地下的秘密:城市的另一面

2018-06-20 11:16豌豆皮
科学Fans 2018年4期
关键词:井盖管廊管线

豌豆皮

城市建造在大地上。在绝大多数的城市里,人们生活在地面上,主要在地面活动。但其实,每一个现代城市,都有很大一部分埋藏在地下。这些部分我们不一定每天都会接触到,但却一定每天都会利用到。正是隐藏在大地之下的秘密,默默保障着城市的正常运转。

流动的“血管”:地下交通

一座现代城市的地下空间,是复杂而立体的,各种设施有着各不相同的功能,位于不同的深度。我们平时最常打交道的,就要数四通八达的地下交通系统了。

交通系统是城市的“血管”,人员和物资都要通过它来实现在城市内部的流动,而交通的效率很大程度上决定着城市的效率。随着城市人口的迅速增加,道路交通的负担越来越重,城市内有限的土地资源又不允许修建大量的道路来解决交通问题。很自然地,人们把目光投向了地下。1862年,在英国伦敦建成了世界上第一条地下铁道,从此,城市的地下空间开始为城市交通服务,大大提高了交通效率。而地表有限的土地不必用来建造大片的硬化道路,也有助于改善城市的生态环境和水土流失情况。

如今,我国许多大中城市在地质条件允许的情况下都修建了地铁系统。而最早的地铁采用的是蒸汽机车,现在的地铁采用的是电力机车,加上降噪车轮、先进的通风系统,可以最大限度减少乘客的不適感。而未来的地铁有可能采用更快的磁悬浮机车,甚至有人设想通过地下隧道发射的“超级高铁”和“地下飞机”,不过那就不是城市内部的交通,而是连接城市之间的交通网了。

和地面交通相比,地下交通更容易维持秩序、保持高效,大大减轻了地面的拥堵情况。地下停车场和地下过街通道有助于保持地面交通的畅通。地下交通设施往往还和其他地下设施,比如地下商业街、地下文体设施相连接。与地表的高楼相比,地下的建筑在应对除了洪水之外的其他灾害时更不容易遭到破坏。城市正变得越来越立体,同时向上和向下发展,在有限的土地上为人们提供更多的生存空间。

城市的真实范围:地下管线

除了上述这些人们日常活动的地下空间之外,对一个城市更为至关重要的是埋藏在地下的市政基础设施,也就是上下水、燃气、热力、通信和电力的地下管线。可以说,这些管线标志着城市的真实范围,它们延伸到哪里,城市才能扩展到哪里。

地下埋藏的这些管线,在安排上是很有讲究的。一般来说,管线彼此之间需要保持一定水平距离,一是为了避免相互干扰,二是如果需要对某条管线进行施工,有足够的开挖空间,另外,也需要给附属设施留出位置。当然,这是理想的情况,实际上管线间难免出现交叉。这时首先要保证覆土厚度和彼此之间的最小垂直间距,然后,电信管线会被安排在最上方,接下来依次是热力、电力、燃气、给水、再生水、雨水和污水管线。这个排列顺序主要是考虑到管线的互相影响。比如各种上下水管线,一旦发生泄漏,水会向下渗漏,所以要把它们放到其他管线下方;给水管线里的水最干净,污水管线里的水最脏,不能让污水污染净水,那么越干净的就要放到越靠上的位置,把污水管线安排到最下方。

当然,不管是电力通信还是上下水管线,存在的意义都是为地面的生产和生活设施服务,总要连接到地面。在检修或者疏浚管线的时候,工人也常常需要从地面下到管线中去。连接地面和管线的,是垂直的“井”。我们经常会在地面上看到各种各样的井盖,这些井盖下都是通往各种管线的通道,不同管线的井在井盖上相互区别。影视剧里有时会看到主角钻到井下,利用地下管道潜行的场景,但在真实生活中,首先是危险动作请勿模仿;其次,假如一定要钻井,那千万要先看清井盖上的标记,弄明白它通向哪里。

绝大多数的井盖是圆形的,这样只要井盖的直径稍大于井口,盖子就不可能掉落下去,不过也有一些城市使用方形或特殊形状的井盖。以前的井盖通常是金属材质的,有时会有失窃的风险。现在的井盖大多采用树脂或特殊水泥材质,丢失的情况少了许多。在井盖下,还会安装防坠网,以防万一有人失足落下。

科学规划:地下综合管廊

市政地下管线并不是修好之后就一劳永逸的。地下管线一旦发生破损和泄露,不仅会带来严重的不便,还可能威胁到人们的生命安全,所以必须定时检查和维护。同时,市政地下管线是为周边的生产和生活设施服务的,根据周边的发展情况,常常需要扩容和改造。科学的规划和安排这些地下管线,确保它们的安全和效率,同时尽量减少不必要的反复施工,是一项非常有技术合量的工作。

现在,许多城市开始应用“地下综合管廊”,把不同种类的多种管线埋设在同一条地下隧道里,采用统一的检修口、吊装口和监测系统。当需要检修、维护、扩容改造的时候,只要进入隧道就能够进行作业,不需要反复挖开地面,这是地下综合管廊的最大优势。以后的城市地下,更多的将会是这种巨型隧道,单独埋设的管线则会逐渐减少。

除了以上这些方式,城市的地下空间还有更多其他的利用方式。比如一些不需要人员值守的工厂、电站,长期储存物资的仓库,掩埋废料的掩埋场等等。需要明确的一点是,地下空间也是一种有限的资源,对它的开发利用可以拓宽人们的生存空间,但也需要尊重客观的地质条件,而且一定会付出财政、工程和环境上的代价。因此,城市的向下开拓,总是与城市自身的发展相匹配的。

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