日前，《解放日報》記者訪(fǎng)談了上海市政總院總工程師（結構）王恒棟，就城市地下管線(xiàn)建設和管理方面作深入探討，文章刊發(fā)于8月5日出版的《解放日報》縱深專(zhuān)欄，原標題為《馬路上這根“拉鏈”，究竟怎么裝》。
眼瞅著(zhù)家門(mén)口的馬路挖了填、填了挖，開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)，“丁零哐啷”，市民看著(zhù)心疼、聽(tīng)了煩心，千言萬(wàn)語(yǔ)匯成一句“裝根拉鏈算了”。
其實(shí)，這一時(shí)戲言、一句“氣話(huà)”背后，是一道全球許多城市正面對的難題——城市生命線(xiàn)及地下空間運維如何高效配置？
歷史悠久，管情復雜的大型城市，地下空間怎樣“螺螄殼里做道場(chǎng)”？人工智能等新技術(shù)對破題加成幾何？對標全球，管道安全和市政規劃專(zhuān)家一起來(lái)聊聊上海馬路上這根“拉鏈”究竟怎么裝。
市政管線(xiàn)是城市的生命線(xiàn)。目前上海地下管網(wǎng)按性能和用途已有給水、排水、燃氣、電力、通信、集中供熱供冷等7大類(lèi)30種管道，地下管線(xiàn)總長(cháng)度超過(guò)17萬(wàn)公里?？傮w而言，上海的地下管線(xiàn)建設和管理一直處于全國領(lǐng)先水平。
然而，為什么市民對于馬路反復開(kāi)挖的體感多年未有根本改變？
“天上地下”的剛需
上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司總工程師（結構）王恒棟介紹，上海這座超大型城市在管線(xiàn)運維過(guò)程中，有著(zhù)“天上地下”的剛需。
2018年，“全市架空線(xiàn)入地及合桿整治工作”第一個(gè)三年行動(dòng)計劃正式啟動(dòng)，完成116公里道路架空線(xiàn)入地和合桿整治。2021年開(kāi)始第二輪“三年行動(dòng)”，內環(huán)內架空線(xiàn)入地率從29%提高到53%，清除了長(cháng)達801.6公里的城市“蜘蛛網(wǎng)”。到2025年的目標是中心城區70%的道路架空入地。管線(xiàn)從天上到地下，工作量巨大，時(shí)間上也比較集中。
與此同時(shí)，為維護城市生產(chǎn)、生活的安全和穩定，原有的地下管網(wǎng)還需定期檢修、改造。
給水管道、排水管道設計工作年限不小于50年，燃氣管道的設計工作年限不小于30年。這些管道由于直接埋設在地下，長(cháng)期受到土壤、地下水、地下雜散電流等影響，達到設計工作年限便急需更新。近年來(lái)又恰逢地下管線(xiàn)“退休高峰”，現有條件下，就免不了開(kāi)挖路面。
細查上海市城市管理精細化“十四五”規劃目標：老舊燃氣管道更新改造不低于300公里，老舊供水管網(wǎng)更新改造不低于2000公里，增設集中充電設施小區數不少于1500個(gè)。這些數字與城市韌性發(fā)展、市民更好的生活息息相關(guān)。
地下綜合管廊的無(wú)奈
其實(shí)，“馬路拉鏈”是可以通過(guò)工程技術(shù)措施裝上的——那就是二十屆三中全會(huì )提出的加強綜合管廊建設。但近期在上海實(shí)施大規模城市地下綜合管廊工程，還要面臨很多挑戰。
這根正在全球不少城市工作的“馬路拉鏈”19世紀發(fā)源于歐洲，最早是在圓形排水管道內裝設自來(lái)水、通信等管道。目前，它已發(fā)展為城市地下用于集中敷設電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃氣等市政管線(xiàn)的公共隧道，設有人員與設備專(zhuān)用的固定通道，綜合管廊設計工作年限為100年。
法國巴黎1832年霍亂大流行后，隔年就在市區興建了龐大的下水道系統，同時(shí)興建綜合管廊系統，管廊內設有自來(lái)水管、通信管道、壓縮空氣管道、交通信號電纜等。
英國倫敦1861年就開(kāi)始修建寬3.66米、高2.32米的半圓形綜合管廊，其容納的管線(xiàn)除燃氣管、自來(lái)水管及污水管外，還有電力及通信電纜。
我國從2015年開(kāi)始大規模建設地下綜合管廊，截至2023年，全國累計建設項目1769個(gè)，建設規模6555公里。
其中，第一條規模較大、距離較長(cháng)的綜合管廊就建在上海市浦東新區張楊路，全長(cháng)約11.125公里，埋設在道路兩側的人行道下。它是鋼筋混凝土結構的，斷面形狀為矩形，由燃氣室和電力室兩部分組成，還配置了相當齊全的安全設施，并建有中央計算機數據采集與顯示系統。
遺憾的是，從城市層面而言，上海至今仍缺失綜合管廊大的骨架網(wǎng)絡(luò )。明明起了個(gè)大早，為何晚集都沒(méi)趕上？原因主要有二。
一是運維開(kāi)支究竟走市場(chǎng)道路還是確保公益性，目前在立法層面尚未明確界定。綜合管廊的單位造價(jià)約是地鐵的1/3，一旦不能形成規模效應而只作局部示范，其優(yōu)勢就將受限，管理維護更為不易。
二是上海城市土地資源高度緊張。一般而言，地下管線(xiàn)敷設在淺層地下空間，而目前中心城區15米以?xún)鹊臏\層地下空間已趨于飽和。
同時(shí)，地面上成片歷史保護風(fēng)貌區多，歷史原因造成的地下管情復雜，地面建筑密度大，單位用地供能需求高，這些都給中心城區建設地下綜合管廊骨架網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)很大困難。
求解“17萬(wàn)公里大題”
記者：我們知道，上海地下管線(xiàn)總長(cháng)度超過(guò)17萬(wàn)公里，要精細高效管理、改變頻繁開(kāi)挖，破解這道“17萬(wàn)公里大題”受限于方方面面的客觀(guān)因素。
幾位專(zhuān)家覺(jué)得有什么是當下可以做和應該盡快做的？
設立管線(xiàn)統一管理部門(mén)
王恒棟：上溯源頭，首先應加強管線(xiàn)的建設質(zhì)量。管線(xiàn)硬件和建設質(zhì)量的國家標準規范是底線(xiàn)思維，上海作為超大型城市，在事關(guān)城市生命線(xiàn)的領(lǐng)域中提高標準，在新建管道中可以自開(kāi)始規劃設計時(shí)就在國家標準規范基礎上提一個(gè)檔。
比如，按國家標準燃氣管道設計工作年限是30年，上?？梢宰龅?0年；按國家標準排水管道設計工作年限是50年，上?？梢宰龅?00年。
赫磊（同濟大學(xué)副教授、建筑與城市規劃學(xué)科科研管理部主任）：目前上海地下管線(xiàn)的檢修、維護等施工在管理上是各自獨立的，客觀(guān)上“各自為政”。建議在體制上做出一定切割和歸并，改革管線(xiàn)多頭部門(mén)垂直管理的權屬，成立市級統一的管線(xiàn)部門(mén)，統籌管理所有市政管線(xiàn)的設計、建設和運維。
這一方面，重慶市已有初步探索。
目前，上海市住房和城鄉建設委員會(huì )聯(lián)合相關(guān)部門(mén)以及下屬機構收集各類(lèi)管線(xiàn)信息，依托全市“一網(wǎng)統管”平臺建設管線(xiàn)掘路管理系統，研發(fā)建成地下管網(wǎng)信息“一張圖”和各類(lèi)管線(xiàn)管理“一張網(wǎng)”，方便各行業(yè)互相溝通。
如今，國內已有一些城市可以做到：一條路上要檢修某段自來(lái)水管，項目人員使用專(zhuān)門(mén)平臺發(fā)布工程信息，申請獲取該路段涉及地下管線(xiàn)位置、走向等信息，系統自動(dòng)匹配相關(guān)權屬單位，并要求各單位在規定工作日內回復包括是否涉及本單位所轄管線(xiàn)、是否有同步建設需求等信息。
精準了解各類(lèi)地下管線(xiàn)歸屬、走向及現狀后，多方可聯(lián)合監管施工安全。更重要的是，如有同步建設、遷改需求，其他管線(xiàn)所屬部門(mén)可協(xié)同施工，迅速完工，減少對周邊生產(chǎn)、生活及生態(tài)的不利影響。
化整為零建設綜合管廊
王恒棟：上海是全國最早開(kāi)展地下空間規劃的城市，早在2003年就編制了《上海市地下空間概念規劃》。國內第一條規模較大、距離較長(cháng)的綜合管廊也建在上海。囿于客觀(guān)條件，地下綜合管廊的建設難度很大，但從長(cháng)遠考慮，還是應該加強城市地下空間規劃和地下管線(xiàn)、地下綜合管廊規劃的編制和整體平衡。這不僅是為了減少開(kāi)挖頻次，更是給超大型城市的生命線(xiàn)維護做好面向未來(lái)的準備。
日本于1926年在東京都開(kāi)始共同溝（綜合管廊）建設試點(diǎn)，1963年頒布《共同溝特別措施法》，并形成了完善的技術(shù)標準與管理法規。由于條件有限，規劃的線(xiàn)路目前僅完成約10%，但化整為零，始終不斷推進(jìn)。
從世界范圍來(lái)看，我覺(jué)得捷克首都布拉格的地下管線(xiàn)建設管理最好。布拉格是歐洲最美麗的城市之一，也是世界文化遺產(chǎn)城市。它在其歷史街區更新中采取綜合管廊方式敷設市政管線(xiàn)，可最大限度避免源自古羅馬時(shí)期的道路受到嚴重破壞。綜合管廊系統由深約20米的干線(xiàn)和深5—6米的支線(xiàn)組成，總長(cháng)約90公里，其將水、電、氣、熱等共艙敷設，同時(shí)建設完備的監控、巡檢等運維系統。布拉格綜合地下管線(xiàn)和管廊具有統籌規劃、分步建設、規范運營(yíng)、管線(xiàn)入廊率高的特點(diǎn)，這與布拉格建立了較為完善的相關(guān)法規標準體系分不開(kāi)。
捷克為此專(zhuān)門(mén)制定了《建筑法》，系統全面地解決了區域土地利用和空間布局問(wèn)題，還出臺了國家層面的《綜合管廊技術(shù)標準》。政府還制定了一系列涵蓋綜合管廊投資、規劃、設計、施工及移交、運營(yíng)的相關(guān)法規標準。
束昱（同濟大學(xué)教授、上海市城市科學(xué)研究會(huì )首席研究員兼城市市政與地下空間專(zhuān)業(yè)委員會(huì )主任）：在世界城市綜合管廊建設180多年的歷史中，“創(chuàng )新”是貫徹始終的詞語(yǔ)。隨著(zhù)新技術(shù)、新功能的迭代，因地制宜尋找自己的發(fā)展道路。東京都臨海副都心的綜合管廊規劃建設，重構了城市道路地下市政管網(wǎng)規劃建設及綜合管廊的干線(xiàn)支線(xiàn)纜線(xiàn)一體化體系，科學(xué)有效地實(shí)現了電力、電信、上水、中水、污水、垃圾、燃氣等9類(lèi)管線(xiàn)入廊及對每座建筑的配管配線(xiàn)，很好地實(shí)現了各類(lèi)市政管線(xiàn)及綜合管廊的安全高效運行。
如今，國外城市綜合管廊已經(jīng)歷了“下水道+市政管線(xiàn)+人工巡檢”的1.0時(shí)代，“預制+多艙+市政管線(xiàn)+人工巡檢+分項檢測”的2.0時(shí)代以及“與地下街、地鐵、地下道路、地下雨水調儲池等整合建設+人工巡檢+分項自動(dòng)監測”的3.0時(shí)代。
我認為中國城市綜合管廊建設的最高目標應該是開(kāi)創(chuàng )“國際先進(jìn)+中國創(chuàng )造”的“體系完整+近遠結合+整合一體+科學(xué)經(jīng)濟+安全防災+綠色建造+智慧運維+永續發(fā)展”的綜合管廊4.0時(shí)代。
更多新技術(shù)擁抱生命線(xiàn)
赫磊：目前，全球歷史悠久的特大型城市都面臨地下管線(xiàn)更高效管理的課題。像美國紐約、日本東京都建有地下綜合管廊，但總有未覆蓋之處，馬路“開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)”也不少。因為管道材質(zhì)老化等是世界共通的問(wèn)題。隨著(zhù)城市發(fā)展進(jìn)程，這個(gè)問(wèn)題會(huì )越來(lái)越嚴重，可能令之后被動(dòng)的“開(kāi)膛破肚”越來(lái)越多，所以現在很多城市推進(jìn)地下管線(xiàn)智能化管理是在跟時(shí)間賽跑。
在人工智能、大數據等新技術(shù)發(fā)展的大背景下，管線(xiàn)運維中加強前置監測、主動(dòng)防御，是建設智慧型城市的題中應有之義。
加拿大的一些智能化技術(shù)就應用得很成熟，比如用一種被稱(chēng)為“智能球（SmartBall）”的設備排查檢測供水管網(wǎng)漏失——從管道的一個(gè)口投進(jìn)去，從另一個(gè)口出來(lái)，在此過(guò)程中采集管道中水流情況、管壁情況等大量實(shí)時(shí)數據，主動(dòng)防御管道風(fēng)險的同時(shí)，也提升了規劃檢修的效率。不過(guò)對上海來(lái)說(shuō)，海外相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)并不能直接照搬。一方面，各地管情不同，上海的地下供水排水管網(wǎng)排設復雜，即使投了“智能球”，也可能無(wú)法按照要求的路線(xiàn)行進(jìn)。另一方面，必須確保我國城市生命線(xiàn)工程數據安全。
為研發(fā)更先進(jìn)的具有自主知識產(chǎn)權的設備和技術(shù)標準，上海市在同濟大學(xué)和上海城投水務(wù)等單位聯(lián)合攻關(guān)下，編制了國際上首部《城市供水管道內檢測及評估技術(shù)規范》。
根據上海城市地下管網(wǎng)面臨的“老病漏、爆炸塌”的普遍現狀，同濟團隊正逐步完善新工具——用于“體外檢測”的埋地管網(wǎng)集成智能綜合檢測設備已完成第一代原型、第二代樣機研發(fā)并投入使用。它類(lèi)似中西醫結合療法，實(shí)現在埋地管網(wǎng)所在道路路面對管道功能、結構和環(huán)境狀況進(jìn)行綜合檢測。在此基礎上，研究團隊完成一定數量的布點(diǎn)和信息采集后，就能以大數據分析事故多發(fā)管道的賦存環(huán)境特征，然后通過(guò)智能推演確定更大范圍內具有類(lèi)似年齡、埋深、病態(tài)結構等特征的管道，完成分級風(fēng)險提示。這樣，相關(guān)開(kāi)挖、檢修、更新等措施的規劃可以更加高效、主動(dòng)、有序。
5年來(lái)，同濟大學(xué)上海防災救災研究所城市市政管網(wǎng)運行安全與防災研究團隊在多次寒潮主動(dòng)防控中發(fā)揮了重要作用。在李杰院士帶領(lǐng)下，負責人胡群芳教授組織科研團隊準確預測寒潮災害影響過(guò)程，及時(shí)發(fā)布“上海城市供水管網(wǎng)寒潮災害預報與動(dòng)態(tài)預警圖”，并指導管網(wǎng)重點(diǎn)巡檢和爆管點(diǎn)位預警推送。
這幾年，“寒潮導致水管爆裂”的消息在上海已經(jīng)很少聽(tīng)見(jiàn)了。市政管理中的精細化、智能化建設往往靜水流深，市民不知不覺(jué)就是最好的效果。
如今，上海正在建設智慧型城市，新的技術(shù)、新的理論不斷應用，高難度的螺螄殼里也能做好道場(chǎng)。
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