地下空间规划与设计9――市政

城市市政公用设施概况与存在的问题城市市政公用设施系统的发展趋势城市地下市政设施规划思路实例：上海500kV世博变电站工程地下综合管廊系统规划实例：广州大学城综合管沟Page1城市地下市政公用设施系统规划概况市政公用设施是城市基础设施的重要组成部分。Page2城市市政公用设施概况与存在的问题供水能源通信废弃物排除与处理供电燃气供热排水固体废弃物市政公用设施水源开采；自来水生产、输送（上水系统）电能生产、输送、变配电站燃气生产、储存、输送生产、输送、热交换站电话交换台和线路；有线电视、网络传送系统下水系统和中水系统生产、生活垃圾的排除与处理概况一个国家或城市公用设施的普及率和现代化水平在一定程度上反映出其经济实力和发达程度。80年代，北京自来水普及率为90%，下水道普及率仅为27.3%，污水处理率为10%；全国城市自来水普及率为73%，污水处理率仅为2.4%。而同期，英国自来水普及率为99%，下水道普及率为94%.2000年，北京生活污水处理率为39.4%。Page3城市市政公用设施概况与存在的问题Page4城市市政公用设施概况与存在的问题存在的问题供需关系：在供需矛盾激化与缓解的往复过程中得到发展北京1910年开始有自来水，49年普及率19.5%，83年普及率90%以上，供水能力增加了18倍，但同期GDP增加了90.4倍，其中工业总产值增加了250倍，使北京的供水系统非常紧张。在几个人口集中的繁华地区，供水系统仍采用早年铺设的管道，即使水源充分，输配水能力也不适应需求。布置方式：分散、无序，自成体系，建设和维修上互相干扰，系统内部个环节不协调（如排水系统中，处理能力往往小于排污能力）。目标：综合化。除少数布置于管沟外，大部分直接埋设在土层中。电缆电线地下埋设率低。目标：地下化。杭州1988年遭台风袭击，许多电杆倾倒，全市电力供应中断10天。Page5城市市政公用设施概况与存在的问题存在的问题系统的事故问题以上两个问题造成系统内事故频繁。我国335座城市中，1/5的供水管道早已超过了使用年限。2001年宁波在地质勘探是钻穿了燃气管，外泄燃气35吨，幸即使处理未发生爆炸。类似燃气事故，在2002~2003一年半中就发生了14起。对环境的影响公用设施能力不足和系统不完备造成一次和二次污染。我国城市在污水和垃圾处理方面，比其他公用设施更为落后。如北方城市河流和地下水中，镉和汞的含量超过欧盟规定20000多倍。Page6城市市政公用设施概况与存在的问题Page7城市市政公用设施概况与存在的问题2011首山路煤气管道被挖断引发爆炸水管爆裂致市区大面积停水闹市区一日电杆倒7根险些砸到路人仓山水管爆裂水柱足足十几米高存在的问题管理体制与资金问题各系统分头管理，一个系统内部有时也分属不同部门。◦福州市区的电线杆属于多家单位，既有电力部门为电力线路立的，也有通信运营商为通信、网络线路立的。往往一家单位立杆后，其他单位就借杆架设各种线缆，“最后线杆上一团‘乱麻’，无法通过线缆来寻找线杆所属的单位。这样，一旦出现问题，各个单位就互相推诿，找不到真正的主人。◦一名从事市政维护的工作人员表示，市政部门所属的线杆只有路灯杆，对于其他的线杆，他们无权处理，而且担心贸然拆除无主的电线杆，会影响周围居民的生活，引发纠纷更无处说理。城市规模越大，就越需要对公用设施加强统一管理Page8城市市政公用设施概况与存在的问题存在的问题管理体制与资金问题城市对公用设施投资应与固定资产总投资保持适当的比例。◦发达西方国家，近年来城市基础设施的投资比重达60~75%。◦一些调查资料表明，在我国条件下，保持在35%，并使之均衡，是比较适当的。系统大型化，布置综合化，设施地下化和废弃物资源化是城市公用设施现代化的主要途径。Page9城市市政公用设施概况与存在的问题大型化有利于较彻底解决设施能力不足问题有利于系统综合布置及地下化城市大型供水系统在水源有保障的情况下，整个城市的供水可由几个大型配套系统分区负担，保持10~20%的储备能力，同时使系统地下化，对节约用水、用地和保证稳定供水都十分有利。纽约第三大型供水系统，完全布置在地下岩层中，总造价8.5亿美元，除了一条长22公里，直径7.5米的输水隧道外，还有几组控制和分配用的大型地下洞室，每一组都是空间上相当复杂的工程。Page10城市市政公用设施系统的发展趋势Page11城市市政公用设施系统的发展趋势城市大型能源系统采用大型系统集中供热和供气可节省能源，减轻城市交通运输负担和大气污染。瑞典斯德哥尔摩地区有120公里长的大型地下供热隧道，很多地区实现集中供热，正在研究在供热系统中增加地下贮热库，为利用工业余热和太阳能节约能源创造有利条件。1995斯德哥尔摩开始用新的区域制冷系统对中心地区进行集中供冷。其系统制冷的能量大部分来自于波罗的海的海水。Page12城市市政公用设施系统的发展趋势斯德哥尔摩市中心供冷输送网络示意图城市大型排水及污水处理系统只有建设大型排水系统，才有可能解决城市排水能力不足和污水处理设施不配套的问题。瑞典的大型地下排水系统，不伦在数量上还是处理率上，在世界上处于领先地位，瑞典排水系统的污水处理厂全在地下，仅斯德哥尔摩市就有大型排水隧道200公里。拥有大型污水处理厂6座，处理率为100%。Page13城市市政公用设施系统的发展趋势城市大型排水及污水处理系统美国芝加哥为了从根本上解决排水和水源污染问题，经7年研究，1972年制定了排水隧道、地下蓄水池和污水处理厂的计划。一期有一座大型地下泵站和177公里的排水隧道；二期三个地下蓄水池和34公里排水隧道。总投资32.4亿美元。Page14城市市政公用设施系统的发展趋势城市生活垃圾清运、处理与回收系统的大型化和资源化我国城市垃圾排出量以每年10%的速度增长。垃圾中可再生和回收的有价值物质含量越来越高。采用在地下管道中用空气吹送的垃圾清运系统可消除对城市的污染。瑞典是首先试验用管道清运垃圾的国家，在上世纪60年代初就开始研制空气吹送系统。1983年在一个有1700户居民的小区内建造一套空气吹送的管道清运垃圾系统，预计可以使用60年。由于与回收和处理系统配套建设，4年就可回收投资。Page15城市市政公用设施系统的发展趋势地下化市政公用系统一般由两大部分组成，即生产、贮存、处理系统和输送系统。生产、贮存、处理系统建于地面占用土地、存在安全隐患、影响景观。地下化是其发展方向。供水系统地下化排水系统设施地下化供电、供热设施地下化Page16城市市政公用设施系统的发展趋势综合化地下综合管廊系统（共同沟）Page17城市市政公用设施系统的发展趋势市政设施的地下化以城市道路、广场、绿地下地下空间资源的综合利用为方向，充分考虑城市地下市政设施布局规划与市政管线协调发展的综合管沟系统。在城市地面空间容量饱和的情况下，在地面建设和改造中，通过调整、置换等形式，利用绿地、闲置地块对变电站等市政设施地下化。对大型的居住区、工业区，鼓励中水设施地下化建设。鼓励在大型公共服务设施项目中考虑地下真空垃圾收集系统。Page18城市地下市政设施规划思路实例：上海500kV世博变电站工程市政管网概述城市地下市政管网是城市公用设施的重要组成部分。城市公用设施是维持城市生产和生活正常运行的基础，而作为其重要组成部分的城市市政管网也因此被称为城市的“生命线”。合理规划和建设好各类地下市政管线，是维持城市功能正常运转和促进城市可持续发展的关键。市政管网是较早利用地下空间的城市设施之一。这些敷设在地下自成系统的各种城市市政基础设施管线纵横交错，保障着城市的正常运行。从敷设方式来看，城市市政管网可分为“架空架设线路”（如电力、电信、道路照明等）和“地下埋设线路”（如给水、排水、燃气、热力、电信等线路）两类。就理论上而言，城市中绝大多数甚至全部市政管线均可敷设于地下。当前，随着城市的发展，城市中原有架空敷设的电力和通信电缆，正在或将要逐步改为地下埋设，使城市面貌得到改观，并增强城市的抗灾能力。本节主要讨论城市市政管线中的地下管线部分。（1）给水管道：生活给水、工业给水、消防等给水管道；（2）排水沟管：包括工业污水、生活污水、雨水管等排水沟管；（3）电力线路：高、中、低压输电线路、照明用电、电车用电等线路；（4）电信线路：包括电话、电报、广播、电信等；（5）热力管道：包括蒸汽、热水等管道；（6）城市垃圾输送管道；（7）可燃和助燃气体管道：包括煤气、乙炔等管道；（8）空气管道：包括新鲜空气、压缩空气管道等；（9）液体燃料管道：包括石油、酒精等管道；（10）灰渣管道：包括排泥、排灰、排渣、排尾矿等；（11）工业生产专用管道。在以上管线中（1）～（7）类为城市常见的管线。各种地下市政设施管道，按承压输送情况可分为：（1）压力管道：如给水、燃气、热力、灰渣等管道；（2）重力流管道：除个别情况外，一般如排水管道。一般以管线覆土深度超过1.5m作为划分深埋和浅埋的分界线。在北方寒冷地区，由于冰冻线较深，给水、排水、以及含有水分的煤气管道需深埋敷设。而热力管道、电力、电信线路不受冰冻的影响，可以采用浅埋敷设（但必须满足地面荷载的要求）。在南方地区，由于冰冻线不存在或较浅，给水等管道也可以浅埋，而排水管道需要有一定的坡度要求，排水干管往往深埋于地下。（1）地下直埋方式（2）综合管廊（共同沟）方式目前，许多城市中的给水、污水、雨水、燃气等管线一般都分散布置直接埋在地下，热力管线常敷设在地沟内，也可以直埋。以往常采用架空敷设的电力和通信线路，已在或将要逐步转入地下。市政基础设施管线一般都敷设在道路的人行道和绿化带下，布置不下时再安排在非机动车道和机动车道下。地下直埋方式具有成本低、布置灵活的特点。但是，各种设施大都独立分散布置，不仅占用了大量的城市地下空间，而且还存在埋设或维修管线而导致路面重复开挖的麻烦，造成道路使用寿命减少、开挖段路面交通堵塞以及管线的改造和扩建困难等问题。所谓地下管线综合管廊，又称为共同沟，是指将两种或两种以上的城市市政管线集中设置于同一地下人工空间内，形成一种现代化、集约化的城市基础设施。地下管线综合管廊的建设最早在欧洲兴起，最早的地下管线综合管廊出现在巴黎（1833年）共同沟作为一种现代化、集约化的管线敷设方式，在世界各大城市都得到了推广建设。迄今为止，巴黎市区及郊区的共同沟总长已达2100公里，堪称世界城市共同沟里程之首。伦敦市区已建成22条共同沟。日本至2001年，全国已兴建超过600公里的共同沟，在亚洲地区名列第一。①将各种地下埋设的管线，集中规划设置于一条功用的管道中，可避免沿线用户无规划地乱用地下空间，多次开挖路面，既破坏道路结构，又影响交通和居民生活。②它可以暗挖施工，而不需开挖地面，因此不妨碍地面交通和造成对现有地面设施的破坏，可保护城市地面环境。③各种地下管线集中敷设在地下综合廊道内，可以紧凑布置、分层敷设。如果还能同时减少或取消敷设在这一路段横穿道路的联结支线和用户接线，将可以减少占用道路宽度，节省出相当一部分地下空间，供其他开发用。④地下公用设施管廊或隧道可以无阻挡地在大多数地区通过，且可以使地下管线较短。⑤地下综合管廊或隧道，便于各种管线相互配合，空间利用率高，相互影响小；便于人员进入随时检修，减少故障的发生，并可全部回收旧电缆。⑥管线结构老化慢，使用寿命长；易于随城市的再发展而进行合理的扩建；有利于战时保护。⑦由于地下结构天然的具有抗震、防洪、防风等作用，地下管线综合管廊在灾害或战争发生时可有效减轻其对城市管线的破坏，大大提高了城市管道的防灾抗毁能力。⑧工程造价与传统的地下给、排水、电力和电信、供热、供气等管线各自分别设置的总造价相比，增加并不多。综合经济与环境效益明显。1）本体◦一般而言，地下管线综合管廊的本体是以钢筋混凝土为材料，采用现浇或预制方式建设的地下线状构筑物