城市生命線係統解決(jue) 方案供應商 為(wei) 韌性、智慧城市建設賦能
雨果在1862年發表的《悲慘世界》中寫(xie) 道,“下水道是一個(ge) 城市的智慧與(yu) 良心。”這是地下綜合管廊的雛形首次出現在文學書(shu) 籍中,讓更多的人通過文學作品了解地下管網的重要性。
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於(yu) 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”裏的管線,源源不斷向城市的每個(ge) 角落輸送著水電熱等能源,這個(ge) “房子”一般小可通人、大可通車。
地下綜合管廊一般分為(wei) 幹線、支線和纜線管廊。幹線是“主動脈”,主要建在城市道路中央下方,用於(yu) 容納城市主幹工程管線,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(liang) 旁的人行道下,用於(yu) 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(ti) 構成一個(ge) 係統的地下管網,覆蓋城市每一個(ge) 角落。
從(cong) 世界各國建設時序和發展規模來看,地下綜合管廊19世紀發源於(yu) 歐洲,最早出現在法國巴黎,始建於(yu) 1833年,是以排放雨水和汙水為(wei) 主的重力流管線係統,管網縱橫,排汙口、蓄水池眾(zhong) 多。後來,通過在管廊內(nei) 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(liang) 側(ce) 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(ge) 城市都通過立法,對地下管廊建設進行管理,並成立公共工程部,負責係統的規劃、建設與(yu) 監管。總體(ti) 來看,各國最初興(xing) 建城市地下綜合管廊的時期,大多是在近現代資產(chan) 階級革命過程中及第一次、第二次世界大戰後,城市重建及複興(xing) 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(guan) 東(dong) 大地震之後,日本政府針對地震導致的管線大麵積破壞等問題,從(cong) 防災角度在東(dong) 京都複興(xing) 計劃中規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公裏,上海世博會(hui) 園區建設6.4公裏,珠海市橫琴新區建設33.4公裏,昆明市結合新建道路建設33公裏……
西歐國家在管廊規劃、施工、建設等方麵都有著嚴(yan) 格的法律規定。如德國、英國相關(guan) 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,並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(jue) 建設資金分攤與(yu) 回收、建設技術等關(guan) 鍵問題,並隨著城市建設的發展多次修訂完善。
20世紀90年代以來,許多國家地下綜合管廊建設呈現規劃設計係統化、規範化特點,先後將綜合管廊專(zhuan) 項規劃納入城市地下空間統籌設計,協調綜合管廊與(yu) 地下軌道交通、城市地下商業(ye) 設施等城市基礎設施整合建設同步實施。如日本東(dong) 京都中心區域規劃形成了地下綜合管廊網絡體(ti) 係;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。
經過近200年發展曆程,很多發達國家和地區在地下綜合管廊建設方麵積累了較為(wei) 豐(feng) 富的經驗,配套了較為(wei) 完善的法律法規和標準規範體(ti) 係。目前,地下綜合管廊建設已向信息化、智能化邁進。大數據、物聯網、機器人及智慧運維平台等信息化、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。
曆史經驗表明,地下綜合管廊作為(wei) 城市運行的“生命線”,其連帶性強、覆蓋麵廣、波及麵大、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,後果不堪設想。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(chan) 供停頓、城市癱瘓,致使軍(jun) 隊作戰潛力嚴(yan) 重損傷(shang) ,大大削弱戰爭(zheng) 優(you) 勢,難以持續進行防空襲鬥爭(zheng) 。
科索沃戰爭(zheng) 之所以被戲稱為(wei) “輸在馬桶上的戰爭(zheng) ”,就是因為(wei) 美軍(jun) 摧毀了貝爾格萊德的供水供電係統,老百姓家裏連抽水馬桶都用不了,抵抗意誌迅速瓦解。
地下綜合管廊是“線”及“麵”的係統工程,其關(guan) 乎城市安全和戰爭(zheng) 勝負,因此綜合管廊的設計、建設必須兼顧人防要求。2015年,國務院辦公廳發布《關(guan) 於(yu) 推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》,其中明確規定,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、分類防護原則和經濟適用原則,製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(cong) 而提高綜合管廊的防護能力。
隨著作戰樣式迭代更新,管廊防護更多的是預防常規武器直接或間接毀傷(shang) ,同時兼顧對核武器破壞效應的防護。大多數國家和地區的主要做法是,對於(yu) 重點地域和關(guan) 鍵節點的管廊工程采取重點防護,對於(yu) 量大麵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(ti) 防護措施主要有:
從(cong) 地下綜合管廊係統布局上進行關(guan) 鍵性單元選取,對關(guan) 鍵部位采取加固措施。例如,在可靠的防護位置儲(chu) 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(guan) 鍵設備,增加管線柔性接頭和抗震支架,確保戰時不至於(yu) 癱瘓,能夠實現功能拓展和快速恢複;在管廊的重要供應點,采取雙路管線供應,並且兩(liang) 路管線保持較大間距,避免“一擊兩(liang) 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麵的孔口蓋板等口部設置各種防護措施抵禦衝(chong) 擊波。例如,在出入口的通道內(nei) 設置防護門或防護密閉門等設備抵禦外界衝(chong) 擊;在通風口安裝防爆波活門和擴散室抵禦並削弱衝(chong) 擊波的作用;其他各類孔口對衝(chong) 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(nei) 部區域可采用戰時封堵。
將地下綜合管廊進行防護單元劃分以提高抗毀傷(shang) 能力。為(wei) 減少其遭受破壞的範圍,一個(ge) 防護單元為(wei) 一個(ge) 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牆,且其中的防護設施和內(nei) 部設備自成係統,即個(ge) 別防護單元被毀傷(shang) ,不至於(yu) 導致整個(ge) 係統被毀傷(shang) ,有的管廊也采取防護單元與(yu) 通風區、防火分區合並設置的方法。
地下綜合管廊源源不斷為(wei) 城市運行輸送動力,其重要性不言而喻。隨著科學技術的發展,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。管廊運維智能平台堪稱地下綜合管廊的“大腦”,該平台結合物聯網、雲(yun) 計算、大數據、BIM、GIS、環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(chuan) 感器數據轉換為(wei) 係統的管理數據,實現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、快速發展。
運營過程中,平台可以利用專(zhuan) 家庫和大量決(jue) 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控,既能有效緩解高峰時段的用電用水壓力,還能實現資源的最優(you) 化配置。另外,無人巡檢技術的應用拓寬了平台功能。比如,上海臨(lin) 港地下綜合管廊廣泛采用裝有高精度檢測儀(yi) 器的智能軌道巡檢機器人,同時配備滅火彈、堵漏劑等裝備。在平台控製下,機器人能夠第一時間趕到險情現場並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(ti) 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(hui) 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(wan) 個(ge) 精密傳(chuan) 感器,用於(yu) 實時獲取內(nei) 部溫度、濕度、地表沉降、震動、危險氣體(ti) 濃度、水位高度等環境信息,這就像是給管廊賦予了“眼睛”和“鼻子”。各類傳(chuan) 感器共同織成一張監控大網,使地下空間“一覽無餘(yu) ”,便於(yu) 維護人員第一時間發現並處理險情。
智慧決(jue) 策。智慧管廊不僅(jin) 能“想”“看”“聞”,還兼備“動手能力”,即通過信息技術以及多平台協同合作,麵對突發狀況,係統實現自主決(jue) 策和快速處置。例如,當智能係統檢測到一氧化碳、甲烷等危險氣體(ti) 濃度超標時,地下綜合管廊會(hui) 自動開啟聲光報警,提示檢修人員,並控製風機加速運轉,提升通風係統效率;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(hui) 及時關(guan) 閉;當遭遇火災時,係統自動啟動應急照明、疏散指示、聲光報警和消防滅火器,同時關(guan) 閉著火區所有井蓋設備和常開防火門,通過隔絕空氣控製火災蔓延……
隨著智慧化、集成化和自主決(jue) 策能力的有效提升,地下綜合管廊將會(hui) 更好地擔起“生命線”重任,源源不斷地為(wei) 城市安全、穩定、高效運行注入不竭動力。(■趙 傑 張曉辰)
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