Вендская система, в составе которой на территории островной части города выделяются отложения котлинской свиты. Нижняя котлинская подсвита представлена переслаиванием глин, песчаников и алевролитов, с преобладанием песчаников в нижней части разреза. Верхняя котлинская подсвита – плотные, алевритовые разности, часто с бурыми пленками на плоскостях напластования.

Кембрийская система, включая Ломоносовскую и Сиверскую свиты, распространена только в южной части города и сложена переслаивающимися кварцевыми песчаниками, алевролитами, алевритовыми глинами и «синими» глинами.

Четвертичные отложения представлены сложным комплексом ледниковых, водно-ледниковых, озерно-ледниковых, озерных, морских, аллювиальных, болотных и техногенных образований различного возраста.

Днепровский горизонт, к которому в пределах рассматриваемой территории отнесены ледниковые, флювиогляциальные и озерно-ледниковые отложения, распространен только в пределах погребенных долин Пра-Невы исторического центра Санкт-Петербурга. Ледниковые отложения представляют собой валунные суглинки и супеси, флювиогляциальные – разнозернистые пески, озерно-ледниковые – тонкозернистый пылеватый песок, реже суглинки и супеси.

Отложения московского горизонта также встречаются только в разрезе погребенных долин, в их состав входят ледниковые, флювиогляциальные и озерно-ледниковые отложения. Ледниковые отложения вскрываются в пределах погребенной долины Пра-Невы, а также в северной и центральной (около Гренадерского и Александро-Невского мостов) частях города. Флювиогляциальные отложения сложены неоднородными крупными и мелкими песками с гравием и галькой. Озерно-ледниковые отложенияпредставлены мелкозернистыми глинистыми песками, суглинками и глинами со слабой слоистостью, а также ленточными глинами.

Отложения верхневалдайского горизонта пользуются преимущественным распространением в составе четвертичных отложений и представлены ледниковыми и озерно-ледниковыми осадками лужской стадии оледенения. Ледниковые отложения – суглинки и супеси с содержанием валунов, развиты повсеместно на территории исторического центра города. Характерной особенностью рельефа поверхности лужской морены является повторение рельефа поверхности дочетвертичных пород, осложненных ложбинами, впадинами, выступами. Озерно-ледниковые отложения Балтийского ледникового озеразалегают на лужской морене и представлены глинистыми и песчаными разностями.

Морские и озерные отложения Литоринового моря в пределах исторического центра Санкт-Петербурга имеют повсеместное распространение, являясь естественным основанием для подавляющего большинства старинных зданий и сооружений. В литологическом составе отложений наблюдаются тонкодисперсные суглинки, которые сменяются супесями, затем пылеватыми, мелкозернистые и тонкозернистые песками. Аллювиальные отложения развиты в долинах современных рек и ручьев. Болотные отложения представлены в основном среднеразложившимися торфяниками. Техногенные отложения характеризуются региональным развитием на территории островной части города и сложены в основном насыпными и намывными грунтами. На большей части города насыпной слой колеблется от 3 до 11 м. Максимальные мощности зафиксированы в разрезе стадиона им. С.М. Кирова, Морском порту, районе Александро-Невской Лавры, на Заячьем острове. Насыпные отложения представлены песками различной зернистости, супесями с низким содержанием глинистых частиц. Намывные техногенные грунты распространены в северо-западной и северной части Васильевского острова, в Приморском районе и представляют собой тонко-, мелко- и среднезернистые пески, а также супеси. Кроме того, в состав техногенных отложений может входить строительный мусор, отходы промышленных предприятий и бытовые отходы.

На рубеже 1959—1960 годов при кафедре тоннелей и метрополитенов Ленинградского ордена Ленина института инженеров железнодорожного транспорта имени академика В.Н. Образцова была создана лаборатория моделирования тоннелей. В ней на небольших моделях создаются условия, в которых будут действовать подземные сооружения.[7]

Когда-то работы в тоннелях велись с помощью отбойных молотков, а погрузка породы в вагонетки осуществлялась вручную — лопатами. Сооружение тоннелей в Ленинграде уже на первой поре стало механизированным. В Ленинграде был спроектирован механизированный проходческий щит ленинградского типа, создателям его была присуждена Государственная премия СССР.[7]

Щит — сооружение, предохраняющее работающих от обвала грунта,— использовали и раньше на строительстве московского метро. Но вырубка грунта производилась вручную — отбойными молотками. Механизированный проходческий щит ленинградского типа представляет из себя стальной цилиндр весом 220 тонн. Своими шестью вращающимися дисками — фрезами, снабженными резцами из твердых сплавов,— он вгрызается в породу, срезая ее пласты.[7]

Одновременно с перегонными тоннелями строятся станции глубокого заложения первой очереди Ленинградского метро по их конструктивному решению можно разделить на два типа: пилонные и колонные. В пилонных — опорами сводов служат мощные пилоны, образованные несколькими тюбинговыми кольцами тоннелей станции. В колонных — своды опираются на металлические колонны относительно небольшого сечения.[7]

Уже с 1956 года на строительстве Московско-Петроградской линии началось освоение и внедрение в тоннельные конструкции высокопрочного сборного железобетона.[7]

Стали применять и совершенно новый тип конструкций станций. «Парк Победы», «Московская», «Петроградская», «Звездная» на Московско-Петроградской линии, «Василеостровская», «Гостиный двор», «Маяковская», «Площадь Александра Невского», «Елизаровская», «Ломоносовская» на Невско-Василеостровской линии выглядят совсем иначе, чем строившиеся раньше: в них нет посадочных платформ. В боковых стенах единственного, центрального, зала станции — ряд ниш с закрытыми дверьми. Только когда замрет шум подошедшего поезда, двери открываются. Одновременно раздвигаются и двери вагонов поезда - они точно против дверей зала. Совсем как в лифте. Поэтому система эта получила название «горизонтальный лифт».[7]

«Площадь Мужества» и «Полититехническая» первые в Ленинграде и в стране односводчатые станции глубокого заложения. Свод их станций перекрывает оба пути и пассажирскую платформу. Он собирается из железобетонных блоков, которые затем домкратами разжимаются в породу. Опорами для сводов этих станций служат два тоннеля, по типу перегонных, из железобетонных тюбингов, внутри заполненных бетоном. Свободное от внутренних опор обширное пространство, перекрытое одним сводом, создает большие возможности и для архитектурного решения. Разработка конструкций этих станций и осуществление их в натуре отмечены Государственной премией 1978 года.[7]

В Петербургском метро 5 действующих линий: красная, синяя, зелёная, жёлтая и фиолетовая; 63 станции, в том числе шесть подземных пересадочных узлов, связывающих по две станции и один, связывающий три станции («Спасская» — «Садовая» — «Сенная площадь», из них 56 — подземные станции глубокого заложения (50—75 метров), 3 подземных станции мелкого заложения и 4 наземных станции. [7]