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瞭望 | 提升地下空間韌性

2024-06-19 09:19:24來源:新華網

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  通過運用GIS、BIM、物聯網、大數據等技術,地下綜合管廊全生命周期得到系統化、精細化管理,對災害的衝擊抵抗能力和風險適應能力得到提升

  2022年,全國地下空間發生災害與事故共58起,包括火災、水災、施工事故、交通事故等

  文 |《瞭望》新聞周刊記者 馮維健

  城市地下空間是寶貴的國土資源,是實現城市立體化高質量發展的重要基礎。

  如今,地下空間已成為一些超大、特大城市提升土地利用水平、支撐城市高質量發展不可或缺的組成部分。根據《2023中國城市地下空間發展藍皮書》,截至2022年底,我國城市地下空間累計建築面積29.62億平方米。

  如此巨量的地下空間,保證其安全與高效運行至關重要。中國城市規劃學會發布的《2023中國城市地下空間發展藍皮書》顯示,2022年,全國地下空間發生災害與事故共58起,包括火災、水災、施工事故、交通事故等。

  伴隨著地下設施連通規模的擴大,城市地下空間災害應對的複雜性和難度也在增加,提升地下空間韌性刻不容緩。

  任何環節都不能有偏差

  河北雄安新區是國內進行大規模地下空間開發利用的城市之一,高標準高質量建設與合理開發利用地下空間,成為這座“未來之城”全新的建設理念。

  漫步在雄安新區,人們在欣賞起伏的天際線時,沒有傳統城市建設中縱橫交錯的電線遮擋視線,水、電、氣、暖、網這些市政配套基礎設施管線全部被收納進了地下。高質量建設的能源艙、電力艙、綜合艙成為支撐這座城市運行的命脈,為我國城市地下空間開發利用探索著經驗。

  合理開發利用地下空間,是《河北雄安新區規劃綱要》明確提出的任務,其中提到要優先布局基礎設施,在城市幹路、高強度開發和管線密集地區,根據城市發展需要,建設幹線、支線和纜線管廊等多級網絡銜接的市政綜合管廊系統。建設地下綜合防災設施,形成平災結合、高效利用的地下綜合防災系統。

  “所謂綜合管廊就是在城市地下建造一個隧道空間,空間設有專門的檢修口、吊裝口和監測系統,實施統一規劃、統一設計、統一建設和管理。”中國雄安集團基礎建設有限公司相關負責人&&,綜合管廊的建設投資大,施工難度高,標準要求高,但只有地下做扎實了,才能更加放心地建設地上部分。

  地下綜合管廊項目施工工序繁瑣,從基坑支護及開挖,到結構施工、基坑回填,再到管線及排管施工、路基填築、路面攤鋪,任何一個環節都不能出現偏差。

  在北京大興國際機場臨空經濟區(廊坊),城市綜合管廊正在加緊建設,《瞭望》新聞周刊記者在現場看到,開挖的基坑兩側,幾名工人操作混凝土噴射機,正在對邊坡進行加固處理。“我們借助噴射機械,將速凝混凝土噴向邊坡表面,使基坑得到加強和保護,起到防水、防沖刷、防坍塌的作用。”負責管廊建設的中國華冶科工集團有限公司工程師孫偉説。

  近年來,從極端天氣到安全事故,城市發展運行過程中,各類事件頻發。城市地下空間面臨的風險種類和災害挑戰增多,在工程規劃和建設的起步階段,全面提高地下空間韌性設計水平和地下空間災害應對能力,至關重要。

  “地下綜合管廊屬地下工程,為深基坑作業,最大深度達14米,安全施工措施要求高。”孫偉説,“我們採用鋼筋混凝土灌注樁、錨索、鋼支撐等基坑支護措施,保護深基坑作業安全。”

  火災、洪澇、地震……各類災害的發生可能對城市地下空間安全構成威脅,建立完善的城市地下空間防災體系是重中之重。

  在北京大興國際機場臨空經濟區(廊坊),管廊頂部距離地面不低於3.5米,管廊內部每隔200米設置一個防火分區,安裝專業防火門,確保符合消防要求;管廊自身結構防水,底部設有排水溝,每個&&口高於地面並安裝專門的防倒灌設施,避免城市內澇對入廊管線造成損害;設計時充分考慮地質構造,利用抗震鋼筋、抗震支架等建設管廊,保障地下綜合管廊抗震設防烈度達到八度……

  “綜合管廊工程與其他地下設施規劃建設相協調,要多注意複雜多變的地下設施資料,掌握其標高、斷面和走向,結合地勢和地質等條件,確定合理的建設方案,做到綜合統籌。”中國華冶科工集團有限公司項目經理王凱寧説。

  多位受訪業內人士指出,安全是城市發展的基石和底線。近年來,隨著各地城市規模擴大、建設力度不斷加大,地下綜合管廊建設增長迅猛,守護城市“生命線安全”成為韌性城市建設的重要課題。

  近萬套前端感知設備覆蓋風險點

  “氧氣濃度正常,二氧化碳濃度正常……”日前,在雄安新區容西片區地下綜合管廊,一次常規的人工巡檢正在進行。運維人員手持氣體檢測儀,對綜合管廊中的氣體成分及濃度進行檢測,經與環境監測設備的數據對比,確認管廊內環境良好,各項設備運行狀態正常。

  住房和城鄉建設部&&的《城市地下綜合管廊運行維護及安全技術標準》明確,綜合管廊是保障城市運行的重要基礎設施和“生命線”。為保證值班人員能及時處理報警、管線事故等各類突發情況,綜合管廊必須實行24小時運行及維護管理。

  24小時運行及維護管理,意味著單靠傳統的人工巡檢遠遠不夠。如何及時感知地下管線的異常,在風險發生時進行快速有效的處理,切實守護好城市“生命線安全”?智能化設備的作用不容小覷。

  在雄安新區,本刊記者在工作人員的指引下,從容西片區地下綜合管廊一處入口進入,只見管廊通道縱橫交錯又相互聯通,仿佛置身於一座“地下迷宮”。管道、線路及智能設備分佈其間,電力、通信、燃氣、供熱、給排水等各種工程管線就像住進“集體宿舍”。

  漫步于綜合管廊內,時不時看到各種智能化設備,溫濕度感應器、含氧量監測設備、自動感溫裝置……這些設備24小時運行,負責收集並傳輸管廊內的各種數據。

  “地下管廊布設20多種、近萬套前端感知設備,覆蓋燃氣艙、能源艙、綜合艙、電力艙所有風險點,可實時監測綜合管廊運轉情況。”中國雄安集團基礎建設有限公司相關負責人&&,通過耦合器—協調器—網關—控制中心,海量數據得到匯總,安全運行情況被實時監控。

  在這裡,每10米佈置一個可燃氣體探測器,每100米佈置一部光纖電話,每200米佈置一組高清攝像頭、一組氧氣和溫濕度傳感器,所有設備各司其職而又相互配合,如同一個個“宿管”,24小時“在崗”,不斷地進行自動監測。

  水火無情,地下空間尤其如此。全方位提高應對暴雨、洪水等極端天氣災害的抵禦能力,更離不開科技的力量。通過運用GIS、BIM、物聯網、大數據等技術,地下綜合管廊全生命周期得到系統化、精細化管理,對災害的衝擊抵抗能力和風險適應能力得到提升。

  例如,當智能系統檢測到一氧化碳、甲烷等危險氣體的濃度超標時,地下綜合管廊相關設備會自動報警,通風機自動開啟,通過通風系統調節管廊內空氣質量,降低有害氣體濃度;當水管破裂,水位達到一定高度時,自動液位儀檢測到臨界水位,排水泵將自動開啟,破裂段水管閘閥會及時關閉;當遭遇火災時,系統自動啟動應急照明、疏散指示、聲光報警和消防系統,同時關閉著火區所有井蓋設備和常備式防火門,通過隔絕空氣控制火災蔓延……

  數字化管理地下綜合管廊,是韌性城市建設中的一個縮影。如今,日新月異的科技工具、智能手段和數字模型的應用,正為城市治理賦予更多可能性。

  根據規劃,到2025年底前,我國將基本實現綜合管理信息&&全覆蓋,城市地下市政基礎設施建設協調機制更加健全,城市地下市政基礎設施建設效率明顯提高,安全隱患及事故明顯減少,城市安全韌性顯著提升。

中建十堰管廊公司運維人員在紫霄大道管廊內巡檢(2023年5月12日攝)   伍志尊攝/本刊

  助力城市韌性提升

  “利用地下空間建設城市綜合防災體系,是新形勢下安全韌性發展的新方向。”中國城市規劃學會常務理事梅耀林&&,地下空間由於其密閉性好、環境穩定性強等特點,是打造韌性城市的前沿陣地。通過合理開發與利用城市地下空間,能夠統籌布局地上地下防災空間,建立地上地下一體化主動防災體系,提升城市整體防災減災能力。

  專家指出,韌性城市具有可恢復性、智慧性和適應性等特性,如何將韌性城市理念運用到城市中不同類型的地下空間仍需不斷探索。

  促進地下空間規劃科學化。近年來,北京、上海、廣州、深圳、青島、雄安新區都明確提出建設韌性城市。目前,浙江義烏、四川德陽、浙江海鹽和湖北黃石4座城市入選“全球100韌性城市”。

  梅耀林等專家&&,各地要堅持以人為本、公共優先、平急兩用、平戰結合等規劃理念,交流不同建設地域、不同發展階段的地下空間規劃編制經驗,探索提升地下空間規划水平,使其成為地下空間科學、高效、安全、有序開發利用的重要依據,努力構建地下空間高水平開發、高質量利用、高效率治理新格局。

  推動地下空間利用集約化。專家&&,直面地下空間開發利用中存在的問題和挑戰,合理利用地下空間資源,做到開發與保護相結合、效率與安全相結合,系統謀劃、統籌利用。以集約化開發利用地下空間為重要手段,有效提高城市安全韌性,緩解城市交通壓力,促進城市有機更新,創建城市宜居環境,推動城市高質量可持續發展。

  引導地下空間體系數智化。在地下空間規劃建設管理中,要積極運用現代數字技術、信息技術、物聯網技術等,推動地下空間一體設計、功能統籌、空間治理、生態保護、安全韌性、技術創新等多維信息融合共享,搭建地下空間三維信息&&,以智能技術助力地下空間高效開發,全流程賦能地下空間規劃、設計、建造、運營維護與安全管理。

  多位受訪業內人士建議,繼續加大對城市運行數據的挖掘和分析,打造一個城市地上、地下、雲上全覆蓋的一體化安全智能系統&&,充分利用全域感知、物聯網、雲計算、人工智能等技術手段,對重大災害風險做到事前預控決策、事中精準應對、事後高效救援。

  助力地下空間治理法治化。《2023中國城市地下空間發展藍皮書》顯示,截至2022年底,我國頒布有關城市地下空間政策法規文件共693部,涵蓋地下空間設施、開發利用、使用管理、資源權屬等方面。近年來,北京、上海、河北、江蘇等省市堅持綜合施策,完善地下空間管理領域的政策法規,著力解決地下空間使用、運營難題。

[作者: 馮維健  責任編輯: 高麗 ]
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