推进非开挖技术应用 加快天然气发展步伐
[ 来源:互联网    更新时间:2012-05-17   ]

    1 概述

    管线是城市的动脉,基本上埋设于地下。按传统惯例,热血传奇私服各种新建管线的敷设、旧管线更新改造均需开掘道路,由此对交通、市容、市民生活带来影响和干扰,已成为城市现代化管理突出矛盾。

    非开挖技术(Trenchless Technolog)简称TT,是指在基本不开挖地面的条件下;进行探测并完成管线的敷设和修复的一种专业技术,是地下管线施工的一项技术革命。

    现代非开挖技术20世纪70年代末起源于日本和欧美发达国家,并逐步走向成熟。

    1986年国际非开挖技术协会(ISTT)在英国伦敦成立。中国香港也于上世纪90年代末相继成立。2002年1月29日上海非开挖技术协会(SSTT)正式挂牌,这预示着上海非开挖技术的研究和推广应用进入了健康、有序发展的新时期。

    本文就我国和上海近年来非开挖技术的研究和发展,揭示非开挖技术开发应用对推动城市现代化建设的潜在力量。

    2 国外非开挖发展轨迹分析

    非开挖管线工程技术先由日本于20世纪80年代开始系统研究。90年代初日本、美国、德国、加拿大、英国、法国等发达国家已先后在城市市政地下管线工程中,应用非开挖管线工程技术。由于经济和社会效益显著,日益受到世界各国的重视和青睐,非开挖技术在上下水、天然气、输油等管网的新建和改造工程中得到迅速推广。

    根据国际非开挖技术协会和国外主要非开挖公司的统计,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1%,个别城市和地区如德国柏林巳高达40%。发达国家平均每年新敷设的地下管线约为24万km,投资300亿美元。在这些国家现有总地下管线2200万km中,每年用于修复更新改造的费用高达300亿美元。按10%的比例计算,每年投入非开挖的资金将达30亿美元左右。

    经过几十年的发展,国际上目前的非开挖技术已经取得丁很大的发展,其系列化配套技术日臻完善。开发研制了多种管道非开挖技术和专用设备,有数十种已推广应用于天然气、上水、下水、通讯、输油、电缆等管线,详见图1。

    3 我国非开挖技术应用现状

    我国非开挖技术的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。由于在城市管线施工中,往往会遇到不允许开挖路面的特殊情况,从而促进了非开挖技术在我国的前期发晨。由于具有应急特征,所以技术水平不高,一旦工程结束,研制的设备也束之高阁,根本形不成产业和市场。第二阶段为上世纪80年代中期至90年代中期。随着改革开放的不断深入,我国经济建设持续快速发展,城市基础设施建设投入力度明显加大,对非开挖技术的需求也日益增加,逐渐出现了从国外引进非开挖技术装备的高潮,引进非开挖技术和装备的高潮自然促进了非开挖技术在我国的发展。第三阶段自上世纪90年代中期开始。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,扼止了设备的大量引进,同时也涌现了一批专门或兼营非开挖技术的施工公司和非开挖设备、材料制造厂,我国非开挖术开始进入了关键的创业期,非开挖技术开发和推广应用走上快行道。

    在北京、上海和江苏、浙江、广东、香港等沿海城市,非开挖技术推进速度加快。上海发展尤为显眼,在市政府支持下,上海非开挖技术协会组织和企业参与下,上海推进非开挖技术的进程加快,取得可喜成绩,上海市2003年实施非开挖工程占全市地下管线施工项目总数已达到9%,2004年可望超过10%,已达到目前发达国家的水平。

    2004年4月20日上海成功举办了“亚洲非开挖技术展览会暨研讨会”,国际非开挖协会、香港、新加坡、日本等各国非开挖协会以及众多国内外非开挖设备、材料和生产供应商、工程承包商涌至上海。世界一流设备布满上海展览馆。知名学者、企业家对技术成果进行交流。会议轰动亚洲和国际非开挖领域,对我国非开挖技术的发展起到推动作用。

    据不完全统计,近年来,我国已完成的具有代表性的非开挖TT工程中,管径已大至1m以上,管长已达2km以上,深度已超过30m。与此同时非开挖公司大量涌现,设备数量大幅度增加.非开挖施工队伍已初具规模。

    以上情况表明,我国非开挖施工技术已初步达到国际水平(指非开挖管线工程的管径、长度和难度),上海的实施非开挖工程项目的占有率已达到国际较先进水平(10%)。

    4 上海燃气管道非开挖技术开发和应用

    目前上海居民燃气用户已达628万户之多,日供气量已达30271.3万m3。随着东海天然气(一期)和西气东输天然气进入上海,上海能源结构调整成重心转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原城市煤气管网的改造转换,上述二类施工有两大问题需要面对,一是政府和市民不希望因挖路排管造成交通拥挤,灰尘飞扬,希望尽可能非开挖施工。二是由于天然气和人工煤气是具有不同物理化学特性的两种燃气,其成分、热值、供应压力、干湿状态有较大差异,致使原有的城市煤气管网有相当一部分无法直接转换成天然气。上海地区现有1万km城市煤气管网的31%需改造,即3000km之多。这些管线基本上位于城市中心区域,无条件大开挖调换管道。

    为解决上述两大难题,早在1999年为迎接东海天然气(一期)入沪,原上海煤气集团公司组建科技人员,重点开发研究“原煤气管网转换天然气的非开挖技术”,取得初步成效。随着西气东输启动,在上海市科委的支持下,由上海华焰公司与同济大学、上海燃气管理处共同承担了“天然气转换过程中燃气管网非开挖更新改造技术研究”重大课题,列为上海市重大科技攻关项目。

    课题组吸收引进国外先进的非开挖技术,根据我国国情和现有管网条件,经过三年多艰苦努力,开发成功了“燃气管道非开挖翻转内衬技术”、“聚乙烯燃气管道穿管技术”和“非开挖聚乙烯燃气管穿插技术”三种实用性的煤气管非开挖更新转换天然气的技术。课题组独立自主开发研制成功“JMP型管道内窥仪(CCTV)”“S型、O型管道快速镶接件”和“专用管道清通器”等4项成果,均获得国家专利。发表数篇“非开挖技术”论文。

    课题组将上述三种非开挖技术通过试点工程,撰写了三种“非开挖燃气管道改造技术规程”,为上海和我国城市煤气管道转换天然气采用非开挖技术提供理论和实践依据。

    从试点工程各类数据表明,由于采用非开挖技术,在基本不开挖路面条件下完成的工程,大大减少对城市环境干扰,而且施工周期缩短15%~20%,工程成本下降9%~12%,具有显著的社会效益和经济效益。“天然气转换过程中燃气管网非开挖更新改造技术研究”获得上海市2003年重大科技成果。

    上海地区采用上述非开挖研究成果已先后完成60余km市区原煤气管网改造,成功地转换天然气,不仅为东气和西气入沪立下汗马功劳,而且为我国城市天然气转换开拓新的路子,提供成熟的经验。

    5 展望

    (1)城市天然气的普及需要推广非开挖技术目前全国有城市667座,到2010年,全国有270个城市要用上天然气,相配套需建7000km管道。与此同时,随着城市现代化进程,我国城市公交运营里程亦大幅度增加,在此形势下,为普及城市天然气进行城市道路的大规模开挖是不现实与不可能的,为此,必须大力推广城市的非开挖技术。以上海为例,按目前上海非开挖工程10%比例计算,每年便可减少20万m2的道路开挖量,对城市管理,生产带来巨大的直接社会与经济效益。

    (2)发展非开挖技术应用能有效带动相关设备、材料、施工、研制相关产业的发展,形成商机,在社会主义经济市场已涌现越来越多的国资、民营资金投入相继创办大批非开挖设备、材料、施工、设计、探测等关企业,使非开挖技术推广和可持续发展良性循环。

    (3)大力推广非开挖技术已条件成熟且势在必行目前我国非开挖技术已达到国际水平,推广应用已具有相当基础,特别是目前我国不但拥有大量施工队伍与设备,而且还拥有多家大型设计单位从事非开挖工程设计、研究,至今我国已初步形成非开挖管线穿越工程的设计、地下探测、施工、监理、设备制造商、材料供应商等系统,为推进非开挖技术创造良好的基础。

    我国正处在建设小康社会的历史时期,对城市建设现代化,人民生活质量的提高,提出新的要求,党中央“科教兴国”的国策,提高我国科教水平是我国经济持续发展的根本保证,其中包括城市建设动脉—管道工程技术的发展,逐步走向成熟的社会主义市场经济,为潜在巨大商机的非开挖技术的应用提供舞台,大力推广非开挖技术势在必行。

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