От Темзы до Москвы: эволюция подземных технологий

Первые идеи строительства подземных тоннелей возникли еще в XIX веке. Инженер Марк Брюнель наблюдал за корабельным червем и заметил нечто удивительное: моллюск сначала высверливает ход, а затем выделяет слизь, которая укрепляет стенки тоннеля, не давая им обрушиться. Это и стало толчком к революции в подземном строительстве.

В 1818 году Брюнель запатентовал свое изобретение — проходческий щит. Это огромная сборная стальная машина, которая одновременно роет землю и сооружает стены тоннелей, при этом защищая проходчиков от потоков грунтовой воды и горного давления. Первоначально щит был прямоугольным и состоял из множества ячеек. В каждой ячейке стоял рабочий и вручную выбирал грунт. Щит продвигали вперед с помощью домкратов и сразу же выкладывали кирпичную кладку, которая образовывала стены будущего тоннеля. Позже инженеры усовершенствовали машину, сделав ее цилиндрической, чтобы давление грунта равномерно распределялось на стенки сводов тоннеля. Круглое сечение позволяет также не сооружать дополнительные усиливающие конструкции.

Это был медленный, трудоемкий, но гениальный метод, который изменил облик городов — теперь стало возможно строить дороги под землей, там, где раньше было невозможно: под реками, зданиями и оживленными улицами. С этого времени многие метрополитены мира построены с помощью технологии, придуманной Брюнелем, а сам метод получил название «лондонский».

Первый в мире тоннель, построенный щитовым способом, появился в 1842 году — под рекой Темзой в Лондоне. Его длина — 396 метров. Строительство заняло 17 лет. Несмотря на такой долгий срок, тоннель стал символом инженерного прорыва и вдохновил весь мир. Интересно, что Брюнель предлагал эту технологию и России. В 1820-х годах он обратился к императору Александру I с проектом тоннеля под Невой в Санкт-Петербурге. Однако идея не была реализована, и в городе построили мост. Поэтому первый щит в России появился лишь спустя более 100 лет — и не в Петербурге, а в Москве.

В 1931 году было принято решение о строительстве метро в Москве, чтобы решить проблему увеличившегося пассажиропотока в столице. Тогда же появился Метрострой, началась активная работа по подготовке проектов линий и станций будущего метрополитена, а уже в конце года первые строительные бригады приступили к сооружению опытных участков тоннелей.

В 1933 году при строительстве первой очереди московского метро на участке между «Охотным рядом» и «Лубянкой» проходчики столкнулись с неустойчивыми почвами — плывунами — подвижным грунтом, насыщенным водой, похожим на кисель. Строители сравнивали его с разбуженным подземным чудищем. Для решения проблемы по распоряжению Лазаря Моисеевича Кагановича, курировавшего строительство метро, был заказан английский проходческий щит, который доставляли по частям в центр Москвы (напротив Большого театра). До этого никто никогда не видел подобную машину, а небольшой деревянный забор, ограждавший стройку, лишь немного прикрывал стального гиганта. Его вид немало удивлял прохожих. Детали для щита прибывали в Россию по частям, а чертежи приехали в последнюю очередь, поэтому проходчики и инженеры монтировали его, полагаясь на собственные знания (иностранной технической литературы у них также не было) и интуицию. Это стало первым знакомством советских метростроевцев с тоннелепроходческими щитами.

Первый отечественный щит собрали за пять месяцев силами 26 заводов по всей стране. Конструкцию взяли английскую, но усовершенствовали ее, сделав мощнее и проще в управлении. Новую машину получилось освоить не сразу: на первых порах бывали отклонения от трассы и небольшие аварии. Но со временем, отработав последовательность действий, проходчики добились точности и отличного темпа. Уже во время строительства второй очереди установили мировой рекорд: одновременно работали 42 тоннелепроходческих щита. А в 1949 году на прокладке тоннеля между станциями «Киевская» и «Парк культуры» Кольцевой линии заработала первая механизированная машина.

Щитовая проходка зарекомендовала себя как надежный и быстрый способ, помогающий возводить тоннели в таких сложных условиях, как в Москве: в неоднородных по составу и заболоченных почвах, при плотной городской застройке. Инженеры постоянно совершенствовали механизмы щита, стремясь к тому, чтобы полностью заменить тяжелый ручной труд механизированным, ускорить темпы проходки.

К концу XX века щиты превратились в тоннелепроходческие механизированные комплексы (ТПМК) — высокоточные машины, оборудованные современными компьютерными технологиями, позволяющие автоматизировать все те задачи, которые ранее буквально ложились на плечи проходчиков. Увеличились диаметры щитов (самый крупный из них — 17,6 метра), скорость проходки может достигать 500 метров в месяц.

В России и мире закрепилась традиция называть тоннелепроходческие щиты женскими именами. Она связана с покровительницей горняков и подземных строителей — святой Варварой. Горняки почитают святую Варвару благодаря факту из ее жизни. Диоскор, отец Варвары, преследовал дочь-христианку, и один раз она скрылась от него в горе. Гора расступилась и спрятала Варвару. В народе великомученицу считают защитницей тех, кто может погибнуть внезапно, без покаяния, как, например, шахтеры при обрушениях земли и горных пород.

Однако точных сведений о том, как и когда эта традиция появилась, нет. По одной из версий, она распространилась благодаря фирме Herrenknecht, немецкому производителю ТПМК, которая устанавливала в кабине оператора статуэтки святой Варвары. Своих железных «леди» проходчики могут называть именами прославленных метростроевок и любимых дам.

На выставке «Железные леди» отдельная сюжетная линия посвящена метростроевкам — женщинам, которые посвятили свою жизнь работе в столичном метро. Одна из героинь — Софья Александровна Киеня, которая в 1933 году первой из женщин спустилась в кессон. Это герметичная камера с нагнетаемым сжатым воздухом, работа в которой требует большой выносливости и крепкого здоровья. Из-за резкого перепада давления работать в кессоне было опасно даже для самых выносливых мужчин. Чтобы адаптироваться к сильному перепаду давления, проходчики проводили минимум 15 минут в шлюзовой камере. При выходе — в два раза больше.

Продолжительность смены не могла превышать четырех часов. Газета «Ударник Метростроя» писа­ла: «Соня 29 июня 1933 года натянула на себя жест­кую брезентовую спецовку и, неуклюже пе­ребирая ногами в высоких резиновых сапогах, впервые отправилась в забой, многое ей по­казалось необычным и даже страшноватым. Под бровями ломило, а в ушах ощущалась пу­довая тяжесть. Но она выдержала кессон».

Другой выдающейся фигурой была Татьяна Викторовна Федорова. Она освоила множество подземных профессий: рыла шахты, замешивала бетон, чеканила швы на стыках стен тоннелей, и в итоге заняла должность заместителя начальника Метростроя. Татьяна Викторовна оставила после себя книгу воспоминаний «Наверху Москва», в которой рассказала не только о трудовых подвигах, но и о быте, людях и их мечтах: «Жили девушки все в одном общежитии — после работы всюду вместе. Чай пьют, в кино ходят, учатся, о жизни беседуют — кто кем хочет быть! Тут мнение было единым — все мы <…> хотели быть метростроевками». Под ее руководством строились станции «Новослободская» и «Киевская» Кольцевой линии, «Проспект Мира» и «Первомайская». На «Новослободской» бригада выжгла на чугунных тюбингах ее инициалы — «Т.В.Ф.» — в знак признания и благодарности. В вестибюле «Красносельской» 15 мая 2006 года установлена мемориальная доска в честь Татьяны Федоровой.