城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿廊刖C合管廊的優(yōu)缺點(diǎn)探討

摘要：近年來，隨著城市化進(jìn)程的不斷加速，城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿雷鳛槌鞘兄匾A(chǔ)設(shè)施，在綜合管廊中集成應(yīng)用已成必然趨勢?；诖?，探討了我國城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿澜尤刖C合管廊基本發(fā)展現(xiàn)狀及其必要性，指出在快速城市化背景下，城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿纻鹘y(tǒng)直埋方式顯然難以滿足城市發(fā)展的基本需求。城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿酪刖C合管廊是否可實(shí)現(xiàn)更高空間利用效率和降低周圍環(huán)境影響。然而，燃?xì)夤艿廊刖C合管廊也面臨諸如建設(shè)成本增加、運(yùn)維難度加大、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一等一系列挑戰(zhàn)。經(jīng)深入剖析研究，明確了城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿廊刖C合管廊的具體優(yōu)勢與缺陷，據(jù)此提出優(yōu)化設(shè)計(jì)、完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等有效對策，以期為城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿廊肜忍峁┯行⒖肌?/p>

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿谰C合管廊空間利用管道安全環(huán)境影響

中圖分類號：TU990.3

DiscussionontheAdvantagesandDisadvantagesofUrbanGasPipelineEnteringUtilityTunnel

WEISida

GuangzhouUrbanManagementQualityMonitoringandEmergencySupportCenter（GuangzhouGasAffairsCenter），Guangzhou，GuangdongProvince，510000China

Abstract：Inrecentyears，withtheaccelerationofurbanization，urbangaspipeline，asanimportanturbaninfrastructure，hasbecomeaninevitabletrendintheintegratedapplicationofutilitytunnel.Basedonthis，thebasicdevelopmentstatusandnecessityofutilitytunnelforurbangaspipelineaccessinChinaarediscussed，anditispointedoutthatunderthebackgroundofrapidurbanization，thetraditionaldirectburialmethodofurbangaspipelineisobviouslydifficulttomeetthebasicneedsofurbandevelopment.Whethertheintroductionofutilitytunnelinurbangaspipelinescanachievehigherspaceutilizationefficiencyandreducetheimpactonthesurroundingenvironment.However，thegaspipelineenteringutilitytunnelisalsofacingaseriesofchallengessuchastheincreaseofconstructioncosts，thedifficultyofoperationandmaintenance，andthedifficultyofunifyingtechnicalstandards.Throughin-depthanalysisandresearch，thespecificadvantagesanddefectsofutilitytunnelofurbangaspipelineareclarified，andeffectivecountermeasuressuchasoptimizingdesignandperfectingtechnicalstandardsareputforwardinordertoprovideeffectivereferenceforurbangaspipelinesenteringutilitytunnel.

KeyWords：Urbangaspipeline;Utilitytunnel;Spaceutilization;Pipelinesafety;Environmentaleffect

近年來，城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿纻鹘y(tǒng)直埋敷設(shè)方式逐年顯現(xiàn)出多方面局限性。在土地資源日益緊張、城市空間利用需求高度集中情況下，如何科學(xué)、合理地布置燃?xì)夤艿溃_保城市能源供應(yīng)可靠性、安全性，現(xiàn)已成為城市化建設(shè)的重要課題。綜合管廊作為集約化、智能化城市基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，為燃?xì)夤艿赖姆笤O(shè)提供新思路。然而，將燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊，既涉及技術(shù)層面挑戰(zhàn)，也觸及到成本、安全、管理等多方面問題?；诖?，系統(tǒng)研究城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿澜尤刖C合管廊優(yōu)缺點(diǎn)，對于指導(dǎo)工程實(shí)踐、優(yōu)化城市規(guī)劃管理具有重要的理論及實(shí)踐價(jià)值。

1城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿澜尤刖C合管廊必要性

1.1燃?xì)夤艿廊刖C合管廊現(xiàn)狀

我國綜合管廊建設(shè)起步較晚，但近年來發(fā)展尤為迅速。以1994年建成的上海張楊路綜合管廊為例，這是國內(nèi)首條大規(guī)模綜合管廊，其中便涉及燃?xì)夤艿繹1]。此舉標(biāo)志著我國在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上邁出重要一步。此后全國各地相繼開展相關(guān)實(shí)踐，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、城市化進(jìn)程較快的地區(qū)更為常見。

目前，我國已建立了多條綜合管廊，由表1可知，現(xiàn)已建立的大多數(shù)綜合管廊中燃?xì)夤艿蓝嗖捎脝闻摶騿为?dú)管溝方式敷設(shè)。這種單獨(dú)的艙位布局旨在減少管線之間相互影響。例如：在新建綜合管廊中，普遍采用單艙敷設(shè)方式，在滿足檢修需求的同時(shí)也可提高整體安全性。從全國范圍來看，將燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊案例逐年增加，投資額度持續(xù)上升。這一趨勢符合國家關(guān)于推進(jìn)城市基礎(chǔ)設(shè)施集約化、智能化發(fā)展策略[2]。

1.2城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿澜尤刖C合管廊必要性

基于目前傳統(tǒng)直埋式燃?xì)夤艿婪笤O(shè)方式所暴露出的多種局限性，這些局限性包括但不限于土地資源浪費(fèi)、城市交通干擾以及管線維護(hù)困難等問題[3]。這類問題于新興城區(qū)、城市更新項(xiàng)目中尤為突出，如何在有限空間內(nèi)合理規(guī)劃布局各類基礎(chǔ)設(shè)施，成為城市規(guī)劃者面臨的重大挑戰(zhàn)。綜合管廊本質(zhì)上屬于一種新型市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)模式，通過集中安置各類管線，有效解決上述問題。由此可大幅度提高城市地下空間利用率，盡可能地減少對城市運(yùn)行干擾。特別是在燃?xì)夤艿婪矫?，納入綜合管廊可大幅降低因自然老化、第三方施工破壞或其他外部因素引發(fā)的泄漏風(fēng)險(xiǎn)，保障城市能源供應(yīng)安全穩(wěn)定。

2城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿廊刖C合管廊優(yōu)點(diǎn)

2.1空間利用效率提升

在傳統(tǒng)燃?xì)夤艿乐甭穹笤O(shè)方式中，燃?xì)夤艿佬枵加靡欢ǖ乇砘虻叵驴臻g。在土地資源日益緊張的城市環(huán)境中，這種方式對空間利用率相對較低。相較下，將之接入綜合管廊可極大地提升空間利用效率[4]。

具體而言，直埋式燃?xì)夤艿揽臻g占用通常如下：若采用直徑DN300的燃?xì)夤艿?，考慮到施工安全及維護(hù)工作需要，通常需要較寬敞的地上空間?？紤]到埋設(shè)安全距離，設(shè)兩側(cè)各留出L=1.5m寬度，則總寬度W=d+2×L=0.3+3=3.3m。對于長度H=1000m的燃?xì)夤艿溃甭窆艿勒嫉孛娣eA直埋=W×H=3.3×1000=3300m2。

相應(yīng)的綜合管廊中燃?xì)夤艿赖目臻g占用基本如下：綜合管廊通常設(shè)計(jì)為多層結(jié)構(gòu)，有效利用垂直空間。以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管廊為例，其寬度W管廊=6m，高度H管廊=2.5m。若管廊內(nèi)部設(shè)計(jì)為容納包括燃?xì)夤艿涝趦?nèi)的多種管線，燃?xì)夤艿勒加玫拿娣e可以大為減少。假設(shè)燃?xì)夤艿纼H占一層，且該層高0.5m，則燃?xì)夤艿缹?shí)際占用面積A管廊=W管廊×H燃?xì)鈱痈?6×0.5=3m2（水平投影面積）。即使考慮管廊全長H=1000m，總占用面積也僅為A管廊總=3×1000=3000m2。

通過上述計(jì)算，可以看出，采用綜合管廊方式，燃?xì)夤艿烂壳卓晒?jié)省空間：

表明使用綜合管廊的方式，在相同長度下相較傳統(tǒng)直埋方式，可節(jié)省約10%土地空間。此外，綜合管廊通過垂直、水平方向集約化管理，不僅提升了空間利用率，還增強(qiáng)了管線安全性、可維護(hù)性。這種高效的空間利用對于土地資源日益緊張的城市環(huán)境尤為重要。因而城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊設(shè)計(jì)，在空間利用效率上具有明顯優(yōu)勢。

2.2環(huán)境影響減少

傳統(tǒng)直埋燃?xì)夤艿婪笤O(shè)方式與納入綜合管廊的方式在環(huán)境影響方面有顯著差異。針對傳統(tǒng)直埋方式環(huán)境影響評估，對于直埋管道而言，環(huán)境影響主要表現(xiàn)在土壤開挖、植被破壞、施工期間噪音揚(yáng)塵等方面[5]。假設(shè)一定長度直埋燃?xì)夤艿浪栝_挖土壤量為S直埋，通常以立方米計(jì)。

例如開挖寬度為2m，深度為1.2m，則每千米燃?xì)夤艿赖拈_挖量為

此外，施工期間的噪音、揚(yáng)塵也對周邊居民和環(huán)境造成影響。綜合管廊的建設(shè)初期雖也涉及大規(guī)模開挖，但多個(gè)市政設(shè)施共享同一管廊，減少了總體開挖量。管廊內(nèi)部寬度為6m，高度為2.5m，同樣以每千米計(jì)算，開挖量為：

雖然單次開挖量較大，但由于管廊可使用數(shù)十年，多次敷設(shè)不同管線時(shí)無需重復(fù)開挖，因此長期來看減少了重復(fù)開挖的次數(shù)和總量。城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿廊刖C合管廊及其與傳統(tǒng)直埋方式的環(huán)境影響對比如表2所示。

環(huán)境影響減少具體表現(xiàn)為減少重復(fù)開挖，管廊的集約化布局減少了多次道路開挖需要，降低對交通、市容影響。同時(shí)，由于管廊建設(shè)后不需要頻繁開啟，相比反復(fù)開挖直埋方式，管廊大大減少了施工噪音、揚(yáng)塵。另外，也起到了保護(hù)城市景觀的重要作用，減少因開挖作業(yè)對城市綠化、景觀破壞、城市道路，有助于保持城市環(huán)境美觀及其生態(tài)平衡[6]。

3城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿廊刖C合管廊缺點(diǎn)

3.1建設(shè)成本增加

將城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊雖具有多重優(yōu)勢，但也存在一些不可忽視的缺陷，其中建設(shè)成本增加便是較為突出的問題之一[7]。對于直埋方式而言，燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)成本廣泛涉及管道材料費(fèi)用、挖掘與回填費(fèi)用、人工費(fèi)用等。設(shè)管道材料費(fèi)用為C材料，挖掘與回填費(fèi)用為C挖掘，設(shè)計(jì)與施工費(fèi)用為C設(shè)計(jì)，人工費(fèi)用為C人工。則總成本C直埋可表達(dá)為

某項(xiàng)目每千米管道的材料費(fèi)用為500萬元，挖掘與回填費(fèi)用為200萬元，設(shè)計(jì)與施工費(fèi)用為20萬元，人工費(fèi)用為100萬元，則：

相應(yīng)的綜合管廊接入方式也主要涉及材料、挖掘、人工方面的成本，其每千米管廊材料費(fèi)用為3000萬元，設(shè)計(jì)與施工費(fèi)用為1500萬元，人工費(fèi)用為500萬元，則：

從表1中可以看出，綜合管廊的總建設(shè)成本顯著高于直埋方式。主要成本增加來自于管廊結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性且需容納多種管線設(shè)計(jì)需求。成本增加具體表現(xiàn)為材料費(fèi)用增加，管廊需要更多建筑材料，如鋼筋、混凝土等，以滿足更高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定性要求。管廊設(shè)計(jì)還需考慮多種管線相互影響及維護(hù)便利性，施工技術(shù)要求更高、周期更長。由于工程復(fù)雜度、技術(shù)難度增加，需要更多專業(yè)技術(shù)人員、施工人員，從而增加了人工費(fèi)用。由此可見，城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊建設(shè)成本顯著增加，主要是因城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿廊刖C合管廊結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、多功能性要求。而且由于燃?xì)庥脩舭l(fā)展具有一定的未可預(yù)見性，即使將城鎮(zhèn)燃?xì)庵鞴艿婪胖迷诰C合管廊中，為滿足用氣需求，管廊內(nèi)燃?xì)庵Ч艹雠摵笕孕鑼Φ缆烽_挖直埋敷設(shè)至實(shí)際用氣點(diǎn)位置，仍不可避免要對廊外道路開挖敷設(shè)支線管道，甚至造成廊內(nèi)廊外兩條管線重復(fù)敷設(shè)，反而會重復(fù)開挖路面和浪費(fèi)地下空間資源，造成燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)成本大幅度提高[8]。

3.2與直BrUuDiEs71cW0OLYZR9byw==埋敷設(shè)方式的安全比較

在密閉空間敷設(shè)燃?xì)夤艿赖陌踩砸恢倍际抢_燃?xì)馄髽I(yè)的主要問題。根據(jù)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB50838—2015），燃?xì)馀搶儆诩最惢馂?zāi)爆炸危險(xiǎn)性區(qū)域，燃?xì)夤艿廊肜确笤O(shè)與普通埋地敷設(shè)相比較，極有可能形成地下爆炸空間，而一旦出現(xiàn)不可控的天然氣泄漏，將直接危及地下其他管廊艙室，對社會危害相當(dāng)大[9]。燃?xì)夤艿榔胀竦胤笤O(shè)與管道入廊敷設(shè)危險(xiǎn)性分析對比如表4所示。

從表4中可見，管道入廊敷設(shè)危險(xiǎn)性明顯高于普通埋地敷設(shè)。主要原因來自于管道入廊敷設(shè)，可能發(fā)生地下受限空間可燃?xì)怏w積聚爆炸。而地下受限空間發(fā)生可燃?xì)怏w爆炸一般會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的事故，例如：2021年6月13日，湖北省十堰市張灣區(qū)艷湖小區(qū)發(fā)生的天然氣泄漏至地下暗渠內(nèi)的爆炸事故，造成26人死亡、138人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失超過5300萬元。湖北十堰事故發(fā)生后，2023年9月，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《城鎮(zhèn)燃?xì)饨?jīng)營安全重大隱患判定標(biāo)準(zhǔn)》（建城規(guī)〔2023〕4號）第六條規(guī)定：除確需穿過且已采取有效防護(hù)措施外，輸配管道在排水管（溝）、供水管渠、熱力管溝、電纜溝、城市交通隧道、城市軌道交通隧道和地下人行通道等地下構(gòu)筑物內(nèi)敷設(shè)，判定為重大隱患，所以根據(jù)國家判定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)管廊敷設(shè)至綜合管廊燃?xì)馀撝袑儆谙喈?dāng)危險(xiǎn)的行為。由此可見，管道入廊敷設(shè)危險(xiǎn)性是明顯高于普通埋地敷設(shè)的[10]。

3.3燃?xì)夤艿廊肜仁┕屝蘩щy

天然氣管道入廊材質(zhì)一般采用無縫鋼管，管道連接方式采用氬弧焊與手工焊外焊連接，焊縫檢測根據(jù)規(guī)范要求采用手動射線（RadiographicTesting，RT）和超聲波（PhasedArrayUltrasonicTesting，PAUT）雙百檢測[11]。由于燃?xì)馀搩?nèi)空間狹窄，安全維修困難，管廊內(nèi)施工、搶修風(fēng)險(xiǎn)大。主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面。

（1）綜合管廊的燃?xì)馀摱酁樾∶娣e隧道，在窄小隧道內(nèi)施工，安裝天然氣管道難度極大。長距離燃?xì)夤艿酪蚬艿缿?yīng)力問題，需要一定距離設(shè)置“π彎”以便消除管道應(yīng)力，一般采取垂直方向設(shè)置“π彎”，而燃?xì)馀搩?nèi)空間狹小，無法依靠大中型吊管設(shè)備，只能依靠人力進(jìn)行搬運(yùn)管道，大大增加了施工勞動強(qiáng)度，使施工效率極其低下。

（2）在燃?xì)馀撌┕r(shí)，氬弧焊與手工焊外焊施工過程中，必定會造成焊接位置周邊溫度過高，粉塵污染，有毒氣體污染以及缺氧的情況也比較嚴(yán)重，如不采用有效的對策，對焊接人員施工造成一定困難。

（3）管道焊接后，根據(jù)規(guī)范要求每道焊口均要進(jìn)行拍片檢測，其片子合格后才可將管道放置在管墩之上。由于無法依靠大中型吊管設(shè)備，預(yù)制管道只能依靠人力搬運(yùn)，故必須檢測人員長期留在現(xiàn)場，拍片結(jié)束后應(yīng)立即送至檢測中心快速得到結(jié)果后，才可安裝管道，造成施工銜接緊張，增加焊口質(zhì)量隱患。

4結(jié)語

本文深入剖析了城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿廊刖C合管廊的優(yōu)缺點(diǎn)，擬集中安置各類管線以有效解決上述問題。將城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿澜尤刖C合管廊可大幅度提高城市地下空間利用率，盡可能地減少對城市運(yùn)行干擾。但是，在安全、施工、搶修等方面，燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊存在極高的安全隱患與技術(shù)難點(diǎn)，現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不足以提供相應(yīng)的技術(shù)支持。為了切實(shí)保障城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)安全穩(wěn)定，建議采取試點(diǎn)工程，補(bǔ)全相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)后，方可納入綜合管廊管理。

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