1912年1月，经过上海有识之士的努力，环绕老城厢的城墙被拆除，城墙外环城河道被填没，筑成环城大道，使老城厢和外部世界紧密地联系了起来。

上海老城厢，几百年来随着经济发展和居住人口密集，成为江南地区重镇。城内浜河与街巷交错，商业繁荣，人丁兴旺，靠着四通八达的河道，与各地的往来十分频繁。

19世纪末20世纪初，一直保持着传统的上海老城厢，受到周边租界的城市基础设施建设和市政管理影响。有人在《申报》上撰文说：“上洋各租界之内，街道整齐，廊檐洁净。一切秽物衰衣无许暴露。尘土垃杂无许堆积。有遗弃秽杂等物，责成长夫巡视收拾。所以过其旁者，不必为掩鼻之趋，已自得举足之便。”反观老城厢内，则是“粪芥满路，泥土埋足，臭气穿鼻，其污秽不可言状”。面对如此反差，一些有识之士呼吁进行改革，上海老城厢也迈开了近代化的步伐。

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变化始于1905年8月，以李平书、莫锡纶、叶佳棠等为代表的几位开明士绅以老城厢内“道路不治，沟渠积淤”，集议“创设总工程局，整顿地方，以立自治之基础”。这一提议获得上海道台袁树勋的大力支持，他认为，“地方道路、沟渠、一切工程，皆须地方绅董办理，方有实效”。经过紧张的筹备，10月，上海城厢内外总工程局成立，经袁树勋批准认可，李平书为总工程局领袖总董，莫锡纶、郁怀智、曾铸、朱佩珍等四人为办事总董，姚文楠、王一亭、黄涵之、朱志尧、沈恩孚等三十三人为议董。

总工程局的这些成员中，莫锡纶是春发祥客栈主人，郁怀智是英国老公茂纺织公司经理，曾铸是中国纸烟公司经理，朱佩珍是四明公所商董和上海总商会协董，姚文楠是上海劝学所总董。王一亭、黄涵之、朱志尧、沈恩孚等人也都是当时上海社会名流。而总董李平书，精通洋务，经历丰富，曾先后担任广东陆丰、新宁、遂溪知县和江南制造局提调等职，热衷于上海地方公益事业，曾参与创办老城厢第一所西医医院、华界最早的水电厂等，在上海绅商中甚有影响。

总工程局成立后，设置了多个职能机构，开展道路修建、填浜疏浚河道等事务，在社会治安、整治和维护环境清洁等方面制定了若干规程与惩戒措施，布告公众。据统计，在四年时间里，总工程局共向社会发布告示80余篇，除部分有关捐务、工程建设及其他临时事项的通告外，有许多是改变市容市貌及规范人们行为方式的“禁令”。如“禁拉行破败车辆”“禁赌博”“禁未成年人拉车”“禁放风筝以免有碍电线”“禁售卖瘟猪”“禁居民迷信设坛建醮”“禁码头挑夫强挑客商行李”“禁停放无主棺木”“马路菜摊限定时刻”“禁车夫拦路揽载”“禁售有碍卫生食物”“禁在马路练习脚踏车”“限定小车载物重量”“禁烟馆”“禁无赖恐吓妇女”等。

1909年1月，清政府颁布《城镇乡地方自治章程》，规定各地城、镇、乡必须设立自治公所。由此，总工程局改为上海城自治公所，1911年11月，改称上海市政厅，成为正式的地方行政机构。总工程局期间，在老城厢内辟建、修筑道路60多条，拆建桥梁50余座，1909年改为自治公所后，辟建、修筑道路40多条（段），修理、拆建桥梁10余座，新辟和改建城门6座，建造驳岸3个、码头6个，使老城厢的基础设施有了很大改善。

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1895年，上海华界地区铺筑第一条新式道路，这条道路沿黄浦滩，自方浜口至陆家浜口，长804丈，宽3丈，称为外马路。

总工程局建立后，即在其章程中明确：城内外支干各河应疏浚者加以疏浚，其污浅秽臭有碍卫生者，即填平作路，并筑大阴沟以通积水。当时，城厢内河道密布，新北门内的黑桥浜，老北门内的侯家浜、和尚浜等河旁，居民随意倾倒垃圾，路人任意便溺，日积月累，污浊不堪，臭气熏天。对此，1905年8月有人在《申报》上发表文章，题为“论沪城议填黑桥浜某废河事”，阐述黑桥浜等河道污浊不堪的情况，呼吁尽快填没，反映了城内居民期盼改善居住环境的呼声。1906年，总工程局总董李平书召开特别会议，决定填浜筑路等事。

黑桥浜因枯涸污浊，被列入首选填没的河道。1907年，黑桥浜填没工程完成，筑成福佑路；同年填没亭桥浜，筑成亭桥路；1908年填没新开河，筑成新开河路；后又在九亩地区域填没福田庵浜和方浜的几条支河，筑成福田庵路和小九亩路、露香园路、仓街等，并填没城厢内外主干河道肇嘉浜、方浜等，筑成肇周路、复兴东路、白渡路、方浜中路、方浜东路等。在填浜筑路的同时，对原有的一些泥泞小道也加以拓宽修整，路面铺上石片或小石块，成为老城厢新颖的道路。

1912年1月，经过李平书等人努力，环绕老城厢的城墙被拆除，城墙外环城河道被填没，筑成环城大道，使老城厢和外部世界紧密地联系了起来。

最初，老城厢地区没有现代下水道，道路排水全靠密布城内的浜河。总工程局在填浜筑路时，按照租界的做法，预先铺设了下水道，福佑路、大境路、方浜路等较宽的马路下面，都埋设了3尺或2尺口径的瓦洞，里马路、露香园路、蓬莱路、车站路、尚文路、大通路等小马路，则埋设了12寸或9寸口径的瓦洞，由此形成老城厢现代城区下水道系统。

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清末时期，上海老城厢的卫生状况很差，河道之水因洗刷粪桶和生活垃圾随意倾倒，污浊不堪。1898年，南市马路工程善后局曾颁布一些有关公共卫生的条款，要求各家每天清扫自己门前街巷等。总工程局设立后，采取了大量措施，加强城厢公共卫生管理。

首先，总工程局设有卫生处，管理道路清扫和卫生事务，颁布有关保持环境卫生的禁令，如禁止投弃尘垢瓦砾及已死牲畜与一切污秽物于河中，禁止夏天抛弃瓜皮及芦粟、茭白等壳于道路和河中。1906年，总工程局管理西门一带事务的西区分办事处就环境管理发布通告，禁止将已死猫犬等物随地抛弃，禁止粪桶无盖、随意倾倒垃圾等。

其次是加强对清洁人员的监督、管理。如要求清道夫三月初一起至八月三十日（农历）止，每日九点钟前，九月初一起至次年二月三十日（农历）止，每日十点钟前，不论风雪，将内外大小各街巷垃圾一律扫除净尽。所有垃圾必须挑运出城，且严禁随意倾倒。在南市浦滩设垃圾码头，置备船只，要求所有垃圾驳船将城市垃圾“逐日运至龙华嘴角姚姓空地上卸堆，不准沿路私卸”，否则，“一经查出或被人控告，除立提夫头究办外，定将该船充公”。

同时，加强公共厕所等公共卫生设施建设。1905年时，城内新设的警察机构在大小街巷设立50余处小便厕所。1909年，总工程局曾准备在小东门、老北门内外，将“营地所有之坑改造洋式坑厕”。

1909年，李平书曾在他所作的《上海三论》中，详细讨论了过去、现在与未来的上海，描述了未来十年上海老城厢现代化建设可达之目标：拆城垣以筑周围之马路，填城濠设轨道，以行汽车，与租界相衔接；改总工程局为市政厅，建议院、公医院、勤生院、公花园、警钟楼以至菜场、厕所莫不完备；卫生昔之淤河、土阜、义冢、荒茔，十年后，填之、平之、徙之、移之，不受积恶之触犯，无复人鬼之杂居，空气常清矣，病无作，其卫生有如此之日。

经过上海城厢内外总工程局等机构的努力，十年后，基本上实现了李平书的设想。