- Двухколейный тоннель под ул. Остоженка, между станциями «Дворец Советов» и «Парк культуры», проложили открытым способом с принудительным понижением уровня грунтовых вод. На время строительства транспортный поток был отведен на ул. Кропоткинская (Пречистенка).

- Арбатский радиус со станциями «Улица Коминтерна», «Арбатская площадь» и «Смоленская площадь» был сооружен траншейным способом, причем трасса метро прошла в стороне от улиц, по дворам и под зданиями.

- Наклонные шахты для эскалаторов, которые под углом 30 градусов пересекали мощные пласты плывунов толщиной 20 м, проходили методом заморозки грунта и укрепления стен чугунными тюбингами.

Упомянутые методы заморозки грунта применялись для стабилизации насыщенных водой слоев и заключались в том, что по диаметру будущего тоннеля пробуривались многочисленные отверстия, куда опускались трубы и с помощью помпы и рефрижератора соединялись в закрытую систему, по которой циркулировал хладореагент. Через неделю вокруг труб образовывались замороженные зоны, которые препятствовали притоку воды, под их прикрытием можно было перейти к выемке грунта.

Абакумов познакомился с этой технологией в фирме Тиссен во время служебной командировки в Германию. Конторой заморозки руководил инженер Трупак, работавший в фирме Фрёлих в Соликамске на Урале. При строительстве таких глубоких наклонных шахт, как в Москве, этот метод еще никогда ранее не применялся и в заграничной практике. (Длина наклонных шахт на станциях «Красные ворота» и «Кировская» достигала 60 м, на станции «Дзержинская» -44 м). Метрострой посылал инженеров в Англию для изучения опыта строительства, но там наклонные шахты прокладывались по методу, не подходившему для Москвы по геологическим условиям. С марта 1934 г. было пробурено скважин общей протяженностью 12 785 м и сооружено три станции замораживания грунта. Заморозка начала применяться 25 июля 1934 г. и продолжалась до середины сентября. Только после этого смогли перейти к проходке наклонных шахт.

Другим методом укрепления нестабильных грунтов, особенно песчаных пород, являлся силикатный способ, или метод искусственного окаменения почвы. По трубам в грунт помпами закачивались растворимое стекло и хлористый кальций, под действием которых песок становился своеобразной горной породой. Патент на эту технологию принадлежал одной немецкой фирме, работавшей уже во Франции и Америке. Она предложила свои услуги и Советскому Союзу, оценив подготовку одного кубометра окаменелой породы в 25 золотых рублей. Метрострой обратился в Московский институт гидротехники и гидрогеологии, где разработали собственную методику. Она с успехом была применена при строительстве станции «Библиотека им. Ленина», а также на других участках. Более широкое распространение этой технологии могло бы предотвратить повреждения множества зданий, однако это не представлялось возможным, поскольку в Советском Союзе не хватало необходимых химикатов.

Проблемы возникли и с гидроизоляцией тоннелей от проникающих грунтовых вод, поскольку Метрострой долгое время игнорировал эту область. В идеале гидроизоляция должна была укладываться как изнутри, так и снаружи тоннелей, в последнем случае для того, чтобы защитить бетон от воздействия растворенных в воде агрессивных кислот. Поначалу у Метростроя не было концепции изолировочных работ. Некоторые ответственные сотрудники высказывались вообще против гидроизоляции. Благодаря вмешательству Кагановича Ротерту удалось преодолеть эти настроения. Летом 1934 г. партия выдвинула известный лозунг «Чтобы не капало!» и установила бдительный контроль над качеством изолировочных работ. Советский Союз не обладал необходимым опытом в этой области. Руководство Метростроя прежде всего обратилось за консультацией к научно-исследовательскому сектору. Тот порекомендовал применять кровельное покрытие (рубероид и пергамин) в комбинации с битумом. Таким способом герметизировали тоннели и в Берлинском метро.[335]

При открытом и траншейном способе строительства провести изолировочные работы таким путем было несложно: перед засыпкой котлована тоннели снаружи покрывали в четыре слоя изолировочным материалом, скрепленным битумом. Для защиты изоляции от механических повреждений возводили дополнительно кирпичную или бетонную стену и накладывали на поверхность тоннеля еще один слой бетона.

При закрытом способе строительства изоляцию приходилось укладывать с большими трудностями, к тому же на большинстве шахт стены тоннелей уже были облицованы камнем. Метрострой объявил конкурс на решение проблемы, но приемлемых предложений оказалось немного. Закрытая внешняя изоляция по всей окружности тоннеля была уложена только на шахте № 10 при станции «Охотный ряд». Перед бетонированием тоннеля изоляция была закреплена на деревянной опалубке. На прочих шахтах внешняя гидроизоляция была проложена только в нижней части тоннеля или вообще отсутствовала. Изолировочный материал наклеивали изнутри на стены тоннеля. Для этого стены должны быть абсолютно сухими. Просушка стен велась обычными паяльными лампами и простыми самодельными электровентиляторами, при этом одновременно закачивали цемент в пустоты за стенами. Для того, чтобы изоляция не разрушилась под гидростатическим давлением, пришлось уложить дополнительно железобетонную муфту толщиной от 17 до 45 см в зависимости от глубины залегания тоннеля. В результате на многих участках диаметр тоннелей значительно сузился. Там приходилось расширять профиль тоннелей, чтобы уложить минимально допустимую муфту в 15 см.

Особый прием предложил американский консультант Морган на станции «Библиотека им. Ленина»: гидроизоляция здесь действовала по принципу дренажа. Ниже сводчатого перекрытия была уложена заизолированная снаружи бетонная перегородка, которая доходила до самого низа и отводила просачивавшиеся грунтовые воды через дренажную систему. Подобный прием ранее никогда не применялся в практике строительства метро.

Поскольку гидроизоляция не могла полностью предотвратить проникновение грунтовых вод в тоннели метро, вдоль трассы были построены 38 дренажных станций для откачки воды.

Для подачи свежего воздуха было проложено 56 вентиляционных шахт, в большинстве своем для этих целей использовались прежние строительные шахты. Из них 30 действовали по принципу естественной циркуляции воздуха, 26 работали с использованием принудительной тяги от вентиляторов. Летом воздух подавался на станции, а откачивался в тоннели. Зимой наоборот, воздух сначала поступал в тоннели, а отводился через станции с тем, чтобы холодный воздух не сразу подавался на станции, а сначала прогревался движением поездов в тоннелях. На станциях глубокого залегания с помощью этой системы достигли 8-9-кратного полного обновления воздуха в течение часа. Для сравнения: в Нью-Йорке и Лондоне воздух обновляется 5-6 раз за час.

Водопроводная подача воды действовала только на станциях. Она предназначалась, прежде всего, для противопожарных целей, а также для очистки перронов, туалетов и для охлаждения эскалаторов. Туалеты имелись только на 9 станциях. Поскольку они располагались ниже уровня городской канализации, сточные воды приходилось откачивать. Все наземные вестибюли были оснащены системой водяного отопления, в дверных проемах при входе установлены тепловые воздушные шлюзы.