С конца 50-х гг. для мирового градостроительства характерна тенденция к объединению станций М. с др. городскими транспортными сооружениями с целью создания больших удобств и безопасности для пассажиров и наиболее эффективного комплексного использования подземного пространства городов. Строятся объединённые станции для удобной пересадки с М. на городские и пригородные железные дороги и в обратном направлении. За рубежом строят также объединённые станции, обслуживающие М. и подвозящий уличный транспорт (автобус, трамвай и др.), а также станции обычного и скоростного (экспрессного) М. При станциях сооружается разветвленная система входов и выходов (которые иногда совмещаются с подземными переходами под улицами и площадями), иногда комплексы т. н. попутного обслуживания.
Строительство метрополитена. Строительство линии М. начинают с геодезическо-маркшейдерских работ по перенесению трассы в натуру. Тоннели, сооружаемые закрытым способом, ориентируют путём передачи проектных координат через шахтные стволы. При глубоком заложении М. шахтные стволы, как правило, располагают в стороне от трассы и соединяют с тоннелями подходными выработками, которые в период строительства используются для транспортных целей, а в законченном сооружении — для размещения вентиляционного оборудования. При сооружении тоннелей мелкого заложения закрытым способом принимаются меры, исключающие осадку поверхности, повреждения сооружений городского подземного хозяйства и расположенных поблизости зданий. При открытом способе работ (рис. 3) поверхность улиц вскрывается и тоннельные конструкции возводятся в котловане со свайными креплениями или с откосами. Движение наземного городского транспорта «отводится в сторону» или пропускается по временному мосту через котлован. Городские подземные сооружения заранее перекладываются или «подвешиваются» к крепям котлована. Основания и фундаменты зданий, расположенных вблизи трассы, при необходимости укрепляют.
Сооружение тоннелей закрытым способом производится щитами проходческими или горными методами. В тяжёлых инженерно-геологических условиях (плывунные и водоносные грунты) применяют специальные методы: кессон, замораживание грунтов, водопонижение, химическое закрепление грунтов и др. Конструкции тоннельных сооружений М. (рис. 4) выполняются из сборных железобетонных или металлических элементов, а также из монолитного бетона и железобетона.
Строительство М. обычно осуществляется индустриальными методами (рис. 5) с комплексной механизацией всех основных процессов работ. Большими достижениями советской техники метростроения являются: разработка конструкций сборных железобетонных тоннельных обделок и способа сооружения тоннелей из монолитно-прессованного бетона (обеспечивающих значительное снижение расхода металла и стоимости строительства), создание механизированных проходческих щитов, блокоукладчиков, породопогрузочных машин, самомонтирующихся кранов и т.п. Для защиты станционных сооружений М. от проникновения подземных вод, кроме гидроизоляции, применяется система водоотводящих зонтов из асбестоцемента или др. материалов.
Московский М. сооружается в сложных инженерно-геологических условиях. Тоннели проходят в разнообразных напластованиях горных пород (слабые и плывунные грунты, отложения, частично разрушенные старыми реками, сочетания крепких и трещиноватых пород и т.п.). При проходке некоторых тоннелей были преодолены значительное горное давление и обильный приток подземных вод, доходивший на отдельных участках до 2500 м3/ч. Сооружен ряд подводных тоннелей под рекой Москвой. Строителями Московского М. разработан и широко внедрён способ сооружения тоннелей мелкого заложения без вскрытия поверхности, в различных геологических условиях, с комплексной механизацией работ. На строительстве этим способом Калужского радиуса скорость проходки тоннелей с железобетонной обделкой достигла 14,9 м в сутки. При сооружении Ждановского радиуса в неустойчивых песчаных грунтах применен проходческий щит с горизонтальными рассекающими площадками, обеспечивший безопасную проходку тоннеля без крепления забоя со скоростью 400 м в месяц. На Замоскворецком радиусе скорость проходки достигла 430,6 м в месяц, что является крупным достижением в мировой практике метростроения.
Строительство ленинградского М. также характеризуется высоким уровнем механизации тоннельных работ. Максимальная скорость проходки перегонных тоннелей при устройстве обделки из железобетонных тюбингов достигла 308 м в месяц. Пройдены подводные тоннели под р. Невой.
Киевский М. сооружается в трудных инженерно-геологических условиях с применением специальных методов производства работ и новых средств механизации. Перегонные тоннели в мягких неустойчивых породах сооружаются с помощью механизированного щита, рабочий орган которого (в виде планшайбы) оснащен ножевыми резцами. Станция глубокого заложения «Политехнический институт» впервые в мире сооружена полностью из сборного железобетона. Значительный вклад в развитие техники метростроения сделан строителями М. Тбилиси и Баку.
Оборудование, организация движения и подвижной состав метрополитена. Конструкция и основания пути М., сварка рельсовых стыков и крепление рельсов на упругих прокладках обеспечивают высокие эксплуатационные качества пути и плавность хода поездов на больших скоростях. Управление стрелками осуществляется с постов централизации. В некоторых зарубежных М. путь уложен на щебёночном балластном основании, что приводит к загрязнению тоннелей и образованию пыли при движении поездов.
Система электроснабжения М. включает: тяговые подстанции, где переменный ток высокого напряжения (6—10 кв) преобразуется в постоянный с напряжением 825 в, который по кабелю подводится к контактному рельсу и через скользящие токоприёмники — к тяговым двигателям поезда; понижающие подстанции для нужд освещения и питания электропривода эскалаторов, вентиляторов, насосов и др. оборудования. Подстанции оборудованы системами автоматики и телеуправления с центрального диспетчерского пункта. Безопасность следования поездов М. (на отдельных участках скорость достигает 90 км/ч) при интервалах движения 1,5—2 мин обеспечивается системой СЦБ (сигнализация, централизация, блокировка) с автоматической остановкой поезда в случае проезда мимо запрещающего сигнала, а также автоматической локомотивной сигнализацией. Всё более широкое применение на линиях М. находит автоматическое управление поездами.
М. оборудован системой искусственной приточно-вытяжной вентиляции, создающей необходимый воздухообмен для обеспечения нормальных гигиенических условий для пассажиров и обслуживающего персонала. Чистый воздух поступает в тоннели и станции М. через шахтные стволы или нижнего отсек эскалаторного тоннеля, где устанавливаются мощные вентиляторы. Для улучшения температурного режима зимой все станционные вентиляционные установки работают на вытяжку, а перегонные — на приток свежего воздуха, летом — наоборот. В некоторых зарубежных М. применяется только естественная вентиляция с расчётом на поршневое действие поездов, что практически не создаёт удовлетворительного микроклимата.
Вагоны советского М. просторны и удобны для входа, выхода и проезда, их вместимость 270 человек, количество мест для сидения 44 (рис. 6). Постоянное совершенствование конструкции подвижного состава позволило увеличить скорость движения, применить электрический тормоз и уменьшить вес вагона при сохранении его вместимости (современные вагоны на 18% легче и потребляют на 20—22% меньше электроэнергии).
Ведущие тенденции развития советского М. — увеличение плотности их сетей (примерно до показателя 0,3 км/км2), создание разветвленных систем входов, приближённых к объектам массового посещения, а также удобных пересадочных узлов.