Линии метрополитенов (или их  отдельные участки) бывают (рис. 1):

• подземные, прокладываемые в тоннелях, на мелком (10—15 м) от поверхности земли или глубоком заложении;
• надземные, устраиваемые на специальных эстакадах или путепроводах, сооружаемых над улицами;
• наземные, проходящие по насыпям или выемкам и не имеющие пересечения в одном уровне с городскими магистралями.

      Рис. 1. Схема способов сооружения  метрополитена: 

    1 и 2 — перегонные тоннели и  станция глубокого заложения,  сооружаемые закрытым способом; 3 и 5 — станции мелкого заложения,  сооружаемые открытым способом, 4 — перегонные тоннели мелкого  заложения, сооружаемые закрытым  способом; 6 — перегонные тоннели  мелкого заложения, сооружаемые  открытым способом

      В комплекс линии метрополитена  входят следующие сооружения (рис. 2): станции, перегонные тоннели,  эстакады, мосты, путепроводы, земляное  полотно (насыпи и выемки для  наземных линий), камеры съездов,  тупики, соединительные служебные  тоннели, депо, инженерный корпус  метрополитена. 

      Рис. 2. Схема расположения сооружений  на участке линии метрополитена: 

    1 — тупик; 2 — камеры съезда  на глубоком заложении; 3 — станция  метрополитена глубокого заложения; 4 — наклонный эскалаторный тоннель; 5 — наземный вестибюль станции; 6 — санузел с дренажной перекачкой; 7 — перегонные тоннели; 8 — подземный  вестибюль станции мелкого заложения; 9 — станция мелкого заложения; 10 — подуличные переходы с  лестничными сходами и входами  в вестибюль; 11 — камера съезда  за станцией на мелком заложении; 12 — участки перехода перегонных  тоннелей от мелкого заложения  к выходу на поверхность; 1З  — выходные пути из тоннелей; 14 — деповские пути на поверхности; 15 — депо метрополитена; 16 — вентиляционные  сбойки— 17 — вентиляционный (подходный)  тоннель; 18 — вентиляционный (рабочий)  ствол

    Станции предназначены для посадки, высадки  и пересадки пассажиров, а также  для приема и отправления поездов. Станции метрополитена подразделяются по ряду признаков.

    По  эксплуатационным особенностям и расположению на линии метро станции делят  на промежуточные, пересадочные (предназначенные  для пересадки пассажиров с одной  линии на другую), зонные (те, на которых  заканчивается движение поездов  в пределах определенного участка  — зоны — линии метро) и конечные (те, которыми заканчиваются линии).

    По  расположению и числу платформ станции  делят на три типа: одноплатформенные (с одной островной, т. е. средней, платформой), двухплатформенные (с двумя  боковыми платформами) и трехплатформенные (со средней — островной —  и двумя боковыми платформами).

    По  высотному расположению и способам строительства станции делят  на четыре типа: подземные (сооружаемые  закрытым способом), подземные мелкого  заложения (сооружаемые открытым способом в котлованах), наземные и надземные (устраиваемые на эстакадах). На станциях подземных глубокого заложения  для спуска и подъема пассажиров используют эскалаторы — подвижные  лестницы, которые монтируют в  наклонных тоннелях, соединяющих  станцию и вестибюль. На станциях мелкого заложения при разности отметок между платформой и вестибюлем до 4,5 м устраивают лестницы, а при большей разнице — эскалаторы.

    Тоннели, эстакады, путепроводы, земляное полотно  служат для прокладки путей метрополитена  и движения поездов между станциями. Тоннели метрополитенов строят одно—  или двухпутными. Для перехода от двухпутного участка к двум однопутным участкам сооружают специальные  камеры — раструбы. На эстакадах, путепроводах, насыпях и в выемках прокладывают сразу два пути.

    Камеры  съезда предназначены для соединения двух перегонных тоннелей. В камерах  съезда укладывают стрелочные переводы (съезды) для перехода поезда с одного пути на другой.

     При устройстве камеры съездов в  двухпутных тоннелях, на эстакадах  и наземных линиях не требуется изменять конструкции этих сооружений. При  расположении путей в двух однопутных тоннелях в местах устройства съезда необходимо устраивать специальный  соединительный тоннель. На участках укладки  стрелочного перевода в однопутном тоннеле и примыкания соединительного  тоннеля делают ступенчатые уширения путем сооружения разной длины коротких тоннелей (камер), постепенно увеличивая пролет ширины. Последняя камера имеет  ширину, соответствующую ширине перегонного  и соединительного тоннелей.

    Тупики  сооружают на конечных станциях метрополитена  для устройства тупиковых путей, предназначенных для перевода поездов  с одного пути на другой, а также для осмотра и отстоя составов. На подземных линиях устраивают тупиковые тоннели, соединенные с главными путями камерами съездов.

    Электродепо предназначены для ночного отстоя подвижного состава (вагонов), их осмотра, проведения технического обслуживания и ремонта. В состав электродепо, кроме цехов и помещений, предназначенных  для проведения указанных работ, входят производственные мастерские, камеры для мойки и обдувки  вагонов, компрессорная станция: парковые пути, административно-бытовой корпус и др.

      Инженерный корпус метрополитена  является центром управления  движением поездов и работой  всех технологических установок  (электротехнических, связи и автоматики, сантехнических и др.), обеспечивающих  работу метрополитена. Инженерный  корпус оснащается различным  оборудованием и устройствами. В  нем также размещаются управление  метрополитена и аппарат различных  служб. 

    К технологическим устройствам метрополитена  относятся: рельсовый путь; контактный рельс; электротехнические устройства (электроподстанции, кабели различного назначения, освещение, различные силовые  установки); устройства автоматики и  телемеханики; устройства сигнализации и связи; санитарно-технические устройства, обеспечивающие вентиляцию, теплоснабжение, водоснабжение, водоотвод и канализацию.

    Электроэнергия  для движения поездов и постоянного  оборудования метрополитена подается от тягово-понизительных подстанций, которые преобразуют переменный ток напряжением 6—10 кВ, получаемый от городских электрических подстанций, в постоянный напряжением 825 В для  движения поездов, а также понижают напряжение переменного тока до 380 В, что необходимо для других потребителей энергии на метрополитене.

    Подача  электрического тока к поездам метрополитенов осуществляется не по проводу, как на наземных электрических железных дорогах  и трамвае, а по специальному металлическому контактному («третьему») рельсу, который  устанавливают в нижней части  тоннеля в непосредственной близости от пути. При движении поезда метрополитена по нижней кромке контактного рельса скользит вагонный токоприемник.

    Вентиляция  метрополитена обеспечивает санитарно-гигиениче-ские условия, нормальные для пребывания пассажиров в тоннелях метрополитена. Система вентиляции обеспечивает необходимый  воздухообмен, чистоту воздуха, его  влажность и температуру. В тоннели  чистый воздух поступает через специальные  вентиляционные стволы, или шахты; камеры для размещения вентиляторов располагают  на перегонах между станциями  и на самих станциях.

    Для управления движением поездов, обеспечения  безопасности и высокой пропускной и провозной способности предназначены  устройства СЦБ (сигнализации и связи, централизации и блокировки). Эти  устройства установлены с учетом разделения перегонов между станциями  на отдельные блок-участки, ограждаемые  системой сигналов (светофоров), разрешающих  или запрещающих поездам следовать  по перегону или блок-участку. Специальные  устройства (автостопы) обеспечивают остановку  поезда в случае проезда им запрещающего сигнала. Установлено централизованное управление всеми стрелками на линии  из одного места — с поста диспетчера движения. Все технические службы метрополитенов, включая подвижной  состав, оборудованы телефонной, радио— и громко-говорящей связью.

    В последнее время с целью повышения  безопасности движения поездов и  увеличения частоты их движения линии  метрополитена оборудуют стационарными  устройствами автоведения, автоматического  регулирования скорости и автоматического  управления поездами («автомашинист»).

    Санитарно-технические  устройства метрополитена включают в себя устройства водоснабжения  и канализацию служебных и  технических помещений метрополитена  и систему отвода воды, попадающей в тоннели. Входящие в эту систему  специальные дренажные камеры и  фекальные перекачки связаны  с системой городских коммунальных сетей-водопровода и водостоков.

    Способы строительства метрополитенов

    Основные  способы. Линии метрополитенов в  основном строят способами, которые  можно объединить в две группы — закрытые (подземные) и открытые способы.

    Закрытые  способы применяют при сооружении метрополитенов глубокого и мелкого  заложения. При этом все работы по строительству метрополитена ведут  в подземных условиях, без нарушения  уличного движения. Для транспортирования  разработанного грунта, доставки различных  материалов, конструкций и оборудования служат специально устраиваемые шахтные  стволы, которые оборудуют подъемными машинами, клетями и бадьями для  подъема и опускания людей  и груза.

    Для ведения проходческих работ и  возведения тоннельных конструкций  в подземных условиях при закрытом способе в зависимости от инженерно-геологических  условий и размеров тоннелей используют различные способы работ:

• щитовой способ, основанный на применении щита — передвижной металлической крепи, под защитой которой производится разработка грунта в забое на полное сечение (профиль) и осуществляется возведение тоннельной обделки;
• способ сплошного забоя, состоящий в разработке грунта в тоннеле сразу на полное сечение (профиль) с установкой временного деревометаллического крепления, служащего защитой на время устройства тоннельной обделки;
• горный способ, основанный на последовательной разработке грунта в тоннеле по частям с установкой временного деревометаллического крепления, под защитой которого также по частям возводят тоннельную«обделку.

    Открытые  способы применяют при сооружении линий метрополитена мелкого  заложения (проходящих на глубине 10—15 м от поверхности земли), при этом все работы по возведению тоннельных конструкций выполняют в открытых котлованах, которые после завершения строительства засыпают грунтом. При строительстве метрополитена этими способами необходимо перекладывать подземные коммуникации, переносить из района строительства линии трамвая, троллейбуса и автобуса, иногда укреплять грунты под фундаментами зданий. Поэтому в последнее время при строительстве городских метрополитенов только мелкого заложения в Минске, Горьком, Ташкенте, Новосибирске применяют комбинированный способ, при котором станции метрополитена возводят в котлованах открытым способом, а перегонные тоннели между станциями сооружают закрытым способом.

      В число открытых способов  входят:

• котлованный способ, состоящий в том, что на полную ширину тоннеля до уровня подошвы будущего тоннеля раскрывают котлован, стены которого оставляют без крепления (под углом естественного угла откоса грунта) или поддерживают временной крепью (если они вертикальны); обделку тоннеля сооружают в котловане, а затем засыпают грунтом;
• траншейный способ, при котором котлован разрабатывают по частям (в этом случае для устройства вертикальных стен тоннеля используют способ «стена в грунте»);
• использование передвижной металлической крепи прямоугольного сечения (щит открытого способа) для крепления стен котлована и устройства тоннельной обделки.

    Специальные способы. В сложных инженерно-геологических  условиях строительства — в водоносных песчано-глинистых грунтах, плывунах, в сильно трещиноватых скальных грунтах  с большим притоком подземных  вод — применяют специальные  способы, целью которых является укрепление неустойчивых грунтов, ликвидация поступления воды или временное  осушение грунтов. К числу таких  специальных способов относятся: водопонижение, замораживание грунтов, применение сжатого воздуха (кессонный способ), цементация грунтов, химическое закрепление.

      Наземные линии метрополитена,  расположенные на поверхности  земли или на эстакадах (мостах), сооружают методами, применяемыми  при строительстве железных дорог  и мостов, позволяющими широко  использовать высокопроизводительную  землеройную технику для возведения  земляного полотна, применять  индустриальные сборные железобетонные  конструкции для устройства эстакад,  вести работы широким фронтом.

3. Автодорожные тоннели

     Автодорожные тоннели - неотъемлемая часть современных мегаполисов - от Москвы до Нью-Йорка. Их использование  помогает не только разгрузить наземные магистрали, сократив их протяженность, но и повысить защищенность автодорог  от воздействия природных факторов. Большое значение при этом имеет  создание под землей необходимых  для работы и пребывания людей  параметров воздушной среды. Проектировщику необходимо также принять меры для  предотвращения вредного влияния самих  подземных сооружений на окружающую их местность.

    Строительство автодорожного тоннеля началось в 20 веке с развитием автомобильного транспорта и сети автомобильных  дорог.