城市基础设施是支撑经济社会运转的重要基石,而地下空间的开发利用程度,直接体现着一座城市的现代化治理水平。在城市化进程不断加速的背景下,传统地下管线铺设模式暴露出诸多弊端:供水、供电、燃气、通信等管线各自为政,频繁开挖路面进行维修或改造,不仅造成交通拥堵、环境噪音,还浪费大量人力物力资源,“马路拉链” 现象成为困扰许多城市发展的共性问题。城市地下综合管廊的建设,正是通过将各类管线集约化纳入地下管廊系统,实现统一规划、统一建设、统一管理,为破解这一难题提供了系统性解决方案,也为城市可持续发展注入新的活力。
综合管廊并非全新概念,其起源可追溯至 19 世纪的欧洲。1833 年,法国巴黎为解决地下管线混乱问题,率先建设了世界上第一条综合管廊,将给水、排水管线纳入其中,开启了地下管线集约化管理的先河。此后,英国伦敦、德国柏林等城市纷纷效仿,结合自身城市特点完善管廊建设模式。20 世纪中后期,日本、新加坡等亚洲国家在快速城市化过程中,也高度重视综合管廊的规划与建设,形成了成熟的技术标准和管理体系。我国综合管廊建设起步相对较晚,但发展速度迅猛。进入 21 世纪以来,随着新型城镇化战略的深入推进,北京、上海、深圳、苏州等城市率先开展综合管廊试点建设,积累了丰富的实践经验。截至 2024 年底,全国已建成综合管廊超过 1.2 万公里,覆盖全国 31 个省(自治区、直辖市)的主要城市,有效提升了城市基础设施的韧性和安全性。
综合管廊的建设是一项系统性工程,涉及规划设计、施工建设、运营管理等多个环节,需要统筹考虑城市发展需求、地质条件、管线类型等多种因素。在规划设计阶段,需结合城市总体规划和地下空间利用规划,科学确定管廊的走向、断面形式和建设规模。例如,在城市新区建设中,可采用 “同步规划、同步建设、同步投用” 的模式,将综合管廊与道路、住宅、商业设施等同步推进,避免后期重复开挖;在老城区改造中,则需充分考虑现有地下管线的分布情况,采用非开挖技术等先进工艺,减少对现有交通和居民生活的影响。断面设计方面,需根据纳入管线的类型和数量,合理划分舱室,如将给水、再生水等管线纳入水利舱,将电力、通信等管线纳入电力通信舱,将燃气、热力等管线纳入独立舱室,确保各类管线安全运行、互不干扰。
施工建设阶段是综合管廊质量控制的关键环节,需严格遵循相关技术标准和规范,确保工程质量符合要求。目前,综合管廊施工主要采用明挖法、盾构法、顶管法等工艺,不同工艺适用于不同的地质条件和施工环境。明挖法施工成本较低、施工速度较快,适用于地质条件较好、地面交通影响较小的区域;盾构法和顶管法属于非开挖施工工艺,适用于城市中心区、交通繁忙路段或穿越河流、铁路等复杂场景,可有效减少对地面环境的干扰,但施工成本相对较高,对施工技术要求也更为严格。在施工过程中,还需加强对基坑支护、防水工程、管线安装等关键工序的质量管控,例如采用高性能防水卷材和防水涂料,确保管廊主体结构的防水性能,避免出现渗漏问题;采用标准化、模块化的管线安装方式,提高施工效率和管线连接的密封性。
运营管理是综合管廊发挥长期效益的重要保障,需要建立科学完善的运营管理体系,实现管廊及内部管线的安全、高效运行。传统的运营管理模式主要依赖人工巡检,不仅效率低下,还难以及时发现潜在隐患。随着智能化技术的快速发展,智慧管廊成为运营管理的重要发展方向。通过在管廊内部安装视频监控、环境监测、泄漏检测、智能巡检机器人等设备,结合大数据、物联网、人工智能等技术,可实现对管廊内部温度、湿度、有害气体浓度、管线运行状态等信息的实时监测和预警。例如,当管廊内部出现燃气泄漏时,泄漏检测传感器可立即发出警报,并将相关信息传输至运营管理中心,管理人员可通过远程控制关闭阀门,同时调度维修人员赶赴现场处理,有效缩短应急响应时间,降低事故风险。此外,智慧管廊系统还可实现对管廊设备的智能化运维,通过数据分析预测设备故障,提前开展维护保养,减少设备停机时间,提高管廊的运营效率。
综合管廊建设虽然具有显著的社会效益和环境效益,但在推进过程中也面临一些挑战。资金投入大、投资回收周期长是制约综合管廊建设的主要瓶颈之一。综合管廊建设成本较高,每公里建设成本通常在 1.5 亿至 3 亿元之间,且需要长期的运营维护费用,单纯依靠政府财政投入难以满足大规模建设需求。因此,需要创新投融资模式,吸引社会资本参与综合管廊建设和运营。目前,我国已探索出 PPP(政府和社会资本合作)、BOT(建设 – 运营 – 移交)、TOT(转让 – 运营 – 移交)等多种投融资模式,例如深圳前海新区综合管廊项目通过 PPP 模式引入社会资本,实现了政府与社会资本的风险共担、利益共享,有效缓解了财政压力。
另外,管线权属单位的协调也是综合管廊建设中的一大难点。城市地下管线分属供水、供电、燃气、通信等多个权属单位,各单位的建设标准、运营需求和管理模式存在差异,在管廊建设和运营过程中容易出现协调不畅的问题。为解决这一问题,需要建立健全协调机制,明确各权属单位的职责和义务,例如通过签订协议明确管线入廊费和运营维护费的标准,确保管廊运营的可持续性。同时,还需加强政府部门之间的协调配合,建立统一的管廊建设和管理平台,统筹推进管廊规划、建设、运营等各项工作。
从长远来看,随着新型城镇化战略的深入推进和智慧城市建设的不断加快,综合管廊的建设需求将持续增长,其在城市基础设施体系中的地位也将更加重要。未来,综合管廊建设将更加注重与智慧城市的融合发展,通过数字化、智能化技术提升管廊的运营管理水平;更加注重绿色低碳理念的融入,采用新型环保材料和节能技术,降低管廊建设和运营过程中的能源消耗和环境影响;更加注重区域协同发展,在城市群、都市圈建设中统筹推进跨区域综合管廊建设,实现城市间基础设施的互联互通。然而,在这一过程中,如何进一步完善相关法律法规和技术标准,如何平衡政府与社会资本的利益关系,如何提高管廊的智能化运维水平,仍需要行业从业者和研究人员不断探索和实践。综合管廊建设不仅是一项工程建设任务,更是一项关乎城市长远发展的系统工程,其发展质量将直接影响城市的运行效率、居民生活质量和可持续发展能力,那么在未来的城市发展蓝图中,综合管廊还将扮演哪些新的角色,又将如何更好地适应城市发展的新需求呢?
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