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非开挖钻机和拉管技术在国内外的运用

发布时间:2012-04-17 16:48:46   字体:【小】【中】【大】

1.非开挖技术的国外发展历程

  非开挖施工技术(trenchless technology或no-dig)虽词语较新,但其原理并不是新的。例如,大口径隧道顶管施工法己使用多年,自来水防腐灰浆喷射衬层法也具有较长历史 等。国外非开挖技术发展大致可分为(1)人工地下挖掘后再铺管线初期(2)常规挖掘与铺设相结合中期(3)采用专用设备和技术把地下挖掘和管线铺设有机结 合,并能准确控向的现代非开挖近期三个阶段。非开挖技术的发源地主要在三个国家——日本,美国和英国,以后日益受到世界各国的重视,并取得良好的社会效益 和经济效益。


  1986年国际非开挖协会(istt)在英国伦敦成立,这预示着世界范围内非开挖技术的研究与发展进入了新时期。据国际非开挖技术协会和国外主 要公司的初步统计,目前发达国家用非开挖施工方法施工的管线已占全部地下管线工程施工量的10%,个别城市和地区如德国柏林已高达40%。经过几十年的发 展,国外非开挖技术,包括穿越铺设、更新、修复地下管线三个方面的施工方法均取得了很大的进步,其系列化配套技术也已日臻完善。


  各国政府对非开挖技术的研究、推广和应用同样十分重视。美国在90年代就将该项技术列入国家研究计划之中,英国曼彻斯特工业大学、美国路易斯安娜理工大学和德国波恩大学等都设立非开挖技术专业和相应的研究机构。


  2.非开挖技术在国内的发展方兴未艾


  我国非开挖管线工程技术的应用起步较晚,发展大致可分为三个阶段:第一阶段为70年代末至80年代中期的初级阶段,工程具有应急特征,技术水平 不高;第二阶段为80年代中期至90年代中期的中期阶段,其特点是需求量大增,以引进国外技术与装备为主,非开挖技术发展较快;第三阶段为自90年中期开 始的近期阶段,此阶段的特征是,在引进国外非开挖技术和装备的同时,我国开始自行开发研制非开挖技术和装备,并取得了一些突破性的成果,扼止了设备的大宗 引进势头,同时也涌现了一批专门或兼营非开挖技术的施工公司,开始进入了关键的创业期,具有我国特色的非开挖技术在国内的发展方兴未艾。


  二、非开挖技术在上海燃气管网改造中的应用大有可为


  1.上海燃气管网的发展历史与现状


  上海是我国最早使用煤气的城市,至今已有一个半世纪的历史,从l864年埋设第一根煤气管道以来,现在的燃气输配管网已发展至10000余公 里。其中除浦东地区2000余公里新建输送天然气管网外,浦西地区8000公里管网虽然目前以输送城市煤气为主,但部分地区已用上了天然气,随着东海二期 天然气的增加和“西气东输”到沪,上海城市燃气管网格局将逐步演化,天然气占燃气比重逐步加大,一个极为重要的方面就是由于天然气性质与人工煤气有着很大 区别,至使上海尤其浦西地区将有3000公里左右的地下煤气铸铁管道需要更新、改造。


  2.上海燃气管网的改造任务任重而道远


  目前上海居民燃气用户己达500余万户,上海能源结构重心调整向绿色能源天然气已成大势所趋。天然气的发展需要敷设大量的管网和对原城市煤气管 网进行改造转换,由此所引出的主要难题除工程量浩大,必须为此有计划、有步骤地投入大量人力物力进行合理安排,使改造目标逐步实现外,另一重要难度是面临 由于历史变迁、地形地貌变化及各种人为因素所形成的上海地下管网“密”、“杂”、“老”特点所带来的巨大技术难度,再加之上海作为国际化大都市的定位,因 此决定了进行煤气管网更新更改与敷设新管道时,必须要考虑目前的道路状况,借助于科技手段,才能确保施工安全和煤气管网的正常运行与保证正常的城市活动。 这一改造任务任重而道远。


  3.非开挖技术在上海燃气管网改造中的应用起步较早


  早在上世纪70年至80年代,原上海煤气公司科技人员着手研究非开挖顶管技术,先后完成了口径ф2400mm、长度为900m(二处)穿越黄浦 江以及数十处穿越铁路、河流公路等顶管工程工艺并日趋成熟。随着上海经济发展、交通繁忙,开挖道路直埋工程受到一定场合的制约,特别是上世纪末为迎接东海 天然气(一期)入沪,大批管道急需改造,原煤气公司为加快研究燃气管道非开挖技术,其中包含旧管道修复,科技人员在吸收了国外先进经验基础上结合燃气特点 和上海现状对新敷燃气管非开挖“定向钻技术”,以及燃气管道修复中的非开挖“翻转内衬法”,“pe管异径穿管法”和“pe管挤压穿管法"等技术,进行研究 和开发,取得一定成效,并采用非开挖技术应用于上海市区天然气管道转换工程完成了50余公里将原燃气管网顺利的转换成天然气。由上海华焰燃气管道工程技术 发展有限公司开发的”天然气转换工程燃气管网非开挖更新改造技术研究“获2005年上海市科技进步三等奖,为加快天然气应用开创了一条新道路。


  三、非开挖技术近年正取得可喜的发展


  近年来,上海非开挖技术的应用,尤其在燃气管道铺设及旧管道改造施工中,正在取得可喜的进展。例如,一次定向穿越的距离己长至800m以上,口 径已大至o.7m以上。非开挖管道修复的距离,就上海市区而言,已愈近上百公里。非开挖管道技术的设备已逐步国产化,施工成本也有一定幅度下降,在国内非 开挖市场上,国内施工队伍的竞争力也占有一定优势,国内的施工技术已具中国特色而更趋成熟,整体非开挖技术水平己跻身于国际水平之列。


  随着上海和外省市天然气管网增加,新敷设管道和转换天然气管道需求量增大,在201o年前预计上海需敷设和转换的管线将有3000km之多,其中采用非开挖施工的管线将占到其中的10~15%,燃气非开挖市场十分宽广。


  四、进一步提高目前我国非开挖技术的适用性水平势在必行


  虽然近年来我国的非开挖事业发展取得了长足的进步,但与国外相比,目前我国非开挖工程量还不够大,非开挖施工设备与技术的开发尚处于相对落后状态,非开挖技术的应用仍存在着适用性问题而需要提高。


  主要为:


  ——以非开挖穿越定向钻机为例,目前尚存在着国产钻机使用比例偏低,国产钻机品种单一,能力有限,不成系列,液压化程度较低,适应性差,难于满足工程施工需要等问题。


  ——再例如,非开挖cipp翻转内衬管道修复法面临着国产化粘胶、衬料及技术不过关,装备不够精良,体积过大,进口材料设备与施工价格过高等问题。


  ——cctv检测器,是非开挖管道修复必备的仪器,目前国内工程施工需求量很大,但却面临着进口机价格过高,不完全适用国内管道,国产机功能不全水平低易损坏等问题。


  ——与国外相比,国内非开挖技术尚存在施工方法不够丰富,施工工艺缺乏创新,施工效果不够理想与施工队伍施工水平偏低现象较为普遍的问题等等。


  类似适用性方面所存在的问题还可以举出不少,它们都是今后我们进一步发展非开挖技术与推动非开挖事业发展中必须逐一加以认真解决的问题。适用性 问题解决的越好,我国的非开挖技术应用水平就越高,从而也越能使非开挖技术这一先进事物为我国的管道工程施工服务得更好与带来更多的效益,这是我们所希望 并应为之加以努力去实现的。为此本文以下提出几点有关解决适用性问题的建议,供相关部门参考:


  五、几点建议


  1.非开挖技术应用程度体现了一个城市先进文明水平,一个企业的技术含量。各级领导应将非开挖技术应用纳入管线建设、规划、设计和施工实施,从而推进非开挖技术应用。


  2.非开挖技术是涉及到设备、材料、工艺多方面领域的综合学科。欧美发达国家政府对非开挖技术研究和应用十分重视,在美国90年代就将该技术列 入国家技术研究计划。英国曼彻斯特大学、德国波恩大学等均设立“非开挖技术”专业、相应研究机构。作为非开挖技术在全国城市中发展最快的上海,应尽快建立 非开挖技术研究单位和培训机构使之持续发展。


  3.充分发挥上海非开挖技术协会行业协会的作用,组织骨干企业参予,在推广普及成熟技术与研发提高创新技术上下功夫,使我国的非开挖技术在平均应用水平上有所提高,在具有我国特色施工方法开发上有所突破。


  4.努力创造条件,提高我国非开挖技术装备与材料的国产化水平,打破我国非开挖市场进口机材一统天下的局面,使我国的非开挖施工逐步走向质优、价廉、机材国产化方向,从而降低工程造价,加快推行非开挖技术进程。


  5.行业主管及核心骨干企业有意识地规划并制定非开挖核心技术及关键装备适用性水平提高的时间表,使得在不远将来,使我们的非开挖技术应用水平真正跻身先进国家之列。


  6.重视相关技术开发理论研究与相关规程的制定。特别像非开挖技术在燃气管道施工方面的技术开发,理论研究与相关规程标准的制定,我们有许多工作要做,上海市在这方面有条件走在全国的前列。


  随着上海天然气的发展,燃气管道敷设和转换增加,非开挖技术应用势在必行,前景广阔,大有作为,非开挖技术创新将带来显著的社会效益和经济效益。

相关词条:非开挖钻机非开挖拉管

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