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电气专业在美国地下世界的地位

恐怕连纽约人自己都不知道他们脚底下都有些什么,《国家地理》的这张剖面图揭示了一切。

第一层:地下30英尺(9.144米),各种电缆、水气管线。

第二层:地下30~200英尺(60.96米),地铁和下水道。

第三层:地下200~800英尺(243.84米),地下水层。

 

第一层:地面至地下9米

 

绝大部分的管线都埋在地面至地下9米深的这一层比如纽约这旮旯的第一口井就是英国人在1666年打的。

在阿伦·伯尔(第3届美国副总统)发迹之前,这哥们就是纽约的水利部长,每天和木制的水利管线打交道,而且这些木头任何防腐处理都没有……别看基础设施糙,卖水的钱成就了曼哈顿银行公司,就是今天美国大通曼哈顿银行的前身之一。

你可能想象不到,今天如果你想在纽约城挖个坑,你需要一张详细的图纸,因为你挖出来的任何基础设施都可能有100多岁了,敲掉一块砖就可能导致管线崩溃,造成数百万美元的损失!

所以纽约市政工程师手里的图表就像是机密文件兼文物,有专门的地方保管,万一散落到坏蛋手里……此城可破矣。这一层里有:

电力电缆

 

联合爱迪生公司在这里有129524公里长的电缆,维持着这个城市所有依靠电力的设施,其中包括水电,甚至核电。

① 水电

由联合爱迪生公司所提供的电力中,有一部分是从魁北克电力买的,加拿大有庞大复杂的水电系统,其能量来源是安大略湖和拉格朗德河。为了应付纽约城早间用水高峰,远在加拿大的水闸也会提前放水提高发电功率。

② 核电

没错,美国就是敢在纽约使用核电,能量来源是距离纽约城只有80公里的印第安角核反应堆。原料就是亚利桑那州的铀矿,那里盛产同位素铀235,可以被制成燃料棒。

③ 这些电缆通往各小区

为了让电能远距离传输,这些电缆的电压相当高,城外的电缆电压高达765000伏特,需要用变压器降低到138000伏特才能进城。在城内还有更多变压器进行第二次降压,把电力输送到住宅区或者商区。最后一次降压就在马路边完成,输出电压是120伏特或280伏特。

信号电缆

混合光纤和同轴电缆是信息时代的典型产物,电信和有线电视系统利用这种新技术保障一些纽约市民的日常需求:ATM取工资、购买成人电台、收发色情邮件等。

① 同轴电缆

美国时代华纳公司和美国有线电视公司拥有纽约地下数百英里长的电缆,这种同轴电缆安装简单、寿命长,但是当纽约市委想给它们升级的时候,会经常发现附近就埋着天然气管线或电力电缆……

② 通信电缆

纽约电话公司在报告书里注明拥有纽约地下51000000公里长的电缆,这个数字我们没搞错,之所以这么多,是因为安装成本极低。今天这些线路中还混合了同轴电缆和光纤,只要纽约还有人往云端上传裸照,这个数字就会持续增加。

③ 信号电缆会利用废旧管道

一些管线经常改道,比如净水和天然气,如果遗留下的铸铁管方向与电信电缆的铺设方向大致相符,工人就会毫不犹豫地利用。这事儿省钱、省力,但是我们希望这不会扰乱他们的登记工作……

水管

每天都有5300000000升净水从纽约北部的蓄水系统流进城里,这个庞大的蓄水系统包括德拉威尔系统、凯特斯科尔系统和克罗顿系统。幸运的是这些水只需要靠重力流动即可,除非要输送到6层楼或更高的地方。

① 蓄水系统数字

克罗顿系统,建成于1842年

源头:12个湖泊、12个水库、3个可控大坝

供水量:10%

凯特斯科尔系统,建成于1927年

源头:2个水库

供水量:40%

德拉威尔系统,建成于1967年

源头:4个水库

供水量:50%

② 水压调节阀

没有这玩意儿,纽约市民洗澡时就会感觉被针扎一样疼,或者他们的杯子会在水龙头下碎成渣。这些调节阀连接着雄伟壮观的7米管道和社区管道,最后再把水导入19~203毫米直径的家用管道。

③ 三号管道计划

这一计划从1970年进入建造阶段,是纽约城历史上最昂贵的基础设施计划,该计划竣工后,将引入韦斯特切斯特县肯西科水库、希尔维尤水库中的蓄水,并且连接纽约城内每一个站点。在三号管道系统建成之前,一号和二号管道系统甚至不能大修。

④ 代价

为了保障纽约人民日常用水,纽约市政府甚至买下了纽约城外的土地,为了建水库也拆迁过城镇。为了出台保护上游水质的法律,纽约政府还曾经派人到国家环境保护局游说。

⑤ 谁是沙猪(Sandhogs)

100多年前,在纽约城地下修建水管的人获得了这一“光荣称号”屈辱地背了100多年,现在他们的装备高端多了,随便掏出各种钻头,今天纽约人民给他们的昵称是鼹鼠

⑥ 漏水

这事儿归环境保护部门管,员工顺着管线不停用声呐监测管道,当然也有声呐也检测不出哪漏水的情况,那时候就靠1874年绘制的地形图和经验纯蒙……

供暖管道

在电影里井盖喷出的热气掀起女主角的风衣裙摆,其实在夏天你也能看到这些蒸汽。1882年,为了减排居民自己在家烧煤产生的废弃,纽约市政府开始动工安装这个巨大的中央空调一样的供暖管线。今天,这摊儿事也归联合爱迪生公司管。

① 早期管线

纽约蒸汽供暖公司成立于1882年,这公司早就被并购了,现在纽约城地下有不计其数的废旧管道。

② 管道破裂

联合爱迪生公司在1936年接管了城市供暖工作,尽管每年会彻底进行一次检修保养,但是要想在众多管线中找出那里漏了,这要花很多时间,更别提预测了。

③ 水锤现象

1993年,格拉姆西公园地下的管道曾经发生过崩裂事故。由于水锤现象,204摄氏度的蒸汽与相对低温的冷却水相遇,导致管道崩裂,当场杀死3个人。这种事故本来完全可以避免,但当时为了减少开支,一些熟悉老管道情况的老员工被辞退了。

④ 石棉

目前有大量供暖管道包裹着可致癌的石棉,但是平衡一下风险,与其在更换材料时挖出石棉,污染工人和市民的工作生活环境,还不如埋着。

天然气

支撑纽约城的很多资源都来自很远的地方,比如天然气,从2896公里以外的墨西哥湾天然气田一路输送过来。

① 连接市民家里的管道

天然气从两个站点进入纽约城,74号大街和134号大街,从这里开始天然气进入复杂的细分管线网络,最后流进居民家中地下室管道里。天然气燃烧时,火焰温度是过去人造燃气的两倍,在上世纪50年代初期,每家每户都要买新的炉子。

② 木制管道

直到上世纪50年代,纽约城的燃气管道还都是木制的,对于湿润的人造燃气来说这不成问题,但是天然气更干燥容易发生泄漏。第二代管道是铸铁管,今天都被塑料和钢材替代了。

③ 过去的人造燃气

当年这玩意儿挺糙的,人们用煤矿、石油,甚至是鱼油制成人造燃气,带来了不少污染。

④ 压力问题

远距离输送天然气必须依靠增压,在德克萨斯州和路易斯安那州四根输送管道直径都是1067毫米,进入城区后管道直径会缩小以维持压力,最后在进入天然气炉时,那根管子只有25毫米宽。

老旧管线

在纽约城的地下世界里,并不是所有老旧管线都等于垃圾,一些铸铁管道仍然供暖,于1917年建成的一号管线系统仍然在输送净水,就算废置不用的管道也有它的历史价值。

① 都市下方的文物

动物尸骨、刀具、餐具,甚至碎酒瓶子,这些东西让历史学家可以还原200年前纽约人的生存状态。

② 文物保护

就像雅典或者耶路撒冷,纽约人不断在废墟上建造新的城市,有时现代化甚至会为了向历史致敬暂停一下,比如房地产商经常会突然发现楼盘所在地下面有个17世纪的墓地,于是变更开发计划。现在这个被保护起来了,定名非洲奴隶墓地。

③ 在闹市发掘

一部分下曼哈顿区的土地是由沉船和土石堆积起来的,在华尔街的一次挖掘工作中,考古学家发现了一些木刺,也许就是当年一片栅栏的残骸,而华尔街这个名字正来源于那一段栅栏。

第二层:地下9米至地下60米

和第一层相比,这一层就不会显得那么拥挤了,而且管道的尺寸远比上一层要粗壮得多。在你可以看到63号街的铁路管道,虽然坐地铁的时候没啥特殊感觉,但是在建造时工程师们可是冒了个险。除此以外,这一层有:

地铁系统

纽约地铁可以算是一座涂鸦博物馆,今天这里对涂鸦几乎毫无限制。不过年轻人的发泄方式好像变成在列车玻璃上刻字了……

① 安全系数极低

如果你没听说过、目睹过或者遭受过地铁里的犯罪行为,你都不好意思说自己是纽约人。不过最近几年地铁犯罪率出现了明显下降,不过作为一个聪明的乘客,请自觉遵守以下几点:不要与其他乘客发生眼神接触,保持冷漠,远离争端,切忌乘坐一趟几乎没人的列车……

② 工程冒险

当初在挖掘63号大街的通道时,街道、河流、地铁通道出现了交汇点,为此工程师冒了一个险。他们先清理了东河河道,然后在河底实施了一次爆破,炸出两个巨大坑洞。工人们迅速把地铁通道的两节,也就是两段巨大的管道吊进坑洞里,随着水流不断涌入,坑洞内的潜水员还要负责指引管道吊进了正确的位置。最后管道内被加入空气,然后在管道上面结结实实盖了3米厚的岩石……好在到今天也没出事故。

③ 第一段地铁

纽约的第一段地铁是非官方的,于1870年开放,经营者是《科学美国人》杂志的编辑阿尔弗雷德·伊利·比奇。当时地铁速度是16公里/小时,但是对人们来说能乘坐这玩意儿已经是一大乐趣了。比奇还曾经在站台上布置精美的大吊灯还有钢琴,但是他的人地铁公司还是于1874年破产了。

④ 流浪汉

鼎盛时期美国地铁线路里住着5000个流浪汉,后来住房和城市发展部介入,很多流浪汉喜迁新居。虽然现在流浪汉人数没有那么多了,但是地铁线路检修员还是看到一些流浪汉甚至在废弃线路里过上了农耕生活……

下水道

虽然提到下水道人们会想到歌剧魅影或者老鼠在恶心的污水里游泳,其实纽约下水道里99%的组成部分是水,这么一想似乎就干净多了。经过污水处理,这些水还会得到再次利用。

① 污水过滤

污水首先会经过巨大的过滤系统,就好像是大号的金属梳子,把可能堵塞管道的垃圾过滤掉。大多数情况流进污水处理厂的水看起来就像是从水龙头里流出的清水。

② 污水流向

家庭污水会不断汇集起来,经过更大的管道过正片街区,最后经过北河污水处理厂的加工流进哈德逊河。就算是在今天,如果纽约下暴雨污水也会从下水管道里溢出。

③ 化肥

沉淀下来的污泥会被收集起来,在30℃下烘烤三周,有些污水加工化肥的巨大消化池高达18米。这期间细菌把这些污泥转化成可降解的而且含有养分的泥浆,经过干燥搅碎,就可以生产出有机肥料了。

④ 能否泡个澡?

一般情况下污水流动速度比较慢,细菌会消化一些固体可溶解物质,这些细菌就附着在管道底部。在流入污水处理厂之前,这个过程会自动完成65%的净化工作。

⑤ 禁忌

刚才提到过纽约城的用水早高峰,在这个时间段工人们绝对不会进入下水道进行作业。这时候不仅水流本身很快容易滑倒磕碰受伤,而且大量排泄物的涌入会让管道内聚集一些可燃、易爆气体。

第三层:地下60米至地下243米

在这一层里有纽约最深的建筑工地——三号管道计划的施工现场,这套线路建成后纽约城饮水难问题将一劳永逸地解决。除此以外,这一层有:

基岩

如果你想挖掘到纽约城下的基岩,这事儿难度可不小。从中央公园到摩天大楼林立的商区,所有这些都直接坐落在基岩上,其他地方基岩都呈现下沉状态,只有在运河街回复到地表,开发商就是在那里建造的世贸中心。

① 冰堆土

纽约城处在一个巨大冰川的边缘地带,冰堆土被大量堆积在这一地带。在基岩以上,如果冰堆土土层过厚是不能建造摩天大楼的。不过经过常年降雨这些冰堆土正变得越来越肥沃,纽约人的解决方案是把高大建筑迁移到下曼哈顿区,那些盖不了高楼的地方干脆就建大型公园。

② 深层岩体

纽约城下的一些岩层是随着大西洋一起形成的(那是4.5亿年前的事儿),经过北美洲和非洲原始大陆的碰撞最终被推挤到现在纽约城的位置。如果你挖一块马哈顿北部岩峭的石头,再从东非大裂谷挖一块石头,你会发现这两块石头没啥区别。

③ 地震

很多地震学家都认为纽约莫名其妙地躲过了一场5级以上的大范围地震,或者这场地震仍然在酝酿之中。不管怎样,纽约城地下的管线可禁不住任何大地震,如果那一天到了,纽约市民只要走上街头就可以看到真实的灾难片。

深层水

如果你还记得刚才提到的“三号管道系统”,它就位于地下70层楼深处的地方,这条全新的纽约净水线路此时此刻就正在施工中,光是它的主干道就有97公里长。

作者: 来源:施工技术微信 点击数: 发布时间:2015年01月09日
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