Наследие морского червя

Идея строительства метро была подсказана живой природой

22.08.2018

Построить первый в мире метрополитен помог морской двустворчатый моллюск-древоточец терединид из отряда Myoida. Наблюдения за его жизнедеятельностью подсказали французскому инженеру Марку Брюнелю идею создания приспособления для бурения и тампонирования нестабильного плотного грунта. Использование этой техники 155 лет назад позволило на глубине 10-23 метров открыть подземное движение протяженностью 6 км.

Щит Марка Брюнеля
Когда отец нормандского недоросля Марка Брюнеля таскал пацана за волосья, родительскими розгами убеждая его приобщиться к духовному званию в Жизоре, он не думал, что может лишить человечество такого столь привычного сегодня вида транспорта, как метрополитен. Недоросль отбивался, уверяя родителя, что мастерить затейливые механизмы куда увлекательнее, чем читать нотации дубинноголовым крестьянам в качестве сельского кюре. Оба были на редкость упрямы и доводы друг друга не воспринимали. В итоге уже после окончания парнем семинарии в Никезе отец уступил — ​дипломированного бакалавра богословия лупить как-то некомильфо. Пошли на компромисс: его преподобие меняет сутану на мундир офицера королевского флота и отчаливает прославлять фамилию куда-нибудь в заморские департаменты Франции.
Вот здесь Марк и дорвался до любимого занятия, изучая механику, металлургию и строительное дело.
Однажды, истомившись в штиле где-то между Гаити и Пуэрто-Рико, экс-бакалавр заинтересовался тем, как корабельный червь-древоточец прокладывает себе путь в твердой дубовой щепке. Мореный дуб подобен скале, его не каждый топор возьмет. Известны случаи, когда в ходе морских баталий каленые ядра застревали в обшивке, не в силах пробить борта.
Зато червь-терединид лихо буравил дуб своими зазубренными ребрами. Во время сверления моллюск прикреплялся к стенке хода с помощью ноги, приоткрывал створки раковины и точил древесные волокна возвратно-поступательными движениями. При этом его тело выделяло известь, тампонирующую стенки хода для защиты от давления разбухающей древесины.
Это натолкнуло Брюнеля на мысль о создании приспособления для рытья подземных проходов без опасности завалов и затоплений. Он запатентовал большой чугунный цилиндрический проходческий щит, который проталкивают под землей винтовыми домкратами. На щите были укреплены стальные зубья, которыми за счет вращения обламывалась порода. Рабочие теперь могли убирать внутри щита вынутый грунт, а сам щит предохранял их от обвала породы. После продвижения щита полусферические стенки тампонировались кирпичной кладкой. В патенте, выданном Брюнелю в 1818 году, была механическая копия червя-терединида для бурения тоннелей со сборной тюбинговой отделкой, размещенной по спирали.
Интересно, что первое метро «по методу Брюнеля» могло появиться не в Лондоне, а в Петербурге. В 1814 году в ходе визита в британскую столицу император Александр I познакомился с эмигрировавшим в Англию изобретателем и на радостях союзной победы над Бонапартом заказал ему проект шоссейной переправы через Неву в Петербурге. Тот с радостью взялся за работу и изготовил проект в двух вариантах: мостовом и тоннельном. Но пробиться с бумагами к «хитрому византийцу» Александру потом уже не смог, а вскоре сокрушитель Наполеона отошел в мир иной. Вспомни император о «французишке» и реализуй прогрессивную идею в столице на Неве, еще не известно, где бы побежали первые подземные паровозы.
Однако Брюнель не отчаялся и продал свой проект в тоннельном варианте лондонской мэрии уже с привязкой к Темзе. Изобретателю повезло — ​он дожил до завершения строительства, проходившего в тяжелейших условиях и затянувшегося почти на 20 лет. Тоннель длиной 396 метров прокладывали на глубине 23 метра от поверхности воды с поперечным сечением 6 х 11 метров. 25 марта 1843 года лондонская публика, умирая от страха, торжественно продефилировала с северного на южный берег Темзы под рекой.
строительство метро.jpg
Подземная труба
Однако со времен парусного флота французского лейтенанта Брюнеля много воды в Темзе утекло, а пышущая трубами заводов британская столица разрослась, как бивуак Ксеркса. Рабочим одного завода надо было потратить целый день, чтобы добраться до другого, а кэбы господ из Сити черепашьей скоростью тащились к магазинам на Риджент-стрит. Омнибусы от Паддингтонского вокзала до делового центра наглухо застревали в часовых пробках.
Требовалось кардинальное решение транспортной проблемы мегаполиса без ущерба для исторического облика столицы, о чем страшно беспокоилась ее величество Виктория. Выход нашли, исходя из опыта почившего Брюнеля и бурно развивающейся сети железных дорог Англии: паровозный маршрут по предложению солиситора-адвоката Лондонской городской корпорации Чарльза Пирсона загнали под британскую землю. При этом достигались сразу несколько целей: в ходе строительства сносились трущобы, отравляющие миазмами нежные носики кокни по пути из Сити к собору Святого Павла, «белые воротнички» оперативно вспархивали в свои офисы в деловом центре, а рабочие предместий, прибывавшие в Лондон на вокзалы, доставлялись к своим заводам.
Королевская комиссия по делам столичных железных дорог визировала создание компании North Metropolitan Railway Co, которая с помощью проходческого щита прорыла первый тоннель на Итон-сквер в январе 1860 года. Он должен был семью станциями связать тупиковые вокзалы Паддингтон в Вестминстере и Кингс-Кросс в Кэмдене со станцией Фаррингдон-стрит в центральной части Лондона. До конца XIX века лондонская подземка строилась только по левому берегу Темзы, поэтому первые линии закладывались неглубоко под землей.
Тоннели строились траншейным способом — ​вырывался котлован глубиной до 10 м, на его дно укладывались железнодорожные пути, затем над ними возводились арочные кирпичные своды, и ров засыпался. На время строительства тоннеля таким методом движение на улице полностью прекращалось, кроме того, строительство метро стало причиной многочисленных сносов зданий и другой инфраструктуры на поверхности.
Первая линия метрополитена London Underground была запущена 10 января 1863 года. Ехидные лондонцы ее тут же окрестили трубой (tubе по-английски), по созвучию «андеграунд» — ​«пещера».
Маленький паровозик тянул за собой четыре вагона без окон (на что там любоваться под землей), освещаемых газовыми лампами. К тому же паровая машина работала на коксе и отчаянно дымила в «трубе». Вентиляция совершенно не справлялась с задымлением. Уважаемая публика терпела целых 33 минуты из конца в конец и пулей вылетала на поверхность по прибытии. Тем не менее пассажиропоток «трубы» составлял до 26 тысяч в день. Шесть составов по четыре вагона, отправляясь через каждые четверть часа, совершали ежедневно 120 поездок в обе стороны. Особенно по душе пришлось открытие метро низкооплачиваемым работникам, которые имели право на использование специальных дешевых поездов до 6 часов утра.
Вскоре была запущена кольцевая линия (30 км) по левому берегу Темзы, отдаленные от центра участки которой были расположены на поверхности прямо среди жилых домов (линии «Кенсингтон» и «Дистрикт» по названию эксплуатирующих их компаний). В рассказе Артура Конан Дойла «Чертежи Брюса-Партингтона» преступник положил труп убитого служащего Арсенала Кадогена Уэста прямо на крышу вагона, останавливавшегося под его окном.
А когда встал вопрос о связывании правобережного Лондона с центром, вспомнили и о пешеходном тоннеле Брюнеля, который также связали с «трубой».
Переброска транспортных веток через Темзу потребовала тоннелей более глубокого залегания. Эти линии строились уже не котлованным, а шурфовым методом. Опыт его у Англии с ее развитой горной промышленностью был вполне достаточный.
К концу века подземные линии перешли с паровой на электрическую тягу, а расположенные глубоко под землей станции были оснащены первыми в мире эскалаторами, что решило проблему очередей у входа в метро и заменило собой менее удобные и просторные лифты.
В 1908 году конкурирующие между собой компании-эксплуатанты договорились между собой о согласовании маршрутов всех восьми линий и о выпуске единой схемы метрополитена, которая только за год разошлась 6 млн экземплярами и где каждая линия обозначалась разным цветом. Схема получила бренд Underground, ныне ставший символом Лондона, — ​синяя надпись в красном круге.
Во время Второй мировой войны перевозившая по 26 млн пассажиров в сутки, подземка приобрела еще одну печальную функцию — ​массового бомбоубежища, скрывая чуть ли не все население мегаполиса.

Современные станции метрополитена.jpg

Трубный опыт
Отставать от старой метрополии не захотели и за океаном, решив собственный метрополитен на канатной тяге построить в деловом центре США — ​Нью-Йорке. Он был запущен почти сразу за лондонским в 1868 году. А через столетие сабвей «Большого яблока» стал уже крупнейшим в мире по количеству станций (472).
Однако в самом большом городе в мире станции строились главным образом над землей, на эстакадах. Лишь по мере роста города метро уходило в глубину.
До Второй мировой войны собственным метрополитеном успели обзавестись Будапешт (1896), Париж (1900), Берлин (1902), Токио (1925) и Москва (1935).
Российская столица свою «трубу» строила открытым способом методом «комсомольской стройки», поэтому метро было сдано довольно быстро (всего за 2 года) и казне обошлось достаточно дешево. Во многом маршрут его первых линий повторял привычные для москвичей традиционные трамвайные маршруты.
Понимая социальную значимость и пропускную способность метро, советские власти вполне грамотно приняли решение превратить первые станции в настоящие «общественные музеи», облицовывая их ценным поделочным камнем и мрамором. У каждого посетителя столичной подземки должно было складываться ощущение могучей и богатой страны, в которой даже переходы оторочены полудрагоценными уральскими самоцветами.
Самое загруженное в мире метро в Пекине (до 12,1 млн в сутки в пиковые периоды) строилось в 60-е годы в первую очередь для военных нужд. В период «культурной революции» пассажиры могли перемещаться в нем только по служебной необходимости и только с особого разрешения.
В СССР метрополитены были открыты также в Ленинграде (1955), Киеве (1960), Тбилиси (1966), Баку (1967), Харькове (1975), Ташкенте (1977), Ереване (1981), Минске (1984), Горьком (1985), Новосибирске (1986), Куйбышеве (1987) и Свердловске (1991). В постсоветское время метро было запущено только в Казани (к тысячелетию города в 2005 году).
В Токийском метро (перевозит 3,6 млрд пассажиров в год) даже появилась специальная профессия служителя-заталкивателя в вагоны в час пик.
А самым быстроразвивающимся метрополитеном является шанхайское метро, первая линия которого была запущена лишь в 1993 году. За четверть века оно стало самым длинным в мире (600 км) и 3-м в мире по величине пассажиропотока (до 7 млн человек). Его молодость свидетельствует и о всех современных достижениях, которые используются в работе громадной структуры (система управления, информации, жидкокристаллические мониторы, лифты, инфраструктура для инвалидов).
В Шанхае с гордостью рассказывают о том, что 29 декабря 2007 года одновременно было открыто 92 км новых линий метро с 70 станциями, что является непревзойденным мировым рекордом единовременного открытия новых участков метрополитена.
Авторы: Анатолий Кубышко