8月26~29日,在北京召开了第七界国际非开挖技术研讨会暨中国非开挖技术协会年会,会上讨论了我国非开挖技术的发展现状及非开挖施工工艺。在此会议上,徐工科技股份有限公司作为非开挖设备的生产单位正式加入了中国非开挖技术协会,同时也成为了国际非开挖技术协会的成员,为我公司非开挖技术的发展奠定了良好的交流平台。
1.我国非开挖技术持续发展的原因
纵观我国非开挖技术的发展,最明显的特点是起步晚而发展迅速。随着我国经济的快速发展,特别是国家基础设施的大规模投资,如:西气东输工程;南水北调工程;全国性的宽带网建设工程;北京、上海、广州等大城市污水处理工程和饮用水工程等都为非开挖技术提供了广阔的市场,其中西气东输主干线就需投资400多亿人民币,它要三过黄河,一次过长江,一次过淮河,还要穿越江南水网,这都必须使用非开挖技术。据统计,我国每年用于非开挖的管线工程费用从98年的7亿人民币上升到2002年的20亿人民币,年平均增长幅度30%左右。非开挖技术为何能持续发展,主要有以下几个方面的原因:
(1)城市化建设的需要
截止到2002年,我国共有660个大中城市。随着我国城市化进程的加快,我国的城市化人口己达4.5亿,城市人口的增加,将使市政基础设施的工程量大幅度增加,改革开放以来,我国加大了地下管网建设的投入力度,使各类管道的数量以很高的速度增长。据统计,我国每年新增管线4万公里,且有更快速度增长之势。另外我国还有大量的电信管道,光缆线、燃气管道,城市集中供热管道,电力、有线电视网等管线。
(2)国家基础建设的不断投入
近几年来,陕北、西南、新疆等地的油气管道,成品油输送管道,煤浆输送管道,西气东输工程及其分支工程,各类管道的铺设均需要穿越公路、河流、铁路等非开挖工程,无论从环境保护还是今后的市场的需求来看,非开挖技术的前景都是令人鼓舞的,其优越性已被人们接受。
(3)城市法制的健全
1996年,国务院就颁布了《城市道路管理条理》,北京、深圳、济南等一批城市也陆续颁布地方性法规限制在城市内开挖作业,且这样的城市有逐年增多之势。
(4)施工成本和社会效益
从施工成本来看,非开挖施工综合成本较低,施工人员需要少,地面设备占用空间小,据统计,两米以上深度的非开挖施工成本较开挖施工成本明显偏低。且不影响交通,环境污染小,社会效益明显。
2.我国非开挖技术的发展
2002年,我国非开挖新管线安装己设及到各个技术领域,包括水平定向钻进、微型隧道掘进(顶管)和夯管等技术方法。去年新增水平定向钻机200余台,高于前年的180台,显著的特点是国产钻机的市场占有率已提高到70%,2001年只占50%:其中2002年新增大型钻机(回拖力大于450KN)5台,其中4台为进口设备。2002年新投入我国市场的顶管设备达到35台套,其中进口设备约占50%左右,主要以日本的伊势机和RASA工业公司为主。每年钻机和顶管机数量增长如图1,图2。
一些主要的管线修复和替换方法如内衬法(CIPP、插管法、变形复原法等)、喷浆法、裂管法等在我国已得到初步应用。但国内采用的设备几乎全部依赖进口,主要的有德国TT公司的Grundcrack气动爆管设备和Grundbursh液动爆管设备;德国Essig公司的PCS爆管设备;美国McLaughlin公司的Bullet爆管系统;另外还有DJeyan公司、U-Mole公司、TERRA公司的产品等,目前国内尚未有成熟的爆管系统设备。
非开挖其它相关关键技术主要有:地下管线探测(探地雷达)、导向仪、CCTV检测、钻进规划软件和管道清洗。近几年探地雷达、导向仪在精度和可靠性等方面有很大进步,但主要是国外公司的产品,如DCI公司的MARK系列产品、RADIODETECTION公司的RD385,RD386等,国内主要有北京博泰克公司的产品,但设备性能和可靠性与国外产品相比,还有很大差距。因此,国内目前生产的各种钻机,全部使用国外公司的产品。在钻进规划软件方面,除中国地质大学进行一些科研外,国产钻进规划软件的应用尚属空白。
随着我国经济实力的增强,我国一些大型企业走高起点发展之路,如中联中科公司收购POWERMOLE公司,在非开挖行业中引起较大反响,徐工科技自行研制的ZDl245水平定向钻可与国外同类产品相媲美,这对提高我国水平定向钻机制造业的总体水平有着深远的意义。
3.与国外非开挖技术的差距
近年来,虽然非开挖技术在我国获得飞速发展,尤其在管线铺设和管线修复方面。但我国的非开挖技术与西方发达国家相比,仍存在着较大差距,有些方面还是空白。具体表现在以下几个方面:
(1)起步晚,基础差
在我国,非开挖施工技术尚处于初级阶段,从非开挖技术在我国应用前后不到10年的时间,非开挖产品仍处于低水平技术生产,市场仍处于无序竞争状态,资金投入不足,产品生产成不了规模。建设单位对非开挖技术的应用仍未能引起足够的重视等。
(2)非开挖设备产品单一,不成系列和规模,技术水平低。
目前,以我国已开发生产的水平定向钻为例,主要以25T推拉力以下的产品为主,施工设备能力有限,对工程和地层的适应性差,大部分钻机难以满足长距离施工需要,也无法在硬岩中施工。
而国外产品规格齐全,品种较多,地层适应性强。如美国AUGERS公司有十余种不同型号的钻机,DITCHWITCH公司的MACH1和AT钻岩系列产品也有十余种。日本ISEKI公司的小口径顶管设备,仅泥水式顶管设备就多达20余种。
另外,国内产品多是“半液压式”钻机,功能少,可靠性差,钻杆的存取拆卸、地锚的锚固等均是人工完成,自动化程度低;多为动力站与钻机分体,结构松散,运输不便,缺少钻岩功能,工艺适应性差;底盘大部分为轮式底盘,机动性差,施工准备繁琐。而国外钻机自动化程度高,结构紧凑,工艺适应性强,均为履带底盘驱动,机动性好,设计体现了以人为本的设计理念,功能齐全。
(3)管道替换和修复技术落后
管道替换和修复技术设备基本上从国外进口,包括材料和施工工艺,国内虽然有一些公司和厂家在改进的内衬法方面作了不少工作,但其它方面严重落后,有的甚至还是空白。
(4)相关技术严重落后
主要表现在导向仪,探地雷达,顶管设备的激光导向装置等高科技技术和仪器,钻进规划软件等施工辅助工具,目前,国内几乎全部使用DCI或雷迪公司的产品。
4.发展我国非开挖技术应采取的措施
(1)大力宣传非开挖技术的优越性,引起全社会的重视,特别是促进该技术在管线建设和市政基础建设中的应用,解决城市“拉链"问题,为非开挖市场开辟更广阔的空间。
(2)开辟国内特别是国外非开挖技术交流渠道,让国内行业技术人员和管理人员及时了解国外非开挖技术现状和技术发展动态,紧跟国外技术发展趋势,学习国外先进技术,大力发展我国的非开挖事业。
(3)大力引进并消化吸收国外非开挖先进技术,缩短与国外非开挖技术产品的差距。产品生产单位与国内科研院所加强技术合作,对导向仪、探地雷达、钻进规划软件等关键技术开展研究,尽快形成我国自己的专有技术。
(4)发挥非开挖技术协会的作用,尽快制定和规范行业行为,制定产品标准和施工规范,使非开挖技术尽快发展为一个技术门类齐全,市场分工明确,社会提倡,政府支持的高新技术产业。
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