泉州石湖港后方堆场综合管沟应用探讨

2021-10-24郑弘毅

工程技术研究 2021年16期

郑弘毅

武汉中远海运港口码头有限公司，湖北武汉 430000

1 综合管沟发展概述

地下综合管沟是指将两种以上的城市管线集中设置于同一地下人工空间内所形成的一种现代化、集约化的城市基础设施。综合管沟起源于法国，第一次工业革命时期城市人口大量增加使城市基础设施严重不足，巴黎政府为了改善城市环境，开始了以建设下水道为主体的城市基础设施建设，除了包含给排水管道，还收容了通信、压缩空气管道及通信电缆等公用设施，即最早期的综合管沟，同时拉开了现代城市地下空间规模化、系统化开发利用的序幕。当前，日本已经成为世界上综合管沟建设速度最快、规范最完整、技术最先进的国家。我国于1993年规划建设了第一条真正意义上的综合管沟——浦东新区张扬路综合管沟，随后综合管沟逐步在我国一、二线城市市政项目中得到推广应用。

2 综合管沟对比直埋式管沟的优缺点

2.1 优点

（1）综合管沟具有较为完善的设施配置，对各种管线的维护、保护能力大大加强，方便了今后各种管线的扩容和调整，同时避免了由于敷设和维修地下管线挖掘道路对道路交通、生产作业造成的影响。（2）综合管沟相比于直埋式管沟受腐蚀作用小，提高了管线的耐久性，降低了全寿命周期成本。（3）综合管沟内工程管线布置合理紧凑，提高了空间利用率，为港区堆场提供了宝贵的空间。

2.2 缺点

（1）综合管沟要求设计人员有较强的前瞻性，至少需要正确预测50年以上的远期规划，否则将造成管沟规模不足或过大，致使投资浪费或需重新改造扩容。（2）综合管沟建设涉及的单位众多。首先，费用的分摊问题。目前由于缺乏相应的法律法规来约束，容易在建设费用、使用费用等问题上发生互相推诿现象。其次，各类管线主管单位不同，统一运营管理难度较大。（3）综合管沟造价较高。综合管沟相比直埋式管沟增加了围护、地基加固、防水防护等工程费用，建成后又需要后期的人员巡查保养费用，且建设需要一步到位，一次性投资金额较大，尤其在管沟内敷设管线较少时，建设费用比例尤为突出。

3 泉州石湖港后方堆场综合管沟应用的可行性分析

综合管沟是一种集约化管道布置形式，有效解决了城市“拉链路”现象，目前国内的多个城市市政项目中已经或正在建造综合管沟，但综合管沟在水运项目上的应用实践相对匮乏。究其原因，主要是港口企业决策者面临各种经济效益考核指标，使其决策时更多地关注综合管沟一次性投入费用较大的缺点，而忽略了时间价值和全生命周期费用的对比。为此，笔者从适用性和经济性角度进行论证，分析泉州石湖港后方堆场综合管沟应用的可行性。

3.1 适用性分析

泉州石湖港后方堆场目前仅4#堆场直埋管道就有通信管道2651m、供电管道2705m、给水管道2849m，整个港区内各种管线错综复杂，部分直埋管线老化严重且维修困难，因此“拉链路”现象时有发生。前文所述综合管沟应用的优点，笔者认为恰恰适用于解决泉州石湖港后方堆场的“拉链路”问题，建成以后势必能有效改善港区道路交通，并提高港区整体作业生产效率。

港口堆场项目不同于市政项目，管线布置形式较为单一且装卸工艺很难发生翻天覆地的变化，因此只要在设计阶段对管线容量预留适当提前量，即可减少投资浪费或重新改造扩容问题，并不需要太强的前瞻性。另外，泉州石湖港区域管理模式是以闸口为界区分各自权益，如供电、供水管线由供电、供水公司布线至港区闸口外，而闸口以内管线均由港口企业自行投资建设、运营。因此，泉州石湖港后方堆场管线运营主体十分明确，未来若投资建设综合管沟并不会涉及多方交叉管理问题。

3.2 经济性分析

目前，综合管沟在水运项目中的推广主要受限于造价过高，但综合管沟使用年限较长且降低了日后翻修维护成本，在项目决策阶段不能忽视资金和时间因素及全生命周期费用概念，因此下文将采用净现值法进行方案比选，验证综合管沟的经济性。

（1）设计方案。对泉州石湖港后方堆场设计综合管沟和直埋式管沟两种方案。方案一：综合管沟。参照相关市政综合管沟项目结构断面，可估算出综合管沟每延米造价约为8000元，使用年限为100年，维护费用为10元/m。方案二：直埋式管沟。参照现有4#堆场管线结构断面图，可估算出造价如下：①供电管线每延米造价约为1500元，使用年限为50年，维护费用2元/m。②通信管线每延米造价约为500元，使用年限为50年，维护费用2元/m。③给水管线每延米造价约为300元，使用年限为20年，维护费用2元 /m。

（2）经济性评价。由于综合管沟与直埋式管沟的使用年限有所不同，两种方案有着不同的寿命周期，因此采用最小公倍数法进行经济比较。运用净现值（NPV）法将两种方案中每延米管线在100年内所有的费用折现成现值，最后通过比较NPV来进行方案比选。

第一，计算公式。考虑到通货膨胀和物价上涨因素，计算周期利率按综合利率8%计算，初始资金的时间价值按远期贷款年利率6.14%计算。不考虑寿命周期结束时各种管线残值。首先给出如下公式。现值公式为

式中：P为现值；F为终值；i为计算周期利率；n为计算周期数。

管线维护费用考虑到时间价值因素为等差序列，因此其现值可采用等差序列年值公式计算。

式中：A1为每年维护费用；G为年等差值；i为计算周期利率；n为计算周期数；p1为每年维护费用现值；p2为年等差值折现值。

第二，直埋式现值计算。供电管线现金流量图如图1所示。经计算，P供电=-4145元。通信管线现金流量图如图2所示。经计算，P通信=-1764元。给水管线现金流量图如图3所示。经计算，P给水=-3432元。综上，NPV直埋式=P供电+P通信+P给水=-4145-1764-3432=-9341元。

图1 供电管线现金流量图

图2 通信管线现金流量图

图3 给水管线现金流量图

第三，综合管沟现值计算。经计算，NPV综合管沟=p1+p2=-8000-285=-8285元。

（3）结论。根据上述计算可知，绝对值NPV直埋式＞绝对值NPV综合管沟，故泉州石湖港后方堆场综合管沟应用方案在经济上是可行的。

4 综合管沟建设需要考虑的问题

虽然泉州石湖港后方堆场综合管沟应用方案在适用性和经济性上都是可行的，但依然需要考虑以下问题：（1）从以往项目的经验来看，综合管沟受到渗漏水侵扰的现象日益突出，而石湖港区后方堆场毗邻海边位于港区泊位后方，地下水位较高且受潮水影响，因此在设计中应特别注意管沟的防抗渗能力。（2）在对新建项目作出统一规划的同时，应当注重各类管线的固有特性和技术要求，做好同已建道路、已建管网的衔接工作。