Директор-распорядитель товарищества «Железобетон» инженер Рязанско-Уральской железной дороги Генрих Антонович Гиршсон в 1901 г. предложил проложить под Невским проспектом двухпутный тоннель для скоростного электрического транспорта, считая, что железные эстакады или каменные виадуки несовместимы с архитектурой лучшей улицы столицы.
Инженерные сооружения, простроенные по проектам Г. А. Гиршона, сохранились в Петербурге до нашего времени. Это здание паровой мельницы акционерного общества Санкт-Петербургских товарных складов, холодильников и элеваторов на проспекте Обуховской Обороны, Большой Ильинский мост через реку Охту, железобетонный навес на Каменном острове, изготовленный специально для Международной строительно-художественной выставки, проводившейся летом 1908 г. на набережной Большой Невки.
Под Невским проспектом Гиршсон планировал построить девять станций: «Дворцовая площадь», «Адмиралтейский проспект», «Большая Морская», «Казанская площадь», «Гостиный двор», «Екатерининский сквер», «Литейный проспект», «Николаевская улица», «Знаменская площадь» и «Лиговка». У Адмиралтейства и Московского вокзала метрополитен выходил на поверхность и вливался в общую сеть городских наземных дорог. По проекту станции отделывались белой изразцовой плиткой, освещались электрическими лампами, оборудовались скамейками для ожидающих пассажиров и маршрутными указателями; над входами возводились стеклянные павильоны с уходящими вниз винтовыми лестницами.
Проходку тоннеля под Фонтанкой, Екатерининским каналом и Мойкой предлагалось осуществить под давлением при помощи проходческого механизированного щита Брюнеля. Чтобы дно этих протоков не прорвалось от давления сжатого воздуха, Гиршсон предложил его забетонировать над трассой тоннеля.
Но и этот проект не нашел поддержки, и Гиршсон, убедившись в неготовности города к подземному метро под Невским проспектом, вновь вернулся к идее соединить все городские вокзалы надземной линией метро, начинавшейся от вокзалов Балтийской и Варшавской железных дорог и далее проходящей по Измайловскому проспекту и реке Фонтанке. В районе Юсуповского сада начинался подземный участок с выходом на мост через Неву. Далее линия по эстакадам проходила по Петербургской стороне вдоль Каменноостровского проспекта, по мосту через Большую Невку и по Флюгову переулку (ныне – Кантемировская ул.) до соединения с Финляндской железной дорогой.
Несколько интересных предложений подготовили инженеры путей сообщения. Автор проекта Московской окружной железной дороги Петр Иванович Рашевский в 1901 г. предложил построить две наземные линии метрополитена, которые связали бы центр города и вокзалы. Одна соединяла Сестрорецкую железную дорогу с Балтийской, другая – Николаевскую железную дорогу с Финляндской через Малую и Большую Охту и Полюстрово.
В том же году Владимир Николаевич Печковский подготовил проект комбинированной подземно-наземной трассы, соединяющей центральный («дачный») вокзал на Невском проспекте у Казанского собора с Балтийским и Варшавским вокзалами. А в 1902 г. Сергей Николаевич Кульжинский предложил связать все вокзалы надземной линией, идущей вдоль Обводного канала и Лиговского проспекта. Александр Александрович Лешерн фон Герцфельд ходатайствовал о проведении через центр города надземной электрической железной дороги. Все эти проекты так и остались на бумаге.
В 1906–1907 гг. появились предложения о засыпке Екатерининского канала и организации по нему скоростной железной дороги. В 1907 г. предприниматель и журналист Иероним Павлович Табурно проектировал скоростную дорогу на эстакадах над каналом. Проект скоростной дороги по Екатерининскому каналу и реке Таракановке до Нарвских ворот разработали бельгийские инженеры И. Гюле и П.-Ф. Лево, инженер путей сообщения В. Н. Беляев, техник М. П. Мульханов и предприниматель Г. Т. Полипов.
В 1909 г. Комиссия по выработке мероприятий для улучшения условий движения на казенных железных дорогах Санкт-Петербургского узла под председательством главного инспектора Министерства путей сообщения А. Н. Горчакова рассмотрела перспективы развития Петербургского железнодорожного узла и строительства нескольких надземных линий городских дорог с небольшими тоннелями под Невским проспектом. Комиссия, обобщив многие прежние разработки, предложила прокладку трех линий метрополитена. Первую линию планировалось вести по Обводному каналу, Лиговскому проспекту, мимо Таврического сада к Финляндскому вокзалу, вторую – от Балтийского вокзала по Лермонтовскому проспекту, по Екатерининскому каналу через Летний Сад, Петербургскую сторону и Аптекарский остров к Лесному, третью линию – через Васильевский остров, Ждановскую набережную, Елагин и Аптекарский острова к Сестрорецкой железной дороге. Для организации движения поездов предполагалось использовать энергию гидроэлектростанций на реках Волхов, Вуокса и Нарва, которые также планировалось построить. Однако этот проект не нашел поддержки в Городской думе, после продолжительных оживленных дискуссий его отклонили.
В 1912 г. инженер путей сообщения Федор Егорович Енакиев в своей книге «Задачи преобразования Петербурга» писал о недопустимости строительства эстакад и виадуков в центре города, так как они нанесли бы вред архитектурным ансамблям города, и предложил проложить подземный тоннель под Фонтанкой, улицами Жуковского и Итальянской, под Екатерининским каналом до Сенной площади и далее по Садовой улице, Вознесенскому проспекту к вокзалу Северо-Западных железных дорог. Проект не был реализован по причине своей дороговизны.
Всего до 1917 г. появилось 14 проектов метрополитена в нашем городе, среди них попадались и такие, которые в настоящее время покажутся просто наивными. Впрочем, ни один из проектов не выходил за пределы трассировки предполагаемых линий, давая лишь самое общее инженерное решение проблемы. Проектанты не опирались на серьезные геологические исследования, на точные данные глубокой разведки недр, которых в то время попросту не существовало.
Между тем к 1914 г. интенсивность движения в Петербурге и пригородах значительно увеличилась, стремительно росла численность населения, достигшая 2 118 500 человек. Городской голова Петербурга граф И. И. Толстой на одном из рабочих заседаний Думы 5 февраля 1914 г. обратил внимание гласных на сложившуюся в столице транспортную проблему, крайнюю перегруженность городских трамваев и предложил продумать вопрос о возможности прокладки линии метрополитена.
Гласные Городской думы дали добро на выделение из столичного бюджета 25 тыс. рублей на финансирование подготовки проекта подземной железной дороги, которая была поручена Управлению городских железных дорог при Городском общественном управлении, так как подразумевалось, что метрополитен после окончания строительства будет находиться в ведении этого Управления. Перед проектировщиками поставили следующие задачи: устройство линии под Невским проспектом, соединение северных и южных районов города, подвоз пассажиров к пригородным вокзалам.
Управление сформировало авторский коллектив из опытных компетентных специалистов: заведующего техническим отделом Управления городских железных дорог инженера-электрика Ю. К. Гринвальда, инженера путей сообщения П. П. Яблочкова, инженеров-электриков В. В. Желватых и В. Л. Лычковского. Руководителями проекта стали начальник Управления инженер А. Ф. Марков и его помощник, инженер-технолог А. Г. Кочан.
Несколько месяцев группа специалистов-трамвайщиков собирала сведения, анализировала существующее трамвайное движение, проводила топографическую съемку улиц. На основании собранных материалов проектировщики предложили два варианта направления подземных линий.
По первому варианту линия начиналась у Нарвской заставы, шла по засыпанной реке Тарановке, Обводному каналу, Звенигородской и Большой Московской улицам, далее в тоннелях под Владимирским и Невским проспектами, Большой Невой, Стрелкой Васильевского острова, Малой Невой, Кронверкским проспектом, через улицы Петроградской стороны, под Малой Невкой, через Каменный остров, под Большой Невкой к Сестрорецкому вокзалу и станцией «Ланская» Финляндской железной дороги. Второй вариант трассировки метрополитена предлагал две пересекающиеся линии: с севера на юг (от Нарвской заставы по набережной Обводного канала, Лермонтовскому проспекту, набережной реки Фонтанки, затем по прорытым тоннелям под Крюковым и Екатерининским каналами с выходом на Марсово поле, по Лебяжьей канавке, под Большой Невой, Кронверкским проспектом, по Сытнинской площади, Матвеевской, Широкой и Газовой улицам и далее к Ланской) и с востока на запад (от нынешнего Московского вокзала до Среднего проспекта Васильевского острова). Такая трассировка линий не только позволяла соединить все вокзалы, но и обеспечивала внутригородские перевозки. Линии метрополитена направлялись на городские окраины, что давало возможность начать их бурное развитие и застраивание.