По легенде, изобретатель первого в мире проходческого щита англичанин Марк Брунель действительно придумал такую конструкцию после того, как во время службы во флоте пригляделся к «работе» корабельного червя. Он заметил, что голова моллюска покрыта жесткой раковиной, с помощью зазубренных краев которой червь буравил дерево, оставляя за собой на стенках хода гладкий защитный слой извести. 

Идея машины оформилась в конструкцию в 1817 году, когда русский император Александр I обратился к Брунелю с просьбой спроектировать тоннель под Невой в Санкт-Петербурге. Правда, в России инженеру поработать не удалось – император решил возвести в намеченном месте мост. Однако в 1818 году первый щит Брунеля был запатентован, а в 1825-м с его помощью началось строительство тоннеля под Темзой.

В России проходческий щит впервые использовали в 1934 году для проходки сложного участка первой очереди московского метро между Театральной площадью и Лубянкой.

А при строительстве второй очереди столичной подземки на трассах одновременно работало уже 42 щита – рекорд по объему используемой техники.

Московские строители первыми в мире с помощью тоннелепроходческих щитов стали прокладывать наклонные тоннели для эскалаторных зон. По заказу Мосметростроя канадская фирма Lovat разработала и изготовила ТПМК с наружным диаметром 11 м. Именно с его использованием столичные метростроевцы впервые совершили щитовую проходку тоннеля для эскалаторов. Это произошло на станции «Марьина роща» Люблинско-Дмитровской линии метро.

Тоннели строятся в самых сложных инженерно-геологических условиях, и современные щиты рассчитаны на проходку в различных грунтах, в том числе в неустойчивых.

Комплексы работают в два цикла: сначала разрабатывают грунт, затем возводят обделку, производя монтаж блоков. Средняя скорость проходки щитов сегодня составляет 250-300 м в месяц.

Тоннелепроходческий комплекс – это целый завод по переработке грунта. В Москве всегда строили метро щитами диаметром 6 метров, теперь проходка ведется также 10-метровыми машинами-гигантами. 

Щиты – «десятки» используют при строительстве двухпутных тоннелей, где в одном тоннеле проходят пути встречных направлений, а платформы находятся по бокам.

Для обслуживания и эксплуатации одного большого щита требуется меньше оборудования для вывоза грунта, сокращается и количество сопутствующей инфраструктуры – это освещение, вентиляция, подвоз тюбингов.

Метростроители называют проходческие щиты женскими именами. Этот обычай появился благодаря Ричарду Ловату, основателю и владельцу известной канадской фирмы LOVAT, выпускающей ТПМК.

Он решил, что все щиты компании должны носить женские имена в честь покровительницы подземных работ святой Варвары. Традиция распространилась и на машины других производителей.

Большое кольцо соединило все радиальные ветки на расстоянии до 10 км от существующего кольца.

Со станций БКЛ можно сделать порядка 50 пересадок. ​В ходе строительства Большого кольца заложены технические решения, которые позволят присоединить к ней новые радиусы метро:

• Рублёво-Архангельскую линию – от станции «Народное Ополчение»;
• Троицкую линию – от станции «Новаторская»;
• Бирюлёвскую линию  – от «Кленового бульвара».

Первые пять станций открыли в феврале 2018 года: «Деловой центр», «Шелепиха», «Хорошёвская», «ЦСКА» и «Петровский парк». Длина участка – 10,5 км. Его запуск улучшил транспортную ситуацию в четырех районах столицы: Хорошёвский, Аэропорт, Тимирязевский, Савёловский и в деловом центре «Москва-Сити».

В декабре 2018 года открылась «Савёловская», одна из самых глубоких и сложных в строительстве станций БКЛ: глубина заложения превышает 65 метров. Метро в шаговой доступности получили почти 240 тыс. жителей районов Беговой, Савёловский, Бутырский, Марьина Роща. 

29 марта 2020 года открыли еще три станции БКЛ - «Авиамоторную», «Лефортово» и «Нижегородскую». В канун нового, 2021 года, была запущена станция «Электрозаводская».

Станции «Мнёвники» и «Народное Ополчение» открыты 1 апреля 2021 года.

7 декабря 2021 года президент России Владимир Путин и мэр Москвы Сергей Собянин открыли 10 станций метро на новом участке Большой кольцевой линии. Среди них – девять новых станций: Терехово», «Кунцевская», «Давыдково», «Аминьевская», «Мичуринский проспект», «Проспект Вернадского», «Новаторская», «Воронцовская», «Зюзино», а также одна реконструированная – «Каховская». 

1 марта 2023 года президент Владимир Путин и мэр Москвы Сергей Собянин открыли последний участок нового кольца, на котором находится девять станций: «Марьина Роща», «Рижская», «Сокольники», «Текстильщики», «Печатники», «Нагатинский Затон», «Кленовый бульвар», «Каширская» и «Варшавская». 

29 декабря 2021 года завершилась проходка всех тоннелей БКЛ метро. В однопутном исчислении было проложено более 148 км подземных линий.

Подробнее: https://stroi.mos.ru/news/sobianin-zaviershiena-prokhodka-vsiekh-tonnieliei-bkl-mietro?from=cl

Линия была построена в максимально короткие сроки – в течение 10 лет, при этом со дня открытия первой станции БКЛ в 2018 году и до завершения строительства прошло всего пять лет.

Справиться с трудностями удалось благодаря применению передовых технологий строительства.

Так, при проходке в водоносном слое применялся метод замораживания грунтов. Эту технологию использовали на перегонах «Народное Ополчение» – «Мнёвники», «Воронцовская» – «Зюзино», а также при строительстве пересадки «Петровский парк» – «Динамо».

При строительстве станции «Нижегородская» применили технология top-down, когда подземная часть возводится «сверху-вниз» от уровня земной поверхности. Сначала бетонируют перекрытия и сваи-колонны, а потом работы идут вглубь с возможностью параллельного строительства сооружений на поверхности. Это позволяет работать в условиях плотной застройки и экономит время.

Станция «Деловой центр» была интегрирована в один из нижних этажей центрального ядра делового центра «Москва-Сити». Чтобы исключить влияние метро на прочность сооружения, в основании путей были смонтированы виброгасящие плиты, поглощающие колебания от движения поездов.

На станции «Текстильщики» впервые в истории Московского метро головную часть 10-метрового тоннелепроходческого щита весом 870 тонн опустили в монтажно-щитовую камеру в собранном виде. Уникальная операция выполнялась с помощью портальной системы, которая имеет возможность вести работу с весом порядка 1,2 тыс. тонн. 

Ранее щит опускали по частям с помощью кранов-многотонников и монтировали уже в котловане. Применение портальной системы позволило на месяц сократить срок монтажа ТПМК.

В ходе строительства был установлен ряд строительных рекордов:

• на станции БКЛ «Марьина Роща» установлены самые длинные эскалаторы в столичном метро протяженностью 130 метров;
• 33 тоннелепроходческих щита было задействовано при строительстве БКЛ;
• 20 тыс. человек участвовали в строительстве Большого кольца;
• 500 погонных метров за месяц прошел щит «Лилия» при прокладке двухпутного тоннеля на западном участке БКЛ.

БКЛ полностью соответствует высоким стандартам Московского транспорта, которые включают:

• бесстыковой путь – технологию, обеспечивающую комфорт пассажиров, плавность и тишину поездок в метро, увеличение срока службы инфраструктуры;
• датчики на основе RFID-меток – путевые датчики, помогающие машинистам управлять поездами точнее и безопаснее;
• подогрев ступеней в вестибюлях – зимой не образуется наледь и повышается безопасность пассажиров;
• освещение – подобрана оптимальная освещенность на станциях, что позитивно влияет на настроение пассажиров;
• пожаробезопасные зоны для маломобильных пассажиров, куда подается свежий воздух – в случае чрезвычайной ситуации здесь можно укрыться от пожара;
• лифты и тактильную плитку.