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小型综合管廊与地下管线治理融合发展策略研究

2023-04-03华东欧阳康淼

城市管理与科技 2023年6期
关键词:城市更新管廊市政

华东?欧阳康淼

一、前言

国家“十四五”规划提出,城市高质量发展要提高城市规划、建设、治理水平,加快转变超大特大城市发展方式,实施城市更新行动,加强城市基础设施建设,打造宜居、韧性、智慧城市。北京市发布了《北京市城市更新条例》,紧紧围绕首都城市战略定位,明确了城市更新的5大类、12项内容,其中市政管线基础设施的更新改造是城市更新工作中的重点和难点。

综合管廊是解决城市地下市政管线老化及安全问题的重要手段,自2015年国务院办公厅下发《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》以来,我国综合管廊行业发展迅速,截至2022年年底,全国建设地下综合管廊长度6655千米。从综合管廊行业发展角度来看,目前已基本度过加速建设阶段,逐步进入理性发展阶段,其中干、支线管廊占建成长度的95%以上,但针对末端用户的需求管廊还不够完备。从经济效益角度来看,综合管廊在全生命周期比直埋敷设更具经济效益,但干、支线综合管廊首次投资压力大,为末端用户提供市政能源需求的小型化、集約化管廊逐步成为行业发展的重要方向,也有望成为城市更新工作中的重要抓手。

二、问题及痛点

2022年年末,我国城市化率达到62.6%,东部沿海部分发达地区的城镇化率已经超过70%。根据国际经验,城镇化进入相对成熟的中后期阶段,城市建设发展将会从以外延扩张为主逐步转向以内涵提升为主、从大规模的增量建设转向存量更新和增量调整并重的新阶段。“实施城市更新行动”是“十四五”时期对进一步提升城市发展质量作出的重大决策部署。城市更新不仅仅是物质空间层面的拆拆建建、修修补补,更是一项推动城市可持续发展、高质量发展、高水平治理的系统工程。

面对首都核心区“老城不能再拆”,生活也要改善的现状,围绕“七有”“五性”需求,提高居民生活便利性和舒适度、提升公共空间品质迫在眉睫。首都重点片区在城市功能、配套设施、空间品质等方面仍存在诸多问题,城市安全、地下空间集约利用、街区景观等问题依旧存在。

(一)地下管线老化问题突出

地下管线建设标准偏低,年久失修,超期服役现象突出,地下管网情况不断变化,老旧城区胡同中管线交织密布。统计到2021年年底,全市共有供水、排水、再生水、电力、燃气、供热、通信等7大类15小类地下管线,总长度为23.98万千米,其中,2000年以前建成及年代不详的地下管线约6.18万千米,老旧管网9 490.38千米。据《2023年度全国地下管线事故统计分析报告》显示,2023年北京市共发生地下管线事故66起,再结合近几年地下管线事故数量来看,供水、供热和通信管线事故占比偏大;热力管线爆管、燃气管线泄漏、给水再生水管线渗漏、老旧排水管线断裂导致的路面塌陷等事故影响市民正常生活。

(二)地下空间集约利用不足

部分直埋管线在地下空间统筹不够,地下空间利用率低,各类管线往往存在反复施工的现象,城市“马路拉链”现象不断,不仅极大地浪费了资源和人力物力,也给人民生活带来了极大的不便。部分新建、续建的地下管线工程没有及时更新,信息不全面、不准确,无法为城市规划和新管线工程的建设提供可靠的依据。

(三)老旧城区管线设施落后

老旧城区街巷中的“空中蜘蛛网”四处垂落,部分年代久远的架空线杆体仍在“服役”;地面外露变电箱及变压器严重侵占了公共空间;直埋管线各类井盖铺满了道路,老旧雨水篦子藏污纳垢,给城市景观建设带来了极大的挑战。“面子”工程要做好,“里子”工程更要做好,让老旧城区变得干净整洁、交通顺畅,改善历史街区风貌保护势在必行。

(四)管线扩容难,无法满足居民新需求

首都城市更新区域一般空间狭窄、道路地下空间局促,难以开展管线升级换代及管线扩容工作,也难以支持如5G设施、汽车充电桩等新基建设施的建设,无法满足人民日益增长的能源需求。

三、综合解决方案

在城市更新的重点区域,主要涉及直接服务于用户的末端管线,考虑到建设条件、消隐、更新需求、经济性、适用性等要求,建设小型管廊是治理地下管线的最优对策。

国外已有通过建设小型集约化综合管廊解决城市更新及老旧城区问题的先例,与北京类似,捷克首都布拉格是国家政治、经济、文化中心,也是历史文化名城。随着当地人民生活、经济发展及风貌保护的需要,从提升管线安全、减少路面反复开挖的角度出发,布拉格政府耗费了30年时间在中心城区建设了大量的小断面综合管廊。无独有偶,世界著名的城市规划名城巴塞罗那在完成其干线综合管廊构架后,从历史城区开始逐渐开展小型管廊的建设,以解决城市发展与历史风貌保护之间的矛盾。我国也开始尝试小型综合管廊的建设,北京市的古北水镇综合管廊纳入直饮水、再生水、消防水、热力、电力、通信等6种管线,为古色古香的景区提供了高质量能源保障;青岛市黄岛路片区在历史城区开展试点小型综合管廊,实现了老城区基础设施功能提质增效和历史文化风貌保护复兴的双重目标。本文在充分调研上述小型综合管廊项目的基础上,结合现有的综合管廊规划、设计、施工、运维技术,形成如下针对小型管廊特点的成套解决方案。

(一)小型管廊定义

2019年《北京综合管廊规划设计导则》中首次提到了小型管廊的概念。2020年,北京市规划和自然资源委员会发布的《城市综合管廊工程技术要点》中明确将北京市综合管廊分为干线、干支结合、支线、小型综合管廊四类。其中小型综合管廊源于综合管廊现行国家标准《城市综合管廊工程技术规范》(GB 50838—2015)中的“线缆管廊”概念,主要服务末端用户,以敷设中低压电力电缆、通信及有线线缆为主;在一些需要的区域也可考虑纳入给水、再生水等末端配水管道。小型综合管廊一般采用单舱结构,主要适用于北京市建成区(特别是首都功能核心区)内道路地下空间资源紧张的路段,应尽量浅埋,且可不设置消防、照明、机械通风等附属设施。

(二)坚持因地制宜的规划引领

2022年9月,为适应新时期综合管廊建设新要求,住房和城乡建设部组织修订了《城市地下综合管廊建设规划技术导则》,并形成征求意见稿,其中新增了小型综合管廊,主要容纳城市管网末端区域配给管线,为末端用户提供供给服务,尽量浅埋敷设,其对附属设施配套需求相对简单。

2017年《北京城市总体规划(2016年—2035年)》中要求按照先规划、后建设的原则,科学布局综合管廊。到2020年建成综合管廊长度由现状约12.5千米提高到150~200千米,到2035年达到450千米左右。截至2022年年底,北京市建成综合管廊257.06千米,其中已投入使用220.61千米,距离2035年建成450千米目标还有一定差距。2020年《首都功能核心区控制性详细规划(街区层面)(2018年—2035年)》提出要提供安全可靠的市政基础设施保障,推动老旧管线与市政箱体整治,建设友好型市政基础设施,引导市政设施隐形化、地下化、一体化建設。2022年《北京市“十四五”时期重大基础设施发展规划》中也提出按照因地制宜、经济适用的原则推进综合管廊建设。

2022年,北京市政府明确指出,要结合管线治理因地制宜建设小型管廊。一是着眼于核心区的“三个优先”,即优先改造安全隐患大、风险程度高的市政管线设施;优先改造超过设计使用年限、材质标准落后的老旧市政管线设施;优先改造不能满足居民生活需求的、功能落后的市政管线设施,重点结合核心区旧城更新、架空线入地、历史文化街区提质、市政道路/街坊路/胡同升级改造、轨道交通站点周边管线导改等建设小型综合管廊,满足近期管线使用和更新迫切需求,保障核心区安全,补足市政短板。二是对于重点功能区可结合区域内市政能源供给需求,重点配置小型管廊,达到提质增效目的。三是对于穿越重要设施的,如过轨道交通、河道、铁路、地下空间开发密集区等建设小型管廊,为市政穿越提供条件。

(三)引导末端管线应入尽入、同舱敷设

小型综合管廊主要容纳末端管线,服务末端用户,主要涉及小管径再生水、给水、热力、雨水管线,以及10千伏及以下的低压电力和通信线缆。亦可同时纳入小型综合管廊管线包括直径400毫米及以下的再生水、给水、热力管线,以及10千伏及以下的低压电力和通信线缆,雨水管线择机入廊,燃气管线视情入廊,污水管线不入廊。

考虑小型综合管廊断面较小且出支线直接服务末端用户,以及北京季节性冻土层深度为0.85米等因素,管廊埋置深度一般可设置为1~1.5米。

(四)标准化产品多场景应用

按照市政管线需求可将小型综合管廊分为常规小型综合管廊、无覆土小型综合管廊、缆线综合管廊以及特殊类型小型综合管廊。

一是常规小型综合管廊及无覆土小型综合管廊可容纳直径400毫米及以下的再生水、给水、热力管线,直径500毫米及以下的雨水管线,以及10千伏及以下的低压电力和通信线缆,主要适用于城市次干路、城市支路、道路宽度5米及以上的胡同和大型居住小区内部;二是缆线综合管廊仅能容纳10千伏及以下低压电力和通信线缆,适用于城市支路、宽度5米以下的胡同和一般小区内部;三是特殊类型小型综合管廊可同时容纳直径150毫米以上400毫米及以下的中低压燃气管道,直径400毫米及以下的再生水、给水管道,主要适用于燃气管道有入廊需求的城市支路及一般小区内部。

(五)低影响快速施工满足居民需求

根据老旧城区建设特点,可将小型管廊实施区域分为成片拆改区、局部拆改区和保护穿越区。对于成片拆改区或新建区域,宜优先选用放坡开挖法;对于局部拆改区,宜优先考虑采用U型盾构、支护结构一体化等新型快速开槽施工技术,此类技术具有机械化程度高、施工效率高、场地占用小、对周边环境影响小等优点,在狭窄空间施工应用上具有显著优势;对于局部管廊穿越交叉路口、控制性管线等重要环境风险源的区域,考虑采用盖挖或暗挖工艺;对于穿越保护区等不具备开挖条件区域,则宜采用顶管。

(六)分级分类快速运维检修

小型管廊主要纳入市政末端管线,具有电压等级低,管线数量少、规格小,故障概率小、故障后影响面积较小等特点,可不设置消防、照明、机械通风等附属设施,且施行以保障管廊本质安全、运维人员安全、管线安全为目标的轻量化监控与报警系统方案。网络方案可引入公网,廊内主要风险点设置智能传感器、智能井盖等智能感知设备,接入管廊智慧运营管理平台,少人化、无人化低频率巡检即可满足管廊及廊内管线的安全要求。

四、项目示范应用

东坝西区综合管廊项目是北京市首个以片区规划的小型综合管廊项目,项目全长约7.5千米,与轨道交通3号线一期地下综合管廊工程相互衔接,在片区内形成干线、小型、缆线综合管廊体系。其中小型管廊约4.4千米,沿规划兴坝路、德平西路、西北门路、郑村坝街、兴坝西路、御马苑街、安德大街、东岗北街敷设,规划纳入10千伏电力、供水、再生水、热力及通信管线;缆线管廊约3.1千米,沿规划兴坝西路、安德大街、御马苑街敷设,规划纳入10千伏电力和通信管线。

该示范项目纳入了供水、再生水、热力、通信及10千伏电力管线,形成2米×2米左右的高度集约管廊断面,充分节约片区地下空间。设置了基于5G技术的轻量化智慧运维装备,少人化、无人化低频率巡检。该示范项目拟于2023年年底完工,对小型管廊的推广也具有重要的借鉴和参考价值(图1)。

图1 东坝西区小型综合管廊示意图

五、展望与思考

(一)实施“六个一”发展策略,推动体系化高质量发展

“六个一”发展策略:坚持一条“安全、集约、经济、适用”发展理念,形成一套全生命周期技术体系,研发一套适应城市需要的小型管廊产品体系,推广一系列应用场景等,探索一套配套政策体系,开工建设一批试点项目。

(二)落实首都总规控规,推动因地制宜建设

一是优化发展结构,因地制宜建设“安全、集约、经济、适用”的综合管廊,补强小型管廊发展体系。二是推广小型管廊应用场景,包括首都核心区(文保区)、城市更新区(棚户区改造)、老旧小区(市政红线外居民区)、重点功能区(城市新建区等),以及随轨道、随道路节点。

(三)完善技术标准体系,提升智慧化运维水平

编制小型管廊规划导则、全周期技术管理标准,试点水、信、热、电(10千伏)多类管线共舱应用。推进盖挖一体化快速施工,推广预制装配结构、机械化施工技术。出台管线与管廊单位联合运维规范标准。开展5G“三网”融合试点应用,提升小型管廊智能化水平,降低建设运维成本。

(四)约束管线刚性入廊、同期入廊,提高当期综合效益

一是提高当期入廊率。推进水、信、热、电四类管线刚性入廊,雨污水结合实际分析入廊,燃气按需评估后入廊,当期入廊率提高到70%以上。二是提高廊内空间利用率。试点水、信、热、电同舱敷设,将管廊空间利用率由52%提高到85%。三是促进同期入廊,探索完善空间确权,使管线企业获得管廊建成时管线单位缴费资产并享有空间使用权。

(五)创新差异化投资政策,完善综合协调机制

1.研究政府补助比例,根据不同应用场景、不同入廊缴费机制,合理设置。一是对于核心区或文保区,服务首都功能核心区政治保障和其他特殊功能保障的小型管廊,按政府固定资产投资100%解决。二是对于城市更新区(棚户区改造),土地一级开发范围内的管廊投资纳入一级开发成本中;周邊其他管线投资可参照市场化手段解决,即政府固定资产补助30%,剩余70%由入廊管线单位按空间占比缴纳入廊费解决。三是对于老旧小区,小型管廊投资100%纳入老旧小区改造投资中。四是对于重点功能区(城市新建区等),按照城市更新区投资政策解决。五是对于随轨道、随道路等节点设置的小型管廊,由政府固定资产投资100%解决。

2.进一步推广完善投资共建模式,参照轨道交通3号线随轨管廊电力投资并享有资产,开创先例并为相关项目提供借鉴。

3.创新运维模式,完善运维补贴机制。一是探索房东模式或管家模式或“管线+管廊”一体化建设运营模式,选择成本最优。二是统筹管廊一体化、规模化、智慧化管控,运维费用以实际管线入廊为缴费时点,不足部分由政府适当补助。

(六)建立项目储备库,加快示范项目按期投运 

一是建立项目储备库,结合核心区、老旧小区中谋划地下管线更新、消隐、雨污分流及架空线入地需求;结合城市更新区、重点功能建设区、随轨道及随道路节点谋划。建立3~5年内的小型管廊项目储备库。二是选定试点项目,纳入街区综合实施方案和年度重点建设计划,2023年推进一批试点项目落地。

小型管廊建设要以城市更新为契机,以市政基础设施为中心,以更新管网及服务用户需求升级为驱动,以总规控规为依据,以“安全、经济、集约、适用”为目标;贯彻集约节约理念,因地制宜地构建科学管廊体系;创新绿色新型施工工艺,尽可能降低对周围居民的影响;结合新基建建立“一网统管”平台,推动首都基础设施迈入高质量发展新阶段。

(责任编辑:张秋辰)

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