我國混凝土排水管的生產現狀及前景展望
摘 要:本文在簡要回顧我國混凝土排水管發展歷程的基礎上,敘述了混凝土排水管行業發展取得的主要成績和存在的問題,并展望了行業發展前景。
關鍵詞:排水管現狀前景展望
前 言
混凝土和鋼筋混凝土管具有抗外壓強度高、耐久性好、使用壽命長、易于制造、生產成本低、價格便宜等獨特優點,在我國城鎮建設、工礦企業建設、農田水利建設中大量用于鋪設排水管道,取得了較好的經濟效益和社會效益。
解放前,我國僅有東北遼陽(1953年),北京(1938年),上海(1950年)等,少數幾個廠采用簡易離心法或手搗方式生產中、小口徑混凝土排水管。解放后,為適應國家經濟建設發展需要,50年代初國家投資在上海、包頭、長春等地先后建了一批管廠生產混凝土和鋼筋混凝土管。80年代前,我國主要是采用離心法生產混凝土和鋼筋混凝土管,僅有少數廠采用軸向擠壓工藝生產小口徑素混凝土短管。
1967年建材工業部頒布了我國第一個離心法生產混凝土與鋼筋混凝土排水管標準,即JCl30—67。
1974年澳大利亞首次在北京舉辦工業展覽會,展出了“羅克拉公司”懸輥法制管工藝技術,并于我們進行了技術座談。
1979年應建材工業部的邀請,“羅克拉公司”又派人來京進行第二次技術座談。1980年建材工業部、水利電力部又聯合組團到澳大利亞“羅克拉公司”進行技術考察。1983年7月25日中澳兩國政府簽訂了《關于預應力管項目諒解備忘錄》,利用澳援在遼陽水泥制品廠建設一條年產40公里預應力混凝土管生產線,采用羅克拉公司懸輥法制管設備和工藝技術組織生產。在此期間,我國也大力開發研制懸輥法制管裝備,并取得了可喜的成績。從而使我國生產混凝土和鋼筋混凝土管的工藝方法,在傳統的離心法基礎上又增加了懸輥法制管工藝技術與裝備。離心法工藝和懸輥法工藝仍然是我國普遍采用的制管工藝方法。
進入90年代我國又從丹麥、意大利、德國、美國等引進立式徑向擠壓法、立式振動法和芯模振動液壓成型設備生產鋼筋混凝土管材。
下面,重點介紹我國排水管行業發展所取得的主要成績、存在的問題及前景展望。
第一部分排水管行業發展取得的主要成績
一、我國己成為當今世界各國生產使用混凝土和鋼筋混凝土排水管最多的國家
隨著我國國民經濟快速發展和人民生活水平的提高,國家加大基本建設投資的力度,城鄉建設的步伐大大加快,基礎設施建設規模越來越大,拉動了水泥制品行業的發展,也為排水管行業發展創造了極為有利的外部環境。排水管行業在我國水泥制品工業中,已成為最大的行業。
目前,我國生產的混凝土管直徑為Ф100mm-Ф600mm,最小管長為1000mm;鋼筋混凝土管直徑為Ф200mm—Ф3000mm,最小長度為2000mm。據建材統計提供的信息,2003年全國生產各種直徑的混凝土和鋼筋混凝土管301萬噸(僅是171個企業統計數據),實際上全國生產排水管的企業我估計至少有5000多個,年產量30000公里以上,保守估計也有400多萬噸,這些管材主要用于鋪設雨水、污水、農田排灌等重力管道,少量作為套管用于穿越鐵路頂管工程中。盡管現在管材品種很多,如鑄鐵管、球墨鑄鐵管、UPUC管、PE管、玻璃鋼夾砂管等,而鋼筋混凝土管材,尤其是口徑較大的鋼筋混凝土管材,仍然是鋪設排水管道使用最多的管材。
二、依靠技術進步和創新,大力開發新型管材,滿足市場需要
混凝土管和鋼筋混凝土管材的接口形式為剛性接口和柔性接口兩大類。
我國最早開發研制生產的混凝土管和鋼筋混凝土管都是剛性接口,即平口管和小企口管,從50年代至今仍在大量生產與使用,這種傳統接口形式,在鋪設管道時必須做基礎,由于是剛性接口形式,管道抗地震或地基沉陷性能不好,接口密封性能差,使用中發生滲漏是不可必避免的,這是這種接口形式致命的缺點,因此,從發展趨勢看剛性接口管材將被淘汰。為了滿足市場需要,依靠技術進步和創新,大力開發研制了各種新型管材和市政用混凝土制品。
1、承插式柔性接口管材
這種接口形式解決了剛性接口滲漏問題,而且具有抗地震和地基沉降性能,一般情況下是理想的接口形式,有廣闊發展前景。秦皇島市撫寧管材有限公司1984年至今用離心法已生產Ф200mm—Ф2200mm,管長3—4米的承插式柔性接口鋼筋混凝土排水管5200多公里,深受用戶歡迎。
2、柔性企口管(丹麥管)是大口徑排水管理想的接口形式,生產這種管材最佳的成型工藝方法是用芯模振動液壓成型工藝(引進設備企業)。但是也有一些企業采用懸輥法和離心法生產柔性企口管,如:上海閔馬水泥制管有限公司于1998年采用懸輥法成功生產了Ф1350mm—Ф2400mm,管長2—2.5米的柔性企口管(丹麥管型),到目前己累計生產150多公里;秦皇島撫寧管材有限公司用離心法也成功的生產了Ф2400mm—Ф2600mm,管長2.4米的柔性企口管。
3、鋼承口管材
上海浦東混凝土制品有限公司(原上海水泥成品廠)于1990年采用振動法(插入式振動器成功的生產了Ф1500mm—Ф3500mm,管長2米的鋼承口管材,在上海河流污水治理二期工程中使用Ф3500mm的鋼承口管材2045米,也是國內工程中使用口徑最大的管材。到2007年,該公司生產的Ф3500mm,管長2000—2500mm的鋼承口排水管已有17KM多,在上海市有關排水工程中使用。
4、承插式低壓排水管
北京第二水泥制管廠采用振動擠壓工藝(一階段制管工藝)生產了Ф500mm—Ф2000mm,管長5米的低壓排水管;陜西紅旗水泥制品廠也于1996年采用振動擠壓工藝(一階段制管工藝)生產了Ф400mm—Ф2000mm,管長5米的低壓排水管。
5、承插式帶管座(內嵌橡膠柔性接口)鋼筋混凝土排水管
廈門千秋業水泥制品有限公司于2001年6月成功地研制出全自動升芯擠壓振動制管機,用該機生產了Ф300mm—Ф1650mm,管長2.5米的承插式帶管座(內嵌橡膠圈柔性接口)管材,到目前為止已累計生產了120多公里。這種管材最大的特點是不用做基礎,大大降低了鋪設費用,深受使用部門的歡迎。
6、山東電力管道工程公司于1999年開發研制了Ф2400mm,2001年又研割了2200mm,管長2.2—2.4米頂進施工法用鋼筒混凝土管,累計生產了6公里多,分別在6個重點工程中使用。
7、北京市韓建集團韓村河構件有限公司于2004年用懸輥法生產了Ф400mm—Ф2400mm,管長3米的改進型柔性企口管,該公司與北京排水集團、市政設計院共同研制開發了柔性企口鋼筋混凝土管(A型)和柔性企口鋼筋混凝土頂管(D型)兩種新型管材。
柔性企口混凝土頂管D型是根據丹麥管、雙插口、承插口管材的共同特點,在其承口和插口部分外側各增加一個鋼圈,與管材同時澆注成型。
柔性企口鋼筋混凝土A型管,主要特點是與目前的承插口管相比,承口與插口外徑相同,在承口外徑增加一道鋼圈,不僅提高承口對覆土的抗剪能力和抵抗膠圈彈性的外張力,而且也避免了施工過程中對基礎的擾動和破壞,使安裝更加便捷,且利于碼放和運輸。
8、新型錄色耐腐蝕(FKJ)鋼筋混凝土排水管
蘇州混凝土水泥制品研究院利用粉煤灰、礦渣為原料,通過堿性激發劑和復合外加劑的共同作用,取代普通混凝土中的水泥,其水化產物主要是沸石類的水化硅鋁酸鹽,使FKJ混凝土在PH2—13的環境下具有比普通水泥混凝土耐腐蝕能力,使用這種材料制造的鋼筋混凝土排水管,具有優良的耐腐蝕性能,很好的解決了工業廢水中酸鹽介質對混凝土侵蝕作用,大大提高了管道的使用壽命。
9、塑襯混凝土復合管
杭州市政管業有限公司己研制成功塑襯混凝土復合管,它是將塑料(高密度聚乙烯(HDPE)熱塑性塑料)襯管襯入傳統的鋼筋混凝土管內部,使兩者的優良性能得到有機的結合,既保持了鋼筋混凝土優良的剛度性能又使塑料襯管耐腐蝕,易維護,內壁光滑性能得到充分利用;深圳嘉華建筑制品有限公司和多倫建筑制品有限公司制造的內襯PVC鋼筋混凝土管和鋼筋混凝土頂管已在廣東省東莞市成功使用。廣東省東莞市大嶺山鎮污水處理廠污水排放工程中使用了DN1200mm、DN2000mm內襯PVC鋼筋混凝土頂管和DN900mm內襯PVC鋼筋混凝土管;廣東省東莞市中堂鎮污水處理廠污水排放工程中也使用了DN1200mm內襯PVC鋼筋混凝土頂管。
這種管材的研制和成功使用,大大提高了管材耐腐蝕性能,必將進一步拓寬鋼筋混凝土排水管的使用范圍,滿足市場的需要。
10、北京市市政工程研究院于2003年成功研制出預制混凝土裝配式檢查井,用以解決“馬路眼鏡”影響道路質量和正常使用的檢查井井圈下沉的問題。
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11、鋼筋混凝土管片
盾構法隧道施工技術是當今世界最先進的隧道施工技術,適用地鐵隧道、高速公路隧道、地下供排水隧道。施工時可避免對地面建筑物的破壞,更好地保護環境。用此法施工,與之相配套的必須用鋼筋混凝土管片。上海浦東混凝土制品有限公司的前身,上海水泥成品廠是我國最早生產管片的廠家,該廠于1966年8月到1970年生產了黃浦江第一條越江隧道用管片(打浦路),外徑10米,內徑8.8米,壁厚600mm,由8片組裝成圓環,環寬900mm,全長1322米;1982-1988年生產了上海延安路越江隧道用管片,外徑11米,內徑9.9米,管片厚度550mm,由8塊管片拼成圓環,每環寬1米,全長1476米。管片尺寸精度要求為±1mm。
2000年—2002年又為上海地鐵一號線、二號線、明珠二期工程生產管片4公里多,由于在同規格產品中可互換,其精度要求:寬度誤差±0.5mm,厚度誤差±0.1mm,單片弧長誤差±0.5mm。
隨著我國城市地鐵的發展,經濟發展較快,經常實力雄厚的北京、上海、廣州、深圳等到城市都在快速的修建地鐵軌道交通,因此,需要大量高強度、高抗滲性、高精度的鋼筋混凝土管片,涌現出一大批經濟實力雄厚管管片產企業,如北京榆樹莊構件廠、北京港創瑞博混凝土公司、北京城建集團構件廠、北京市住總市政構件廠、北京建工混凝土構件廠,上海隧道混凝土構件股份公司(該公司有7個企業生產管片)、廣州市政工程水泥制品有限公司、深圳港創建材股份有限公司,成都金煒制管有限公司,遼寧興榮昌地鐵管片有限公司等。值得指出,上海隧道混凝士構件股份公司也是國內首家與日本企業合作,制造出雙園地鐵管片,并在上海6號線、8號線上成功應用。此外,還一舉中標世界矚目的上海長江隧道工程管片標(C一7標),總長15KM,外徑15m,每環用混凝土58立方米。
12、鋼纖維混凝土檢查井蓋
城市市政道路管線檢查井蓋,大都是鑄鐵井蓋,但被盜現象普遍存在,為解決這一難題,蘇州混凝土水泥制品研究院已成功研制了鋼纖維混凝土檢查井蓋,并轉讓給10多個企業,分布在江蘇、北京、福建、甘肅、浙江等省市。
三、技術引進和自主開發研制工作成效顯著
在改革開放方針指引下,從“七五”末期至今,我國從澳大利亞“羅克拉公司”引進一套懸輥法制管工藝和設備(生產三階段預應力混凝土管、鋼筋混凝土管);從美國“麥克拉肯公司”和德國“祖布林公司”各引進一套立式徑向擠壓制管工藝技術和設備(生產混凝土和鋼筋混凝土管);從丹麥“佩德哈博公司”、美國“哈卡公司”、意大利“科力公司”、德國“祖布林公司”、“寶姆格騰那公司”和“施洛斯一非凡公司”引進11套芯模振動液壓成型工藝技術和設備以及振動成型工藝技術、設備(生產鋼筋混凝土排水管)。此外,還從德國“祖布林公司”和“MBK公司”引進了7臺鋼筋骨架滾焊機。
在引進國外生產混凝土管和鋼筋混凝土管先進的設備和工藝技術的同時,國內也加大消化吸收、自主開發研制的步伐,經過全行業的努力己取得可喜的成果。廈門千秋業水泥制品有限公司于2001年6月成功地研制出全自動升芯擠壓振動制管機,有機地將升芯、擠壓、振動三種功能合理地結合在一起,是一種全新的制管工藝技術,用該制管設備生產了承插式帶管座(內嵌膠圈柔性接口)鋼筋混凝土管材。2002年2月4日通過省級鑒定,鑒定委員會專家認為屬國內首創,達到國際先進水平。同年獲“廈門市科技進步二等獎”,被福建省建設廳列為“2002年度建設科技成果推廣項目”。
目前,該公司有三個車間采用芯模振動液壓成型制管設備生產帶管座的鋼筋混凝土排水管,其中一個車間安裝全自動3工位制管設備,生產Ф300—Ф1800mm,管長2500mm的管材;另外二個車間安裝半自動雙工位制管設備,其中一個車間生產Ф600—Ф3600mm,管長3000mm的管材,而另一個車間生產Ф600—Ф3600mm,管長3000mm的管材和生產3100mm×5000mm,壁厚270mm,長2000mm的矩形渠。該公司目前生產帶管座的鋼筋混凝土排水管,最大直徑為Ф3400mm。到目前為止,該公司已經累計生產了帶管座柔性接口鋼筋混凝土管140多km。
2004年8月,蘇州混凝土水泥制品研究院、蘇州科星混凝土水泥制品裝備公司聯合試制了Ф1350—Ф2400mm,長2500mm立式芯模振動液壓成型制管設備,并在南寧鴻基水泥制品公司的大力配合下,成功的生產了七種規格鋼筋混凝土排水管,設備運行正常。接著蘇州混凝土水泥制品研究院、蘇州科星混凝土水泥制品裝備公司又開發制造了Ф1800—Ф3000mm,長2500mm和Ф600—1500mm,長2500mm(雙工程)立式芯模振動液壓成型制管設備,也安裝在南寧鴻基水泥制品公司,經生產運行,情況良好。
2006年江蘇省科技廳委托蘇州市科技局于9月4日主持召開了省級鑒定會,到會專家認為:整套設備及生產工藝填補了這一領域的國內空白,部分關鍵性指標達到當前國際先進水平。2007年9月該項目被評為建材科技進步二等獎。
蘇州科星混凝土水泥制品裝備公司已制造了27套立式芯模振動液壓成型制管設備,除向國內16個企業提供了全套生產設備,還向哈薩克斯坦出口一套制管設備。
此外,浙江省南洋管業有限公司、上海閔馬水泥制管有限公司、揚州市華光雙瑞實業有限公司、江蘇華光雙順機械制造有限公司等都先后制造了立式芯模振動液壓成型制管設備。
上述芯模振動液壓成型制管工藝設備的研制成功,從而結束了我國不能制造這種制管設備的歷史,為提高排水管行業的生產裝備水平創造了有利條件。
在研制生產鋼筋骨架滾焊機方面也取得了重大進展。南京費隆公司水泥制品機械廠等己制造了Ф200mm一Ф3000mm型用于制作排水管鋼筋骨架滾焊機;秦皇島市撫寧水泥管材有限公司也成功的開發制造了Ф700mm一Ф1500mm,長2.4米~4米鋼筋混凝土排水管用的可變徑承插式鋼筋骨架滾焊機。
以上清楚表明,通過技術引進、消化吸收和生產實踐,我國不僅掌握了離心法、振動法制管工藝技術和設備,而且也完全掌握了懸輥法制管工藝技術和設備、芯模振動液壓成型制管工藝和設備??傊a混凝土管和鋼筋混凝土管用的各種工藝制管設備都能立足于國內制造。
四、依靠技術進步和創新,使生產混凝土和鋼筋混凝土排水管的工藝方法實現了多樣化,生產裝備水平顯著提高。
生產混凝土和鋼筋混凝土排水管工藝方法:50年代初是采用手工搗制和簡易的離心法生產小口徑的排水管。通過技術進步和創新,生產工藝方法己經實現了多樣化,現在除離心法外,還有懸輥法、振動法(外模振動、內模振動、插入振動)、立式軸向擠壓法和立式徑向擠壓擠壓法、芯模振動液壓成型法)。此外,生產企業的裝備水平也有了較大提高,大型和部分中型骨干企業的生產裝備水平已達到相當于國外工業化國家80年代初期水平(引進設備企業除外),而其余中型企業和小型企業的生產裝備水平相當于國外60—70年代水平。
五、排水管行業的發展,帶動了水泥制品機械專用設備制造廠和橡膠圈行業的發展。
以上就是排水管行業所取得的成績。
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第二部分排水管行業存在的主要問題
l、市場競爭激烈,竟相壓價銷售普遍存在,使企業經營更加困難。
由于化學建材管材的發展和一些省市建委出臺政策,支持發展使用UPVC和PE管,限制使用600mm以下混凝土和鋼筋混凝土排水管,對排水管行業發展不利,再加上行業內無序竟相壓價銷售,市場競爭更加激烈,使企業,尤其是國有企業生產經營更加困難。
2、企業結構、產品結構不合理,重復建設極其嚴重
2002年全國水泥制品工業企業(全部國有企業和銷售收入500萬元以上非國有企業)為1215個,其中:大型企業28個,占全部企業數2.3%;中型企業107個,占全部企業數8.8%;小型企業1080個,占全部企業數的88.89%;產品結構不合理,相當多企業的產品品種單一、規格少、不配套,生產排水管企業都沒有生產管件。此外,重復建設極為嚴重,盲目建廠現象較為普遍存在,而且,在排水管行業中顯得更加突出。原國家建材局1997年統計資料,全國鄉及鄉以上水泥制品工業企業和生產單位為6582個,其中生產混凝土和鋼筋混凝土排水管企業只少有5000個。大量的小型企業沒有檢測手段,沒有廠房,而是作坊式生產。
3、產品質量差、合格率低
90年代國家曾對鋼筋混凝土排水管進行過3次監督抽查,抽查11O企業,合格80個,合格率為72.72%。而國外這種產品合格率都在98%以上,外觀質量很好,內外壁光滑,棱角線條清晰,而國內生產的混凝土排水管內外壁不光滑,缺邊掉角,麻面、漏漿等較為普遍存在。
4、檢測手段不完備、工藝不完善、設備不配套。
相當多的排水管生產企業至今還沒有一個適應生產要求、保證產品質量的試驗室,不能及時主動的對水泥、混凝土、鋼材等原材料進行物理力學性能檢驗:采用懸輥法工藝生產鋼筋混凝土排水管時,有的企業沒有采用滾焊機制作鋼筋骨架,而是手工綁扎,這種工藝不完善、設備不配套的情況,仍在一些企業中存在。
5、生產裝備機械化、自動化程度低、勞動強度大、生產效率低。
盡管我國排水管行業整體上實現了生產裝備多樣化,國外著名制管工藝設備我國都有了,但整個行業的裝備現狀是少數先進與多數落后并存,如歐洲國家生產混凝土管和鋼筋混凝土管的工藝方法普遍采用立式徑向擠壓成型工藝和芯模振動液壓成型工藝,基本上不用離心法和懸輥法,而我國絕大多數生產企業基本上都是采用離心法和懸輥法生產混凝土排水管,僅有少數引進設備廠采用芯模振動液壓成型工藝和徑向擠壓工藝生產混凝土排水管,而且生產裝備機械化自動化程度也較低。德國“祖布林公司”采用立式徑向擠壓工藝生產中小口徑混凝土排水管和奧地利“史律索巴維爾機械公司”制造的芯模振動液壓成型制管設備己實現全線自動控制,整個生產線操作人員僅有2人,不僅產品質量有保證,而且生產效率大大提高。
以上就是排水管行業存在的主要問題。
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第三部分混凝土排水管行業發展前景展望
黨的十六屆五中全會通過的《中共中央關于于制定國經濟和社會發展第十一個五年規劃建議》,提出了“十一五”時期經濟社會發展的主要目標:在優化結構,提高效益和降消耗的基礎上,實現2010年人均國內生產總值比2000年翻一番;資源利用效率顯著提高,單位國內生產總值能源消耗比“十五”期未降低20%。并要統籌城鄉經濟社會發展,扎實推進社會主義新農村建設等??梢灶A見,整個“十一五”期間,我國建設和發展的任務相當繁重,隨著我國國民經濟快速協調健康發展和社會全面進步,向全面建設小康社會目標的邁進,這必將為水泥制品工業發展帶來千載難逢的發展機遇,其主要依據如下:
1、國民經濟保持快速協調健康發展,必將帶動水泥制品工業大發展
“十一五”是我國向全面小康社會邁進的十分重要的關鍵的五年,要實現2010年人均國內生產總值比2000年翻一番的目標,國民經濟將快速協調健康發展,宏觀經濟平穩運行,國內生產總值年均增長7.5%,這必將帶動水泥制品工業的發展。
2、加快城鎮化健康發展和扎實推進社會主義新農村建設,將促進建筑業的高度繁榮與發展,也將帶動建材工業(其中也包括水泥制品工業)的發展
2004年我國城鎮化水平已達到41.7%,隨著我國經濟的快速發展,必將促進城鎮化水平的提高,據有關專家分析,在未來20年,我國城鎮化水平年均提高1個百分點左右。到2010年,我國城鎮化水平將達到47%,2020年達到58%~60%;我國目前各類建筑保有量為400億m2,到2020年,我國將新造各類建筑300億m2,平均每年新建造建筑面積20億m2。如此大規模的建設,必將促進建筑業的高度繁榮與發展,從而帶動材料工業(其中包括水泥制品工業)的大發展。
3、國家加強環境治理,加大環保力度,為水泥制品工業發展,尤其是排水管行業發展,創造了有利條件。
黨中央、國務院高度重視環境保護工作,并于2005年12月3日作出關于落實科學發展觀,加強環境保護的決定。到2010年重點地區和城市的環境得到改善,生產環境惡化趨勢基本謁制。切實解決突出環境問題,以飲用水安全和重點流域治理為重點,加強水污染防治,把淮河、海河、遼河、松花江、三峽庫區及上游,黃河小浪底水庫庫區及上游,南水北調水源地及沿線,太湖、滇池、巢湖作為流域水污染治理的重點,把渤海等重點海域和河口地區作為海洋保護工作重點;以強化污染防治為重點,加強城市環境保護。
目前,城市排水管網普通率僅有60%左右,城市污水處理率僅為42.12%,其中污水處理廠集中處理率僅有24%,到2010年,全國城市污水處理率不低于70%,生活垃圾無害化處理率不低于60%。為實現上述目標,必須大力加強城市基礎設施建設,修建污水處理廠,需要截流污水,通過管道將污水輸送到污水處理廠,因而需要大量混凝土排水管?! ∫圆簧想y看出,未來城鎮建設、工礦企業建設和農田水利建設以及南水北調工程的實施,都需要鋪設輸水和排水管道,需要大量的混凝土管材,為水泥制品工業、排水管和混凝土壓力管行業的發展提供了千載難逢的機遇??梢灶A見,未來這五年到十年是水泥制品工業最好的發展時期,也是排水管行業最好的發展時期,是大有作為、大有可為的。
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