城市地下綜合管廊發(fā)展前景探討

城市地下綜合管廊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，是一種現(xiàn)代化、科學(xué)化、集約化的城市基礎(chǔ)設(shè)施。從1833年首條現(xiàn)代意義上的綜合管廊于法國(guó)誕生以來，城市地下綜合管廊已經(jīng)有180多年的發(fā)展歷史。隨著技術(shù)更新和管理水平的提高，綜合管廊承擔(dān)的功能越發(fā)多樣化，綜合管廊與多領(lǐng)域的聯(lián)合為管廊的發(fā)展提供了無限可能。

城市地下綜合管廊的發(fā)展歷史

人類對(duì)給排水系統(tǒng)的思考可以上溯到古羅馬時(shí)期，經(jīng)歷了從溝渠/下水道到綜合管廊和管道的歷史發(fā)展過程。早在2500年前，為了解決城市供水和雨污水問題，古羅馬就建設(shè)了大量的城市給排水系統(tǒng)。1833年，法國(guó)建設(shè)了世界第一條現(xiàn)代意義上的綜合管廊，以提高城市公共衛(wèi)生水平，應(yīng)對(duì)大規(guī)模爆發(fā)的霍亂。當(dāng)時(shí)的綜合管廊是在下水管道中增設(shè)管線形成的，因此現(xiàn)在的法國(guó)管廊也多為單艙室。綜合管廊逐漸在歐洲發(fā)展開來。經(jīng)過百年探索、研究、改良和實(shí)踐，綜合管廊的技術(shù)和管理已趨于成熟，在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的大城市得到了廣泛的應(yīng)用。

圖1 古羅馬的馬克西姆下水道（2500年前）

圖2 13世紀(jì)用于給排水的鑄鐵管

圖3 法國(guó)巴黎下水道博物館

20世紀(jì)，日本和我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的綜合管廊建設(shè)走在了世界前列。日本目前已建成綜合管廊長(zhǎng)度超過1100KM。我國(guó)于1958年在天安門廣場(chǎng)建設(shè)了第一條綜合管廊。至2013年，累計(jì)建設(shè)城市綜合管廊100KM。相對(duì)國(guó)外發(fā)達(dá)地區(qū)而言，我國(guó)的管廊建設(shè)起步較晚，發(fā)展較慢。但是近年來，我國(guó)綜合管廊建設(shè)步入了“快車道”。僅2016年一年，全國(guó)147個(gè)城市28個(gè)縣已累計(jì)開工建設(shè)城市地下綜合2005公里。雖然目前我國(guó)管廊相關(guān)法律法規(guī)尚不完善，也存在一定管理體制和資金障礙問題，但是經(jīng)過初步的實(shí)踐檢驗(yàn)，管廊建設(shè)模式已得到普遍認(rèn)同。

圖4 我國(guó)青島市正在建設(shè)中的地下綜合管廊

城市地下綜合管廊發(fā)展的必然性

城市地下綜合管廊建設(shè)是城市發(fā)展的需要，在優(yōu)化地下空間資源利用、提高管線的安全性和使用壽命、提升城市基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理水平等方面優(yōu)勢(shì)非常顯著。我國(guó)目前的市政管線以直埋式和架空式為主，不僅地下空間利用不夠集約，還存在著風(fēng)險(xiǎn)隱患、道路重復(fù)開挖、管理不便等問題。建設(shè)城市地下綜合管廊，將多種管線集中敷設(shè)、統(tǒng)一管理，能夠有效解決上述問題。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，通過管廊建設(shè)可以有效降低城市“馬路拉鏈”現(xiàn)象，在產(chǎn)生巨大社會(huì)效益的同時(shí)可節(jié)省各類入廊管線在單獨(dú)敷設(shè)時(shí)產(chǎn)生的征拆、交通導(dǎo)改等前期費(fèi)。由此可見，城市地下管廊的經(jīng)濟(jì)性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出管線直埋。當(dāng)前，我國(guó)城市向智慧城市、海綿城市、低碳城市等方向發(fā)展，在這些城市模式中，綜合管廊更是不可或缺的一部分。

城市地下綜合管廊的發(fā)展前景

城市地下綜合管廊橫向拓展的空間很大。作為城市項(xiàng)目的骨架，綜合管廊能夠聚集水、電、燃?xì)狻崃?、電信等大部分城市公共設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。作為城市重要公共資源的連接點(diǎn)，綜合管廊不僅是一個(gè)物理空間上的管線聚集中心，更是一個(gè)信息中心、能源中心、水循環(huán)管理、垃圾處理中心。另外，管廊建設(shè)所形成的地下空間，也為城市地上空間節(jié)約和地下空間立體化開發(fā)提供了無限可能。

圖5 城市地下綜合管廊空間立體化開發(fā)圖示

地下綜合管廊+數(shù)據(jù)——智慧城市

智慧城區(qū)（社區(qū)）是指充分借助互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，涉及到智能樓宇、路網(wǎng)監(jiān)控、智能醫(yī)院、城市生命線管理、食品藥品管理、票證管理、個(gè)人健康與數(shù)字生活等諸多領(lǐng)域，面向未來構(gòu)建全新的城區(qū)（區(qū)）態(tài)。

圖6 廣州珠海橫琴港澳大道的管廊監(jiān)控中心

綜合管廊是智慧城市的重要一環(huán)。管廊內(nèi)容納電力、電信、給排水、燃?xì)?、固廢等管線，這些重要管線在運(yùn)行中產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，這就使管廊成為了一個(gè)大型的信息集成點(diǎn)，擁有大量的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。一方面，可以借助信息系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)管廊的綜合管理和運(yùn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)“數(shù)字管廊”；另一方面，可以打造以智慧地下管廊及智慧城市運(yùn)營(yíng)平臺(tái)為核心的智慧城市綜合服務(wù)基礎(chǔ)生態(tài)環(huán)境。甚至，在數(shù)據(jù)即價(jià)值的時(shí)代，綜合管廊也可以為政府或其他企業(yè)提供單純的數(shù)據(jù)接口。

地下綜合管廊+能源——低碳城市

低碳城市指以低碳經(jīng)濟(jì)為發(fā)展模式及方向、市民以低碳生活為理念和行為特征、政府公務(wù)管理層以低碳社會(huì)為建設(shè)標(biāo)本和藍(lán)圖的城市。

圖7 區(qū)域電動(dòng)汽車充電站

管廊內(nèi)部擁有電、燃?xì)獾饶茉垂芫€，可以以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建區(qū)域型能源系統(tǒng)。具體操作可以從以下兩個(gè)方面入手：第一是建立區(qū)域電動(dòng)汽車充電站，在支線/纜線管廊內(nèi)預(yù)留電動(dòng)汽車充電樁專用電纜，在此方面吉林四平市已有成功案例；第二是建立局部區(qū)域太陽(yáng)能、地源、水源熱站及熱力系統(tǒng)，為用戶（如賓館、商業(yè)、辦公樓）提供熱源?？梢约泳o環(huán)保能源系統(tǒng)與綜合管廊結(jié)合的投資建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理模式研究，推動(dòng)全壽命周期的使用策略發(fā)展，如將電動(dòng)汽車納入城市基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，結(jié)合政府、國(guó)營(yíng)事業(yè)單位、區(qū)域間“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的用車需求制定運(yùn)營(yíng)管理策略，可以更進(jìn)一步地達(dá)到增加就業(yè)機(jī)會(huì)，改善生活水平的效果。

地下綜合管廊+雨污水系統(tǒng)——海綿城市

海綿城市是指，城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”利用。

圖8 地下綜合管廊助力海綿城市建設(shè)

綜合管廊是城市給排水系統(tǒng)的骨架，在城市水循環(huán)管理中有著關(guān)鍵作用，能夠做到集水的“滲、蓄、滯、凈、用、排”。當(dāng)雨水量較小時(shí)，在源頭部分通過海綿城市建設(shè)的綠地、透水鋪裝等設(shè)施進(jìn)行雨水排放；當(dāng)雨水量較大時(shí)，通過管廊內(nèi)雨水調(diào)蓄池等設(shè)施進(jìn)行雨水收集錯(cuò)峰排放；當(dāng)雨水量超標(biāo)時(shí)，通過管廊內(nèi)雨水調(diào)蓄池連接河道，與河道共同工作，減少城市內(nèi)澇。雨水收集后經(jīng)過后續(xù)處理，可用于綠地澆灌和路面灑水。

地下綜合管廊+封閉式自動(dòng)垃圾收集系統(tǒng)——綠色城市

在我國(guó)傳統(tǒng)的垃圾處理過程中，垃圾大多被暴露于地面，這一方面容易產(chǎn)生二次污染，使大量病菌滋生傳播；另一方面也影響了市容市貌。人工處理的方式顯得效率低下，公共系統(tǒng)需要派出大量的環(huán)衛(wèi)工人和垃圾車，提高了城市運(yùn)行成本。

圖9 傳統(tǒng)垃圾處理vs封閉式自動(dòng)垃圾收集

封閉式自動(dòng)垃圾收集系統(tǒng)是城市垃圾處理的更為清潔和高效的方法。在該系統(tǒng)中，社區(qū)每天產(chǎn)生的各種生活垃圾，用塑料袋裝好以后，投入垃圾投放口，進(jìn)入垂直垃圾管道。當(dāng)垃圾達(dá)到一定的數(shù)量以后，中央控制臺(tái)發(fā)出開始工作的指令，垃圾站內(nèi)的抽氣裝置自動(dòng)啟動(dòng)，在水平管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓氣流。在整個(gè)過程中，垃圾在地下完成封閉收集、自動(dòng)處理，不僅節(jié)約了人工成本，還使垃圾免于暴露，避免了二次污染，提升了社區(qū)環(huán)境及生活品質(zhì)。

圖10 封閉式自動(dòng)垃圾收集系統(tǒng)

然而，對(duì)我國(guó)當(dāng)前城市而言，單獨(dú)鋪設(shè)封閉式自動(dòng)收集系統(tǒng)成本過高并且難以維護(hù)。2008年，廣州曾經(jīng)斥資3億元建設(shè)了世界上最大的垃圾收集地下管網(wǎng)，卻由于地陷造成的管道破壞至今沒能投入使用，其高昂的建設(shè)資金也讓其他城市望而卻步。但當(dāng)封閉式自動(dòng)垃圾收集系統(tǒng)與管廊相結(jié)合，在綜合管廊中納入垃圾處理管道，不僅可以大大降低建設(shè)成本，管廊廊體還可以對(duì)垃圾處理管道形成保護(hù)，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。

圖11 通州運(yùn)河核心區(qū)北環(huán)隧道管廊的垃圾收集系統(tǒng)

地下綜合管廊+空間——秀美城市

管廊在建設(shè)過程中可以同時(shí)預(yù)留大量地下空間，使地下空間的立體開發(fā)成為可能。

圖12 北京商務(wù)中心區(qū)核心區(qū)綜合管廊

以北京商務(wù)中心區(qū)（CBD）核心區(qū)綜合管廊為例，它是首例與地下空間一體化開發(fā)結(jié)合建設(shè)的綜合管廊。其地面層為核心區(qū)中央廣場(chǎng)，與城市道路連接，承載地面交通和觀光休閑功能；地下1層為行人聯(lián)系層，聯(lián)系了地鐵和各個(gè)樓宇的出入口，為配合人行服務(wù)設(shè)下沉庭院、商業(yè)中心等設(shè)施；地下1層夾層為市政綜合管廊，包含雨污水、天然氣、消防水、蒸汽等管線及各樓宇進(jìn)線接口；地下2層為機(jī)動(dòng)車輸配環(huán)和地下車庫(kù)，部分為配套商業(yè)，地下輸配環(huán)有效凈化地面機(jī)動(dòng)車交通，聯(lián)系了核心區(qū)所有建筑物的地下車庫(kù)；地下3層為人防兼車庫(kù)、市政管廊（包含熱力、電力、給水、電信等管線）和主機(jī)房；地下4、5層為人防兼車庫(kù)和主機(jī)房，將充分考慮核心區(qū)綜合防災(zāi)功能，彌補(bǔ)出讓地塊車位的不足。

圖13 北環(huán)環(huán)隧綜合管廊層的智能停車系統(tǒng)-內(nèi)部

圖14 北環(huán)環(huán)隧綜合管廊層的智能停車系統(tǒng)-外部

除了建設(shè)地下立體停車場(chǎng)外，設(shè)立機(jī)動(dòng)車/人行地下通道也是綜合管廊建設(shè)的一個(gè)方面，隨之而來的各種商業(yè)開發(fā)讓綜合管廊的增值模式大有可為。

城市地下綜合管廊未來發(fā)展空間廣闊，是我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)中的必然之勢(shì)。作為城市“生命線”的綜合管廊是整個(gè)地下空間最基本的部分，成為其他系統(tǒng)的基礎(chǔ)，為其他系統(tǒng)提供空間，與其他系統(tǒng)結(jié)合，盡量避免因其他系統(tǒng)建設(shè)時(shí)再開辟地下空間而產(chǎn)生成本。在未來的城市發(fā)展中，綜合管廊必將承擔(dān)更加重要的作用，為城市的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。