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1、地下管网数字化、集约化与共同沟 ( 刘伯元中国塑协改性塑料委员会2 3 0 0 0 1 ) ( 徐凌秀青岛高科园远东塑料工程有限公司 2 6 6 1 0 0 ) 一、前言：地下管网数字化、集约化必然引发埋地管材的革命 随着人类进入以数字化、信息化为主要标志的2 l 世纪，日新月异的高科技浪潮每天 都在刷新人们的观念，经济全球化早已不仅是人们美好的憧憬，而是成为蕴含着五光十色 内容的现实景象。为实现全方位数字化、信息化的目标，地下综合管网，特别是城市地下 综合管网的建设已经成为摆在我们面前一道必须求解的课题。我们应该正视的是：随着社 会和经济的发展，地下综合管网越来越多地表现出作为城市运行所必需
2、的“基础性设施” 的特点。从目前国内各地发展情况看，地下综合管网已经成为城市基础设施的一个不可或 缺的有机组成部分，构成了城市发展的基础性条件。就此而言，将地下综合管网称作城市， 乃至国家生存和发展的生命线名副其实。 不可否认，改革开放以来，伴随着国民经济突飞猛进的发展，我国的城市面貌也在发 生着翻天覆地的变化；但令人缺憾的是，与地上建筑群向现代化、智能化方向发展相比， 作为城市基础设施的重要组成部分的地下综合管网铺设仍然以混乱无序、野蛮落后的方式 在延续。一个被众人长期所诟病的事实，就是因为各类地下管网铺设的需要，导致对城市 道路“拉链式”的反复开挖填埋。如此野蛮落后的施工，不仅严重地损坏了
3、城市形象， 也极大地制约和影响了管网建设速度，同时对不可再生的地下空间资源造成了极大的浪 费。可以这样说：闭关自守、各自为政、草率决策、混乱无序是我国当前地下管网建设、 管理中最为突出的现象。这之中就有管网管理上的“软肋”。 当前，我国的城市化程度不断提高，基础建设可谓一目千里，许多城市区域内已初步 形成大规模的错综复杂的地下综合管网，因此必须对地下综合管网实行数字化和集约化管 理，使其逐渐步入规范化、自动化、科学化的轨道，这不仅是理想的浪漫追求，也是现实 的迫切需要。从发达国家和地区的成功经验中我们得知，地下综合管网数字化和集约化建 设是确保这条地下生命线健康运行的关键所在，也是创造和谐的城
4、市生态环境的有效途 径。因此，面对错综复杂的综合管线和有限的空间资源，如何使其产生最佳的社会和经济 效益，是规划建设部门以及相关企业所面临的共同课题。 二、地下综合管网的构成及其特点 地下综合管网是指保证市政各种功能正常运行和发展的各类地下管道设施，主要有供 水、排水、燃气、电力、通讯、电视、热力及专用管线等地下通道，它们一起构成了城 市赖以生存和发展的最基本条件，通常属于城市规划和市政管理的范畴。地下管道作为一 1 7 种地下基础设施，具有一些共同的特点，譬如：因为管道一般是随着道路建设而更新的， 故对产品寿命的要求一般都比较长；因为是掘地施工，开挖填埋都很费事，为了减少事故 机率，所以管道
5、接头要尽可能少；由于位于地下，除掉管道自身的压力，同时还要承受来 自地面的各种负荷，所以地下管道管壁强度应该高于其它类型的管材，特别是环刚度更是 一个强制性指标。改革之初，许多地方招商引资的基本条件是“三通一平”，即水、电、 通讯接通以及场地完成平整，现在大多数地方已经提出“七通一平”，管线畅通之重要由 此可见一斑。尽管同类管线承担的功能和特点大致相同，但由于各个城市发展的历史背景 和速度各异，对科学技术的吸收应用也有一个渐进过程，因此不同地区的各类管线也可能 呈现些不同特点，熟悉各类管线的共通性及特殊性是我们研究地下综合管网的起码要 求。 在地下综合管网中最早出现，也是最为重要的当数供、排水
6、管道，它们也是管网系统 中必须通过地下铺设的管道。供、排水管道在古代城市里已开始出现，其历史最为悠久， 但在国内真正具有完善供、排水系统的城市却并不多见。就供水管道而言，还必须保证日 益严格的饮用水卫生要求，这样对材料的选用不啻划出了更高的标准。国家发改委、建设 部等三部委发布的关于加快城市供水管网改造的意见中明确指出：把加快城市供水管 网改造、加强城市供水管网漏损控制作为当前城市节约用水工作的重点工作来抓，切实提 高城市供水效率，为城市建设和经济发展提供安全可靠的供水保障。 燃气管道是上个世纪8 0 年代才在我国兴起的另一类新型输送管道，现在正成为大多 数城市的基础设施之一。由于燃气( 包括
7、天然气和煤气) 作为新型能源已开始在许多工业 领域应用，所以燃气管道不仅是进入人们生活领域，更多的还有生产和经营领域。燃气管 道最大的，也是最基本的要求是安全性。这不仅因为燃气本身极端易燃易爆，更由于燃气 输送还需要加压进行，所以管道的质量，接头的衔接，阀门的装置，施工的合理与否等等， 都可能成为燃气输送的隐患。作为“十一五计划”国家重点工程的“西气东输”可以 作为燃气输送的一部经典作品，可以让我们从中获得许多有益的东西。 电力传输以往一般是通过高空架线进行的，但是现在许多地方，特别是大中城市开始 实施电缆“由天入地”工程，究其原因，主要是因为城市建设需要，大量的电线杆不仅有 碍城市美观，而且
8、需要经常让位于道路建设，来二去不仅增大了成本，电力安全保障也 很难落实。实施电缆“由天入地“ 工程，基本可以一步到位，一劳永逸。电力管道的基 本要求是通过性好，耐热性高，一般要求一管多腔，还要容易牵引，有利施工。需要注意 的是，架空高压电缆无需专门的散热措施，而埋地高压电缆由于不易采取专门的散热保护， 就需要材料本身具备长期的耐热性，能够真正起到保护电缆的作用。目前该项工作起步不 久，在很多方面尚不成熟，不管是电力部门还是管道生产企业都还有许多需要沟通之处。 与水、电、气等一开始就与居民生活息息相关的公用事业不同，电信通讯服务最初主 1R 与水、电、气等一开始就与居民生活息息相关的公用事业不同
9、，电信通讯服务最初 主要作为生产活动的必要条件，而非居民生活的必需品。建国后相当长的一段时间里， 电话一直是少数人使用的奢侈品。经过2 0 多年的发展，电信服务逐渐进入城市居民的 日常生活。2 0 0 3 年我国城市电话普及率已达到3 1 4 5 部1 0 0 人；城市有线电视普及率在 9 0 以上。基于电话网、计算机网和广播电视网的电信和信息服务已经成为企业、机关、 学校和住宅小区必要的基本设施。上述网络现在主要以光纤形式通过地下管线传输，作 为城市居民和企业从事信息传递与交流活动之基础，其主要要求是传输信息量大，管道 本身的制作要精细，故障率低，预留空间大。通讯管线现已成为城市基础设施的一
10、个必 要的组成部分。 三、地下管网的数字化、集约化建设 从世界范围看，城市地下管网信息系统的现代化建设已是大势所趋。这就是将城市 的各类地下管线信息以数字化的形式显现出来，建立包括有存储、管理、分析、统计、 查询、输出、更新等多种功能的地下综合管网住处系统或地下专业管线信息系统，或者 是建立各级分布式的地下管线数据库和公共数据交换服务平台，以期实现地下管网综合 信息的数据共享和动态管理，这就是数字化管理的具体体现。与之适应的是以新型管道 为主体的地下综合管网的集约化建设。所谓管道集约化就是建设市政综合地下管网，这 种市政综合管网的建设是一种集约度高，科学性强的城市综合工程，它既能够解决城市 发
11、展过程中道路反复、重复开挖填埋的问题，还能够实现城市地下基础设施功能的集聚 化，有效地利用地下空间资源，营造城市自然生态环境以及建设者和营运者均衡发展的 协调、和谐的局面。 实现地下综合管网数字化、集约化的建设和管理，核心是建立地下综合管网信息系 统，它是一种管理和研究管线空间位置和属性数据的信息系统，能够对空间数据或属性 数据进行分析处理，能够研究各种空间实体及相互关系的变化，譬如：它能够将供水、 排水、燃气、电力、电视、电信、热力、工业管道以及铁路、部队等专用管线的平面位 置、埋深( 高程) 、走向等清楚地标示出来，同时将管道性质、规格、材质、建设时间 和权属单位等管网信息资料储存起来，便
12、于查询和调阅。它还能根据建设的实际需求， 通过多种因素综合分析，适时提供多种空间位置和动态变化的数据信息，借助特有的空 间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策、动态模拟和统计分析等专业化服务。建 立这样一个现代化的信息系统，可以使过去隐蔽、孤立、混乱、无序、僵死的地下管网 变得清晰、准确、规范、有序、生动起来，使有限的地下空间能够得到科学合理的利用。 但是，要完成地下综合管网数字化、集约化的建设和管理，还必须要有与之相适应 的规章制度保证。据媒体报道，南京市地下共有供水、排水、强电、弱电、供热六大管 网，仅一个弱电网就有业主单位1 2 家。一个煤气管网仅城区干管就有8 0 0 公里。虽然 1
13、 9 路施工，地下管网互相干扰，成为地下管道事故的一大原因。如路政、排水、供电、电 信、燃气等。本来就是市政“平级”单位，拉开“马路拉链”施工是常事，犯不着向谁 报批。没有牵头部门，施工中就缺乏相互协调，往往是把自己的管道埋好就走， 经常造 成管线相互挤兑，你压着我、我枕着你，间距和保护都不够，施工过程中或完工后，一遇 有外力或重压，极易发生事故。据南京煤气公司介绍，南京去年发生的煤气管道爆损事故， 七成以上由于“兄弟单位”破路施工造成的。 共同沟是经济发展到一定阶段时城市市政配套建设的一种先进模式，它的发源地在欧 洲。早在1 8 3 3 年，法国巴黎在开始有系统地规划排水网络的同时，就开始兴
14、建共同沟。 1 8 6 1 年，英国伦敦修造了宽1 2 英尺、高7 6 英尺的共同沟。1 8 9 0 年，德国也开始在汉堡 建造共同沟。瑞典斯德哥尔摩市地下的共同沟有3 0 公里长。俄罗斯的地下共同沟也相当 发达，莫斯科地下有1 3 0 公里长的共同沟，除煤气管外，各种管线均有。美国纽约的大 型供水系统，完全布置在地下岩层的共同沟中。加拿大的多伦多和蒙特利尔市，也有很发 达的地下共同沟系统。 日本是世界上地下管线共同沟兴建数量居于前列的国家之一。共同沟在日本开始兴建 于1 9 5 8 年，但在1 9 6 3 年，日本国会就通过并颁布里共同沟实施法，日本政府还在1 9 9 1 年成立了专门的共同
15、沟管理部门，负责推动共同沟的建设工作。按相关规划，到本世纪初 叶，日本将在8 0 个重要城市的干道下建成共同沟，总长可能达到1 0 0 0 沟公里。共同沟 不仅成为日本城市基础设施先进性的代表，而且为日本这个地震多发国家的抗震减灾做出 了卓越的贡献。日本有关部门在阪神地震后调查发现，铺设在共同沟中的管线抗震性能表 现良好，沟内的管道受地震损坏的程度也较小。 共同沟天然地带有集约、综合的特性，其主体结构采用钢筋混凝土框架，根据需要确 定一定的断面面积，供水、电力、通讯、电视、消防等管道和电缆，都是以层架形式进 入，燃气管道则置于上方的专用空间，排水管道则在最下层，形成分层穿孔、分层架设的 综合管
16、线体系。共同沟建成后，就可以用来集中铺设自来水、雨水、污水、电力、燃气 和通讯等市政管线，由于沟内管线接触不到土壤和地下水，就避免了酸碱物质的腐蚀，延 长了使用寿命。共同沟还能为规划发展需要预留宝贵的空间，沟内足够的空间也便于维修 检测人员走动和工作。据专家介绍，在共同沟内的管线比地下简单铺设的管线耐久性和安 全性都要强得多。而且，共同沟一次建成后，可以避免道路重复开挖所造成的资金和人力 的浪费，对环境、交通、居民生活等方面几乎不再产生负面影响，基本上是一劳永逸。 目前，共同沟已成为2 1 世纪新型城市市政基础设施建设现代化的重要标志之一。 值得一提的是，此前我国也建有少量的共同沟。例如，1 9 5 8 年天安门广场的地下就 铺设了一条一千余米的共同沟；1 9 9 7 年配合配合毛泽东纪念堂施工，又铺设了长5 0 0 米 的共同沟；2 0 0 3 年，北京中关村开始建设共同沟。1 9 9 4 年上海浦东新区建成了国内第一 2 0 铺设了一条一千余米的共同沟；1 9 9 7 年配合配合毛泽东纪念堂施工，又铺设了长5 0 0 米的共同沟：2 0 0 3 年，北京中
