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    揭秘國外如何建設和管理城市地下管線

    時間:2016-05-23 14:58 來源:經濟日報 點擊:
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      城市地下管線是城市基礎設施的重要組成部分,是城市安全高效運行的“生命線”,其運行狀況是否安全、平穩、可靠、高效,關系各類物資、信息的輸送傳遞,關系城市環境的維持與城市災害的防治。加強城市地下管線管理,正成為全球性的趨勢。


      美國:建立體系 綜合管控

      作為管道建設最為發達的國家之一,美國曾是管道事故多發國。在美國導致管道泄漏事故的原因主要包括第三方開挖、管道腐蝕、機械故障、控制系統失靈和操作事故。根據美國管線與危險物質安全局的統計數據,美國近20年來發生的管道事故,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體系,逐步建立了對聯邦政府、州政府和運營商共同參與的構建管線信息與風險管理系統,對管道安全管理中的權力和職責進行了嚴格規范。2009年以來,隨著立法與監管工作的加強,美國的重大管線事故已經大幅下降。

      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展開,1968年出臺了《天然氣管線安全法》,1979年再出臺《危險液體管線法》。為適應管線系統特別是城市地下管線工程的發展,降低公眾對于管線安全的擔憂,美國聯邦政府于2002年通過了《管道安全改進法》,以法律形式明確要求管線業者必須對高風險區域實施風險分析,執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、實施及安全法》,逐步構建以確保油氣管道為核心的多層次管道法律法規體系,對管道安全管理中的權力和職責進行了嚴格規范。

      特別是2002年通過的《管道安全改進法》,首次以法律的形式明確要求執行管道完整性管理程序,即要求管道運營商在高風險區域實施“完整性管理程序”,定期采取內檢測、壓力試驗和直接評估方法評價管道系統的完整性,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,《管道安全改進法》要求美國各州建立“統一電話報警系統”。在管線施工之前2至3天,施工單位必須通過相關通報系統獲得施工區域內相關地下設施位置及信息,才可以開始施工。當事故發生時,管道運營商、用戶和挖掘者利用該系統可盡快向位于華盛頓特區的國家應答中心(NRC)報告事故情況。這一措施提高了事故發生后的報警和協調效率,增加了事故信息快速共享,由權威的NRC統一協調救援。如果工程施工導致管線破裂受損,危及生命及財產安全時,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,由管線業者每年向該部下屬的管線與危險物質安全局提交所有管線位置以及基本屬性數據。該系統是聯邦政府層面對管道安全進行緊急響應、實施檢測計劃、增強安全性等基本決策的重要支持工具。該系統也向相關從業者提供數據參考,用于協助決策、管線風險界定、土地開發與小區規劃等用途。一般民眾也可登錄此系統,有限制地查詢州、郡的當地管線分布圖、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)負責協調管線系統關鍵基礎設施的安全問題,負責提出所有運輸系統安全的國家政策以及計劃,特別是危險物質輸送管線與設施。美國管線與危險物質安全局負責監督以及檢測全國危險物質管線安全,執行管線安全相關法令,制定各種管線制造設計、安裝、維護檢修等相關規范及事故調查處理等,以確保管線系統的安全、可靠,并要求符合環保的操作。

      為確保運輸設施安全防護管理的協調性、一致性與有效性,并明確界定權責與分工,美國國土安全部與交通部于2004年簽訂合作協議,于2008年由該部下屬的運輸安全管理局(TSA)和交通部的管線與危險物質安全局共同簽署合作備忘錄,提出11項危險物質管線安全管理方案。

      據悉,美國全境目前有47萬英里的石油天然氣管道,連接著電廠、機場和軍事基地等關鍵基礎設施。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邦政府嚴格控制之下。在管理體制方面,聯邦政府有7個部門負責油氣管道安全監管事務,它們分工明確,形成了較健全的監管體系。此外,大部分州政府也設立了能源管理部門和油氣管道監管機構。


      英國:特色明顯 更新加速

      英國倫敦現代化的市政管網建設始于19世紀中后期。19世紀早期的倫敦,因為將大量的生活污水未經處理直接排入泰晤士河,使得當地飲用水源受到嚴重污染。1850年前爆發的嚴重霍亂和其他傳染疾病最終迫使英國政府下決心修建現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,構成了市政管道的重要基礎。經歷了超過150年的發展,倫敦的城市管道建設的自身特點也愈發明顯:

      一是城市管道系統為單一的合流制。倫敦的市政管道設計始于維多利亞時代,當時的設計采用一種方式和管道來處理生活污水和雨水等所有廢水。當前倫敦市政管道系統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也深刻影響了后續的設計和發展。即使分流制已經在當今成為更為科學的污水管道設計方式,但這一合流制依舊主導大倫敦地區的管道系統設計。

      二是因地制宜,依托河流規劃城市管道系統。19世紀中葉設計的大量管道系統是通過污水處理系統將處理后的污水導入泰晤士河。這一規劃模式沿用至今,只是現代管網更為復雜,污水處理技術更為先進。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入泰晤士河。

      三是城市擴展中管道規劃和建設先行。經歷了歷史上一系列因為污水問題帶來的公共衛生災難后,市政管網建設在倫敦城區后來的擴展中獲得了越來越多的重視。上世紀末,在發展以道格斯島和皇家碼頭為核心的東倫敦地區過程中,倫敦市政府委托專門公司,在城市開發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。

      四是城市管道建設融入更多的高科技元素。當前,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。泰晤士水務公司數據顯示,平均每年污水溢出事故數量為40起。為了避免上述問題頻繁出現,泰晤士水務公司將先進的信息技術融入城市管道管理。該公司不僅在網站上實時發布地下管道維修、滲透報告和計劃中的管道工程,幫助市民查出所在區域管道的各種信息,同時設置了實時報警體系,方便市民隨時將各類管道擁堵和故障情況上報。

      五是全面監控污水排放。當前,英格蘭和威爾士地區環境署嚴密監控各地生活污水和企業污水管道情況。任何接入市政管道的新建管線和相關排放情況都要得到環境署的排放授權,并符合相關排放標準。如果在監控過程中發現污水違規進入管道或存在不合規管道連接,環境署將對其進行嚴厲處罰。

      當前,大倫敦地區和周邊地區一共有超過4.35萬英里的排水管道和超過2500個污水泵站。這些城市管道系統雖然有諸多先進之處,但是并非“一勞永逸”。倫敦地區每年都會投入大量資金進行市政管道的維修、維護和改造。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代化的管道系統。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”,這是英國水務建設史上投資最大的項目。該管道項目沿泰晤士河橫穿倫敦中心城區,全長約25公里。管道設計直徑為7.2米,深度為泰晤士河河床下16米。英國市政部門預計,該項工程建成后,倫敦地區的污水處理能力每年將增加5500萬噸。


      瑞士破解“拉鏈路” 有良方

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

      在城市建設中,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。如果相關部門或企業因建設計劃、資金、建設時序等因素而各行其是、重復開挖,必然使得道路淪為“拉鏈路”,甚至在建設中不時發生管線被挖斷的事故。2014年的統計數據顯示,中國自來水管道因供水管網漏失而損失的自來水每公里每小時達4立方米以上,而這個數字在瑞士僅為0.7立方米。

      那么,瑞士是如何實現城市地下管線合理建設的呢?在瑞士,所有城市項目從規劃到建成,都需要經過一整套復雜的程序。在管道規劃、施工、共用管網走廊建設等方面,都有著嚴格的法律規定。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值衡量標準。其中最能體現其城市建設科學性、長遠性、整體性的,可以說就是共同溝。

      共同溝發源于19世紀的歐洲,又稱為城市地下管道綜合走廊,指的是將設置在地面、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構。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、燃氣、給排水等原本各自單獨埋設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,設有專門的檢修口、吊裝口、防火噴淋以及遠程監控等系統。管線進入隧道后,每根管線都會注明所屬單位,一旦管線出現故障,只要打開接點處的井蓋,便能立即查找到所屬管線的所在位置,直接施工。

      通過實行統一的規劃、設計、建設和管理,共同溝可以徹底改變各個管道各自建設、各自管理的零亂局面。由于共同溝將各類管線均集中設置在一條隧道內,消除了通訊、電力等系統在城市上空布下的道道蛛網及地面上豎立的電線桿、高壓塔等,避免了路面的反復開挖、降低了路面的維護保養費用、確保了道路交通功能的充分發揮。各管線需要開通時,只需通知有關部門,接通接口即可,既便于修理,又節省了國家的資源。此外,道路的附屬設施集中設置于共同溝內,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,增強了道路空間的有效利用,提高了城市的防災抗災能力,并且可以美化城市環境,創造良好的市民生活氛圍。

      不過,在瑞士共同溝通常僅建設在城市中交通流量大、地下管線多的重要路段,因為單從顯性投入來看,共同溝建設投入巨大、成本高昂。與單獨開挖埋線相比,共同溝的造價很可能會超過這些管線單獨鋪設成本的總和。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境的破壞等因素都考慮在內,建設共同溝還是非常劃算的。

      總之,從瑞士的經驗看,共同溝的規劃和建設不僅能夠減少城市地下管道重復建設帶來的浪費,而且能夠提高公共設施的利用率,不愧為消滅“拉鏈路”、加強城市地下管線建設管理的良策。


      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世紀中期,歐洲大陸爆發了霍亂疫情,成千上萬的人由于飲用了污染的河水而喪生。在這場慘痛的教訓過后,著名設計師巴龍·奧斯曼臨危受命,秉持著保護城區地表與地下飲用水源潔凈度的設計理念,精心設計了巴黎地下排水系統。這項極富創造性的修建工程前后持續了24年,至此,巴黎擁有了600公里的下水道。在隨后的100多年內,巴黎不斷完善著地下排水系統?,F在,巴黎地下水管道總長度已經擴展到了2400公里,并擁有6000多個地下蓄水池,約2.6萬個下水道井口。完善的排水系統不僅能夠迅速收集城市道路積水,還能夠對回收的廢水進行分類儲存與處理。

      根據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責輸送居民飲用水,側面固定著有運送非飲用水的細管道。

      由于城市特別是大型都市的地下管線種類繁雜,權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,法國便開始推進管理地下不同管線的立法工作,從法律上首先規范地下管路的規劃、建設、運營、維護以及監管等事務的責任與義務,同時統一法律責任人,以便在實際中便于綜合管理。

      在2006年與2010年,法國先后兩次專門對地下管道的監管與建筑審批問題進行了明確的統一立法。到了2012年5月,法國又進一步針對油氣以及化工類管道的申報、審批以及安全監管等環節的問題作出了明確的法律解釋與規范。除此之外,法國為了配合相關法律的具體實施過程,還特意整合了部分行政監管部門,做到有法可依。

      法國作為科技發達的工業國家,近年來也在籌劃著將一些高新技術應用在城市地下管線管理當中。目前,法國正大力推動數字化革命,巴黎古老的地下管線系統亦欲借著這股東風重煥活力。以巴黎為例,巴黎市政府目前正加快建立城市地下管線數據庫,以便對城市地下管線的實時狀態進行動態管理。同時,巴黎還計劃加快電磁感應技術在地下管路的定位與施工中的應用,以便提高相關管理部門對管道的修補效率。

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