揭秘海外如何建設(shè)和管理城市地下管網(wǎng)

許安結(jié) 蔣華棟 張偉

城市地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是城市安全高效運(yùn)行的“生命線”，其運(yùn)行狀況是否安全、平穩(wěn)、可靠、高效，關(guān)系各類物資、信息的輸送傳遞，關(guān)系城市環(huán)境的維持與城市災(zāi)害的防治。加強(qiáng)城市地下管線管理，正成為全球性的趨勢。

美國：建立體系 綜合管控

作為管道建設(shè)最為發(fā)達(dá)的國家之一，美國曾是管道事故多發(fā)國。在美國導(dǎo)致管道泄漏事故的原因主要包括第三方開挖、管道腐蝕、機(jī)械故障、控制系統(tǒng)失靈和操作事故。根據(jù)美國管線與危險(xiǎn)物質(zhì)安全局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，美國近20年來發(fā)生的管道事故，已造成362人死亡，1397人受傷，損失金額超過7億美元。為了保障管道安全，美國從上世紀(jì)60年代起逐步建立并完善以確保油氣管道為核心的多層次管道法律法規(guī)體系，逐步建立了對聯(lián)邦政府、州政府和運(yùn)營商共同參與構(gòu)建的管線信息與風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)，對管道安全管理中的權(quán)力和職責(zé)進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)范。2009年以來，隨著立法與監(jiān)管工作的加強(qiáng)，美國的重大管線事故已經(jīng)大幅下降。

美國管道安全立法源于1965年3月路易斯安那州發(fā)生一起造成17人死亡的天然氣管道的爆炸事故，從那時起，美國管道安全立法工作開始陸續(xù)展開，1968年出臺了《天然氣管線安全法》，1979年再出臺《危險(xiǎn)液體管線法》。為適應(yīng)管線系統(tǒng)特別是城市地下管線工程的發(fā)展，降低公眾對于管線安全的擔(dān)憂，美國聯(lián)邦政府于2002年通過了《管道安全改進(jìn)法》，以法律形式明確要求管線業(yè)者必須對高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域?qū)嵤╋L(fēng)險(xiǎn)分析，執(zhí)行管線完整性管理方案。之后，美國又在2006年通過《管線檢測、保護(hù)、實(shí)施及安全法》，逐步構(gòu)建以確保油氣管道為核心的多層次管道法律法規(guī)體系，對管道安全管理中的權(quán)力和職責(zé)進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)范。

特別是2002年通過的《管道安全改進(jìn)法》，首次以法律的形式明確要求執(zhí)行管道完整性管理程序，即要求管道運(yùn)營商在高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域?qū)嵤巴暾怨芾沓绦颉保ㄆ诓扇?nèi)檢測、壓力試驗(yàn)和直接評估方法評價管道系統(tǒng)的完整性，并要求建立一套程序化的管理體制，最大限度地確保管道安全。

此外，《管道安全改進(jìn)法》要求美國各州建立“統(tǒng)一電話報(bào)警系統(tǒng)”。在管線施工之前2至3天，施工單位必須通過相關(guān)通報(bào)系統(tǒng)獲得施工區(qū)域內(nèi)相關(guān)地下設(shè)施位置及信息，才可以開始施工。當(dāng)事故發(fā)生時，管道運(yùn)營商、用戶和挖掘者利用該系統(tǒng)可盡快向位于華盛頓特區(qū)的國家應(yīng)答中心（NRC）報(bào)告事故情況。這一措施提高了事故發(fā)生后的報(bào)警和協(xié)調(diào)效率，增加了事故信息快速共享，由權(quán)威的NRC統(tǒng)一協(xié)調(diào)救援。如果工程施工導(dǎo)致管線破裂受損，危及生命及財(cái)產(chǎn)安全時，必須受到民事處罰。

美國交通部下屬的管道安全辦公室（OPS）為在管道事故后能迅速作出決策，建立了國家管道地圖系統(tǒng)，由管線業(yè)者每年向該部下屬的管線與危險(xiǎn)物質(zhì)安全局提交所有管線位置以及基本屬性數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)是聯(lián)邦政府層面對管道安全進(jìn)行緊急響應(yīng)、實(shí)施檢測計(jì)劃、增強(qiáng)安全性等基本決策的重要支持工具。該系統(tǒng)也向相關(guān)從業(yè)者提供數(shù)據(jù)參考，用于協(xié)助決策、管線風(fēng)險(xiǎn)界定、土地開發(fā)與小區(qū)規(guī)劃等用途。一般民眾也可登錄此系統(tǒng)，有限制地查詢州、郡的當(dāng)?shù)毓芫€分布圖、管路商、管線輸送物等資料。

“9·11事件”后成立的美國國土安全部（DHS）負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)管線系統(tǒng)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的安全問題，負(fù)責(zé)提出所有運(yùn)輸系統(tǒng)安全的國家政策以及計(jì)劃，特別是危險(xiǎn)物質(zhì)輸送管線與設(shè)施。美國管線與危險(xiǎn)物質(zhì)安全局負(fù)責(zé)監(jiān)督以及檢測全國危險(xiǎn)物質(zhì)管線安全，執(zhí)行管線安全相關(guān)法令，制定各種管線制造設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)檢修等相關(guān)規(guī)范及事故調(diào)查處理等，以確保管線系統(tǒng)的安全、可靠，并要求符合環(huán)保的操作。

為確保運(yùn)輸設(shè)施安全防護(hù)管理的協(xié)調(diào)性、一致性與有效性，并明確界定權(quán)責(zé)與分工，美國國土安全部與交通部于2004年簽訂合作協(xié)議，于2008年由該部下屬的運(yùn)輸安全管理局（TSA）和交通部的管線與危險(xiǎn)物質(zhì)安全局共同簽署合作備忘錄，提出11項(xiàng)危險(xiǎn)物質(zhì)管線安全管理方案。

據(jù)悉，美國全境目前有47萬英里的石油天然氣管道，連接著電廠、機(jī)場和軍事基地等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。美國政府將油氣管道安全管理納入“國家安全管理體系”，將油氣管道的安全管理置于聯(lián)邦政府嚴(yán)格控制之下。在管理體制方面，聯(lián)邦政府有7個部門負(fù)責(zé)油氣管道安全監(jiān)管事務(wù)，它們分工明確，形成了較健全的監(jiān)管體系。此外，大部分州政府也設(shè)立了能源管理部門和油氣管道監(jiān)管機(jī)構(gòu)。

瑞士：破解“拉鏈路”有良方

在全球各大城市發(fā)展建設(shè)的歷史進(jìn)程中，幾乎毫無例外地都曾遇到過不同市政部門各自為政、道路路面經(jīng)常被“開膛破肚”的頑癥。而瑞士對此開出的藥方，則是建設(shè)地下綜合管網(wǎng)走廊—共同溝。

在城市建設(shè)中，往往涉及到上水、下水、中水、電話、電力、路燈、通訊、天然氣以及熱力等幾十種、上百條管線。如果相關(guān)部門或企業(yè)因建設(shè)計(jì)劃、資金、建設(shè)時序等因素而各行其是、重復(fù)開挖，必然使得道路淪為“拉鏈路”，甚至在建設(shè)中不時發(fā)生管線被挖斷的事故。2014年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國自來水管道因供水管網(wǎng)漏失而損失的自來水每公里每小時達(dá)4立方米以上，而這個數(shù)字在瑞士僅為0.7立方米。

那么，瑞士是如何實(shí)現(xiàn)城市地下管線合理建設(shè)的呢？在瑞士，所有城市項(xiàng)目從規(guī)劃到建成，都需要經(jīng)過一整套復(fù)雜的程序。在管道規(guī)劃、施工、共用管網(wǎng)走廊建設(shè)等方面，都有著嚴(yán)格的法律規(guī)定。甚至對于每次道路開挖的長度以及施工擾民的程度，都有著明確具體的數(shù)值衡量標(biāo)準(zhǔn)。其中最能體現(xiàn)其城市建設(shè)科學(xué)性、長遠(yuǎn)性、整體性的，可以說就是共同溝。

共同溝發(fā)源于19世紀(jì)的歐洲，又稱為城市地下管道綜合走廊，指的是將設(shè)置在地面、地下或架空的各條公用管線集中容納于一體，并留有供 檢修人員行走通道的隧道結(jié)構(gòu)。其具體做法是在城市地下建造一個隧道空間，將市政、電力、通訊、燃?xì)狻⒔o排水等原本各自單獨(dú)埋設(shè)的各種市政管線集于一體，放置在一條隧道里。隧道在必要的位置上，設(shè)有專門的檢修口、吊裝口、防火噴淋以及遠(yuǎn)程監(jiān)控等系統(tǒng)。管線進(jìn)入隧道后，每根管線都會注明所屬單位，一旦管線出現(xiàn)故障，只要打開接點(diǎn)處的井蓋，便能立即查找到所屬管線的所在位置，直接施工。

通過實(shí)行統(tǒng)一的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理，共同溝可以徹底改變各個管道各自建設(shè)、各自管理的零亂局面。由于共同溝將各類管線均集中設(shè)置在一條隧道內(nèi)，消除了通訊、電力等系統(tǒng)在城市上空布下的道道蛛網(wǎng)及地面上豎立的電線桿、高壓塔等，避免了路面的反復(fù)開挖、降低了路面的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用、確保了道路交通功能的充分發(fā)揮。各管線需要開通時，只需通知有關(guān)部門，接通接口即可，既便于修理，又節(jié)省了國家的資源。此外，道路的附屬設(shè)施集中設(shè)置于共同溝內(nèi)，使得道路的地下空間得到綜合利用，騰出了大量寶貴的城市地面空間，增強(qiáng)了道路空間的有效利用，提高了城市的防災(zāi)抗災(zāi)能力，并且可以美化城市環(huán)境，創(chuàng)造良好的市民生活氛圍。

不過，在瑞士共同溝通常僅建設(shè)在城市中交通流量大、地下管線多的重要路段，因?yàn)閱螐娘@性投入來看，共同溝建設(shè)投入巨大、成本高昂。與單獨(dú)開挖埋線相比，共同溝的造價很可能會超過這些管線單獨(dú)鋪設(shè)成本的總和。但是共同溝的成本效益比不能只看投入多少，如果綜合其社會成本，將其節(jié)省出的道路地下空間、每次的開挖成本、對道路通行效率的影響以及對環(huán)境的破壞等因素都考慮在內(nèi)，建設(shè)共同溝還是非常劃算的。

總之，從瑞士的經(jīng)驗(yàn)看，共同溝的規(guī)劃和建設(shè)不僅能夠減少城市地下管道重復(fù)建設(shè)帶來的浪費(fèi)，而且能夠提高公共設(shè)施的利用率，不愧為消滅“拉鏈路”、加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的良策。

法國： 立法先行 科技相輔

1833年，在巴黎誕生了世界上第一條排水管道。19世紀(jì)中期，歐洲大陸爆發(fā)了霍亂疫情，成千上萬的人由于飲用了污染的河水而喪生。在這場慘痛的教訓(xùn)過后，著名設(shè)計(jì)師巴龍·奧斯曼臨危受命，秉持著保護(hù)城區(qū)地表與地下飲用水源潔凈度的設(shè)計(jì)理念，精心設(shè)計(jì)了巴黎地下排水系統(tǒng)。這項(xiàng)極富創(chuàng)造性的修建工程前后持續(xù)了24年，至此，巴黎擁有了600公里的下水道。在隨后的100多年內(nèi)，巴黎不斷完善著地下排水系統(tǒng)?，F(xiàn)在，巴黎地下水管道總長度已經(jīng)擴(kuò)展到了2400公里，并擁有6000多個地下蓄水池，約2.6萬個下水道井口。完善的排水系統(tǒng)不僅能夠迅速收集城市道路積水，還能夠?qū)厥盏膹U水進(jìn)行分類儲存與處理。

根據(jù)巴黎下水道博物館介紹，巴黎目前日常使用的地下水道基本分為三大類：基礎(chǔ)排水道、主要集水通道、備用集水通道?；九潘ǖ揽臻g極為狹窄，約一人高。集水通道則寬敞許多，有如小街道般寬敞。在集水通道的頂部，有一根較粗的管道負(fù)責(zé)輸送居民飲用水，側(cè)面固定著有運(yùn)送非飲用水的細(xì)管道。

由于城市特別是大型都市的地下管線種類繁雜，權(quán)屬以及行政管理劃分層次不一，因而法國政府選擇了對地下管線進(jìn)行綜合管理。在這個問題上，法國選擇了“立法先行”的道路。自2006年起，法國便開始推進(jìn)管理地下不同管線的立法工作，從法律上首先規(guī)范地下管路的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)以及監(jiān)管等事務(wù)的責(zé)任與義務(wù)，同時統(tǒng)一法律責(zé)任人，以便在實(shí)際中便于綜合管理。

在2006年與2010年，法國先后兩次專門對地下管道的監(jiān)管與建筑審批問題進(jìn)行了明確的統(tǒng)一立法。到了2012年5月，法國又進(jìn)一步針對油氣以及化工類管道的申報(bào)、審批以及安全監(jiān)管等環(huán)節(jié)的問題作出了明確的法律解釋與規(guī)范。除此之外，法國為了配合相關(guān)法律的具體實(shí)施，還特意整合了部分行政監(jiān)管部門，做到有法可依。

法國作為科技發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，近年來也在籌劃著將一些高新技術(shù)應(yīng)用到城市地下管線管理當(dāng)中。目前，法國正大力推動數(shù)字化革命，巴黎古老的地下管線系統(tǒng)亦欲借著這股東風(fēng)重?zé)ɑ盍ΑＲ园屠铻槔?，巴黎市政府目前正加快建立城市地下管線數(shù)據(jù)庫，以便對城市地下管線的實(shí)時狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)管理。同時，巴黎還計(jì)劃加快電磁感應(yīng)技術(shù)在地下管路的定位與施工中的應(yīng)用，以便提高相關(guān)管理部門對管道的修補(bǔ)效率。

英國：特色明顯 更新加速

英國倫敦現(xiàn)代化的市政管網(wǎng)建設(shè)始于19世紀(jì)中后期。19世紀(jì)早期的倫敦，因?yàn)閷⒋罅康纳钗鬯唇?jīng)處理直接排入泰晤士河，使得當(dāng)?shù)仫嬘盟词艿絿?yán)重污染。1850年前爆發(fā)的嚴(yán)重霍亂和其他傳染疾病最終迫使英國政府下決心修建現(xiàn)代化的市政管道體系。至1865年，倫敦共修建了超過2000公里的排水管道工程，構(gòu)成了市政管道的重要基礎(chǔ)。經(jīng)歷了超過150年的發(fā)展，倫敦城市管道建設(shè)的特點(diǎn)也愈發(fā)明顯：

一是城市管道系統(tǒng)為單一的合流制。倫敦的市政管道設(shè)計(jì)始于維多利亞時代，當(dāng)時的設(shè)計(jì)采用一種方式和管道來處理生活污水和雨水等所有廢水。當(dāng)前倫敦市政管道系統(tǒng)一部分還是依托于維多利亞時代的管道。這種合流制的污水處理系統(tǒng)也深刻影響了后來的設(shè)計(jì)和發(fā)展。即使分流制已經(jīng)在當(dāng)今成為更為科學(xué)的污水管道設(shè)計(jì)方式，但合流制依舊主導(dǎo)大倫敦地區(qū)的管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

二是因地制宜，依托河流規(guī)劃城市管道系統(tǒng)。19世紀(jì)中葉設(shè)計(jì)的大量管道系統(tǒng)是通過污水處理系統(tǒng)將處理后的污水導(dǎo)入泰晤士河。這一規(guī)劃模式沿用至今，只是現(xiàn)代管網(wǎng)更為復(fù)雜，污水處理技術(shù)更為先進(jìn)。與此同時，倫敦的大量管道并非直接接入泰晤士河，而是通過連接眾多匯入泰晤士河的小河流而間接導(dǎo)入泰晤士河。

三是城市擴(kuò)展中管道規(guī)劃和建設(shè)先行。經(jīng)歷了歷史上一系列因?yàn)槲鬯畣栴}帶來的公共衛(wèi)生災(zāi)難后，市政管網(wǎng)建設(shè)在倫敦城區(qū)后來的擴(kuò)展中獲得了越來越多的重視。上世紀(jì)末，在發(fā)展以道格斯島和皇家碼頭為核心的東倫敦地區(qū)過程中，倫敦市政府委托專門公司，在城市開發(fā)前期斥巨資興建了由新的大直徑管道和排水泵站組成的排水系統(tǒng)。

四是城市管道建設(shè)融入更多的高科技元素。當(dāng)前，大量仍在使用的維多利亞時代的管道存在著年久失修的問題。泰晤士水務(wù)公司數(shù)據(jù)顯示，平均每年污水溢出事故數(shù)量為40起。為了避免上述問題頻繁出現(xiàn)，泰晤士水務(wù)公司將先進(jìn)的信息技術(shù)融入城市管道管理。該公司不僅在網(wǎng)站上實(shí)時發(fā)布地下管道維修、滲透報(bào)告和計(jì)劃中的管道工程，幫助市民查出所在區(qū)域管道的各種信息，同時設(shè)置了實(shí)時報(bào)警體系，方便市民隨時將各類管道擁堵和故障情況上報(bào)。

五是全面監(jiān)控污水排放。當(dāng)前，英格蘭和威爾士地區(qū)環(huán)境署嚴(yán)密監(jiān)控各地生活污水和企業(yè)污水管道情況。任何接入市政管道的新建管線和相關(guān)排放情況都要得到環(huán)境署的排放授權(quán)，并符合相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。如果在監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)污水違規(guī)進(jìn)入管道或存在不合規(guī)管道連接，環(huán)境署將對其進(jìn)行嚴(yán)厲處罰。

當(dāng)前，大倫敦地區(qū)和周邊地區(qū)一共有超過4.35萬英里的排水管道和超過2500個污水泵站。這些城市管道系統(tǒng)雖然有諸多先進(jìn)之處，但是并非“一勞永逸”。倫敦地區(qū)每年都會投入大量資金進(jìn)行市政管道的維修、維護(hù)和改造。同時，為了滿足日益增多的人口需求，倫敦市也在不斷新建現(xiàn)代化的管道系統(tǒng)。2014年，倫敦市政府再次投入42億英鎊興建“泰晤士河排水管道”，這是英國水務(wù)建設(shè)史上投資最大的項(xiàng)目。該管道項(xiàng)目沿泰晤士河橫穿倫敦中心城區(qū)，全長約25公里。管道設(shè)計(jì)直徑為7.2米，深度為泰晤士河河床下16米。英國市政部門預(yù)計(jì)，該項(xiàng)工程建成后，倫敦地區(qū)的污水處理能力每年將增加5500萬噸。