УДК 622.504; 622.882; 622.142 Корчак Андрей Владимирович профессор каф. СПСиШ, д.т.н.

УДК 622.504; 622.882; 622.142
Корчак Андрей Владимирович
профессор каф. СПСиШ, д.т.н.
Мельникова Сафият Абдулхаковна
инженер каф. СПСиШ, к.т.н.
Шубик Елена Игоревна
ведущий программист каф. СПСиШ
Томилин Александр Владимирович
ассистент каф. СПСиШ, к.т.н.
Московский государственный горный университет
ВЫБОР КРИТЕРИЕВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ
СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ В СЛОЖНЫХ
ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Г. МОСКВЫ
THE CHOICE OF CRITERIA FOR EVALUATING THE
EFFECTIVENESS OF UNDERGROUND CONSTRUCTION IN
DIFFICULT MINING AND GEOLOGICAL CONDITIONS OF
MOSCOW
Москва – стремительно развивающийся мегаполис со сложной
наземной
и
подземной
инфраструктурой,
обеспечивающей
жизнедеятельность города.
По
функциональному
использованию
территория
города
подразделяется на селитебную, производственную, ландшафтнорекреационную зоны.
Селитебная территория предназначена для размещения жилищного
фонда, общественных зданий и сооружений, а также отдельных
коммунальных и промышленных объектов, не требующих организации
санитарно-защитных зон, для устройства путей внутригородского
сообщения, улиц, площадей, парков, садов, бульваров и других мест
общего пользования.
Производственная территория предназначена для размещения
промышленных предприятий и связанных с ними объектов, комплексов
научных учреждений с их опытными производствами, коммунальноскладских объектов, сооружений внешнего транспорта, путей
внегородского и пригородного сообщения.
Ландшафтно-рекреационная зона включает городские леса,
лесопарки, лесозащитные зоны, водоемы и другие угодья, которые
совместно с парками, садами, скверами и бульварами, размещенными на
селитебной территории, формируют систему открытых пространств [1].
68
Связующим звеном, обеспечивающим жизнедеятельность города,
являются:
- наземная и подземная транспортная инфраструктура, качество
которой характеризуется ее развитостью, используемыми видами
транспорта, включая транспортную сеть, организованными местами
хранения и объектами сервисного обслуживания, а также количеством
перевозок грузов и пассажиров;
- подземные инженерные коммуникации, обеспечивающие город
водой, теплоснабжением, связью, электричеством, системой удаления
сточных вод.
Растущий в мире интерес к комплексному освоению городского
подземного пространства в значительной мере обусловлен, с одной
стороны, необходимостью интенсивного развития мегаполисов, с другой –
появляющейся в связи со строительством подземных объектов
возможностью:
- существенно сэкономить значительные площади ценных земель и
сохранить городские исторические ландшафты, представляющие
культурно-историческую ценность;
- обеспечить удобное расположение предприятий торговли,
питания, сферы обслуживания, зрелищных и спортивных объектов в зонах
наибольшего скопления потенциальных посетителей перечисленных
объектов;
- разгрузить сферу обитания человека от техногенных воздействий;
- обеспечить естественную защиту объектов от воздействия
климатических,
механических,
термических,
акустических
и
гидравлических нагрузок [2].
Комплексное освоение подземного пространства городов в настоящее
время является не альтернативной, а насущной необходимостью, если речь
идет об оптимальном развитии инфраструктуры города. Поэтому выбор
геотехнологической стратегии освоения подземного пространства
мегаполиса является актуальной научной проблемой.
Бессистемное
освоение
подземного
пространства
городовмегаполисов наносит непоправимый вред окружающей среде.
Урбанизация подземного пространства приводит к негативным
изменениям геологической среды, истощению водных ресурсов,
загрязнению почвенного покрова и атмосферы, появлению техногенных и
биогенных факторов, отрицательно влияющих на здоровье человека.
Только планомерное, рациональное и комплексное использование
подземного пространства на основе предварительного изучения состояния
породного массива с использованием современного информационного
обеспечения для принимаемых технологических решений, основанных на
внедрении рискоуправляемых технологий, обеспечит развитие подземной
инфраструктуры городов-мегаполисов.
Освоение подземного пространства в мегаполисах во всех его
аспектах должно носить планомерный и комплексный характер застройки
69
пригодных для этого участков массива – как в сложившейся части города,
так и в развивающихся его районах в тесной увязке с перспективными
планами развития городских территорий. В какой-то мере примером
такого подхода может служить строительство подземных инженерных
сетей и метрополитена.
Следует выделить два аспекта целесообразности освоения подземного
пространства: социально-функциональный и градостроительный.
Для социально-функционального аспекта главными являются два
показателя: первый – это социальные удобства, которые возникают при
повышении интенсивности использования подземного пространства;
второй – это функциональное удобство проживания, выраженное в
экономии непроизводительных затрат времени, сил и средств населения.
Градостроительный аспект должен включать в себя требования
экономии городской территории и сохранности сложившегося характера
застройки, а также рациональное расположение наземных и подземных
предприятий различного назначения (рис. 1).
Принимая во внимание возможное негативное влияние подземной
застройки на горный массив, решение о выборе участка строительства
объекта, его функционального назначения, параметров, глубины
заложения должно быть очень взвешенным.
Основными факторами, влияющими на размещение в подземном
пространстве объектов, являются:
параметры города (площадь, протяженность, высотность,
характер застройки и др.) и зонирование его инфраструктуры;
рельеф местности, природные, геологические и гидрологические
условия;
функциональное назначение различных зон города (зона жилья,
промышленная зона, коммунально-складская зона, зона отдыха и зеленых
насаждений).
Стратегическими направлениями в решении задач по улучшению
уровня комфортности жизни людей, экологии, создания новой среды
обитания следует считать:
- обеспечение города инженерными коммуникациями;
- улучшение транспортного обслуживания;
- вывод промышленных предприятий и коммунально-складских
объектов из центра города;
- строительство культурно-оздоровительных центров и зон отдыха в
округах.
По данным зонирования подземного пространства должны
приниматься решения по регулированию наземной застройки и
использованию
подземного
пространства,
направленные
на
регламентацию строительства или на искусственную стабилизацию
благоприятных инженерно-строительных свойств геологической среды,
т.е. на формирование природно-технической геосистемы (ПТГС).
70
Совместимость с наземной и подземной
инфраструктурой
Потребность в объеме
Платежеспособность населения
Градостроительный аспект
Социально-функциональный аспект
Сохранность наземной застройки
Обустройство подземной территории
Функциональное
назначение
Объемнопланировочное
решение
Сложные горногеологические
условия
Технология
строительства
Рис. 1 Блок-схема «Основные требования к проектированию подземных
объектов»
Эффективность системного управления ПТГС неразрывно связана с
назначением объекта строительства, ограничениями и критериями
оптимальности состояния системы, а также с качеством принимаемых
решений.
На рис. 2 представлена классификация критериев оценки
эффективности функционирования природно-технической геосистемы
[3,4].
71
Антропогенные
Социальные
Безопасность
Экологичность
Горнотехнологические
Экономические
Рентабельность
Функциональные
Критерии эффективности ПТГС в сложных горно-геологических условиях
Система критериев, позволяющих оценить эффективность ПТГС,
включает функциональные, горно-технологические, экономические и
антропогенные критерии.
Прибыль
Себестоимость
Метод подготовки
породного массива
Трудоемкость
Степень сложности
горно-геологических
условий
Использование
материалов
Тип горногеологических
условий
Надежность
Главный
функциональный
Критерии типизации,
стандартизации и
унификации
Способ
строительства
Способ воздействия
на массив
Рис. 2. Классификация критериев эффективности ПТГС в сложных
горно-геологических условиях.
72
Наиболее полную картину оценки эффективности ПТГС можно
получить при совместном использовании всех критериев, выраженных в
денежном эквиваленте. Это позволит обеспечить оптимальность выбора
технологии строительства подземных объектов.
Разработка концепции освоения подземного пространства Москвы
невозможна без соблюдения двух базовых постулатов:
- целесообразность
строительства
подземного
сооружения
заданного функционального назначения с присущими ему атрибутами
(глубина заложения, объемно-планировочные решения, взаимоотношение
с расположенными рядом другими подземными сооружениями, связь с
наземной инфраструктурой и др.) должна сочетаться с востребованностью
услуг, предлагаемых объектом;
- строительство и эксплуатация подземного объекта должны
осуществляться с применением материалов, конструкций и технологий,
обеспечивающих минимальный риск возникновения аварийных ситуаций
как в период строительства, так и в течение запланированного срока
эксплуатации объекта.
Геотехнологическая стратегия освоения подземного пространства г.
Москвы должна базироваться на следующих принципах [5]:
- следует провести инвентаризацию существующих подземных
сооружений и создать единый кадастр участков, на которых возможно
строительство подземных сооружений;
- оценить необходимость реконструкции наземных объектов с целью
размещения под ними или рядом подземных сооружений и возможность
строительства новых, органично связанных с действующей подземной
инфраструктурой города;
- обосновать совокупность мероприятий по строительству новых
подземных сооружений.
Литература
1. Черняк В.З. Управление инвестиционным проектом в
строительстве. – М.: Русская деловая литература, 1998. – 800 с.
2. Плотников Г.Н. О преимуществах использования подземного
пространства // Подземное пространство мира, 1995. – № 3-4 – с. 69-74.
3. Корчак А.В. Методология проектирования строительства
подземных сооружений. – М.: Недра коммюникейшнс ЛТД, 2001. – 416 с.
4. Корчак А.В., Картозия Б.А. Мельникова С.А. Строительная
геотехнология – М.: Изд-во МГГУ, 2003. – 229 с.
5. Картозия Б.А., Корчак А.В., Левченко А.Н., Мельникова С.А.
Геотехнологическая стратегия освоения подземного пространства г.
Москвы. / Сб. докладов «Научно-технический фронт и научно-техническое
сотрудничество между Китаем и Россией». – Китай, Пекин, 2005. – с.397403.
73
Аннотация
Рассмотрены перспективы освоения подземного пространства
г. Москвы с учетом социально-функционального и градостроительного
аспектов. Приведена классификация критериев эффективности природнотехнической горной системы в сложных горно-геологических условиях.
Обоснована геотехнологическая стратегия освоения подземного
пространства г. Москвы
The article addresses the prospects of Moscow underground space use in
social and functional terms and in view of urban planning. Criteria for the
choosing special underground construction methods are classified for complex
geotechnical environments. Geotechnological strategy of sustainable
underground space use within the territory of Moscow is justified.
Ключевые слова
подземное строительство, подземные сооружения, сложные горногеологические условия, неустойчивые горные породы, напряженнодеформированное состояние пород, совокупность технических решений
underground construction, underground facilities, complex geotechnical
environments, unstable rocks, stress-strain behavior of rocks, a set of
engineering solutions
74