2017年度混凝土和钢筋混凝土排水管行业发展报告

来源:中国混凝土与水泥制品协会排水管工作部[2017/12/25]

核心提示:在当前我国地下基础设施建设快速发展的时期,混凝土与钢筋混凝土排水管的工艺技术、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,制管装备水平不断创新,产品应用领域不断扩展,在十三五期间,混凝土排水管行业将为国民经济建设作出更大的贡献。

  一、引言

  混凝土与钢筋混凝土排水管在我国使用已达百余年,其产品因良好的抗外压性能、耐久性能,以及生产成本低、制作方便、价格便宜、使用寿命长等不可替代的优势,至今在国内外市政公路建设、农田水利建设、电力和铁路工程建设及城市综合管廊建设中得到广泛应用,为国家基础设施建设发挥着巨大的作用。我国钢筋混凝土排水管行业伴随着国家基础设施建设的发展,经历了从小到大,从少到多,从落后到先进的不断发展过程。目前已成为世界各国生产使用混凝土和钢筋混凝土排水管最多的国家,排水管行业也成为我国水泥制品工业中最大的产业之一。在当前我国地下基础设施建设快速发展的时期,混凝土与钢筋混凝土排水管的工艺技术、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,制管装备水平不断创新,产品应用领域不断扩展,在十三五期间,混凝土排水管行业将为国民经济建设作出更大的贡献。

  二、我国钢筋混凝土排水管行业的发展现状

  1、行业经济规模与技术水平

  (1)混凝土排水管行业规模:

  混凝土和钢筋混凝土排水管行业在混凝土与水泥制品产业中是一个面广、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;但在国家政策倒向下具有较大发展空间的产业。据最新统计信息:我国目前已获取工业产品生产许可证的排水管企业约1500家;钢筋混凝土排水管产品制造和应用的最大规格为Φ4000mm。

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  (2)钢筋混凝土排水管工艺技术水平:

  我国钢筋混凝土排水管制管工艺技术,近十年来得到快速进步,目前已拥有了当今世界最先进的全部制管技术,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,Φ2000以上的大口径管大多采用芯模振动工艺、立式振捣工艺或立式附着式成型工艺,Φ1500以下的小管多采用悬辊成型工艺、芯模振动成型工艺和立式径向挤压成型工艺。

  在排水管生产中,由于离心成型工艺能耗大、工效低、制管环境差等因素,应用极少。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。

  2、钢筋混凝土管涵产品体系

  我国的钢筋混凝土排水管除了单一的普通混凝土圆管外,还开发了各种异型管、矩形涵管和内衬式复合管。目前除了雨水管外,柔性接口基本上已经取代了刚性接口。钢筋混凝土管涵及延伸产品体系从下表可见。

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  3、排水管行业装备技术进步与发展

  进入新世纪后的十五年来是我国排水管行业装备技术进步与发展的高峰期,到目前为止国外各种最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。

  (1)排水管制管成型装备

  2005年,我国自主研发的第一套芯模振动制管设备进入市场转化为生产力,因其生产效率高、安全、节能、产品质量好诸多优点,几年间制造芯模振动制管设备的装备制造厂发展到十多家,芯模制管机已普及到全国三百余家制管企业,由此引发了制管装备进步的热潮。

  2011年,第一套国产径向挤压制管机问世,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。经过几年的不断改进完善和创新,2017年新一代径向挤压制管机已达到国外同类装备的技术水平,实现了双层钢筋骨架、最大口径1500承插管的生产,制管效率较第一代装备成倍提高,目前生产Φ300~Φ1000×3000mm的生产效率达到3min~3.5min/根,生产Φ1200~Φ1500×3000mm管生产效率达到4min~5min/根,制管脱模后基本实现了无需表面修饰处理。目前径向挤压制管机已经投入应用的约40多台套。

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  2016-2017年,我国第一条混凝土排水管升芯式芯模振动自动化生产线成功研发并投入应用,首次实现了混凝土排水管的自动化生产,这种集径向挤压和芯模振动优点的升芯式芯模振动制管机,达到国际同类制管装备的先进水平,生产效率高、用人工少、安全环保,全生产线仅工人3人,生产规格为Φ300~Φ1500mm承插管,其中Φ300~Φ800mm可双根同时生产,生产效率5min~8min/双根。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的又一大进步,必将带动制管行业向国际先进水平快速发展。

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  近几年在混凝土排水管制管装备不断发展进步的同时,相关混凝土构件的装备也不断进不断创新开发。如预制检查井的流水线、高频振动设备集成自动化等实现了一台设备可生产圆管、方涵和检查井,已成功在预制混凝土检查井和预制混凝土箱涵生产中广泛应用,开拓了一机多用的新途径。

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  (3)钢筋骨架制作设备

  用于钢筋混凝土排水管钢筋骨架制作的全自动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,滚焊机可焊接钢筋的最大直径从最开始的Φ8mm提高到今天的Φ14mm,接近国际先进水平,我国的钢筋骨架滚焊机也开始进入国际市场。尤其是双筋并焊自动变径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钢筋的国内最大自动滚焊机已经在工程中得到成功应用。

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  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。2017年用于混凝土箱涵钢筋骨架制作的数控钢筋网焊接生产线研制开发,成功解决了人工制作钢筋骨架工效低、劳动强度大、质量不稳定的问题。每6分钟可焊接1片网片,可成型钢筋最大直径可达Ф28mm。设备较大的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,减轻了劳动强度,节省了人力资源。

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  箱涵模具有立式箱涵模和卧式箱涵模具二种,分别适用于立式成型和卧式成型。近年来通过不断的技术改进,模具组装锁紧由原来的螺栓锁紧改造为偏心锁紧机构,有的还采用插销契块,较大的提升了锁紧速度;立式模具模板组装由原来的定位销或铰链机构改为采用模块自滑轨道和定位轮自滑移动定位,减少了行车吊装,消除了安全隐患,有效的提高了生产效率;针对箱涵模具规格多,企业模具投入大的现状,创新开发了可调节箱涵高和宽的模板拼装模具,达到一模多用,力求实现箱涵模具标准化。

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  4、顶进施工用钢筋混凝土排水管发展:

  在城市,钢筋混凝土排水管的顶进施工方式解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等困难,因而推广发展迅速,顶进施工用钢筋混凝土排水管成为城市非开挖施工用首选管材,其中钢承口顶管用得最多。随着我国污水治理工程的加大、加快,用于穿越江河、湖泊、沙层的高性能、大口径钢筋混凝土排污管得到重点应用。上海市污水治理白云港片南线输送干线用双根DN4000mm排污管、云南昆明滇池治污工程用DN4000mm排污管一次顶进成功。2016年从内蒙古乌兰布巴音湖输水穿沙管道工程中DN3000mm、顶距1520km、埋深48m的沙层地下顶进施工,完成了我国首例带压力混凝土排水管在长距离、深复土、无水砂层地质顶管施工中的应用。

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  5、大口径电力电缆管的发展

  随着城市建设的快速发展,架空线路象蜘蛛网一样影响城市美观。电网入地已经成为大中城市电力发展的必然趋势。在国外发达国家的城市早已实现电网入地。专家称其为地下高压走廊。电力隧道的截面有环形、箱形、异形截面形状,内空高度一般均在2.0m以上,顶管环形隧道的最大直径达到3.5~4.0m。电力管基本采用柔性接口企型钢筋混凝土排水管和柔性接口钢承口钢筋混凝土顶管,管子设计参照GB/T11836《混凝土和钢筋混凝土排水管》国家标准实施。但混凝土强度等级、抗渗级别和结构性能等技术指标均大于普通钢筋混凝土排水管的标准要求。隧道内电缆的不同安装方法,要求预埋在管节内的埋件、配件形式形状不一样,用得较多、较典型的有以下三种形式(如下图)。

  采用钢筋混凝土管作为环形高压电力电缆隧道所用管材的优势:管材全部工厂化加工,产品质量容易得到保证;管道间接头采用楔形橡胶圈柔性连接,胶圈压缩率45%~50%。密封性能好;施工方法可以多样化,可以采用开挖方式施工和顶进方式施工,组装速度快工程综合成本低。不利方面:园形截面有效利用空间不如方形和矩形。

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  6、混凝土技术及接口密封材料的研发:

  混凝土技术是长期研究的深题,钢筋混凝土排水管所用混凝土的性能和技术随着制管装备自动化程度和产品性能的提高,对混凝土级别要求也不断提高,促使高性能混凝土在排水管生产中得到研发,目前排水管产品用混凝土的抗压强度等级大多已高于国家标准,C30混凝土除小口径雨水管外已很少设计采用,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,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,免蒸养等高性能混凝土在排水管中的应用必将是今后探索研究的方向。

  我国预制混凝土管涵用接口密封材料近年来得到了不断发展,从接口密封性能的提高反映出行业的技术进步。工作面弹性密封胶圈由O形改进为契形,端面遇水膨胀胶条在管上得到使用。尤其是高性能密封材料的研制成果在管廊工程上的应用取得很好效果。

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  7、预制钢筋混凝土排水管箱涵的应用与开发:

  钢筋混凝土箱涵也有称钢筋混凝土方管,在城市综合管廊、电力隧道、城市地下铁路和地下通道、地下蓄水工程中代替现浇施工,开始在工程中得到推广应用,尤其是顶进施工法用钢筋混凝土箱涵解决了管道埋设、地下人行通道施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土壤、保护环境、降低成本、缩短工期等方面尤显其优势。

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  8、技术标准体系:

  2017年JC/T 640-2010《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》行业标准作废取消,顶进施工法用钢筋混凝土排水管执行GB/T11836-2009《混凝土与钢筋混凝土排水管》。

  我国钢筋混凝土排水管用产品标准、检验试验标准、工艺制作标准经过多年来的制定、修定,技术标准体系已经基本齐备。目前,钢筋混凝土排水管生产所采用国家标准、行业标准、协会标准主要有:

  GB/T11836-2009《混凝土与钢筋混凝土排水管》

  GB/T16752-2016《混凝土与钢筋混凝土排水管试验方法》(2016年底发布2017年7月实施)GB/T11837-2009《混凝土管用混凝土强度试验方法》

  JC/T 2126.1—2012《水泥制品工艺技术规程 第1部分钢筋混凝土排水管》

  GB50268《给水排水管道工程施工及验收规范》

  GB50204《混凝土结构工程施工质量验收规范》

  JC/T 2280—2014《内衬PVC 片材混凝土和钢筋混凝土排水管》

  JC/T 2241—2014《预制混凝土检查井 》

  JC/T 1258《预制混凝土箱涵》(已报批)PCCP-SOO4-2017《预制混凝土箱涵工艺技术规程 》

  GB/T21873—2008《橡胶密封件 给排水管及污水管道用接口密封圈 材料规范》

  JC/T 946-201《混凝土与钢筋混凝土排水管用橡胶密封圈》

  GB/T29423—2012《用于耐腐蚀水泥制品的碱矿渣粉煤灰混凝土》

  国家标准《城市地下综合管廊用预制混凝土制品试验方法》(编制中)协会标准《预制混凝土箱涵接口用密封材料 》(编制中)

 9、行业技术培训与质量管理

  (1)技术培训:

  排水管行业装备和技术的发展与提高,对人力资源提出了更高的要求,包括自动化装备的操作与维护,先进混凝土技术的应用与推广,工程应用中质量纠纷的处理等,而目前适合基层技术人员学习的教材十分缺乏,为此2017年中国混凝土与水泥制品协会排水管工作部组织对2014年编制的《混凝土与钢筋混凝土排水管培训专用教材》进行修改和补充,编制新的《钢筋混凝土管涵培训专用教材》,教材分为上、下二册,上册为钢筋混凝土园管;下册为市政工程用预制混凝土构件包括混凝土箱涵、混凝土检查井、混凝土化粪池、海绵城市制品等,全书从原材料、混凝土性能、结构设计、产品生产制造过程、工程施工、检验试验到排水管工厂设计概要等进行编写,该书编写完成后将为培养更多适应水泥制品排水管行业发展需要的一线工程技术人员和技术工人提供较为适用的理论知识和应用技术,排水管工作部根据此教材采取理论结合实际的现场教学方式,为行业培训所需的人才。

  (2)加强产品质量市场监管替代生产许可证管理

  混凝土给、排水管产品从2017年7月开始取消了工业产品生产许可证管理,同时加大监督抽查力度,坚持放管结合。

  2017年06月29日国发〔2017〕34号《国务院关于调整工业产品生产许可证管理目录和试行简化审批程序的决定》取消19类工业产品生产许可证管理,其中包括输水管。同时提出要坚持放管结合、并重,加强事中事后监管,按照“双随机、一公开”方式加大抽查力度,增加抽查频次和品种,扩大抽查覆盖面,对此次取消生产许可证管理的产品实现抽查全覆盖。根据文件要求,2017年10-11月国家在2006年的十一年后,再次对1450家输水管生产企业的产品质量进行了国家监督抽查。

  三、行业发展中存在的问题:

  1、2017年,原材料价格上涨,钢筋、水泥、砂石等材料进厂价格大幅上调,人工工资水平上升,导制钢筋混凝土排水管产品成品提高,严重影响了企业经济效益。

  2、行业产能过剩,供大于求的现状仍在全国各省市普通存在,导制低价竞争,大部分排水管生产企业的设计生产能力均未能得到发挥,基本维持一半水平。

  3、工程货款回收困难,拖欠款过大,企业资金紧缺,在一定程度上影响了生产经营活动的正常运转。

  4、政府对产品市场监管力度不够,低价劣质产品进入市场,优质合格产品受到冲击,造成不公平市场竞争,影响了正常销售秩序。

  5、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。

  四、混凝土与钢筋混凝土排水管产业的机遇与挑战

  1、实现新形势下的产业结构优化。寻求合作发展机遇

  十三五期间我国经济发展进入新常态,增速放缓,结构优化升级,投资驱动转向创新驱动。建筑业产品结构调整目标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。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。实现新形势下的产业结构优化。寻求更多更大的发展机遇。

  2、国家继续加大地下基础设施建设的政策,对排水管产业尚存较好发展机遇

  国家关于“积极推广新工艺、新材料和新设备,推进新型建筑工业化,支持发展装配式建筑,推广应用管道预制构件产品,提高预制装配化率”、“推进地下综合管廊主体结构构件标准化,积极推广应用预制拼装技术,提高工程质量和安全水平,同时有效带动工业构件生产、施工设备制造等相关产业发展”等一系列政策倒向,必将继续推进各种形式的预制钢筋混凝土管涵在城市地下管线建设、城市综合管廊和地下基础设施建设中的应用,是混凝土排水管产业今后一段时间的一个重要发展契机。

  3、以市场为导向,不断开发推广新技术、新产品、新装备,不断扩大钢筋混凝土排水管应用市场,是“十三五”排水管产业发展的重要方向。

  经济新常态下的混凝土排水管产业必将向低能耗、低污染、高效率、高自动化水平的先进技术和先进装备发展。技术创新是排水管行业的发展出路。在钢筋混凝土排水管工艺中,先进的芯模振动制管工艺和径向挤压制管工艺以其节能、高效、安全、环保正在大力推广,而能耗高、污染大、效率低的离心制管工艺将会被逐步淘汰,高能耗、高用工的悬辊成型工艺也会逐步减少。各种有利于城市快速建设的新产品都将是市场的需求,也将是企业创新发展的方向,产品性能向绿色环保方向发展。混凝土向高性能方向发展,更多的利用工业废料为主的掺合料和高效外加剂,实现节约资源、保护环境、可持续发展的目标。

  4、重点产品及应用领域:

  (1)大口径钢筋混凝土排水管将有很大的应用空间

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  用在电力隧道工程中的电力电缆管、用在污水治理工程中的钢筋混凝土排污管、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。

  (2)钢筋混凝土复合管在特定条件下会有市场

  在耐腐蚀工程和排污工程中所用管涵有其特殊耐腐蚀要求,钢筋混凝土复合管通过内衬PVC、PE、玻璃钢等材料可达到耐腐蚀性能要求;在城市深隧工程中需要有内压要求的钢筋混凝土顶管,在设计中常采用钢筋混凝土和钢筒或玻璃钢复合的顶进施工法用钢筒管、顶进施工法用内衬玻璃钢混凝土管,保证其内外压性能的要求。

  (3)预制混凝土箱涵产品应用领域将会更宽

  预制混凝土箱涵是近几年来在加强地下基础设施建设、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的预制装配化混凝土构件,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。

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  (4)预制装配化混凝土检查井等市政预制构件是企业扩展产品的方向

  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。《国务院关于深入推进新型城镇化建设的若干意见》

  和《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》,提出了坚持保护优先、生态为本、自然循环、因地制宜、统筹推进的原则,透水混凝土制品有较好的发展空间,多孔混凝土砖能有效补充地下水,是保护自然、维护生态平衡、缓解城市热岛效应优良的铺装材料;生态护坡砖是能保护护堤土壤被水侵蚀的新型连锁式预制混凝土护坡材料,护坡系统的耐久性和稳定性得到进一步提高。

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  5、行业技术发展方向和任务

  产品向大口径、高性能、非开挖、耐腐蚀发展;装备技术向节能、环保、自动化程度高、安全生产的方向发展;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。做好以下工作是行业技术发展的需要

  (1)进一步提高芯模振动制管装备的性能,实现制管技术的高效、节能、环保与安全生产,提高自动化程度。

  (2)推广、完善径向挤压制管机、升芯式芯模振动生产线等先进制管技术与装备,实现小管生产自动化。满足高效、节能与环保要求,逐步取代高能耗离心,悬辊制管工艺。

  (3)进一步提高钢筋骨架滚焊机的功能和自动化水平,开发异形、矩形管涵的钢筋骨架自动焊接装备的技术。

  (4)加大适应预制混凝土构件制作的自密实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。

  (5)不断建立、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。


(责任编辑:徐洁)

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