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(2)非开挖产品奖——铣磨式顶管掘进机(图1)
日本安田工程有限公司研制铣磨式顶管掘进机具有切削破碎遗留在地下的预制混凝土构筑物或钢管桩的能力。
它主要具有三个功能:
(1)探测——用以确定金属障碍物的位置及距离;
(2)加固——可以更好地固定障碍物,保证周边土体的稳定;
(3)切割——在障碍物固定好后,将切削钻头推出,采用低速钻进的方式对其进行切除。
铣磨式顶管掘进机的应用,极大地简化了在遗留有金属构筑物的地下环境中的顶管施工过程。
使用该设备,即使地下存在金属障碍物,也不再需要改变管道路径或者采用成本较高的特殊施工方法。
图1
(3)非开挖产品奖—智能切割装置(图2)
在芬兰,CIPP技术是修复家庭排水管道,包括修复小直径的厨房和浴室排水管道的理想方法。
然而,将修复后的小直径排水管道与分支管道重新连通起来,需要一种创新的解决方法,芬兰Picote有限公司研制的智能切割装置就可解决这一难题。
智能切割装置由几个部分组成,切割刀片可由砂轮机或手钻驱动。
该装置的轮毂与管道形状相匹配,前向式钻头和侧向研磨板均安装在轮毂,它们可伸入支管内进行作业。
一旦电源接通,则可开始切割和研磨,最后恢复管道的连接。
图2
(4)非开挖研究奖——评价CIPP污水管道修复效果的研究
美国非开挖技术研究中心(TTC)的研究小组首次针对美国近25年来采用CIPP修复管道的长期性能进行了研究。
该项研究共测试了内衬管的11项性能指标,包括:
弯曲强度和弯曲模量等。
所有的弯曲强度值均超过了美国材料试验协会(ASTM)规定的最低标准,且变化幅度很小。
除了两个样品外,弯曲模量值也在美国材料试验协会(ASTM)规定的最低标准之上。
管道性能的变化似乎是由于内衬的变化引起的,不因时间延长而发生变化。
研究表明,修复的管道还处在良好的状态,可维持到其设计的50年寿命,也许还会超过。
(5)非开挖论文奖——管棚施工技术的模拟
该论文是捷克VeronikaOnderkova博士毕业论文的总结,研究的目的是模拟和评价使用微型隧道技术进行管棚施工修复Jablunkov铁路隧道的效果。
研究使用了二维的PlaxisV8(FEM)软件来模拟和比较不同的修复技术。
采用模型计算了挡土墙的承载力及和被动土压力等。
由于隧道所处位置的地质和水文条件极为复杂,分析极具挑战性。
研究结果表明,这种方法可成为评价工程设计的一种新途径。
(6)终生服务奖——StanislavDrabek
国际非开挖技术协会2012年增设了终生服务奖,StanislavDrabek先生为第一个获奖者,以表彰他一直以来为组建捷克非开挖技术协会以及非开挖技术在捷克的推广应用所做出的重要贡献。
3、第30届国际非开挖技术研讨会暨展览会在巴西召开
2012年11月12~14日,第30届国际非开挖技术研讨会暨展览会(NO-DIG2012)在巴西圣保罗举行,来自全球81家企业、媒体参加展览,并在水平定向钻进、微型隧道和顶管技术、管道更换与修复、管道检查与清洗、地下管线探测等方面进行了新技术研讨与新产品展示。
中国地质学会非开挖技术专业委员会(CSTT)组织国内相关单位、专家学者及技术人员一行近30人参加了本届年会,同时5家会员单位组成了中国展区向国际非开挖界展示了来自中国的非开挖产品及技术,另有4家单位通过当地的代理商参加了展览。
这是迄今为止,CSTT参加国际非开挖技术协会年会规模最大的代表团。
展会期间,我国驻巴西大使馆科技参赞秘书高川专程从巴西首都巴西利亚飞赴圣保罗,考察了展会,并与参展单位就进入巴西市场的有关问题进行了亲切地交流。
会前,国际非开挖技术协会在圣保罗泛美酒店召开了2012年理事会会议,中国地质学会非开挖技术委员会副理事长颜纯文教授等3人代表CSTT参加了本次会议,并通过PPT和宣传短片向理事会及与会代表展示了中国申办NO-DIG2016的意向。
4、俄罗斯非开挖技术研讨会暨展览会在莫斯科召开
2012年6月5~7日,由俄罗斯非开挖技术协会(RSTT)和国际水平定向钻进专家协会(MASGNB)等单位主办,国际非开挖技术协会和德国非开挖技术协会(GSTT)协办的2012年莫斯科国际非开挖研讨会暨展览会(NO-DIGMOSCOW2012)在俄罗斯首都莫斯科成功举办。
两天的技术研讨会主要集中在水平定向钻进和管道修复两个方面,共发表50篇论文,其中水平定向钻进27篇,管道修复23篇,参会代表约200人。
展览会持续了三天,共有95家参展,展出面积超过5000m2,展出的技术与设备也主要集中在管道修复和水平定向钻进两个方面,其中国内共有10家水平定向钻机和钻具制造厂家参加了展览。
受会展主办单位的邀请,中国地质学会非开挖技术专业委员会副理事长颜纯文代表协会参加了本次会展,并在开幕式上致辞,对俄罗斯非开挖技术协会成立十年来所取得的成绩,同时也对本次会展的顺利召开表示祝贺,希望中俄两国充分利用在非开挖领域的互补性优势,“相互交流,广交朋友,加强合作,发展贸易”,以便共同促进非开挖技术的发展,实现互利共赢。
会展后,应喀山国立建筑与工程大学的邀请,颜纯文副理事长和桂林华力重工覃瑞民总经理还专程赴鞑靼斯坦共和国首都喀山市,在该大学举办的非开挖技术培训班上作专题报告。
5、第16届中国国际非开挖技术研讨会暨展览会在郑州召开
2012年4月20~22日,第16届中国国际非开挖技术研讨会暨展览会在郑州国际会展中心隆重举行,来自全国各地的代表300余人参加了研讨会,约2000人次参观了展览。
中国地质学会非开挖技术专业委员会主任委员、原中国地质调查局常务副局长王达教授,日本非开挖技术协会(JSTT)副会长楠田哲也(KusutaTetsuya)教授,以及科技部、交通部、中国地质大学(北京)、河南省建设厅和地矿局等有关单位的领导出席了开幕式并为大会剪彩。
本次会议特别设立了“河南省地铁施工技术”和“都市看海’——市政管网改造”两个专题讨论会,就目前我国城市发展进程中遇到的现实问题进行探讨。
共有50多家企业展出了各自近年来最新的产品和技术,其中有13家企业首次参展,有近30余家企业带来了数十台实物参加展出。
展出的国产设备在性能、质量和外观上有了很大改进,吸引了美国、日本、俄罗斯、印度、马来西亚等许多国外同行前来观展。
在“徐工之夜招待晚宴”上,除了表演内容丰富的文艺节目外,还向“2011年年度人物”和“优秀产品、工程和技术奖”颁奖。
此外,2012年在我国举办的非开挖技术研讨会主要还有:
北京非开挖技术国际交流会暨设备展示会、上海国际非开挖技术展览会、武汉管道工程与非开挖技术国际研讨会等。
6、第10期水平定向钻进培训班在广州举办
2012年9月1~3日,由中国地质学会非开挖技术专业委员会主办,深圳钻通公司协办的第10期水平定向钻进培训班在广州举办。
这次培训班主要聘请了非开挖行业设备、钻杆钻具、导向仪器、泥浆专业公司的资深专家授课,主要来自:
深圳钻通公司、美国DCI公司、南京十方公司、山东博深公司和廊坊奥瑞拓公司。
朱文鉴秘书长介绍了非开挖技术概述和国内外非开挖技术现状,同时讲述了水平定向钻进工艺。
共有20余人参加了本次培训班。
到目前为止,10期水平定向钻机技术培训班已为我国的非开挖水平定向钻进施工单位培训了约400名专业技术人员,在实际施工中发挥了重要作用。
7、福建省成立非开挖技术协会
2012年4月6日,福建省城市建设协会非开挖技术专业委员会在福州市召开成立大会,CSTT、CSSTT和BJSTT的有关领导应邀出席了会议。
会议审议并通过了非开挖技术专业委员会章程,表决通过非开挖技术专业委员会第一届主任委员、副主任委员人选等事项。
通过选举,陈勇同志当选第一届非开挖技术专业委员会会长。
福建省住房和城乡建设厅城建处处长、城市建设协会理事长王胜熙到会并对非开挖技术专业委员会的发展提出了两点希望:
一是希望专委会加强自身建设,健全组织机构,按照专委会章程开展活动,把专委会建设成为规范的、有活力的、高水平的社团组织;
二是加强行业自律管理,促进行业发展,一定会更好突出为行业服务,从而真正起到桥梁纽带、政府助手和企业朋友的作用。
8、西气东输二线工程全线建成投产
2012年12月28日,中石油西气东输二线广州至南宁支干线开始投产。
至此,西气东输二线工程1条干线8条支干线全部建成投产,实现我国已建在建20条管道连接贯通,形成近4万公里天然气管网,基本覆盖我国28个省区市和香港特别行政区,数亿计人口从中受益。
西气东输二线是我国首条引进境外天然气资源的战略通道工程,也是目前世界上线路最长、工程量最大和钢级最高的天然气管道。
管线起于新疆霍尔果斯首站,途经15个省区市、192个县级单位,止于香港,全长8704公里,其中干线霍尔果斯至广州段全长4978公里,8条支干线总长3726公里,工程总投资约1422亿元。
9、连云港黄海机械股份有限公司成功研制回拖力达千吨的水平定向钻机
根据用户要求,连云港黄海机械股份有限公司研制了目前回拖力最大的水平定向钻机,并交付用户使用。
该钻机采用分体式结构,主机动力、主机、操控室完全分离,钻机动力站可以加装履带行走系统。
钻机的主要液压部件均采用国外知名产品,钻机动力强劲,配有两台发动机,两台柴油机既可单独运行,又可并联运转,如有一台柴油机损坏,另一台仍能保障工程的照常运转,大大提高了施工的安全性。
钻机配备的液压阀组同时具备电动和手动两种功能,电路出现故障手动操作照常可以运转。
10、北京遭遇500年一遇的特大暴雨
2012年7月21日,北京市普降暴雨,降雨总量之多、强度之大、历时之长、局部洪水之巨均为历史罕见。
据报道,全市平均降雨量170mm,城区平均降雨量215mm,为新中国成立以来最大的一次降雨;
最大降雨点房山区河北镇为460mm,接近五百年一遇,城区最大降雨点石景山模式口328mm达到百年一遇;
强降雨一直持续近16个小时;
一天内,市气象台连发6个预警,暴雨级别最高上升到橙色。
据统计,此次暴雨导致全市190万人受灾,79人遇难,交通全面瘫痪,直接经济损失约160亿元。
据分析,除了极端天气的原因外,排水系统建设标准低、排水管网建设滞后、管道老化是造成包括北京市在内许多国内城市近几年内涝频频、损失严重的主要原因。
二、中美俄三国非开挖行业统计分析
1、第11次中国水平定向钻机统计
为了全面地了解一年来我国非开挖行业的发展情况,专业委员会按照往年的惯例继续对我国水平定向钻机的销售情况进行了统计。
(1)新增水平定向钻机的数量
由于经济增速放缓,下游需求萎缩,加上产能严重过剩等因素的影响,2012年可以说是我国非开挖行业在经历了黄金十年后最困难的一年。
根据对31家水平定向钻机制造厂商(含代理商)的调查表明,2012年我国新投入市场的各类水平定向钻机的数量为1921台,比2011年的2141台减少了220台,首次出现负增长(-10.3%)。
在新增的钻机中,国内制造商(包括合资企业)制造和销售的钻机共1917台,占99.8%;
进口钻机的数量仅为4台,占总数的0.2%;
出口钻机所占的比例为16.1%,但出口的数量从2011年的348台减少到309台。
钻机出口最多的地区或国家是独联体国家,主要是俄罗斯和哈萨克斯坦,估计约占50%;
其次是东南亚各国,包括印度、马来西亚和菲律宾,估计占3/1;
其它地区或国家包括:
南美洲(巴西)、以及韩国、美国、埃及、东欧和非洲等。
到2012年底,国内水平定向钻机的保有量已达11291台(含进口钻机413台)。
历年水平定向钻机的增长情况见图3。
(2)钻机型号和机龄的分布
从钻机型号的分布看,在新增的钻机中,特大型钻机(回拖力大于100t)达79台(占4.1%)、大型钻机(回拖力51~100t)为187台(占9.8%),大型和特大型钻机的数量比2011年的245台略有增加,所占比例也从11.5%增加到13.9%;
中型钻机(回拖力26~50t)为880台,比2011年的1118台减少了238台,在新增钻机总数中占45.8%;
小型钻机(回拖力小于25t)共775台,与2011年的778台基本持平,占40.3%,其中微型钻机(回拖力小于10t)29台。
2012年各种类型钻机所占比例见图4,历年各类钻机所占的比例见图5。
在累计的11291台钻机中,绝大部分是2000年以来投入市场的,共有11086台,占总数的98.2%。
从钻机的机龄(使用年限)分布上看,机龄在2年以内(2011和2012年投入市场)的钻机为4062台,占31.9%;
机龄在3~5年的钻机有4794台,占37.0%;
机龄在6~10年的钻机数量为3389台,占26.6%;
机龄在10年以上的钻机只有480台(占4.5%),见图6。
图42011年我国新增各类钻机的比例
(3)行业集中度
2012年,水平定向钻机销量排名首位的企业,其市场占有率为26.1%,与2011年相比上升了4.5个百分点;
位列行业前3位的制造商,其总销量合计1084台,市场占有率为56.4%,比上年增加3.4个百分点;
位列行业前5名的厂商,销量总计1393台,市场占有率72.5%,同比减少0.9个百分点;
位列行业前10位的企业,水平定向钻机销量为1783台,市场占有率达92.8%,同比下降2.3个百分点。
图7美国历年新增水平定向钻机情况
市场集中度的变化与波动说明。
前五年水平定向钻机的行业集中度变化情况见表1。
表12008年和2012年水平定向钻机行业的集中度
排名
2008
2009
2010
2011
2012
第1位
29.7%
26.7%
22.4%
21.6%
26.1%
前3位
53.1%
49.7%
49.9%
53.0%
56.4%
前5位
70.7%
70.0%
71.5%
73.4%
72.5%
前10位
90.3%
96.7%
96.3%
95.1%
92.8%
(4)2012年钻机行业发展特点
经过十几年的快速发展,水平定向钻机行业已经进入一个相对成熟和稳定的阶段,市场格局已基本成型。
(a)从新增总量来看,需求仍然比较旺盛,仅次于美国,但首次出现下降;
(b)由于长输管线建设的驱动,大型钻机的需求量逐年增加;
(c)中型钻机仍为我国市场的主力机型;
(d)市场份额主要集中在前5位。
2、第14次美国水平定向钻机和第16次市政工程投资统计
从1997开始,美国《地下施工》(UndergroundConstruction)杂志开始对全国的市政管道(污水、雨水和自来水管道)建设投资和非开挖施工技术的使用情况进行年度调查。
自1998年起,又开始了水平定向钻进技术的市场调查统计。
以下分别介绍第14次(2011年)水平定向钻进市场调查和第16次(2012年)市政管道施工的调查情况。
(1)第14次水平定向钻机统计
本次调查共向5800多家拥有和运营水平定向钻机的承包商或有关单位发出了调查函,大部分均给予回复。
调查显示,2011年美国新增水平定向钻机2233台,比2000年的1411台多822台,增幅达58%。
据分析,电信和能源领域的复苏是驱动市场回升的主要动力。
美国历年新增钻机的数量见图7。
从小型、中型和大型三类钻机的分布看,很明显的趋势是中型钻机(回拖力在178~445kN之间)所占的比例提高了。
虽然回拖力小于178kN的钻机仍然占据主导地位(64.7%),但是由于回拖力大的钻机适应性较强,因此中型钻机所占的比例上升到27.2%,而大型钻机保持在8.1%的份额。
未来考虑购买钻机时,有30%的承包商表示将购买中型钻机。
各类钻机的分布情况见图8和图9。
与2000年相比,水平定向钻进的应用领域变化不大(图10)。
电信领域的市场占有率为25.4%,其次是燃气管道,占21.4%,供水管道和电力电缆分别占15.5%和12.9%,能源领域(长输油气管道)占12.5%,排水管道占8.7%,其它领域占3.6%。
其中应用领域中,地热开发所占的比列虽然较小,但发展速度很快。
图82011年新增钻机中各类钻机的分布情况
图92007~2011年各类钻机的分布情况
图102010年和2011年钻机的应用领域
能源和电信领域是推动市场发展的主要动力,但越来越多的供水和排水管道承包商也开始将水平定向钻进技术作为一种可行的替代方法。
因此,越来越多的疑问是:
电信和能源领域的繁荣到底能维持多久?
电信市场一直是水平定向钻进技术的主要应用领域,过去几年电信领域的应用受到几个因素的影响,其中最主要的是迟到的刺激计划,最终于2010年底启动。
随着2012年工作任务的完成,电信市场是否能维持现有的水平?
许多专家认为,在2012~2013年,电信电缆的工作量也许会有所下降,但不可能会大幅度地下降。
在能源市场,油气开采和新管道施工(即穿越施工)是中型和大型钻机需求的驱动力。
目前,有几大开采区投入运行,还有一些老的油气田由于新技术的应用而再次投入开采,因此需要铺设新的管线。
最佳的预测是,在2013~2014年期间,油气管道施工将会有所减缓,但不会象以前那样有引人注目的下降。
到2015年,也许是另一个繁荣周期的开始。
城市燃气管道施工将继续是水平定向钻进的主要应用领域。
事实上,有许多市政部门担心,当住房市场开始发展时,他们不易找到足够的承包商,而承包商又担心不能找到足够的技术人员。
供水管道施工也是适合使用水平定向钻进的主要领域,虽然自2008年起由于资金的限制有所放缓。
一个好的消息是,越来越多的供水部门已经开始认识到水平定向钻进技术确实是供水管道施工一种经济可行的方法。
污水管道施工也逐渐开始采用水平定向钻进技术,虽然是用于特殊场合。
对重力管道施工来讲,要满足水平和坡度的要求是主要的问题,在找到一种可替代的更快、更廉价的控制方法之前,水平定向钻进技术在这一领域的应用仍然难以捉摸。
在其它应用领域中,替代能源开始在水平定向钻进市场中发挥重要的作用,尤其是地热开发。
有一家承包商估计,目前在他们的业务中有多达55%是地热施工。
还有许多承包商表示,地热开发是他们业务发展的一个重要方面。
根据调查,在决定是否更换钻机时,小型、中型和大型钻机的平均使用时间分别为3440小时、4545小时和7896小时。
在本次调查中,大约有57%的承包商购买了二手的钻机,约有47%的承包商计划购买二手钻机。
根据所在地区和应用领域的不同,2011年水平定向钻进市场分为景气、一般和不景气三种。
但是,如果市场好的话,就是非常好。
一家承包商基于燃气公司工程施工业务的好转和水平定向钻进施工质量的提高推测,在未来十年,水平定向钻进在燃气管道的应用将成指数增长,挖沟机将成为历史。
从长期来看,水平定向钻进的工程量将成倍增加。
但是,在水平定向钻进市场强劲的地区并不是没有挑战。
工作量很大,但利润并不高。
马里兰州和弗罗里达州的承包商承认,我们的业务机会很多,但竞争也很激烈,每英尺的施工价格很低。
衣阿华州的承包商警告说,由于在电信和燃气领域的投资很大,因此短期来看市场很好,至少可以持续3到4年,但在此后将进入另一个调整期。
据预测,2012年水平定向钻机的销售似乎会更好,应用领域正在转向污水和自来水管道的施工,预计全年新增钻机总量将从2011年的2233台增加到2397台,钻机的保有量将达34993台。
但是,每家承包商的实际购买钻机数量将从2001年的2.1台减少到1.9台。
美国水平定向钻进行业面临的主要挑战是:
(a)承包商的低价竞争和施工质量差;
(b)防止对地下管线的破坏;
(c)泥浆的排放;
(d)缺少有经验施工技术人员。
(2)第16次市政工程投资统计
本次市政工程投资调查详细调查了美国各城市市政工程的投资计划和建设情况。
经过几年的经济萧条和大幅度削减预算,2012年市政部门都在期待着经济复苏和联邦或州预算的提高,以缓解市政工程的资金压力。
大多数接受调查的人员都将资金列为2013年面临的最大挑战,比过去任何一年都要严重。
然而,更为严重的不仅是获取资金的压力,还要面临偿还贷款的压力,因为没有足够多的现金流。
但是,也不是都是不利的消息,许多人认为或希望困扰几年的资金困难已经到头,并已开始缓慢上升。
大部分人认为,从获得的用于市政工程的资金来看,2013年将好于2012年。
事实上,本次调查结果显示,2013年大部分城市在上下水管网系统的投资预算均略有提高。
然而,同过去4年一样,大型工程项目的资金依然不足。
本次调查不仅涉及市政工程的投资情况,还对施工技术、发展趋势、行业关注的问题,以及对咨询工程师和承包商的评价进行了调查问询。
调查结果来自全国50个州和哥伦比亚特区,同时考虑了各城市的人口密度和城市规模。
在这些城市中,有很小的城市,如堪萨斯的莫兰只有160人,也有超级大都市,如纽约、达拉斯、亚特兰大、洛杉矶、休斯顿和芝加哥等。
调查显示,42.6%的城市在2013年的预算将与2012年持平,40%的城市会增加3~5.5%。
虽然增加不多,但是至今为止增加预算最多的城市,也是自2007年以来首次出现总支出的正增长。
另一个有利的趋势是,由于经济连年下滑,为许多修复公司带来了一线希望,因为资金紧张更多的城市开始转向采用修复技术来解决严重的管道问题,而不是更换或升级。
调查结果显示,2013年铺设市政管线的总投资将增加4.4%,达到82.5亿美元,而修复的总支出将达63.5亿美元。
当然这些增加也是有条件的,即经济的
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