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.

Расстояние от линии метрополитена до жилой застройки определяется на этапе разработки проектной документации исходя из расчетов шума и вибрации, учитывается также состояние грунтов и глубина залегания линии.

Градостроители учитывают:

• перспективный пассажиропоток и прогнозируемую загрузку станции; 
• плотность застройки рядом со станцией метро;
• возможность организовать удобный подъезд наземного городского транспорта к станции метро.

• При строительстве автомобильных тоннелей и станций метро.
• При устройстве подземных гаражей и паркингов.
• При возведении портовых, причальных сооружений.
• При наземной застройке: когда из-за тесных условий и вибрации есть риск повредить соседние здания.
• В проблемных гидрогеологических условиях.

• Практически неограниченная глубина подземных работ.
• Возможность обнесения периметра любой конфигурации. 
• Отсутствие вибрации и шума.
• При одновременном устройстве фундамента и подвала не нужно вывозить большое количество грунта.
• Не требуется замораживание и водопонижение грунта.
• Не требуется перекрывать дорожное движение.
• Существенная экономия средств (в среднем около половины сметной стоимости).
• Сокращение сроков проведения работ. 
• Возможность работ в стесненных условиях.
• Меньший объем земляных работ.
• Низкая энергоемкость и высокая скорость.

Траншейный метод впервые был применен при строительстве метрополитена в Милане (Италия) в 50-е годы 20-го столетия и потому такой способ называется «миланским». 

Отличие «миланского» метода состоит в том, что стены, сооруженные в траншеях, являются одновременно и основными конструкциями тоннеля. После сооружения стен выкапывается неглубокий котлован для устройства перекрытия тоннеля, которое опирается на уже сооруженные стены и объединяется с ними. Таким образом, перекрытие служит одновременно и распоркой, удерживающей стены от «складывания».

Метод «стена в грунте» получил широкое распространение во всем мире. 

В столице его активно применяют при строительстве станций метро, дорожных тоннелей и других объектов.

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.

Электродепо состоит из двух частей – отстойная и ремонтная.

Первая часть – это отстойная, где подвижной состав стоит, проходит плановый осмотр и техническое обслуживание перед выходом на линию.

Во второй части проводится ремонт, который не требует глобального разбора подвижного состава и внеплановый ремонт.

В электродепо есть также вагономоечная камера и место для обточки колес поездов. Тоннели в метро довольно извилисты, в них есть подъемы и спуски, поэтому в процессе эксплуатации колеса поезда стачиваются. Эти показатели постоянно проверяются, и при малейшем подозрении колесную пару отправляют на проточку либо заменяют.

Раньше в большинстве депо обточку можно было провести, только демонтировав колесную пару. Теперь обточка проводится подрельсовым колесотокарным станком без демонтажа колесной пары.

В электродепо организуют дистанционные методы диагностики неисправностей. 

На выезде из тоннеля, который ведет в депо, устанавливается целый комплекс специальных датчиков. При прохождении подвижного состава они автоматически фиксируют все его основные параметры. Эффективность такой системы зависит только от того, насколько развит диагностический комплекс датчиков.

Вся информация заносится в электронную карточку, которая для каждого вагона – своя. Если будет зафиксировано какое-то отклонение от нормы, в электродепо уже будут знать о поломке и готовиться к ремонту.

В электродепо создаются не только условия для ремонта поездов, но и возможности для отдыха локомотивных бригад. Помимо комнат отдыха, оборудуются душевые, раздевалки, столовые, медкабинеты, где каждый день машинисты перед выходом на линию проходят осмотр.

Есть комнаты психологической разгрузки, где созданы оптимальные условия для быстрого восстановления работоспособности. 

В депо оборудуют тренажерные залы, где работники могут поддерживать себя в хорошей физической форме.