共同沟规划设计中相关问题分析
2012-08-21 22:43
共同沟规划设计中相关问题分析
摘 要:目前我国许多城市都在尝试共同沟这种新兴的地下管线敷设方式,但由于缺乏相关规划设计规范和法律法规,从而引发了共同沟在我国推广的诸多争议。文中结合规划实践和国内外经验,重点探讨了共同沟建设经济性、收容管线、建设区位、线路布置以及建设管理模式等问题,提出了树立全寿命周期理念;燃气管纳入共同沟有优势;共同沟建设因时、因地、因势的“三因”原则;共同沟线路主要应按照高压电力的规划线位作为基本方向以及立法先行,政策保障,成立专门管理机构等重要观点。
关键词:共同沟;规划;问题;原则
共同沟是一种管线敷设方式,是指设置于城市地下(大部分在城市道路下)、用于容纳2种以上市政管线的构造体及其附属 设备,设有专门的检修口、吊装口和监测、消防系统等。共同沟又称为综合管沟或综合管廊,台湾称之为共同管道[1]。早在1833年,巴黎创造性地在地下大型排水管道中布置了煤气、电力等管线,形成了早期的共同沟。随后一些发达国家如日本、美国、法国等也相继建设了共同沟。中国 上海、北京、广州、昆明 以 及 深圳等城市近年来也作了一些尝试。目前我国还没有共同沟建设的政策法规和国家层面的设计规范,建设和管理经验还比较缺乏,笔者结合规划编制实践对共同沟规划设计中常见的问题进行探讨。
1 国内外发展概况
在国外,铺设共同沟是综合利用地下空间的一种手段,某些发达国家已实现了将市政设施的地下供、排水管网发展到地下大型供水系统、地下大型能源供应系统、地下大型排水及污水处理系统,与地下轨道交通和地下街相结合,构成完整的地下空间综合利用系统。据不完全统计,截至2008年底,全世界已建成共同沟超过3000km[2]。
我国大陆地区第一条共同沟是位于上海浦东新区的张杨路共同沟,于1994年底初步建成。目前,共同沟仅在我国一些经济发达的城市和新区有所建设,尚未得到推广和普及。但随着近几年全国掀起的新一轮的城市建设热潮,越来越多的大中城市已开始着手共同沟建设的试验和规划,如上海、北京、昆明、广州、深圳、重庆、南京、济南、沈阳、福州、郑州、青岛、威海、大连、厦门、大同、嘉兴、衢州、连云港、佳木斯等。截至2008年底,已建成共同沟长度约150km,在建约100km,规划待建约500km[2]。
2 共同沟意义
2.1 保障供应,避免“地下面条问题”
在现有的城市基础设施建设中,各种市政管线多是按各自的系统直接埋设在土层中,检修不便,容易损坏,保障供应能力经常受到干扰。由于各种管线的埋设深度不一,容易造成冲突,城市道路经常受到破坏。路面反复开挖造成道路阻断、交通阻塞、路面补丁多。随着城市发展,地下管线日趋繁复,甚至盘根错节,形成“地下面条问题”。地铁施工也因为管线搬迁或临时移位而增加建设成本甚至引发居民不满。
铺设市政共同沟可以有效解决上述问题,同时可以利用地下空间的高防护性,使其抗震、抗台风等抗灾能力大大提高,在灾害发生的时候能够保障城市的生命线不受影响或将损失尽量降低。
2.2 改善环境,消除“马路拉链”现象
共同沟是城市地下空间开发的重要组成部分,是城市空间的三维式扩展。由于共同沟建成后,能很好的保护地下管线,避免频繁发生事故,同时在补充、更新和扩容管线时,不需要开挖路面,避免了路面的反复开挖,可以实现城市基础设施功能集聚、消除“马路拉链”的现象,创造和谐的城市生态环境。
2.3 经济可行,一旦建成“一劳永逸”
市政管线直埋的寿命一般仅为20年左右,建设共同沟,管线设备不易老化,使用寿命将大大延长,共同沟设计寿命一般为100年,更换管线也无需开挖道路,这也大大提高了道路路面的寿命。台湾曾以信义线6.5km为例进行过测算,建共同沟比不建只需多投资五亿元台币,但75年间产生的效益却有2 337亿元台币(包括堵车、肇事等社会成本的降低、道路及管线维修成本的减少等)。
2.4 管理优化,条块分割转为统一管理
深圳市目前各专业管线管理单位近20家,隶属关系十分复杂:一些管线专业管理单位(如:电力局、通信公司等)由国家或省里直接领导;还有些管线专业管理单位(如:煤气公司、自来水公司等)原先由市建设主管部门领导,现在划归国资委、水务集团、燃气集团等部门;其余的管线(如路灯、军事光缆等)专业管理单位由市里相关部门领导。多头管理造成地下管线“条块分割、管理分散”。建设共同沟,完全可以实现沟内各种管线的统一规划、统一建设和统一管理,大大提高城市效率。
3 相关问题分析
3.1 共同沟建设区位分析
日本提出共同沟规划的必要条件是人口密度大。我国台湾地区共同沟一般建设在中心区、商务区、人口居住高密度区、工业园区及旧城改造区等区域。
主要的发达国家或者地区在规划建设高密度建设区如中央商务区(CBD)时都会考虑建设共同沟。据统计,全球共有CBD127个(参考维基百科中对CBD的统计),其中建设共同沟的有21个,建设共同沟普及率达到16.5%。建有共同沟的CBD主要集中在亚洲(6个)、欧洲(10个)与北美洲(5个)[2]。
综合考虑城市建设开发强度、地质条件以及资源条件等相关因素对共同沟区位建设条件进行评估,可分为两类区域:宜建区和慎建区。在适宜区基础上根据城市建设条件划分出优先建设区。优先建设区主要包括新开发区、整体改造区和地下空间综合开发区,其发展策略主要包括:
1)新区率先试点示范,逐步实现新区共同沟系统化建设;
2)利用旧城整体改造机遇,积极鼓励共同沟建设;
3)重视与道路、轨道、高压线下地及其余地下空间开发等整合建设,降低共同沟建设成本;
4)近期以政府投资为主,远期逐步引进市场融资,实现多渠道投资方式。
3.2 共同沟建设线位分析
对城市交通和景观影响重大的主、次干道或快速干道,在其新建、改建、扩建或大修时,可以考虑建设共同沟,这样可以大大提升城市的品质,减少因为市政管线开挖道路影响城市交通和景观。
结合地铁建设、高压线下地以及地下空间开发等重大基础设施建设实施共同沟,将大大节省投资。机场、车站、码头、立交桥、与河流、沟渠交叉口等困难路段可以通过共同沟来解决。
对于城市高密度建设区,高压架空线需要一定宽度防护绿化带,虽然增加了绿化覆盖率,但由此占用了大量的宝贵的建设用地,因此在这些地区电力高压线应尽量下地,能大大改善城市景观和节省城市建设用地,结合高压电力线下地建设共同沟是最合理和最经济的。因此共同沟线路主要应按照高压电力的规划线位作为基本方向,并尽量沿着规划的主、次干道或快速干道进行敷设。
3.3 共同沟收容管线种类分析
共同沟中是否纳入某种管线,应根据经济社会发展状况和地质、地貌、水文等自然条件,经过技术、经济、安全以及维护管理等因素综合考虑确定。
一般情况下,因电力电缆、通信电缆(光缆)和给水管在共同沟内敷设,设置的自由度和弹性较大,且不易受空间变化(管线可弯曲)的限制。所以在共同沟的建设中,会纳入电力电缆和通信电缆(光 缆)。
管线抢修次数也应该作为考虑的原则之一。抢修的次数越多,对交通与环境造成的影响越大,将其纳入共同沟内,维修时不需要破路占道;反之,将故障检修次数较少的管线纳入共同沟内,产生的效益则较小。2007-2009年间,深圳市原特区内地下管线抢修次数最多的是给水管线,其次是燃气管线(燃气管线事故大部分是其他工程施工对其破坏造成,自身发生事故很少),故障抢修次数最少的是排水管线。由此可见,相比排水管线来说,将给水管线与燃气管线纳入共同沟将能产生较大的社会与环境效益[2]。
同时雨水、污水管等重力流管线,一方面由于与其它城市管线相比,埋深较深,另一方面由于这类管线所要求的纵坡很难与共同沟协调很容易引起共同沟造价的上升。因此建议污水、雨水管线不纳入共同沟。
将燃气管线纳入共同沟,具有以下的优点:
1)不易受到外界因素的干扰而破坏,如各种管线的叠加引起的爆裂,砂土液化引起的管线开裂和燃气泄露,外界施工引起的管线开裂等,提高了城市的安全性。
2)纳入共同沟后,依靠监控设备可随时掌握管线状况,发生燃气泄露时,可立即采取相应的救援措施,避免了燃气外泄情形的扩大,最大程度地降低了灾害的发生和引起的损失。
3)避免了管线维护引起的对城市道路的反复开挖和相应的交通阻塞和交通延滞。
燃气管线纳入共同沟时,也存在不利因素,主要是平时使用过程中的安全管理与安全维护成本高于传统直埋方式的维护和管理成本,但其安全性得到了极大的提高,所造成的总损失也得到了显著降低。因此综合考虑城市安全性和共同沟安全性,建议燃气管可单独设舱入沟。
综上所述,电力电缆、通信电缆(光缆)、给水管及燃气管构成了纳入共同沟的4种基本管线。电力电缆可以设置独立的缆线沟,也可以与上述管线同沟。建议重力流管线不纳入共同沟,局部区域的污水、雨水压力管可根据实际需要考虑进入共同沟。
共同沟内预留管线应根据周边用地功能和城市发展需求灵活选择,主要包括再生水管、海水利用管、热水管、供冷管、直饮水管、垃圾输送管、石油管等。
3.4 共同沟建设成本分析
根据统计,国内共同沟平均造价为2~4万元/m,共同沟建设的一次性投资远远大于管线独立铺设的成本。市政道路下直埋的管线寿命一般为20年,而共同沟设计的寿命一般为100年,大大延长了管线的使用寿命。所以应树立全寿命周期成本的理念,从项目生命周期的全过程去看待成本,不但考虑项目初期成本、后期维修和养护成本,还要看到社会和环境成本。在可能的条件下,宁可先期投入大一些,也要减少后期更大的成本投入,延长共同沟使用寿命,降低对社会、环境的影响,提高共同沟的综合服务能力。下面以北京中关村西区共同沟(总长1.9km2)为例。
外部费用主要包含其施工阶段对城市正常交通秩序的冲击以及对道路路面的破坏。从表中可以看出,虽然埋设共同沟的直接费用是传统直埋方式的2.04倍,但是50年间直埋方式产生的外部费用是共同沟方式的3.16倍,以50年为计算期,合计直接费用与外部费用来看,共同沟的敷设方式费用合计仅为直埋式的约2/3。
3.5 共同沟实施保障分析
共同沟的建设初期投入大、纳入的管线种类多,牵涉的管线管理单位众多且费用分摊复杂,需要协调的部门机构众多,若缺乏必要的法律法规作为依据,待共同沟建成后容易因管线单位达成共识困难而导致共同沟闲置或部分管位闲置,共同沟管理单位也相应缺乏对管线单位进行收费的依据。因此,必须始终坚持立法先行的原则,尽可能在源头将建设投资、运营管理和费用分摊的相关细节在法规层面进行规定。在引入共同沟的初期,由于共同沟的优势还没有被广大市民以及管线单位所认可,因此各管线单位的积极性不会很高。考虑共同沟属于公共产品,是民心工程之一,因此在实施保障方面提出以下建议。
1)由政府承担大部分建设和维护管理费用。在建设费用方面,管线单位分担费用原则上不超过原管线直接敷设的成本,其余均由政府承担。在维护管理费用方面,共同沟维护管理费用中的大中修等维护费用由政府承担,其他管理费用由管线单位按照入沟管线分摊。
2)设置专门管理部门,明确管线部门职责。该部门有规划和管理共同沟的权力,这样才能科学、合理地布置好城市地下错综复杂的各种管网,维护共同沟安全运营。此部门的责任和权利应通过共同沟管理办法进行约定,在有条件的地方,可以依据共同沟管理的相关法律法规设置成法定机构。同时应明确管线部门职责,加强共同沟内市政管线维护管理和的信息化管理工作。
3)制定相应的技术规范。共同沟的技术立法和研究工作对于共同沟的实施至关重要,但目前国内并没有成文的共同沟建设的技术规范。技术立法主要是对共同沟的各种设计(如布局设计、结构设计、管线设计、防灾设计等)、施工方法(如施工工艺、施工流程、施工安全等)、检查验收(如验收方法、验收指标等)和材料设备(如建筑材料、监控系统、通风系统、供电系统、排水系统、通信系统、标示系统和地面设施等)制定了具体的标准和规范[4]。
4 结 论
结合中国大陆地区第一个全市层面的共同 沟总体规划———《深圳市共同沟系统布局规划》的编制实践,对共同沟建设区位的选择、建设线路的布置、收容管线种类、建设成本以及实施保障式等问题进行了分析,可得出以下5个重要观点。
1)遵循因时、因地、因势的“三因”原则。“因地”是指适宜在高密度区建设,对于非高密度区、地质条件不好和旧城区等地区,应慎重建设,鼓励新区示范启动建设;“因时”是指建设时机很重要,尽量与地铁、道路新改建、地下空间开发、旧城整体改造等大型城市基础设施的整合建设;“因势”是指与政府经济实力、推动力度及地下管线统一管理程度有很大关系。
2)树立全寿命周期理念。从项目生命周期的全过程成本来看,在城市中心区、商务区、人口居住高密度区、工业园区及旧城改造区等区域建设共同沟是经济可行的。
3)燃气管进共同沟有优势。燃气管线纳入共同沟时,其安全性得到了极大的提高,所造成的总损失也得到了显著降低,因此建议燃气管可单独设舱入沟。
4)共同沟线路应主要按照高压电力的规划线位作为基本方向。经过分析,结合高压电力线下地建设共同沟是最合理和最经济的,在高压电力的规划线位基础上,结合地铁建设、道路新改建以及地下空间开发等因素,综合确定共同沟线路的走向。
5)立法先行,政策保障,设置专门管理机构。加强政策和技术立法,尽可能在源头将建设投资、运营管理和费用分摊的相关细节在法规层面进行规定。同时设置专门管理部门,实现共同沟规划建设维护全过程管理。
参考文献:
[1]杨新乾.共同管道工程[M].台北:詹氏书局,1998:8-13.
[2]深圳市规划和国土资源委员会,深圳市城市规划设计研究院.深圳市共同沟系统布局规划[R].深圳,2010:12-19.
[3]张德龙,杨燕,方葵.浅析管线共同沟与直埋方式之不同[J].科技经济市场,2010(1):27-28.
[4]李德强.共同沟设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2009,22-26.



