地下綜合管廊：城市運行的“生命線”

雨果在1862年發(fā)表的《悲慘世界》中寫道，“下水道是一個城市的智慧與良心。”這是地下綜合管廊的雛形首次出現(xiàn)在文學書籍中，讓更多的人通過文學作品了解地下管網(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電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃氣等市政管線的公共隧道。這些“住”在共同“房子”里的管線，源源不斷向城市的每個角落輸送著水電熱等能源，這個“房子”一般小可通人、大可通車。

地下綜合管廊一般分為干線、支線和纜線管廊。干線是“主動脈”，主要建在城市道路中央下方，用于容納城市主干工程管線，采用獨立分艙的建設方式。支線、纜線是“毛細血管”，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方式。纜線管廊采用淺埋溝道的方式建設，整體構成一個系統(tǒng)的地下管網(wǎng)，覆蓋城市每一個角落。

從世界各國建設時序和發(fā)展規(guī)模來看，地下綜合管廊19世紀發(fā)源于歐洲，最早出現(xiàn)在法國巴黎，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，通過在管廊內(nèi)部敷設供水管、煤氣管、通信電纜、光纜等，進一步提高了其利用效能。

1893年，德國漢堡開始在街道兩側人行道下建設綜合管廊，收容煤氣管和自來水管。20世紀50年代，德國每個城市都通過立法，對地下管廊建設進行管理，并成立公共工程部，負責系統(tǒng)的規(guī)劃、建設與監(jiān)管。總體來看，各國最初興建城市地下綜合管廊的時期，大多是在近現(xiàn)代資產(chǎn)階級革命過程中及第一次、第二次世界大戰(zhàn)后，城市重建及復興時期。

日本是目前世界上共同管溝建設最先進的國家之一。1926年關東大地震之后，日本政府針對地震導致的管線大面積破壞等問題，從防災角度在東京都復興計劃中規(guī)劃建設地下綜合管廊。

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

西歐國家在管廊規(guī)劃、施工、建設等方面都有著嚴格的法律規(guī)定。如德國、英國相關法律明確，因管線維護更新而開挖道路的必須具備審批手續(xù)，并且每次開挖不得超過30米。日本也在1963年頒布了《共同管溝實施法》，解決建設資金分攤與回收、建設技術等關鍵問題，并隨著城市建設的發(fā)展多次修訂完善。

20世紀90年代以來，許多國家地下綜合管廊建設呈現(xiàn)規(guī)劃設計系統(tǒng)化、規(guī)范化特點，先后將綜合管廊專項規(guī)劃納入城市地下空間統(tǒng)籌設計，協(xié)調(diào)綜合管廊與地下軌道交通、城市地下商業(yè)設施等城市基礎設施整合建設同步實施。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)絡體系；美國波士頓拆除高速路建地下路時，整合建設地下綜合管廊。

經(jīng)過近200年發(fā)展歷程，很多發(fā)達國家和地區(qū)在地下綜合管廊建設方面積累了較為豐富的經(jīng)驗，配套了較為完善的法律法規(guī)和標準規(guī)范體系。目前，地下綜合管廊建設已向信息化、智能化邁進。大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、機器人及智慧運維平臺等信息化、智能化科技成果不斷集成應用到地下綜合管廊全生命周期建設運維之中。

歷史經(jīng)驗表明，地下綜合管廊作為城市運行的“生命線”，其連帶性強、覆蓋面廣、波及面大、直接作用突出，如果不采取必要的防護措施，一旦遭受致命打擊，后果不堪設想。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蕩；重則指揮不暢、產(chǎn)供停頓、城市癱瘓，致使軍隊作戰(zhàn)潛力嚴重損傷，大大削弱戰(zhàn)爭優(yōu)勢，難以持續(xù)進行防空襲斗爭。

科索沃戰(zhàn)爭之所以被戲稱為“輸在馬桶上的戰(zhàn)爭”，就是因為美軍摧毀了貝爾格萊德的供水供電系統(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，其關乎城市安全和戰(zhàn)爭勝負，因此綜合管廊的設計、建設必須兼顧人防要求。2015年，國務院辦公廳發(fā)布《關于推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》，其中明確規(guī)定，地下綜合管廊工程結構設計應考慮各類管線接入、引出支線的需求，滿足抗震、人防和綜合防災等需要。

但地下綜合管廊工程有其自身的特性和分類，因此需要按照不同類型管廊的功能和建設方式，不能簡單套用現(xiàn)有人防工程的防護標準，必須遵循適度防護原則、分類防護原則和經(jīng)濟適用原則，制定出符合其自身功能特點的、具有可操作性的科學防護標準和措施，從而提高綜合管廊的防護能力。

隨著作戰(zhàn)樣式迭代更新，管廊防護更多的是預防常規(guī)武器直接或間接毀傷，同時兼顧對核武器破壞效應的防護。大多數(shù)國家和地區(qū)的主要做法是，對于重點地域和關鍵節(jié)點的管廊工程采取重點防護，對于量大面廣的其他管廊工程仍采取兼顧設防。目前，地下綜合管廊兼顧人防要求的具體防護措施主要有：

從地下綜合管廊系統(tǒng)布局上進行關鍵性單元選取，對關鍵部位采取加固措施。例如，在可靠的防護位置儲備重要零部件，預留管線接頭和設備接口用以搶修搶建；雙套配置關鍵設備，增加管線柔性接頭和抗震支架，確保戰(zhàn)時不至于癱瘓，能夠?qū)崿F(xiàn)功能拓展和快速恢復；在管廊的重要供應點，采取雙路管線供應，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置各種防護措施抵御沖擊波。例如，在出入口的通道內(nèi)設置防護門或防護密閉門等設備抵御外界沖擊；在通風口安裝防爆波活門和擴散室抵御并削弱沖擊波的作用；其他各類孔口對沖擊波的防護主要是在埋地孔口位置設置防爆波井或消波槽以保證消波作用；對無人員內(nèi)部區(qū)域可采用戰(zhàn)時封堵。

將地下綜合管廊進行防護單元劃分以提高抗毀傷能力。為減少其遭受破壞的范圍，一個防護單元為一個獨立的防護空間，在防護單元之間用鋼筋混凝土結合防震塌措施建設密閉隔墻，且其中的防護設施和內(nèi)部設備自成系統(tǒng)，即個別防護單元被毀傷，不至于導致整個系統(tǒng)被毀傷，有的管廊也采取防護單元與通風區(qū)、防火分區(qū)合并設置的方法。

地下綜合管廊源源不斷為城市運行輸送動力，其重要性不言而喻。隨著科學技術的發(fā)展，越來越多的地下綜合管廊管理運營更具智慧性，利用效能得到大幅提高。

智慧管理。管廊運維智能平臺堪稱地下綜合管廊的“大腦”，該平臺結合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、BIM、GIS、環(huán)境檢測和移動通信等科技前沿技術手段，可將海量、分散的設備和傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)的管理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對地下綜合管廊勘察設計、施工、運維等各階段的可視化、精細化、智能化管理，助力地下綜合管廊高效運行、快速發(fā)展。

運營過程中，平臺可以利用專家?guī)旌痛罅繘Q策預案對管廊不同時段、不同部位的用電用水量進行自主調(diào)控，既能有效緩解高峰時段的用電用水壓力，還能實現(xiàn)資源的最優(yōu)化配置。另外，無人巡檢技術的應用拓寬了平臺功能。比如，上海臨港地下綜合管廊廣泛采用裝有高精度檢測儀器的智能軌道巡檢機器人，同時配備滅火彈、堵漏劑等裝備。在平臺控制下，機器人能夠第一時間趕到險情現(xiàn)場并進行故障排查和應急處理，使地下綜合管廊安全水平和應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、通信等管線住進了“集體宿舍”，看似降低了維護管理難度，但也暗藏風險，稍不留意就會釀成事故。因此，管廊需要智慧的感知“器官”。

智能化管廊中通常設置成千上萬個精密傳感器，用于實時獲取內(nèi)部溫度、濕度、地表沉降、震動、危險氣體濃度、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”。各類傳感器共同織成一張監(jiān)控大網(wǎng)，使地下空間“一覽無余”，便于維護人員第一時間發(fā)現(xiàn)并處理險情。

智慧決策。智慧管廊不僅能“想”“看”“聞”，還兼?zhèn)洹皠邮帜芰Α保赐ㄟ^信息技術以及多平臺協(xié)同合作，面對突發(fā)狀況，系統(tǒng)實現(xiàn)自主決策和快速處置。例如，當智能系統(tǒng)檢測到一氧化碳、甲烷等危險氣體濃度超標時，地下綜合管廊會自動開啟聲光報警，提示檢修人員，并控制風機加速運轉(zhuǎn)，提升通風系統(tǒng)效率；當水管破裂，水位達到一定深度無法下降時，排水泵將自動開啟，破裂段水管閘閥會及時關閉；當遭遇火災時，系統(tǒng)自動啟動應急照明、疏散指示、聲光報警和消防滅火器，同時關閉著火區(qū)所有井蓋設備和常開防火門，通過隔絕空氣控制火災蔓延……

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