非開挖管線工程技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

非開挖管線工程技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

1非挖掘技術(shù)的發(fā)展是顯而易見的1.1非開挖技術(shù)的應(yīng)用歷程非開挖技術(shù)的概念比較新，但其原理不是新的。例如,大口徑隧道頂管施工法已使用多年,自來水防腐灰漿噴射襯層法也具有較長歷史等。國外的非開挖技術(shù)發(fā)展大致可分為三個階段:(1)初期——人工地下挖掘后再鋪管線;(2)中期——常規(guī)挖掘與鋪設(shè)相結(jié)合;(3)近期——采用專用設(shè)備和技術(shù),把地下挖掘和管線鋪設(shè)有機地結(jié)合,并能準(zhǔn)確控向的現(xiàn)代非開挖。非開挖技術(shù)的發(fā)源地主要在三個國家——日本、美國和英國,以后日益受到世界各國的重視,并取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。1986年國際非開挖技術(shù)協(xié)會(ISTT)在英國倫敦成立,這預(yù)示著世界范圍內(nèi)非開挖技術(shù)的研究與發(fā)展進入了新時期。據(jù)國際非開挖技術(shù)協(xié)會和國外主要公司的初步統(tǒng)計,目前發(fā)達國家用非開挖施工方法施工的管線已占全部地下管線工程施工量的10%,個別城市和地區(qū)如德國柏林已高達40%。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,國外非開挖技術(shù),包括穿越鋪設(shè)、更新、修復(fù)地下管線三個方面的施工方法均取得了很大的進步,其系列化配套技術(shù)也已日臻完善。各國政府對非開挖技術(shù)的研究、推廣和應(yīng)用同樣十分重視。美國在上世紀(jì)90年代就將該項技術(shù)列入國家研究計劃之中,英國曼徹斯特工業(yè)大學(xué)、美國路易斯安娜理工大學(xué)和德國波恩大學(xué)等都設(shè)立非開挖技術(shù)專業(yè)和相應(yīng)的研究機構(gòu)。1.2第二階段:上世紀(jì)80年代中期至20世紀(jì)20年代中期我國非開挖管線工程技術(shù)的應(yīng)用起步較晚,發(fā)展大致可分為三個階段:第一階段為上世紀(jì)70年代末至80年代中期的初級階段,工程具有應(yīng)急特征,技術(shù)水平不高;第二階段為上世紀(jì)80年代中期至90年代中期的中期階段,其特點是需求量大增,以引進國外技術(shù)與裝備為主,非開挖技術(shù)發(fā)展較快;第三階段為上世紀(jì)90年代中期開始的近期階段,此階段的特征是,在引進的同時,我國開始自行開發(fā)研制非開挖技術(shù)和裝備,并取得了一些突破性的成果,扼止了設(shè)備大宗引進的勢頭,同時也涌現(xiàn)了一批專門或兼營非開挖技術(shù)的施工公司,開始進入了關(guān)鍵的創(chuàng)業(yè)期,具有我國特色的非開挖技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展方興未艾。2非挖溝技術(shù)在上海的管道管道管道重建中的應(yīng)用非常廣泛2.1燃氣運移網(wǎng)和天然氣轉(zhuǎn)換上海是我國最早使用煤氣的城市,至今已有一個半世紀(jì)的歷史,從1864年埋設(shè)第一根煤氣管道以來,現(xiàn)在的燃氣輸配管網(wǎng)已超過10000km。其中浦東地區(qū)新建的2000km以上的燃氣輸送管網(wǎng),并已實現(xiàn)天然氣化;浦西地區(qū)8000km管網(wǎng)目前仍以輸送人工煤氣為主,隨著東海二期天然氣的增加和“西氣東輸”到滬,天然氣逐步向浦西地區(qū)發(fā)展,實施天然氣轉(zhuǎn)換。由于天然氣性質(zhì)與人工煤氣有著很大區(qū)別,致使上海將有3000km左右的地下煤氣鑄鐵管道需要更新、改造。2.2上海煤氣管網(wǎng)的改造難題目前上海居民燃氣用戶已達600余萬戶,能源結(jié)構(gòu)重心向綠色能源天然氣調(diào)整已成大勢所趨。天然氣的發(fā)展需要敷設(shè)大量的管網(wǎng)和對原城市煤氣管網(wǎng)進行改造轉(zhuǎn)換,由此所引出的主要難題是工程量浩大,必須為此有計劃,有步驟地投入大量人力物力,進行合理安排,逐步實現(xiàn)改造目標(biāo);另一難題是由于歷史變遷、地形地貌變化及各種人為因素所形成的上海地下管網(wǎng)“密”、“雜”、“老”特點所帶來的巨大技術(shù)難度;再加之上海作為國際化大都市的定位,保證正常的城市活動是首要的,因此決定了進行煤氣管網(wǎng)更新、更改與敷設(shè)新管道時,必須要有高科技的支撐,只有借助高科技手段,才能確保施工安全和煤氣管網(wǎng)的正常運行。這一改造任務(wù)任重而道遠。2.3非開挖技術(shù)在上海燃氣管網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用取得新突破早在上世紀(jì)70～80年代原上海市煤氣公司科技人員就著手研究非開挖頂管技術(shù),先后完成了兩處口徑為D2400mm、長度為900m穿越黃浦江以及數(shù)十處穿越鐵路、河流、公路等頂管工程,并且工藝日趨成熟。隨著上海經(jīng)濟發(fā)展、交通繁忙,開挖道路直埋工程受到制約,特別是上世紀(jì)末為迎接?xùn)|海天然氣(一期)入滬,大批管道急需改造,科技人員在吸收了國外先進經(jīng)驗基礎(chǔ)上結(jié)合燃氣特點和上?，F(xiàn)狀,對新敷燃氣管的非開挖“定向鉆技術(shù)”,以及燃氣管道修復(fù)中的非開挖“翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法”,“PE管異徑穿管法”和“PE管擠壓穿管法”等技術(shù)進行研究和開發(fā),取得可喜成效,在上海市區(qū)天然氣管道轉(zhuǎn)換工程中,采用非開挖技術(shù)施工的已超過50km。由多個單位合作開發(fā)的“天然氣轉(zhuǎn)換工程燃氣管網(wǎng)非開挖更新改造技術(shù)研究”獲2005年上海市科技進步三等獎和3項專利,為加快天然氣應(yīng)用開創(chuàng)了一條新道路。近年來,上海非開挖技術(shù)的應(yīng)用,尤其在燃氣管道鋪設(shè)及舊管道改造施工中,正在取得可喜的進展。一次定向穿越的距離已超過800m,口徑大至0.7m以上。市區(qū)內(nèi),非開挖管道修復(fù)的距離,已近上百公里。非開挖管道技術(shù)的設(shè)備大量國產(chǎn)化,施工成本大幅度下降,在國內(nèi)非開挖市場上,上海施工隊伍的競爭力明顯占優(yōu)勢,施工技術(shù)已具中國特色而更趨成熟。隨著上海和外省市天然氣管網(wǎng)增加,新敷設(shè)管道和轉(zhuǎn)換天然氣管道的需求量增大,預(yù)計在2010年前上海需敷設(shè)和轉(zhuǎn)換的管線將有3000km之多,其中采用非開挖施工的管線將占到10%～15%,非開挖施工市場十分寬廣。3非開挖cipp扭轉(zhuǎn)雖然近年來我國的非開挖事業(yè)發(fā)展取得了長足的進步,但與先進國家相比,工程量還不夠大,非開挖施工設(shè)備與技術(shù)的開發(fā)尚處于相對落后狀態(tài),非開挖技術(shù)的應(yīng)用仍存在著適用性問題而需要提高。其中主要為:國產(chǎn)非開挖穿越定向鉆機品種單一,能力有限,不成系列,液壓化程度較低,適應(yīng)性差,難于滿足工程施工需要。非開挖CIPP翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯管道修復(fù)法中,國產(chǎn)粘膠、襯料及技術(shù)不過關(guān),裝備不夠精良,體積過大,進口材料、設(shè)備與施工價格過高。CCTV檢測器,是非開挖管道修復(fù)的必備儀器,目前國內(nèi)工程施工需求量很大,但進口機價格過高,且不完全適用于國內(nèi)管道,而國產(chǎn)機功能不全、水平低、易損壞。與國外相比,國內(nèi)非開挖技術(shù)尚存在施工方法不夠豐富,施工工藝缺乏創(chuàng)新,施工效果不夠理想與施工隊伍施工水平偏低等現(xiàn)象。類似上述適用性方面所存在的問題還可以列舉不少,都是進一步發(fā)展非開挖技術(shù)中必須逐一加以解決的問題。適用性問題解決得越好,我國的非開挖技術(shù)應(yīng)用水平就會越高,從而也越能使非開挖技術(shù)為我國的管道工程施工服務(wù)得更好,帶來更多的效益。4非開挖技術(shù)在燃氣管道施工領(lǐng)域的應(yīng)用研究(1)非開挖技術(shù)應(yīng)用程度體現(xiàn)了一個城市先進文明水平,一個企業(yè)的技術(shù)含量。各級領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)將非開挖技術(shù)應(yīng)用納入管線建設(shè)、規(guī)劃、設(shè)計和施工實施,從而推進非開挖技術(shù)應(yīng)用。(2)重視相關(guān)技術(shù)開發(fā)理論研究與相關(guān)規(guī)程的制定。非開挖技術(shù)是涉及到設(shè)備、材料、工藝多方面領(lǐng)域的綜合學(xué)科。作為非開挖技術(shù)在全國城市中發(fā)展最快的上海,應(yīng)與歐美發(fā)達國家那樣盡快建立非開挖技術(shù)研究單位和培訓(xùn)機構(gòu)使之持續(xù)發(fā)展。非開挖技術(shù)在燃氣管道施工方面的技術(shù)開發(fā),理論研究與相關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)的制定,我們有許多工作要做,上海市在這方面有條件走在全國的前列。在這方面行政領(lǐng)導(dǎo)部門,行業(yè)主管部門以及骨干企業(yè)應(yīng)有前瞻意識,要有具體部署與安排。(3)充分發(fā)揮上海市非開挖技術(shù)協(xié)會的行業(yè)協(xié)會作用,組織骨干企業(yè)參與,在推廣普及成熟技術(shù)與研發(fā)提高創(chuàng)新技術(shù)上下功夫,使我國的非開挖技術(shù)在應(yīng)用水平上有所提高,在具有我國特色施工方法開發(fā)上有所突破。(4)努力創(chuàng)造條件,提高我國非開挖技術(shù)裝備與材料的國產(chǎn)化水平,打破我國非開挖市場進口機°ùl材一統(tǒng)天下