小型綜合管廊：老舊城區的“短平快”案例實踐
補強基礎設施短板、提高市政基礎設施承載力和可靠性是當前城市更新工作中重要一環。更加經濟集約的小型綜合管廊作為一種市政管線空間載體，更易于實現架空線入地，同時融合給排水、熱力等其他地下市政管線，集約道路地下空間，促進城市環境美化，并有一定冗余可適應未來城市發展迭代更新需求。以北京市近年的相關工程應用實踐經驗出發，分析并總結城市更新背景下小型綜合管廊的適建性與技術發展方向。
1 老舊城區市政管線系統現狀分析
1.1 市政管線系統的發展
市政管線系統是城市市政基礎設施的重要組成部分，是城市能源輸送命脈。隨著城市空間不斷拓展、新型能源需求增加、專業技術手段進步，市政管線系統由最初簡單的供水、排水系統，逐步發展為包括供水、排水、再生水、供電、通信、燃氣、供熱等多種類復雜的系統。
1.2 市政管線系統存在的問題
1.2.1 架空線無序建設
改革開放后，隨著經濟社會高速發展，城市用電及通信需求急劇增加。架空敷設在一定經濟、技術條件下是解決需求的最快方案，因此，城市中大規模搭建架空線路。隨著經濟水平提升、人居環境要求提高，無序建設架空線的弊端凸顯：①視覺景觀差；②多布置在人行道，存在桿柱傾倒、纜線墜落風險；③纜線外露，與樹木密接，存在雷擊、火災等風險；④通信管線外露存在信息安全風險；⑤電力架空輸送電力效率降低的問題。
1.2.2 道路下空間不足
隨著街道環境整治、架空線入地推進，在狹窄街巷下敷設多種管線的需求更加迫切。而老舊城區道路狹窄，房屋基礎較淺，地上施工面窄小，按照常規管線安全間距要求，寬度不足以滿足多種管線直埋需求；同時影響合流制排水溝分流改造，不利于城市水環境的徹底改善。
1.2.3 直埋市政管線安全隱患
市政管線的敷設方式包括架空、直埋、廊化等。目前直埋仍是市政管線主要的敷設方式。很多管線存在著建設標準偏低，超期服役，道路內井蓋較多等問題。直埋管線易產生因自身結構性缺陷、外力破壞等引發的安全事故。研究表明，引起給水管、排水管、熱力管、工業管事故和井蓋類事故最多的原因為自身結構性隱患；引起燃氣管、電力電纜和電信電纜事故最多的原因為外力破壞。
1.2.4 道路破復影響交通
市政管線更新增容，導致道路反復開挖，影響交通，使人民正常的生活秩序受到嚴重干擾。在老舊城區，這個問題更為突出，市政管線更新增容難度極大，事故隱患陡增。
1.3 城市更新中的新需求
市政管線系統隨著生活方式的發展，在經濟能力、需求標準、技術水平相互作用下不斷發展。提高市政管線系統承載力和韌性，促進人民生活水平提升，也是城市更新的目標之一。
隨著信息業務的發展，電信網絡及安全監控需求增大了電信線纜的需求；新能源充電需求也帶來電力規模大幅增加，可能造成已架空線入地區域將再次出現新的架空線。目前常規架空線入地做法存在再次增容困難的缺陷。
直埋市政管線附屬設施位置隨意，同時出現井蓋較多的現象，可能影響行人通行和城市景觀。胡同內合流制排水管道也亟需道路下空間進行分流改造。
2 解決思路
市政管線系統改造應統籌分階段進行，充分集約地下空間，附屬設施避讓盲道、人行空間，盡量減少井蓋，使環境更美好、功能更人性、效率更高效，滿足城市高質量發展的要求。為應對城市高質量發展的需要，解決“空中蜘蛛網”“馬路拉鏈”等城市發展中出現的問題，自2015年起，我國大力推動城市地下綜合管廊建設，取得了良好的成效。目前綜合管廊已覆蓋252座城市，涉及1 350個項目，形成廊體約6 000km。其中北京市規劃到2035年將建成綜合管廊450km，到目前已完成200km左右。
而對于老舊城區來說，一方面市政管線系統更新需求尤為迫切，另一方面受道路狹窄、拆遷難、施工擾民等條件限制，大型綜合管廊難以大范圍建設，兩個方面的矛盾亟待解決。輕量化的小型管廊是對市政管線廊化建設體系的有益補充，特別針對以老舊城區為主的城市更新項目，在道路狹窄、工期緊、投資緊張的條件下，可實現短平快的效果。這方面國內外已有大量成功的案例實踐。
2.1 國內外案例
2.1.1 國外案例
日本東京是超大國際城市，其長期城市建設實踐證明，建設地下綜合管廊可在城市發展中最大程度的減少對交通影響，滿足高標準抗震需求，實現能源供給的高水平。日本有完善的綜合管廊法規，明確建設流程、資金籌措、費用分攤、運營管理等要求，具有較強推動力。近十幾年來日本東京等歷史文化城市，在老舊城區大規模推行小斷面纜線共同溝（管廊）建設，滿足老城區架空線入地、風貌提升等需求。目前日本全國范圍內纜線共同溝長度已超過9 000km。
捷克布拉格是世界文化遺產城市，在其歷史街區更新中采取綜合管廊方式敷設市政管線，可最大程度避免古羅馬時期的道路受到嚴重破壞。綜合管廊系統由約深20m的干線和約深5~6m的支線綜合管廊組成，總長約90km。其將水、電、氣、熱等共艙敷設，同時建設完備的監控、巡檢等運維系統。
旅游經濟是西班牙歷史城市潘普洛納的重要支柱，提升生活品質及保護風貌是古城更新的重點要求。為實現纜線入地、雨污分流，避免管線檢修增容等對旅游業的影響，同時適應道路狹窄、工期緊張等限制條件，其采用單艙小型管廊很好的實現了市政管線的更新。實踐中大量采用預制結構及適宜工法，減小施工影響并保證了工期。
2.1.2 國內案例
南京小西湖項目是歷史文化街區基礎設施改造項目。該項目設計、施工及管線遷改過程中的靈活性值得借鑒。其歷史街巷道路寬度僅約3~7m，采用集成度較高的小型管廊，實現了市政管線增容，同時大量減少井蓋，提高了城市整體風貌。該項目位于南方，小型管廊可淺埋；部分燃氣、雨污水管采用耳艙型式，綜合效益顯著。
海口臨空經濟區建設中，首次實踐將給水、再生水、電力、通信納入小型管廊，附屬設施輕量化、管線空間集約化，實施效果很好。
雄安新區雄東片區建設中，采用電力電信共艙的小型管廊形式，布設于機動車道下，步道下留給燃氣、熱力、雨污水管線，可實現機動車道下無井蓋，城市風貌品質更高。
國內其他省市如深圳市、成都市、蘇州市等城市在老城區內嘗試建設了一批小型的管廊或管溝，起到了較好的示范作用。
2.1.3 經驗借鑒
市政管線廊道化建設，可提升管線系統的安全性，集約整合地下空間資源，成為提升環境風貌重要的手段。上述實踐案例，是在綜合考慮更新條件、建設成本等因素的基礎上，使用小型管廊技術促進城市更新的應用場景。
通過對北京市部分小型管廊建設案例建設成本的分析，綜合考慮全生命周期內城市管線系統敷設、增容、改造及相應的道路破復、加固導改和交通影響等成本，小型綜合管廊比直埋管線工程一次投資高65%左右，但如果考慮全生命周期（含100年）、直埋管道進行3次更換，小型管廊綜合效益約為直埋管線的2.5倍，體現出了較大的經濟優勢。
2.2 相關技術規范
小型管廊屬于綜合管廊的一類，是目前《城市綜合管廊工程技術規范》（GB 50838-2015）中纜線管廊的延伸與發展。北京市綜合管廊地方規范修編時，首次提出將綜合管廊分為干線綜合管廊、干支結合綜合管廊、支線綜合管廊、小型綜合管廊四大類。小型綜合管廊為用于容納小規模電力電纜、信息線纜、給水配水管道、再生水配水管道等，主要服務末端用戶。其內部空間可不考慮人員正常通行，可不設置常規電氣、機械通風等設施的綜合管廊。
3 北京市小型管廊的應用實踐
近年，北京市在城市更新中，以保證市政供給安全、提高服務水平為基本原則，借鑒國內外建設經驗，對適宜市政管線系統更新的小型管廊進行了探索與實踐。
3.1 海淀區香山地區小型管廊
3.1.1 工程概況
海淀區香山地區屬于三山五園重點功能區，是傳統歷史文化與新興文化交融的復合地區。為確保香山革命紀念館如期建成使用，在周邊市政配套工程（香泉南路及杰王府西路）中第一次建設小型管廊，主要納入10 kV電力電纜及通信線纜，全長約0.8km。該項目于2019年5月開工建設，當年8月便建成投入使用（見圖1）。
小型管廊淺埋于步道下，考慮防凍及綠化種植要求覆土深度約為1.2m。廊內不設置消防、照明、監控等設施，設置自然通風口并與人員出入、逃生口、吊裝口等結合，盡量減少道路空間占用及井蓋數量。根據運行安全和維護管理基本需要，設置接地、集水坑、防火封堵等設施。
工程施工時為香山地區旅游旺季，為不影響旅游人員通行，采用夜間施工、白天恢復作業面方法。為加快施工進度、降低施工難度，節約項目投資，小型管廊主要采用鋼筋混凝土預制矩形結構。預制矩形斷面內尺寸為B×H=1.7m×1.8m，節段長度為2m（見圖2~圖4）。
圖2 小型管廊
3.1.2 主要特點
（1）該項目是北京市小型管廊的首次實踐，是歷史文化風景區市政管線由傳統架空/直埋升級到小型廊化的探索，其附屬輕量化、標準化及快速施工經驗，為類似區域架空線入地和市政設施提級改造提供了較好的實踐經驗。
（2）小型管廊布局緊湊、節約空間、保障管線安全性，非常有利于區域市政需求保障、街道品質提升，滿足歷史文化街區更新改造的需求。
（3）統籌地上地下空間利用及相關設施（燈桿、標志標牌、城市家具等）。小型管廊地上附屬設施（風亭、井蓋等）與周邊環境相協調，地下構筑物的設計與其它市政設施空間協調。
（4）打破管理模式，將常規敷設在道路下方的路燈、交通監控、安防監控等纜線入廊，提高空間資源利用價值。
（5）預制拼裝施工工法：采用預制工法，縮短工期，降低對周邊旅游的影響。
圖5 香山小型管廊做法
3.2 東城區西草市街小型管廊方案研究
西草市街位于北京市東城區天壇街道（珠市口東大街-天壇路），位于南中軸線東側，長度約500m，胡同寬度約4~6.5m。梳理現況管線，研究提出小型管廊方案，將電力通信架空線、路燈照明、給水管納入的同時分析現況合流管道豎向，巧妙的將路面雨水管也納入小型管廊內，以實現雨污分流目標。
該方案將給水、雨水等給排水管道納入小型管廊中，充分體現了小型管廊廣泛的適建性。當老舊城區內胡同雨水匯水面積較小、污水排水量可控的情況下，在上下游高程不會造成小型管廊覆土過深（一般不大于2m）時，雨水、污水均可以管道方式納入小型管廊內，實現老舊城排水分流。日本東京和德國法蘭克福等城市均有排水管道入廊的成功案例。
3.3 其他小型管廊項目的研究
3.3.1 隨路小型管廊研究
自2020年，北京市已在首都功能核心區等老舊城區開展了一系列小型管廊實施的研究及推進工作。配合“北京中軸線申遺”—西草市街改造、永定門外街道寶華里片區危改、石景山衙門口地區老舊城區更新、長辛店老鎮歷史文化街區更新等項目中，均開展了隨路小型管廊實施方案的研究，為小型管廊發展進行了有益探索。
3.3.2 節點型管廊研究
新建市政管線穿跨越現狀道路、河道、地鐵、鐵路等重要設施，往往需要對涉及的設施保護進行繁復的技術論證，大大拉長了建設周期；各種安全措施或繞行方案都大大增加工程投資，也影響市政管線系統的完整性。在此情況下，以節點型管廊形式集中穿越，并在適合的條件下采用小型管廊，會具有更高的技術經濟優勢。
4 技術特點及發展方向
4.1 技術特點
4.1.1 附屬設施輕量化
小型管廊附屬設施可根據建設條件進行輕量化配置，一般可不設置機械通風、消防、照明、監控等設備，節約投資和運行費用。為保證運維基本功能與安全，可采用移動式、低功耗、低維護、臨時的設施配置方式：①小型管廊應設置接地系統；②電纜應為阻燃電纜，間隔100m設置防火分隔（如阻火包）。不需設火災自動報警系統及自動滅火設施；③無供熱管道時，可采用自然通風；通風間距、百葉面積通過電纜發熱量及環境溫度來確定；④可設置智能井蓋監控系統；⑤可選配照明、環境監控和自動排水功能；⑥通風、吊裝、人員出入口、地塊出線等節點集約、標準化設置；⑦納入小型管廊的排水管道檢查井宜直通地面，應采用密閉性強的一體化檢查井。
4.1.2 運維管理智能化
小型管廊運維管理應創新模式、精細化管理。可利用機器人檢測代替人工巡檢，大數據代替人工分析，快速修復代替管線成段更新。當人員有進入需求時，配備齊全的安全生產輔助設備，嚴格執行有限空間作業安全要求。
4.1.3 施工工法快速化
小型管廊設計需要緊密結合現場情況，充分考慮小空間作業等問題。在保證安全質量的前提下，施工工法快速化可有效降低成本，縮短人員、物資、機械等資源的占用周期，同時，最大程度減小對居民生活的影響。小型管廊施工有明挖（現澆與預制），非開挖（頂管、盾構、暗挖）等。目前快速施工法有蓋挖支護一體、預制裝配式、小型U型盾構等工法。小型管廊內部空間較小，可采用小空間焊接、電纜輔助敷設、空壓機吹送光纜等輔助方法安裝。
4.1.4 空間利用發展
隨著科技不斷進步，5G時代的到來，智慧城市新基建大發展。小型管廊具有一定的冗余空間，在滿足管線增擴容需求的同時，可作為新型能源供應載體，為充電、自動駕駛、智慧交通、安防信息等提供助力，降低綜合建設成本，進而實現提質增效。
4.2 發展及展望
（1）在老舊城區更新項目中，小型管廊可結合歷史文化街區道路改造建設，結合居住區地下空間利用（如地下車庫）建設，結合重點商業區地下空間綜合利用建設，結合既有軌道交通升級改造建設，結合新建軌道交通建設，應用場景廣泛。
（2）充分堅持規劃先行原則，在更新改造區根據街道寬度、管線種類等對小型管廊適建性進行分析，統籌考慮建設空間、實施難易、經濟性、更新時序等因素，將小型管廊以引導性指標納入街區建設指引或控制圖則，作為示范推廣使用。
（3）近年頒布的地方指導意見、設計規范等，明確了小型管廊的定義和應用場景。但小型管廊建設費用及運行成本的收取，尚未完全明確清晰，因此明確小型管廊入廊費用、運維管理機制是促進小型管廊發展，確保城市更新取得更大效果的保障。
5 結 論
目前，歷史文化街區更新、老舊城區整改、商業區更新改造是北京城市更新重要內容，市政管線系統不應成為市政基礎設施的短板。小型管廊作為一種安全可靠的地下市政管線承載體，集約、經濟、易于實施，較適宜于城市更新項目建設。小型管廊將架空線入地的同時，為雨污分流建設、多種類管線用戶提供可利用空間，置換出道路下線位空間也可作為其他城市功能使用，具有很高的技術經濟優勢，推廣前景十分顯著。
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