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二零二零年度水泥混凝土管涵行业发展报告
阅读:1202  更新时间:2021-04-08

 


文章来源(原文链接):中国混凝土与水泥制品协会原创CCPA管涵分会

一、概述

2020年是我国十三五规划收官之年,也是全面建成小康社会的决胜之年,水泥混凝土管涵行业在国家加大地下基础设施建设力度和大力推动创新发展的政策引导下,在重大建设项目的带动下,克服了疫情给我们带来的一个又一个的困难,生产经营活动普遍恢复较快,尤其是重点企业和去年同期相比,有不同程度的增长。我国已是世界各国生产使用水泥混凝土管涵最多的国家,在当前我国地下基础设施建设快速发展的时期,混凝土管涵的工艺技术、产品结构、生产装备也在发生重大变化,产品技术水平不断提高,装备技术水平不断创新,产品应用领域不断扩展,可以肯定,混凝土管涵行业将会为国民经济建设做出更大的贡献。

二、行业的发展现状

2020年水泥混凝土管涵行业整体发展形势较好,企业生产能力出现一定的恢复势头。尤其是重点企业和去年同期相比,呈现出不同程度的增长。

1.行业经济规模与技术水平

行业规模特点:

在我国混凝土与水泥制品产业中,面广、量大、企业多、规模小、门槛低、技术简单、龙头骨干少、总体技术水平偏低仍然是水泥混凝土管涵行业规模水平的主要特点,但是随着国家“供给侧结构性改革驱动行业创新发展”、“《中国制造2025》引领行业发展”、“城市基础设施建设为行业提供新的发展空间”、“一带一路战略促进国际化发展”、“生态文明建设利好水泥制品行业市场”等一系列政策的拉动,水泥混凝土管涵行业发展形势总体良好,无论是行业规模、产品规格、技术创新和装备水平已逐步开始向世界先进行列迈进。

据不完全统计目前我国各种规模管涵生产企业约5000家;钢筋混凝土排水管产品制造和应用的最大规格为Φ4400mm;预制矩形顶管最大断面达14.8m*9.426m,是目前世界最大的矩形顶管。Φ3500mm以上大口径钢筋混凝土管和6-7m以上矩形箱涵在全国各地的综合管廊、电力隧道和地铁通道中得到了大量应用。

工艺技术水平:

目前我国钢筋混凝土管主要成型工艺有:离心成型工艺、悬辊成型工艺、芯模振动成型工艺、立式径向挤压成型工艺、立式附着式成型工艺、立式插入振捣工艺等。其中,中大口径管大多采用芯模振动工艺、Φ3000以上大管,尤其是电力电缆管多采用立式振捣工艺或立式附着式成型工艺Φ1500以下的小管生产在老企业生产线还保留采用悬辊成型工艺,新投入的生产线则多采用立式径向挤压成型工艺、芯模振动双管成型工艺和升芯式芯模振动成型工艺。

目前,我国已拥有了当今世界最先进的全部制管技术,随着国家节能环保要求力度的加大和人工成本的上涨,悬辊成型工艺也将会逐步被芯模振动和径向挤压成型工艺所代替,而离心成型工艺能耗大、工效低、制管环境差、必须蒸汽养护等不利因素,目前应用极少。

Φ4000mm 顶进施工法用钢筋混凝排水管

地下综合管廊用异形混凝土箱涵(左)地铁出入口通道用顶进施工混凝土箱涵(右)

产品结构:除普通钢筋混凝土管涵外,还有各种内衬材料的复合管;

接口形式:有橡胶圈连接的柔性接口和无橡胶圈连接的刚性接口,目前柔性接口已经基本上取代了刚性接口;

施工方式:有开槽施工和顶进施工二种施工方式;

产品外形:按管外形分为平口管、承插管、企口管、钢承口管、异形管(椭圆形、多弧带底座管);

预制混凝土箱涵:按孔数分单孔、双孔和多孔;按装配组合形式分整体箱涵、上下拼装组合箱涵和左右拼装组合箱涵;

延伸预制构件产品:预制钢筋混凝土检查井、预制钢筋混凝土化粪池、生态护坡砖、生态透水砖、装配式电缆沟、装配式围墙及其他构件。

2.排水管制管成型装备技术水平

近十年来我国排水管制管成型装备的技术水平发展巨大,极大的推动了水泥混凝土管涵行业的技术进步,到目前为止,国外各种先进的排水管生产装备已全部实现了国产化,且装备的技术含量正在不断提高,国产装备不但在国内应用,还开始向国外出口。

芯模振动制管设备:

2020年是我国自主研发芯模振动制管设备推广应用的15周年,芯模振动制管技术因其生产效率高、安全、节能、产品质量好诸多优点,得到了普遍推广,芯模制管机已普及到全国几百家制管企业,芯模振动工艺已是大中口径管的首选工艺。小口径双根芯模制管装备的开发,在小管生产中也得到快速推广。但该芯模振动设备因速脱模的工艺特性所决定,存在着外观表面较毛糙,振动噪声较大,受环境条件限制,尤其是钢承口A型和钢承口C型管在芯模振动成型中困难,在一定程度上影响了钢筋混凝土管和球磨铸铁管的市场竞争,目前我们的装备企业和制管企业的工程技术人员正在努力攻克,寻求一种方便有效的制作技术。力争实现“工艺特点的发挥+装备的技术进步+合理应用=完美”。

芯模振动制管生产线

径向挤压制管设备:

2011年我国国产径向挤压制管机的成功研制,填补了我国立式径向挤压制管工艺和装备的空白,将行业装备技术水平向自动化进步又推进一步。经过近十年的不断改进完善和创新,目前国产径向挤压制管机可用于双层钢筋骨架、最大口径1650承插管的生产,制管效率极大提高,制管脱模后基本实现了无需表面修饰处理。2019年开始,由于市政小管需求量的加大和国家环保政策力度的加强,径向挤压制管机在小管生产中推广较快。无论是装备所生产的最大规格、制管生产的速度和制管的产品外观质量均接近国外先进水平,相比进口装备所需资金大幅下降,从而结束了径向挤压制管装备靠国外进口的年代。

但由于该制管工艺本身对钢筋骨架和混凝土质量要求较严,对企业的生产质量控制和人员技术水平相对求较高,在调研过程中反映出因材料、混凝土配合比、操作、管理等因素影响了混凝土密实度。推广应用过程中应注意技术培训。

1200mm径向挤压制管机(左)1650mm径向挤压管机(右)

升芯式芯模振动自动化生产线:

“升芯式芯模振动制管机”是集径向挤压和芯模振动优点为一体的制管成型设备,配置全过程、全工序、全自动的运行系统,是目前我国钢筋混凝土排水管中自动化水平最高的制管生产线,具有运行数据采集、沉淀、分析、智能化判断执行功能。目前已在湖北、山东等地的多家企业用于Φ300—Φ1500mm中小管生产。

“生产线”实现全自动控制,生产效率高、用人工少、安全环保,除混凝土搅拌、钢筋骨架成型外,整条成型生产线可1人操作;该自动化线的成功研发是我国钢筋混凝土排水管制管装备向国际先进水平又迈进一步。

升芯式芯模振动自动化生产线

其它相关预制混凝土市政构件成型装备:

近几年,我国相关混凝土构件的装备不断得到创新开发。如预制检查井流水线、高频振动设备集成自动化等实现了一机生产圆管、方涵和检查井多种产品,在预制混凝土检查井和预制混凝土箱涵生产中已广泛应用,实现了一机多用。

异型市政构件生产流水线设计精简,占地面积小,生产过程中模具移动、工位固定、通过养护窑循环生产。

钢筋骨架制作设备:

钢筋混凝土排水管钢筋骨架滚焊机自成功开发以来,经过不断改进、完善,极大提高了装备性能和应用范围,实现了钢筋骨架焊接的全自动化,可焊接钢筋最大直径为Φ14mm,且能双筋并焊和自动变径,可适应热轧螺纹钢筋和冷轧带肋钢筋。排水管钢筋骨架滚焊机解决了大配筋钢筋骨架的自动滚焊。可焊管径Φ4000mm双根Φ14mm钢筋的自动滚焊机已经在工程中得到大量应用。目前钢筋骨架滚焊机可焊最大规格Φ4400mm,在辽西北输水工程中得到应用。

十三五期间,国家加大预制装配化综合管廊建设的推广应用,对行业装备企业提出研发相应配套设备的课题。数控钢筋网焊接生产线的研制开发,解决了人工制作矩形钢筋骨架工效低、劳动强度大、质量不稳定的问题;立式钢筋网片折弯机成功研发,进一步提高了预制混凝土箱涵钢筋骨架制作的自动化技术水平和生产效率,节省了人力资源。

箱涵模具创新技术:

箱涵模具是预制混凝土箱涵的关键,我国箱涵模具根据工程需要开发了多种形式:立式钢模和卧式钢模;单仓模具和多仓模具;整体模具和拼装模具;上下拼装模具和左右拼装模具;可调节箱涵高和宽的模板拼装模具等,达到一模多用,力求达到箱涵模具标准化。

三、“十三五”期间,水泥混凝土管涵行业取得长足发展

1.水泥混凝土管涵行业列入混凝土与水泥制品行业“十三五”发展规划中的发展重点:

①产品向大口径、高性能、非开挖、耐腐蚀、复合型、柔性方向发展;

②技术与装备向节能、环保、自动化程度高、安全生产的方向发展;

③应用领域向城市地下基础设施建设、城镇化建设、海绵城市建设、城市综合管廊建设的地下蓄水池、地下铁路通道、地下管网用管、电力隧道、排污管道、预制装配管廊、预制装配化混凝土检查井等领域发展。

2.水泥混凝土管涵行业全面完成“十三五”规划目标:

①产品最大口径达到4400mm,4000mm大管在全国各大城市的地下工程中已广泛使用,产品标准都跟不上产品创新快;穿越江海、沙漠、岩石层的长距离非开挖顶管和顶进箱涵工程一条接一条贯通;各种耐腐蚀内衬复合型大量用于污水处理工程;管道连接基本上全部实现柔性接口;

②芯模振动制管工艺与设备、径向挤压制管工艺与设备、升芯式芯模振动自动化生产线是目前世界上最先进的节能、环保、高自动化、安全性好的生产技术与制管装备,在我国已全部实现了国产化,并得到广泛推广;高能耗、高污染的传统离心成型工艺已基本淘汰、悬辊成型工艺不再被新建生产线所采纳;

③随着我国城市地下基础设施建设、城镇化建设、海绵城市建设、城市综合管廊建设的大力发展,水泥混凝土管涵的应用领域越来越广,除了排水、排污以外,更多地向电网入地的电力隧道、预制装配管廊、地下铁路通道、地下蓄水池、深层隧道、和预制装配化混凝土检查井等领域发展。

3.“十三五”规划提出的水泥混凝土管涵技术研发重点领域是:“研究开发高效芯模振动制管技术,实现制管技术的高效、节能、环保与安全生产”;“研究开发径向挤压制管技术,实现小口径管生产自动化”。

通过全行业的共同不懈努力,我们完成了对芯模振动制管技术的不断改进与完善;自主研发了径向挤压制管技术,实现了径向挤压制管装备和国产化;成功研制了升芯式芯模振动自动化生产线,实现小口径管生产自动化水平。行业的工艺技术研发重点领域取得了可喜的成果,完成了“十三五”研发目标。但和国外同类装备技术水平相比,在自动化和接口质量控制方面还待进一步提高。

四、问题与方向

1.发展中的问题

①政府层面对工程建设监管力度不够

目前国家对建设工程的监管力度不够,从设计到施工层层转包,直接影响了产品销售价格;设计、施工、管材各个环节的不规范及不合理的最低价中标造成了部分企业和管材不能按标准生产,严重影响了产品质量,扰乱了市场。

工程货款拖欠时间过长、欠付货款量过大、企业资金垫付过多,财务费用加大,在一定程度上影响了生产经营活动的正常运转。

②人力资源紧缺,劳动成本上升

一方面,劳动力供给量逐年减少。行业大多为劳动密集型,自动化程度相对较低,生产环境相对较差,招工难,劳动成本持续上涨;另一方面,先进装备需要有一定素质的员工去操作,高级技工短缺问题尤为突出。

目前行业从业人员综合素质偏低,包括理论水平、操作技能、管理能力跟不上技术发展和装备进步的需要,以至于自动化装备和先进技术在推广应用中发挥不了最佳水平;在处理工程质量纠纷中容易处于不利地位。

③产能过剩情况依然严重

尽管国家近年来环保管理力度加强,在一定程度上淘汰了一批不规范的小厂,但供大于求的现状在全国各地仍普遍存在,导致低价竞争。相对其他产业利润水平偏低,除重点企业和重点产品外,大部分生产企业的设计生产能力均不能得到充分发挥,基本维持60%左右的水平。

④国家对水泥混凝土管涵生产经营活动的市场监管力度还应加强

国家取消对输水管的工业生产许可证制度后,改为监督检查,在一定程度上放松了政府对产品市场监管力度,由于政府对所有生产单位未能做到全部掌控,国家监督检查的对象基本还是以原生产许可证获证企业为主,而对无证企业却依然失去管理,优质合格产品和低价劣质产品间造成不公平市场竞争,影响了正常销售秩序。

⑤对新材料、新技术的创新能力待提升

总体上,行业层面的技术开发与研究不够,如近年来,原材料价格始终处于高位,尤其是砂石骨料不仅材料进厂价格大幅上调,而且供货紧张。在推广应用人工砂的过程中,相应的应用技术尚未跟上,在一定程度上影响了企业正常生产和产品质量的稳定。

2.机遇与方向

①建立城市地下空间是我国城市建设推进的必然发展趋势

地下城市基本理念是将地上城市中的城市运输和传输等系统逐步转移到城市地下的不同层次里,将地面交由市民自由使用,将基础设施放入地下,如:地下综合管廊、海绵城市(渗、滞、蓄、净、用、排)地下蓄储和排洪、地下水银行、再生水利用、污水地下集运和地下污水处理厂、垃圾地下集运、卫生填埋和焚烧处理、发展大运量快速公交系统、发展地下快速路和物流系统、地下低密度能源利用等。城市地下空间的重要基础之一就是预制混凝土构件的发展,这无疑是混凝土管涵产业今后一段时间的一个重要发展契机。

②行业技术发展方向

——应用领域向城市地下基础设施建设、城镇化建设、海绵城市建设、城市综合管廊建设的地下蓄水池、地下铁路通道、地下管网用管、电力隧道、排污管道、预制装配管廊等领域发展;

——产品向大口径、高性能、非开挖、耐腐蚀发展是今后相对长时期的水泥混凝土管涵发展趋势;

——装备技术向节能环保、自动化、安全生产和智能创新方向发展是装备技术进步的必然之路;

——混凝土:加大适应预制混凝土构件制作的自密实混凝土、免蒸养混凝土和高能混凝土技术的研发、推广力度,实现排水管用混凝土质量的提升和工厂生产的节能减员;

——不断完善技术标准体系,加强培训与管理,提高行业整体技术管理水平;

——进一步开发工业废渣材料利用和环保产品的研发;

——新型双层排水管生产线的工厂设计。

③优化产业结构,开创合作发展模式

随着国家经济发展进入新常态,投资驱动转向创新驱动,结构优化升级。建筑业提出“大力发展专业化施工、以工程项目为核心、以先进技术为手段、以专业分工为纽带、构建合理工程总分包关系”的产品结构调整目标。作为混凝土水泥制品行业要抓住机遇,充分发挥水泥制品企业具有预制混凝土构件生产技术的优势,和工程方建立良好的协作关系,创建劳务输出、技术服务、合作共赢的模式,寻求更多更大的发展机遇,实现新形势下的产业结构优化。

④值得关注的产品应用领域

大口径钢筋混凝土排水管必将具有更大的应用空间

——用在电力隧道工程的大口径电力电缆管,以3m—4M为多;

——用在污水治理工程中的钢筋混凝土排污管和水环境改善的大口径管钢筋混凝土管;

——用在城市地下综合管廊工程中的预制装配化环形管廊;

——用在城市地下蓄水工程中的大型地下蓄水管;

——用在城市深隧工程中的大口径、高性能钢筋混凝土顶管等是重点产品发展方向。

在耐腐蚀条件下,各种钢筋混凝土复合管市场前景好

PE内衬钢筋混凝土复合管(左)玻璃钢内衬钢筋混凝土复合管(右)

钢筋混凝土复合管通过内衬PVC、PE、等材料可达到耐腐蚀性能要求;在有特殊耐腐蚀要求的耐腐蚀工程和排污工程中有其独特的优势;在城市深隧工程中需要有内压要求的钢筋混凝土顶管,在设计中常采用内衬玻璃钢钢筋混凝土复合管、顶进施工法用钢筒管(JCCP),保证其内外压性能的要求,因此,尽管钢筋混凝土复合管在管材价格上要高于普通钢筋混凝土排水管,但在特定条件下,尤其是经济发达地区仍会有较好的市场前景,2020年在上海、广东、四川等地得到推广应用,与其配套的《内衬玻璃钢钢筋混凝土复合管》协会标准于2020年8月通过审查,正在报批中。

预制混凝土箱涵产品应用领域将持续保持

近几年来预制混凝土箱涵在地下基础设施建设、电力线路建设、地下管网建设、地下管廊建设及海绵城市建设中发展较快,主要应用在以下领域有:电力线路建设中的电力箱涵、城市综合管廊建设中的混凝土矩形箱涵和异型箱涵、城市地下铁路中的顶进式预制混凝土箱涵、地下通道和人行过道的预制混凝土箱涵、用于地下蓄水的预制混凝土顶进箱涵。尤其是顶进施工法用预制混凝土箱涵具有现场浇筑无法替代的优势,在城市建设中发展空间巨大。

用在城市地下铁路过道中的顶进式预制混凝土箱涵

企业可在预制装配化混凝土检查井和海棉城市用制品作为扩展产品的方向

检查井是地下管道中重要的配套构件,预制装配式相对混凝土衬砌式具有强度高,接缝严密,无渗漏,施工安装快等优点,近几年得发较快,在国外已普遍应用。在我国,柔性接口预制装配式检查井将是下一步研制开发的方向。

海绵城市用透水混凝土制品有较好的发展空间,包括多孔混凝土砖、生态护坡砖等。


预制装配化混凝土检查井

加强混凝土技术的深入研发是混凝土管涵行业的不懈课题

混凝土技术是长期研究的课题,钢筋混凝土排水管所用混凝土的技术性能随着制管装备自动化程度和产品性能的提高,加上国家对节能环保要求日益加强,促使高性能、高强度混凝土在混凝土管涵生产中得到研发应用,在重要工程中多要求抗压强度等级C50以上,抗渗级别P8以上。大流动度混凝土已在生产中得到应用,尤其在异形市政构件和海绵城市制品中。自密实混凝土的试验与研究已列入课题。随着国家节能环保管理力度的加强,免蒸养混凝土在排水管中的应用必将是今后探索研究的方向。

值得重视的是,随着创新生产技术与装备的推广应用,对混凝土使用性能和产品混凝土密实度要求的提高,企业对混凝土配合比技术的试验研究务必给予重视和加强。


来源:CCPA水泥混凝土管涵分会
编辑:徐洁
审核:张庆欢


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