地下綜合管廊：城市運(yùn)行的“生命線”

地下綜合管廊：城市運(yùn)行的“生命線”

雨果在1862年發(fā)表的《悲慘世界》中寫(xiě)道，“下水道是一個(gè)城市的智慧與良心。”這是地下綜合管廊的雛形首次出現(xiàn)在文學(xué)書(shū)籍中，讓更多的人通過(guò)文學(xué)作品了解地下管網(wǎng)的重要性。

所謂城市地下綜合管廊，又稱共同管溝，就是指在城市地下用于集中敷設(shè)電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃?xì)獾仁姓芫€的公共隧道。這些“住”在共同“房子”里的管線，源源不斷向城市的每個(gè)角落輸送著水電熱等能源，這個(gè)“房子”一般小可通人、大可通車(chē)。

地下綜合管廊一般分為干線、支線和纜線管廊。干線是“主動(dòng)脈”，主要建在城市道路中央下方，用于容納城市主干工程管線，采用獨(dú)立分艙的建設(shè)方式。支線、纜線是“毛細(xì)血管”，主要建在道路兩旁的人行道下，用于容納城市配給工程管線，采用單艙或雙艙的建設(shè)方式。纜線管廊采用淺埋溝道的方式建設(shè)，整體構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)的地下管網(wǎng)，覆蓋城市每一個(gè)角落。

從世界各國(guó)建設(shè)時(shí)序和發(fā)展規(guī)模來(lái)看，地下綜合管廊19世紀(jì)發(fā)源于歐洲，最早出現(xiàn)在法國(guó)巴黎，始建于1833年，是以排放雨水和污水為主的重力流管線系統(tǒng)，管網(wǎng)縱橫，排污口、蓄水池眾多。后來(lái)，通過(guò)在管廊內(nèi)部敷設(shè)供水管、煤氣管、通信電纜、光纜等，進(jìn)一步提高了其利用效能。

1893年，德國(guó)漢堡開(kāi)始在街道兩側(cè)人行道下建設(shè)綜合管廊，收容煤氣管和自來(lái)水管。20世紀(jì)50年代，德國(guó)每個(gè)城市都通過(guò)立法，對(duì)地下管廊建設(shè)進(jìn)行管理，并成立公共工程部，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)與監(jiān)管?？傮w來(lái)看，各國(guó)最初興建城市地下綜合管廊的時(shí)期，大多是在近現(xiàn)代資產(chǎn)階級(jí)革命過(guò)程中及第一次、第二次世界大戰(zhàn)后，城市重建及復(fù)興時(shí)期。

日本是目前世界上共同管溝建設(shè)最先進(jìn)的國(guó)家之一。1926年關(guān)東大地震之后，日本政府針對(duì)地震導(dǎo)致的管線大面積破壞等問(wèn)題，從防災(zāi)角度在東京都復(fù)興計(jì)劃中規(guī)劃建設(shè)地下綜合管廊。

1958年，北京建設(shè)了我國(guó)第一條地下綜合管廊。21世紀(jì)初，北京、上海、廣州等城市探索建設(shè)地下綜合管廊，廣州大學(xué)城建設(shè)17.4公里，上海世博會(huì)園區(qū)建設(shè)6.4公里，珠海市橫琴新區(qū)建設(shè)33.4公里，昆明市結(jié)合新建道路建設(shè)33公里……

西歐國(guó)家在管廊規(guī)劃、施工、建設(shè)等方面都有著嚴(yán)格的法律規(guī)定。如德國(guó)、英國(guó)相關(guān)法律明確，因管線維護(hù)更新而開(kāi)挖道路的必須具備審批手續(xù)，并且每次開(kāi)挖不得超過(guò)30米。日本也在1963年頒布了《共同管溝實(shí)施法》，解決建設(shè)資金分?jǐn)偱c回收、建設(shè)技術(shù)等關(guān)鍵問(wèn)題，并隨著城市建設(shè)的發(fā)展多次修訂完善。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，許多國(guó)家地下綜合管廊建設(shè)呈現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)化、規(guī)范化特點(diǎn)，先后將綜合管廊專項(xiàng)規(guī)劃納入城市地下空間統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)綜合管廊與地下軌道交通、城市地下商業(yè)設(shè)施等城市基礎(chǔ)設(shè)施整合建設(shè)同步實(shí)施。如日本東京都中心區(qū)域規(guī)劃形成了地下綜合管廊網(wǎng)絡(luò)體系；美國(guó)波士頓拆除高速路建地下路時(shí)，整合建設(shè)地下綜合管廊。

經(jīng)過(guò)近200年發(fā)展歷程，很多發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)在地下綜合管廊建設(shè)方面積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)，配套了較為完善的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。目前，地下綜合管廊建設(shè)已向信息化、智能化邁進(jìn)。大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人及智慧運(yùn)維平臺(tái)等信息化、智能化科技成果不斷集成應(yīng)用到地下綜合管廊全生命周期建設(shè)運(yùn)維之中。

歷史經(jīng)驗(yàn)表明，地下綜合管廊作為城市運(yùn)行的“生命線”，其連帶性強(qiáng)、覆蓋面廣、波及面大、直接作用突出，如果不采取必要的防護(hù)措施，一旦遭受致命打擊，后果不堪設(shè)想。輕則城市信息閉塞、交通中斷、停水停電，致使城市居民人心動(dòng)蕩；重則指揮不暢、產(chǎn)供停頓、城市癱瘓，致使軍隊(duì)作戰(zhàn)潛力嚴(yán)重?fù)p傷，大大削弱戰(zhàn)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，難以持續(xù)進(jìn)行防空襲斗爭(zhēng)。

科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)之所以被戲稱為“輸在馬桶上的戰(zhàn)爭(zhēng)”，就是因?yàn)槊儡姶輾Я素悹柛袢R德的供水供電系統(tǒng)，老百姓家里連抽水馬桶都用不了，抵抗意志迅速瓦解。

地下綜合管廊是“線”及“面”的系統(tǒng)工程，其關(guān)乎城市安全和戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)，因此綜合管廊的設(shè)計(jì)、建設(shè)必須兼顧人防要求。2015年，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，其中明確規(guī)定，地下綜合管廊工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮各類(lèi)管線接入、引出支線的需求，滿足抗震、人防和綜合防災(zāi)等需要。

但地下綜合管廊工程有其自身的特性和分類(lèi)，因此需要按照不同類(lèi)型管廊的功能和建設(shè)方式，不能簡(jiǎn)單套用現(xiàn)有人防工程的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，必須遵循適度防護(hù)原則、分類(lèi)防護(hù)原則和經(jīng)濟(jì)適用原則，制定出符合其自身功能特點(diǎn)的、具有可操作性的科學(xué)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和措施，從而提高綜合管廊的防護(hù)能力。

隨著作戰(zhàn)樣式迭代更新，管廊防護(hù)更多的是預(yù)防常規(guī)武器直接或間接毀傷，同時(shí)兼顧對(duì)核武器破壞效應(yīng)的防護(hù)。大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)的主要做法是，對(duì)于重點(diǎn)地域和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的管廊工程采取重點(diǎn)防護(hù)，對(duì)于量大面廣的其他管廊工程仍采取兼顧設(shè)防。目前，地下綜合管廊兼顧人防要求的具體防護(hù)措施主要有：

從地下綜合管廊系統(tǒng)布局上進(jìn)行關(guān)鍵性單元選取，對(duì)關(guān)鍵部位采取加固措施。例如，在可靠的防護(hù)位置儲(chǔ)備重要零部件，預(yù)留管線接頭和設(shè)備接口用以搶修搶建；雙套配置關(guān)鍵設(shè)備，增加管線柔性接頭和抗震支架，確保戰(zhàn)時(shí)不至于癱瘓，能夠?qū)崿F(xiàn)功能拓展和快速恢復(fù)；在管廊的重要供應(yīng)點(diǎn)，采取雙路管線供應(yīng)，并且兩路管線保持較大間距，避免“一擊兩毀”。

在地下綜合管廊的出入口、通風(fēng)口、逃生口、管線分支口、吊裝口、連通口以及各種露出地面的孔口蓋板等口部設(shè)置各種防護(hù)措施抵御沖擊波。例如，在出入口的通道內(nèi)設(shè)置防護(hù)門(mén)或防護(hù)密閉門(mén)等設(shè)備抵御外界沖擊；在通風(fēng)口安裝防爆波活門(mén)和擴(kuò)散室抵御并削弱沖擊波的作用；其他各類(lèi)孔口對(duì)沖擊波的防護(hù)主要是在埋地孔口位置設(shè)置防爆波井或消波槽以保證消波作用；對(duì)無(wú)人員內(nèi)部區(qū)域可采用戰(zhàn)時(shí)封堵。

將地下綜合管廊進(jìn)行防護(hù)單元?jiǎng)澐忠蕴岣呖箽芰?。為減少其遭受破壞的范圍，一個(gè)防護(hù)單元為一個(gè)獨(dú)立的防護(hù)空間，在防護(hù)單元之間用鋼筋混凝土結(jié)合防震塌措施建設(shè)密閉隔墻，且其中的防護(hù)設(shè)施和內(nèi)部設(shè)備自成系統(tǒng)，即個(gè)別防護(hù)單元被毀傷，不至于導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)被毀傷，有的管廊也采取防護(hù)單元與通風(fēng)區(qū)、防火分區(qū)合并設(shè)置的方法。

地下綜合管廊源源不斷為城市運(yùn)行輸送動(dòng)力，其重要性不言而喻。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的地下綜合管廊管理運(yùn)營(yíng)更具智慧性，利用效能得到大幅提高。

智慧管理。管廊運(yùn)維智能平臺(tái)堪稱地下綜合管廊的“大腦”，該平臺(tái)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、BIM、GIS、環(huán)境檢測(cè)和移動(dòng)通信等科技前沿技術(shù)手段，可將海量、分散的設(shè)備和傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)的管理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下綜合管廊勘察設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各階段的可視化、精細(xì)化、智能化管理，助力地下綜合管廊高效運(yùn)行、快速發(fā)展。

運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，平臺(tái)可以利用專家?guī)旌痛罅繘Q策預(yù)案對(duì)管廊不同時(shí)段、不同部位的用電用水量進(jìn)行自主調(diào)控，既能有效緩解高峰時(shí)段的用電用水壓力，還能實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)化配置。另外，無(wú)人巡檢技術(shù)的應(yīng)用拓寬了平臺(tái)功能。比如，上海臨港地下綜合管廊廣泛采用裝有高精度檢測(cè)儀器的智能軌道巡檢機(jī)器人，同時(shí)配備滅火彈、堵漏劑等裝備。在平臺(tái)控制下，機(jī)器人能夠第一時(shí)間趕到險(xiǎn)情現(xiàn)場(chǎng)并進(jìn)行故障排查和應(yīng)急處理，使地下綜合管廊安全水平和應(yīng)急管理能力得到大幅提升。

智慧感知。地下綜合管廊讓水、電、氣、通信等管線住進(jìn)了“集體宿舍”，看似降低了維護(hù)管理難度，但也暗藏風(fēng)險(xiǎn)，稍不留意就會(huì)釀成事故。因此，管廊需要智慧的感知“器官”。

智能化管廊中通常設(shè)置成千上萬(wàn)個(gè)精密傳感器，用于實(shí)時(shí)獲取內(nèi)部溫度、濕度、地表沉降、震動(dòng)、危險(xiǎn)氣體濃度、水位高度等環(huán)境信息，這就像是給管廊賦予了“眼睛”和“鼻子”。各類(lèi)傳感器共同織成一張監(jiān)控大網(wǎng)，使地下空間“一覽無(wú)余”，便于維護(hù)人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并處理險(xiǎn)情。

智慧決策。智慧管廊不僅能“想”“看”“聞”，還兼?zhèn)洹皠?dòng)手能力”，即通過(guò)信息技術(shù)以及多平臺(tái)協(xié)同合作，面對(duì)突發(fā)狀況，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主決策和快速處置。例如，當(dāng)智能系統(tǒng)檢測(cè)到一氧化碳、甲烷等危險(xiǎn)氣體濃度超標(biāo)時(shí)，地下綜合管廊會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟聲光報(bào)警，提示檢修人員，并控制風(fēng)機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)，提升通風(fēng)系統(tǒng)效率；當(dāng)水管破裂，水位達(dá)到一定深度無(wú)法下降時(shí)，排水泵將自動(dòng)開(kāi)啟，破裂段水管閘閥會(huì)及時(shí)關(guān)閉；當(dāng)遭遇火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急照明、疏散指示、聲光報(bào)警和消防滅火器，同時(shí)關(guān)閉著火區(qū)所有井蓋設(shè)備和常開(kāi)防火門(mén)，通過(guò)隔絕空氣控制火災(zāi)蔓延……

隨著智慧化、集成化和自主決策能力的有效提升，地下綜合管廊將會(huì)更好地?fù)?dān)起“生命線”重任，源源不斷地為城市安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行注入不竭動(dòng)力。（■趙 杰 張曉辰）