如何评估城市地下综合管廊环境效益？

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核心提示:2015年3月至2017年8月14日，共为公用隧道项目募集了104笔已发行债券，募集资金总额约为3695.56亿元。其中，有27笔城市地下公用隧道建设专项债券，融资总额277.9亿元。然而，在公用事业隧道中没有发行“标签”绿色债券。在公用事业隧道发行绿色债券时，有必要对环境效益进行评估。东方金城通过一系列的文献研究和实地调查，提出了基于生命周期评价方法的公用隧道环境效益定量和定性评价指标体系。

作者:东方金城绿色金融团队方方

城市地下公用隧道能够实现城市地下基础设施的一体化、集约化和现代化，并带来巨大的社会效益和环境效益，是现代城市建设的一个重要领域。虽然公用隧道建设初期投资金额巨大，但建成后使用寿命长，生命周期成本低。为加快新型城镇化和城市地下公用隧道建设，增加支持城市地下公用隧道建设的债券融资，国家发改委于2015年3月制定并发布了《城市地下公用隧道建设专项债券发行指引》，鼓励各类企业发行专项债券，为城市地下公用隧道建设筹集资金。同时，城市地下公用隧道工程也符合1中规定的类别。节能——1.4中国金融协会绿色金融专业委员会编制的《绿色债券支持项目目录(2015年版)》中具有节能效益的城乡基础设施建设。据不完全统计的风电数据，2015年3月至2017年8月14日，东方金城为公用隧道项目募集了104笔已发行债券，募集资金总额约为3695.56亿元。其中，有27笔城市地下公用隧道建设专项债券，融资总额277.9亿元。然而，公用事业隧道没有发行绿色债券。

在公用事业隧道发行绿色债券时，有必要对环境效益进行评估。东方金城通过一系列的文献研究和实地调查，提出了基于生命周期评价方法的公用隧道环境效益定量和定性评价指标体系。

1.什么是公用隧道？

城市地下公用隧道是指用于集中敷设电力、通信、广播电视、给排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。，并配有专门的支持系统，以实时检测和控制公用隧道的运行状态。公用隧道可分为三类[1] [1]: (1)干线公用隧道，主要用于容纳城市干线工程管线独立分区修建的公用隧道；(2)支线公用隧道，用于容纳城市配电工程管道的单舱或双舱公用隧道；(3)电缆管道廊道由浅埋通道构成，设有可开启盖板，但其内部空室不能满足人员正常通行的要求，用于容纳电力电缆和通信电缆。

第二，建造公用隧道对环境有什么好处？

2.1解决道路拉链问题，减少道路重复挖掘

传统的地下市政工程管线一般直接敷设。由于前期管线铺设前缺乏统筹规划，后期铺设的管线没有合适的铺设位置，导致各种工程管线的平面和竖向布置存在诸多矛盾，工程管线严重重叠和纵横交错，道路重复开挖，道路拉链现象严重，已成为城市的一种顽疾，不仅对城市环境造成巨大破坏，也浪费了社会资源。随着公用隧道的建设，各种管线有序地布置在管廊内。管廊预留空新增管线，方便各类管线的维护、扩建、连接和连接，避免市政道路的重复开挖和对城市交通的影响，彻底消除道路拉链的顽疾，确保道路交通畅通，提高规划区的可持续发展能力。

2.2降低管道泄漏率

由于传统直埋管道的质量、管道接口、管道防腐和施工质量等原因，直埋管道经常会发生一定比例的泄漏。同时，由于管道直接埋在地下，泄漏无法及时发现和维修，造成了巨大的资源浪费。公用隧道在适当位置设有人员出入口，便于维护人员日常检查和维修。同时配有监控报警系统，大大减少了管道泄漏，节约了大量资源。

2.3实现各种市政管线的集约化管理

目前，城市传统地下管线的建设要求规划部门根据城市道路规划进行管线规划，然后由专业公司进行深入设计和施工。但是，专业公司的管理处于分散状态，管道往往无法整体建成，造成大量资源的浪费。公用隧道可容纳多种专业管线，在施工初期可避免传统管线的投资。市主管部门可以统一管理，根据专业规划和管线综合规划进行统一维护和改造，一次办理规划手续，一次施工，大大提高了管理效率，减少了不必要的资源浪费。

2.4确保城市基础设施的安全运行

公用隧道是一个封闭的暗箱，在台风、地震等极端自然条件下，可以最大限度地减少走廊管道的损失，提高规划区的综合防灾减灾能力，提升城市安全水平。同时，公用隧道的修建避免了路面施工和其他管线维护过程中对地下管线的破坏，增加了管线的耐久性，从而延长了管线的使用寿命，节约了资源。

3.如何评价公用隧道的环境效益？

3.1东方金城对公用隧道环境效益评价的思考

东方金城通过一系列的文献研究和现场调研，结合生命周期评价方法，通过公用隧道与典型地下管线的对比，拟从定量和定性两个方面对公用隧道的环境效益进行评价。

在环境效益定量评估方面，公用隧道建成后，可以容纳多条市政管道，维护人员可以直接到管道走廊对管道进行日常维护和维修工作，避免了市政管道铺设、维护和维修过程中各种施工机械重复开挖道路造成的路面贬值、能源和资源消耗，减少了温室气体排放。同时，公用隧道具有智能监控报警系统，大大减少了管道泄漏，节约了大量资源。因此，东方金城计划从两个方面对公用隧道的环境效益进行定量评价:(1)公用隧道取代传统的直埋管道，减少重复开挖道路的环境效益；(2)减少管道泄漏的环境效益。

在环境效益的定性评价中，公用隧道环境效益的实现主要取决于项目的规划设计水平和维护管理水平。根据国务院办公厅2015年发布的《关于推进城市地下公用隧道建设的指导意见》，公用隧道应在地下管线普查的基础上，协调各种管线的实际发展需求，组织编制地下公用隧道建设规划，合理确定建设布局、管线类型、断面形式、平面位置等。综合考虑城市发展远景，储备和控制相关地下/“同时，要严格管理地下公用隧道，制定地下公用隧道的具体管理措施，加强工作指导和监督，明确进入走廊的要求，实行有偿使用。东方金城计划从规划设计水平和维护管理水平两个方面研究制定公用隧道环境效益的定性评价指标。

3.2环境效益的定量计算

3.2.1替代传统直埋管道减少道路重复开挖的环境效益计算

(1)目标和范围的定义

考虑到城市发展的需要，公用隧道内的管道一般为给排水管道、电力电缆、通信电缆、天然气管道和热力管道。公用隧道的使用寿命不低于100年，而传统直埋管道的使用周期较短。在100年计算期内，电力和通信电缆的总敷设次数约为5次，给排水、燃气和热力管道的总敷设次数约为7次[2][2]。通过计算道路二次开挖对道路质量的影响，避免了直埋管道的维护管理、损坏修复、管件更换、管道疏通等。直接减少了道路的二次建设，减少了道路工程在建设、维护和拆除的生命过程中的材料消耗、能源使用和碳排放，从而获得了实用隧道的环境效益。

本研究以碳排放量为环境效益评价指标，以CO2当量排放量为碳排放量的计算单位，以1公里标准交通工程为功能单元。将生命周期评价方法应用于从建筑材料消耗到拆除的全过程，对二级公路建设的碳排放进行了清单量化分析。道路分类和详细信息如表1所示。

表1道路分类和信息

路面宽度(米)

车道数

中央隔离带(米)

肩部(m)

边缘带(M)

一级公路

32

6

2

7

1

二级公路

22

4

2

6.5

1

三级公路

7.5

2

0

5

0

四等公路

7

2

0

0.5

0

数据来源:东方金城编制的《公路工程技术标准》(jtg b01-2014)

(2)库存分析

根据生命周期评价方法的排序，从建筑材料消耗阶段、施工阶段、养护阶段和拆除阶段(表2)分析了道路建设不同阶段的碳排放过程，得出了1公里标准道路[3][3]各生命周期的碳排放情况(表3)。

表2道路建设生命周期碳排放源

生命周期阶段

碳排放源

建筑材料消耗阶段

原材料开采和加工、建筑材料生产和运输过程中消耗的资源，以及生产过程中设备投资和能源消耗导致的碳排放。

施工阶段

工程机械运行过程中的碳排放。

维护阶段

在维修过程中，原材料的投入和施工机械的运行所造成的碳排放。

拆除阶段

建筑机械拆除原有道路的碳排放。

表3 1公里标准道路每个生命周期的碳排放量(吨二氧化碳当量)

道路类型

建筑材料消耗阶段

施工阶段

维护阶段

拆除阶段

总数

一级公路

1395

184

504

174.04

2257.04

二级公路

1116

115

315

1720.04

三级公路

892

86

126

1278.04

四等公路

714

66(号外乐团成员(

113

1067.04

(3)环境效益的计算

根据传统直埋管道建设和维护引起的道路开挖和二次建设产生的碳排放，可以计算出100年内用城市地下公用隧道替代传统直埋管道的环境效益，计算公式为:

根据田强等(2015)的研究，直埋管道施工和维护引起的道路开挖对道路质量的影响系数取0.35；根据《城市道路和人行道设计规范》(cjj 169-2012)，在100年的计算期内，道路路面的数量n为7次；Qi表示一级公路生命周期的碳排放。由此计算出100年内公用隧道替代传统埋地管道的减排量(表4)。

表4公用隧道取代直埋管道以减少重复道路挖掘的环境效益

道路类型

减排二氧化碳当量(吨/公里)

节约标准煤[1](t)

一级公路

5529.75

2247.87

二级公路

4214.10

1713.05

三级公路

3131.20

1272.85

四等公路

2614.25

1062.7

3.2.2减少管道泄漏的环境效益计算

根据住房和城乡建设部《2015年城乡建设统计年鉴》统计，2015年全国供水管道总长710206公里，漏水量737797.94万米；天然气管道长498087.02公里，输气损失223845.07万米，造成巨大的经济损失和资源浪费。根据分析计算，传统直埋管道的自来水和天然气泄漏量分别为10388米/年/公里和4494米/年/公里。

公用隧道替代传统直埋管道减少管道泄漏的环境效益计算公式如下:

根据《综合能耗计算通则》gbt2589-2008，取水和天然气的折煤系数1和2分别为0.0857kgce/t和1.2143 GCE/m3。Qw和qg分别代表水和天然气的泄漏。据计算，在公用隧道内更换传统埋地管道减少管道泄漏，可节约标准煤895.71吨/年/公里，减少CO2 2203.45吨/年/公里。

3.3环境效益的定性评估

东方金城综合参照《城市公用隧道工程技术规范》(gb50838-2015)、《关于推进城市地下公用隧道建设的指导意见》和《地下公用隧道试点工程绩效评价指标体系》的相关规定和评价指标，从以下两个方面对公用隧道环境效益的实现进行了定性评价:(1)在规划设计方面，要确保公用隧道的建设符合国家相关标准和规范的要求。公用隧道规划应与城市总体规划、地下空室规划、管线综合规划等相衔接。·具有合理的平面布局，合理设计管廊结构、空室、剖面、节点等。、合理的管线设计和完整的附属设施设计；(2)在维护和管理方面，要加强资金的使用和管理水平，建立运行维护费用保障机制和廊道入场费制度，提高管道廊道入场费，妥善储存和管理施工和运营档案，以更大程度地发挥公用隧道的环境效益。

3.4概述:东方金城公用隧道环境效益评价框架

表5:公用隧道环境效益评估框架

评价指标

评估思路和要点

环境效益的定量评估

降低重复道路挖掘的环境效益

1公里标准一级至四级公路开挖施工排放标准煤分别为2247.87吨、1713.05吨、1272.85吨和1062.70吨；二氧化碳减排分别为5529.75吨、4214.10吨、3131.20吨和2614.25吨

减少管道泄漏的环境效益

1公里公用隧道每年可节约标准煤895.71吨，减少二氧化碳2203.45吨

环境效益的定性评估

规划和设计水平

(1)公用隧道规划是否符合城市总体规划、地下空室规划、综合管线规划的要求，平面布置是否合理；

(2)结构设计、空房间设计、截面设计和节点设计的合理性；

(3)管道设计进走廊的合理性；

(4)附属设施设计的完整性；

保持管理水平

(1)资金使用和管理水平；

(2)是否建立运营维护成本保障机制；

(3)是否建立入场费制度，入场费制度的执行情况和入场费；

(4)建设和运营档案的保管和管理；

[1]《城市公用隧道工程技术规范》( gb50838-2015)

，薛，田建波，等.城市地下公用隧道经济效益研究[c]//全国青年岩石力学与工程学术会议. 2015 .

毛瑞昌。基于生命周期评价的城市交通基础设施环境影响分析[d]。深圳大学，2017。

[4]根据国家发改委能源研究所推荐的碳排放系数，一吨标准煤完全燃烧产生的二氧化碳为2.46吨。

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