Актуальность освоения подземного пространства в контексте устойчивого развития городов
В условиях непрерывно возрастающей концентрации населения, экспоненциального роста численности автомобильного парка и критического сокращения территорий, пригодных для наземной застройки, крупные города сталкиваются с императивом поиска новых пространственных ресурсов. Этот поиск закономерно приводит к обращению в вертикальную плоскость, где освоение подземного пространства становится не просто инженерным решением, а стратегическим элементом устойчивого городского развития, поскольку позволяет радикально оптимизировать инфраструктурные потоки.
Подземная урбанизация — это закономерный этап эволюции мегаполиса, подразумевающий комплексное, системное и многофункциональное использование геологического массива под городской застройкой для размещения инфраструктурных, транспортных, коммунальных, а также общественно-деловых и рекреационных объектов. Это не просто строительство заглубленных этажей, а формирование единого, интегрированного с наземной частью города, многоуровневого городского пространства.
Освоение подземного пространства обеспечивает рациональное использование дефицитной территории, минимизирует негативное воздействие транспортной инфраструктуры на экологию и качество жизни, а также повышает компактность и, следовательно, эффективность городской агломерации.
Именно комплексный подход позволяет не только решить проблему дефицита места, но и повысить общую капитализацию городской среды за счет создания высокоэффективной, скрытой от глаз инфраструктуры.
Данная работа ставит своей целью не только структурировать концептуальные основы подземной урбанизации, но и провести глубокий научно-технический анализ передовых технологий и, что критически важно, рассмотреть актуальную нормативно-правовую базу Российской Федерации, фундаментом которой является новейший СП 248.1325800.2023 «Сооружения подземные. Правила проектирования». Материал ориентирован на академическую аудиторию (студентов технических, архитектурно-строительных и градостроительных вузов) и выдержан в строгом научно-техническом стиле, требующем объективности, точности терминологии и ссылок на действующие нормативы.
Концептуальные основы и градостроительное видение подземной урбанизации
Теория подземной урбанизации базируется на принципе трехмерного планирования, где подземная часть города рассматривается как полноценный, интегрированный уровень, способный решать задачи, недоступные или слишком дорогие для наземного строительства. Комплексное использование подземного пространства (КУПП) является основой для формирования комфортных условий проживания в мегаполисе.
Мировая практика и российский «разрыв»
Глобальная практика освоения подземного пространства установила четкий количественный ориентир для оценки зрелости и устойчивости развития мегаполиса. Согласно мировому экспертному бенчмарку, оптимальные условия для устойчивого развития крупных городских агломераций достигаются при доле подземных сооружений, составляющей не менее 20-25% от общего числа построенных объектов. Этот показатель свидетельствует о высокой степени интегрированности и рационального использования городской территории.
Однако в российских условиях наблюдается существенный «разрыв». Например, в крупнейшей российской агломерации — Москве — этот показатель в среднем составляет лишь около 8%. При этом фактическая ситуация сильно варьируется: если в исторической и деловой центральной зоне отношение площади подземной части к общей площади сооружения может достигать 30%, то в периферийных районах оно опускается до 1-2%. Этот дефицит освоения, составляющий, по экспертным оценкам, 12-17%, обусловлен рядом факторов: сложностью инженерно-геологических условий, высокой стоимостью подготовительных работ, а также, до недавнего времени, недостаточной проработанностью градостроительных и экономических механизмов стимулирования подземного строительства, поэтому преодоление этого отставания является критически важной задачей для современного градостроительства.
Функциональное использование и исторический контекст
Спектр функционального использования подземного пространства чрезвычайно широк и выходит далеко за рамки размещения только инженерных коммуникаций. В контексте КУПП подземное пространство активно используется для:
- Транспортной инфраструктуры: Тоннели, метрополитены (включая электродепо), многоуровневые паркинги и гаражи-стоянки.
- Общественного и гражданского назначения: Торговые галереи, общественные зоны отдыха, спортивные и зрелищные сооружения, а также объекты административного, служебного, медицинского и учебного назначения (в части заглубленных помещений).
- Производственного и коммунального назначения: Склады, производственные цеха с особыми требованиями к вибрации или температуре, а также инженерные коллекторы.
Интенсивное освоение подземного пространства городов обусловлено именно необходимостью вывода критически важных, но ресурсоемких объектов из наземной зоны, освобождая ее для жилого фонда и рекреации. Разве не рационально перенести под землю то, что мешает жизни горожан на поверхности?
В отечественной практике концептуальные основы КУПП были заложены достаточно давно. Еще в советский период, в ранних проектах, таких как Генеральная схема использования подземного пространства Ленинграда, было предусмотрено комплексное использование подземного пространства, в частности, для полуподземного и подземного строительства гаражей-стоянок и транспортных тоннелей, что подчеркивает историческую преемственность идеи, и доказывает, что Россия обладает глубокими традициями в этой сфере.
Нормативно-правовое и инженерно-геотехническое обеспечение подземного строительства в РФ
Надежность и безопасность подземного строительства напрямую зависят от строгого соблюдения требований, установленных нормативно-технической базой. В Российской Федерации основополагающим документом, регламентирующим геотехнические и конструктивные аспекты проектирования, является Свод правил (СП), введенный в действие совсем недавно.
Актуальные требования к проектированию: СП 248.1325800.2023
Ключевым и наиболее актуальным нормативным документом, устанавливающим геотехнические требования к проектированию подземных сооружений в РФ, является СП 248.1325800.2023 «Сооружения подземные. Правила проектирования». Этот Свод правил был введен в действие Приказом Минстроя России с 10 февраля 2024 года, что делает его критически важным для любого современного проекта, требуя обязательного применения новейших методов расчета.
Область применения и исключения:
СП 248.1325800.2023 распространяется на проектирование новых и реконструируемых подземных сооружений, а также заглубленных частей зданий и сооружений. Однако существуют важные исключения. Данный документ не применяется к проектированию:
- Магистральных трубопроводов.
- Сооружений, предназначенных для захоронения отходов (могильников).
- Сооружений, возводимых на многолетнемерзлых грунтах, для которых действуют отдельные специализированные нормативы.
Геотехнические требования и мониторинг:
Проектирование подземных объектов должно быть основано на исчерпывающих инженерных изысканиях. Требования к получению характеристик грунтов (включая трещиноватые скальные и искусственно закрепленные) устанавливаются в соответствии с СП 47.13330 (Изыскания), СП 22.13330 (Основания зданий) и СП 23.13330 (Гидрогеология), а также ГОСТ 25100 (Классификация грунтов).
Одним из наиболее важных аспектов, закрепленных в СП, является необходимость учета «барражного эффекта». Барражный эффект — это гидрогеологическое явление, заключающееся в подъеме уровня подземных вод перед подземным сооружением (выступающим в роли преграды фильтрационному потоку) и его критическом снижении за этой преградой. Неучет этого эффекта может привести к подтоплению вышерасположенных объектов или, наоборот, к осушению их фундаментов, что влечет за собой риск деформации и разрушения наземной застройки.
Согласно СП 248.1325800.2023, в процессе проектирования и строительства обязательно следует проводить геотехнический мониторинг. Мониторинг представляет собой комплекс работ, основанный на натурных наблюдениях за:
- Поведением конструкций возводимого/реконструируемого сооружения.
- Состоянием его основания (грунтового массива).
- Состоянием объектов окружающей застройки, находящихся в зоне влияния.
Результаты мониторинга являются основанием для оперативной корректировки проектных решений, обеспечивая безопасность и предотвращая деформации.
Инженерно-геологические вызовы и их преодоление
Одной из фундаментальных задач при освоении подземного пространства является обеспечение несущей способности конструкций на значительных глубинах. Конструкции должны выдерживать колоссальные нагрузки от давления вышележащего грунтового массива, а также от постоянных статических и динамических воздействий (например, от проходящего транспорта).
Для защиты конструкций от разрушительного воздействия грунтовых вод, которые могут вызывать коррозию арматуры и разрушение бетона, критически важным является устройство гидроизоляции. Современные системы гидроизоляции включают использование полимерных мембран, инъекционных материалов и специальных водонепроницаемых бетонов.
При работе в сложных инженерно-геологических условиях, характеризующихся слабыми или водонасыщенными грунтами, для укрепления грунтового массива перед проходкой или для создания противофильтрационных завес применяется передовая технология — струйная цементация грунтов (Jet Grouting).
| Технология | Принцип действия | Применение в подземном строительстве |
|---|---|---|
| Jet Grouting | Инъекция цементного раствора под высоким давлением (до 100 МПа) через монитор в грунт, что приводит к разрушению структуры грунта и его смешиванию с раствором. | Формирование грунтоцементных свай, противофильтрационных завес, ограждений котлованов и усиление оснований существующих зданий. |
| Гидроизоляция | Применение многослойных систем на основе полимерных мембран (например, ПВХ или ТПО) и бентонитовых матов. | Защита обделок тоннелей и стен заглубленных частей от агрессивного воздействия грунтовых вод, предотвращение инфильтрации. |
Технологии и материалы в современном подземном строительстве: отечественный опыт
Современное подземное строительство в России характеризуется высоким уровнем механизации и внедрением технологий, позволяющих работать в условиях плотной городской застройки и сложной геологии.
Применение тоннелепроходческих механизированных комплексов (ТПМК)
Развитие метростроения в Москве и других крупных городах стало ключевым стимулом для внедрения высокотехнологичных решений.
Передовой технологией, радикально увеличившей скорость и безопасность проходки, является использование тоннелепроходческих механизированных комплексов (ТПМК). В российской практике, особенно при строительстве новых линий метро, активно используются крупногабаритные ТПМК, в частности, 10-метровые комплексы. Эти комплексы позволяют прокладывать не однопутные, а сразу двухпутные тоннели, что существенно сокращает сроки строительства и уменьшает общую площадь подземной выработки. Средняя скорость проходки такими комплексами может достигать до 18 метров в сутки.
Особый вызов представляет проходка в условиях крайне ограниченных котлованов, обусловленных плотной городской застройкой. Для решения этой проблемы была внедрена инновационная технология поэтапного (раздельного) монтажа и старта ТПМК. Эта методика позволяет собирать и запускать огромные комплексы (диаметром 10 м) на площадках, площадь которых может быть ограничена всего 30×25 метрами, минимизируя влияние на наземную инфраструктуру.
Требования к материалам обделок и конструкций
Надежность подземного сооружения определяется качеством материалов, используемых для его несущих конструкций. Для обделок тоннелей, возводимых закрытым способом, используется монолитный или сборный железобетон, который должен обладать не только высокой прочностью, но и водонепроницаемостью.
Согласно нормативным требованиям, для высокоточных сборных железобетонных элементов обделок тоннелей требуется применение водонепроницаемого бетона с классом прочности на сжатие, как правило, не ниже В40.
В частности, для перегонных тоннелей метрополитенов, где конструкция испытывает постоянные динамические и статические нагрузки, часто используется бетон марок М400 или М450, что соответствует классам прочности В30 – В35 (согласно СНиП 32-02-2003 «Метрополитены»). Использование бетона таких высоких марок обеспечивает необходимую долговечность конструкции и ее устойчивость к агрессивным средам и высоким грунтовым давлениям.
Экономическая эффективность и социально-градостроительное регулирование
Освоение подземного пространства — это капиталоемкий процесс, требующий сложной и многофакторной оценки экономической целесообразности. Экономика подземной урбанизации выходит за рамки традиционного анализа инвестиционных затрат.
Многофакторная экономическая оценка
Экономическая эффективность подземного строительства включает оценку с четырех ключевых позиций:
- Инженерно-экономический эффект: Прямая экономия за счет сокращения протяженности коммуникаций, оптимизации логистики и использования высокоточных, скоростных технологий проходки (ТПМК).
- Энергоэффективность: Подземные сооружения, благодаря стабилизирующему температурному режиму грунта, требуют меньших затрат на отопление зимой и кондиционирование летом по сравнению с наземными аналогами.
- Социально-экономический эффект: Наиболее значимый, но сложный для монетизации эффект. Он включает улучшение транспортной доступности, снижение уровня пробок, повышение экологической чистоты (за счет вывода транспорта под землю) и, как следствие, повышение качества жизни и рост капитализации прилегающих территорий.
- Градостроительный эффект: Освобождение дефицитных наземных территорий для рекреации, жилой застройки или объектов социального назначения.
Научно доказано, что компактное размещение населения и инфраструктуры, достигаемое за счет подземной урбанизации, более эффективно, чем экстенсивное развитие городской агломерации с отдаленными объектами.
Важно отметить, что исследования комплексного использования подземного пространства, проведенные в 60-80-х годах, требуют критической переоценки. Инвестиционные и эксплуатационные расходы, а также социальные и экологические факторы, должны быть пересчитаны с применением современных методов оценки инвестиционных проектов, что обеспечит корректность долгосрочного планирования.
Коэффициент плотности застройки (КПЗ) как регулятор экономики
Для более точного отражения экономического потенциала и инвестиционной привлекательности подземного пространства в научном сообществе предлагается ввести концепцию «подземной надбавки» — экономического коэффициента, который бы учитывал добавленную стоимость, создаваемую за счет эффективного использования подземного уровня.
На практике, в РФ экономический потенциал подземного пространства регулируется через официальный градостроительный инструмент — Коэффициент плотности застройки (КПЗ). КПЗ является одним из ключевых показателей при разработке градостроительных планов земельных участков (ГПЗУ).
КПЗ рассчитывается как отношение суммарной поэтажной площади всех зданий (включая подземные и цокольные этажи) к площади земельного участка.
Формула расчета КПЗ:
КПЗ = Σ Pэтаж / PЗУ
Где:
- Σ Pэтаж — сумма поэтажных площадей всех зданий на участке, включая площадь подземной части.
- PЗУ — площадь земельного участка.
Включение площади подземной части в числитель формулы стимулирует застройщиков к освоению пространства под землей, поскольку это позволяет увеличить общую разрешенную площадь объекта без расширения наземного пятна застройки.
Сдерживающие факторы:
Несмотря на высокую эффективность, развитие подземного строительства сталкивается с рядом сдерживающих факторов:
- Гидрогеологическое состояние площадки: Неудовлетворительные условия (высокий уровень грунтовых вод, агрессивные среды) резко увеличивают стоимость работ по водопонижению, гидроизоляции и укреплению грунтов.
- Психологический аспект: Необходимость учета неблагоприятного воздействия на психическое состояние человека при длительном пребывании в закрытом, лишенном естественного света, подземном пространстве требует специальных архитектурных и инженерных решений (использование атриумов, искусственного освещения, имитирующего дневной свет).
Кейсы комплексного освоения подземного пространства в России
Практическое применение принципов подземной урбанизации в России, несмотря на упомянутое отставание от мировых бенчмарков, демонстрирует впечатляющие результаты, особенно в области транспортной инфраструктуры.
Большая кольцевая линия (БКЛ) Московского метрополитена
Крупнейшим и наиболее технологически значимым современным примером освоения подземного пространства не только в России, но и в мировой практике, является Большая кольцевая линия (БКЛ) Московского метрополитена.
Характеристики проекта:
- Длина: 70 километров.
- Станции: 31 станция.
- Завершение: Полный ввод в эксплуатацию состоялся в марте 2023 года.
БКЛ является самой протяженной в мире кольцевой линией метрополитена. Ее реализация — это не просто транспортный проект, а ключевой элемент комплексной подземной урбанизации. Линия позволила перераспределить пассажиропотоки, разгрузить центральные пересадочные узлы и связать отдаленные районы, что оказало колоссальный социально-экономический эффект на всю городскую агломерацию. Успех проекта напрямую связан с применением вышеупомянутых передовых технологий ТПМК и соблюдением строгих нормативных требований (СП 248.1325800.2023 и СНиП 32-02-2003).
Многофункциональные комплексы
В отличие от линейных транспортных объектов, многофункциональные комплексы (МФК) демонстрируют интеграцию различных функций под землей.
Ярким примером комплексного освоения является многофункциональный комплекс на Площади Восстания в Санкт-Петербурге. Этот объект гармонично сочетает в себе несколько функций:
- Транспортная: Двухуровневый подземный паркинг, вмещающий около 1200 машино-мест, решающий проблему дефицита парковки в историческом центре.
- Торговая/Коммерческая: Подземная торговая галерея, интегрированная с метрополитеном.
- Социальная/Пешеходная: Система подземных пешеходных переходов и общественная зона отдыха.
Такие проекты иллюстрируют выполнение целей, которые ставились еще в ранних градостроительных программах, например, в «Городской программе подготовки к комплексному градостроительному освоению подземного пространства города Москвы» (2009–2011 гг.), которая предусматривала размещение под землей до 70% гаражей и до 30% предприятий сферы обслуживания.
Заключение и перспективы дальнейшего развития
Подземная урбанизация является стратегическим направлением развития российских мегаполисов, обеспечивающим устойчивость, компактность и повышение качества городской среды. Анализ показал, что, несмотря на существенное отставание от мирового бенчмарка (8% против 20–25%), Россия обладает как мощной нормативно-правовой базой (введение СП 248.1325800.2023), так и передовыми инженерными технологиями (10-метровые ТПМК, Jet Grouting), успешно реализуя крупнейшие мировые проекты, как БКЛ.
Ключевые выводы
- Нормативная база актуальна: Введение СП 248.1325800.2023 с 2024 года обеспечивает современную методологическую основу для безопасного и надежного проектирования подземных сооружений, требуя обязательного учета сложных геотехнических явлений, таких как «барражный эффект», и проведения непрерывного геотехнического мониторинга.
- Технологический уровень высок: Отечественное метростроение демонстрирует способность к внедрению инноваций, включая технологию поэтапного монтажа ТПМК и использование высокопрочного водонепроницаемого бетона класса В40.
- Экономический механизм существует: Роль Коэффициента плотности застройки (КПЗ) как регулятора инвестиционного потенциала подтверждает, что градостроительные механизмы уже стимулируют застройку подземной части.
Перспективы развития
Для достижения мировых бенчмарков (20-25%) в области подземной урбанизации необходимо:
- Интеграция концепций: Переход от точечного строительства к формированию целостных подземных градостроительных комплексов, интегрированных с наземной инфраструктурой.
- Экономическое стимулирование: Внедрение механизмов, аналогичных концепции «подземной надбавки», для более точной оценки и монетизации социально-экономического эффекта от освоения подземного пространства.
- Повышение научного сопровождения: Критическая переоценка устаревших проектно-экономических исследований и разработка новых, учитывающих экологические, психологические и современные технологические факторы.
Дальнейшее освоение подземного пространства, основанное на принципах СП 248.1325800.2023 и передовых геотехнических решениях, является единственным эффективным путем для обеспечения устойчивого и комфортного будущего российских мегаполисов.
Список использованной литературы
- СП 248.1325800.2023. Свод правил. Сооружения подземные. Правила проектирования. Утвержден Приказом Минстроя России от 09.01.2024 N 2/пр. URL: https://meganorm.ru (дата обращения: 29.10.2025).
- СНиП 32-02-2003. Метрополитены. Взамен СНиП III-44-77. М.: ФГУП ЦПП, 2003.
- СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита территорий от затопления и подтопления. М.: Стройиздат, 1985.
- СНиП 3.02.03-84. Подземные и горные выработки. М.: Стройиздат, 1984.
- СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М.: ФГУП ЦПП, 2003.
- СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1983.
- СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. М.: Стройиздат, 1985.
- СНиП 2.09.03-85. Сооружения промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1985.
- СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. М.: Стройиздат, 1987.
- ТУ 5774-003-00287852-99. Материал рулонный кровельный гидроизоляционный наплавляемый битумно – полимерный водостойкий Техноэласт.
- Рекомендации по проектированию гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений. М.: ЦНИИпромзданий, 1996.
- МГСН 2.07-01. Основания, фундаменты и подземные сооружения. М.: Москомархитектура, 2001.
- Рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов при возведении зданий вблизи существующих в условиях плотной застройки в г. Москве. М.: Москомархитектура, 1999.
- Смородинов, М.И., Федоров, С.И. Устройство сооружений и фундаментов способом «стена в грунте». М.: Стройиздат, 1986. 248 с.
- Пономарев А. Б., Винников Ю. Л. Подземное строительство: учеб. пособие. Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2014. 230 с.
- Ковалев Д. А. и др. Экономическая эффективность строительства подземных сооружений // Финансовая экономика. 2020. URL: https://sfu-kras.ru (дата обращения: 29.10.2025).
- К вопросу необходимости освоения подземного пространства городов / Денисова Ю. В., Коренькова Г. В. // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2016. URL: https://cyberleninka.ru (дата обращения: 29.10.2025).
- Освоение подземного пространства крупных городов. Новые тенденции / Картозия Б.А. // Транспорт Российской Федерации. 2015. URL: https://cyberleninka.ru (дата обращения: 29.10.2025).
- Концепция комплексного освоения подземного пространства Москвы на современном этапе / Меркин В. Е. и др. 2013. URL: https://undergroundexpert.info (дата обращения: 29.10.2025).
- Отечественная и зарубежная теория и практика подземной урбанизации. 2018. URL: https://kgasu.ru (дата обращения: 29.10.2025).
- Исследование экономической эффективности использования подземного пространства в крупных городах: На примере Санкт-Петербурга: дис. … канд. экон. наук. URL: https://dissercat.com (дата обращения: 29.10.2025).
- Подземная урбанизация. Закономерный этап развития крупных городов / Беляев Е.В. и др. URL: https://core.ac.uk (дата обращения: 29.10.2025).
- Генеральная схема использования подземного пространства Ленинграда. URL: https://undergroundexpert.info (дата обращения: 29.10.2025).