донецьк : УКЦентр ; Донецьке відділення НТШ ; Редакція гірничої енциклопедії, 2009. 296 с.
  4. Печерні міста // Шмиг Р. А., Боярчук В. М., Добрянський І. М. та ін. Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури. Львів : [б. в.], 2010. С. 148.
  5. Яременко О., Гришин А., Яременко Н. та ін. Механіка підземних споруд. Одеса : Одеська державна академія будівництва та архітектури, 2020. 236 с.

Автор ВУЕ

В. С. Білецький


Покликання на цю статтю

Покликання на цю статтю: Білецький В. С. Підземні споруди // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Підземні споруди (дата звернення: 1.08.2021).


Оприлюднено

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено:
13.07.2021

Офіційний телеграм-канал ВУЕОфіційний телеграм-канал ВУЕ