[原創(chuàng)]鋼筋混凝土排水管或將“遇水重生”

中國水泥研究院 毛春苗 · 2013-08-15 09:37

  7月31日,國務院總理李克強主持召開國務院常務會議,研究部署加強城市基礎設施建設。其中提到完善城鎮(zhèn)供水設施,提升城市防澇能力。這是李克強總理在近1個半月內(nèi)第三次提及城市地下管網(wǎng)為城市基礎設施的薄弱環(huán)節(jié),要重點加大投資。為了治理城市內(nèi)澇問題,住房和城鄉(xiāng)建設部也已經(jīng)于7月上旬印發(fā)了《城市排水(雨水)防澇綜合規(guī)劃編制大綱》,并要求各城市編制并報送城市排水防澇綜合規(guī)劃。
  當前城市地下排水管網(wǎng)已經(jīng)不能夠適應城市快速擴張的規(guī)模,完善和擴建地下排水管網(wǎng)建設存在迫切的要求,這也是新型城鎮(zhèn)化的要求。隨著新型城鎮(zhèn)化的提出,未來幾年城市排水管的需求將會快速增長。同時,工業(yè)化和污水處理隨著經(jīng)濟的發(fā)展需求也逐步提升,城市排水管網(wǎng)建設將進入快速發(fā)展時期。
  一、當前我國城市排水管網(wǎng)建設“欠債累累”
  據(jù)2010年住建部對351個城市排澇能力的專項調(diào)研結果顯示,2008~2010年間,有62%的城市發(fā)生過不同程度的內(nèi)澇,其中內(nèi)澇災害超過3次以上的城市有137個;在發(fā)生過內(nèi)澇的城市中,最大積水深度超過50cm的占74.6%,有57個城市的最大積水時間超過12h。
  長期以來我國城市市政公用設施建設投資額不足,而且嚴重存在重地上輕地下的現(xiàn)象。2003年,我國市政公用設施投資額占全社會固定資產(chǎn)投資達到最高比例8.03%,隨后幾年市政公用設施投資額占比持續(xù)下滑,降至2008年階段性的最低點4.26%,在2009、2010年出現(xiàn)了短暫回升之后,2011年占比又進一步下滑至4.48%。排水設施建設投資額占市政公用設施建設的比重一再降低,自1998年的最高占比10.46%震蕩下行至2011年的5.53%。

圖1:1990-2011年城市市政公用設施建設固定資產(chǎn)投資情況(單位:億元,%)
 
數(shù)據(jù)來源:住房和城鄉(xiāng)建設部,中國水泥研究院
圖2:1990-2011年城市排水設施投資情況(單位:億元,%) 
數(shù)據(jù)來源:住房和城鄉(xiāng)建設部,中國水泥研究院
  從全國城市排水管道的長度及密度方面來看,近10年我國加快了城市排水管道的建設,截止2011年全國城市排水管道長度為41.41萬公里,同比增長12.05%,過去10年的年均增長率約為10%。根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,全國城市排水管道密度呈現(xiàn)逐年上升的趨勢,從2002年的6.66 km/km2逐步提升至2011年的9.5km/km2。
圖3:2002-2011年我國城市排水管道建設情況(單位:公里,%)
 
數(shù)據(jù)來源:國家統(tǒng)計局,中國水泥研究院
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  從全國各省市的排水管建設長度和密度來看,在沿海經(jīng)濟發(fā)展較快速的地區(qū)城市排水管網(wǎng)長度和密度也相對較高。從表1可以看出,近年來,天津、上海、江蘇、浙江、山東、廣東等省市城市排水管網(wǎng)建設取得了較快發(fā)展,城市排水管網(wǎng)的密度也在全國各省名列前茅,而西部地區(qū)如新疆、西藏、寧夏等地區(qū)城市排水管網(wǎng)建設嚴重不足。2011年全國有21個省市的排水管密度低于全國平均水平9.5km/km2。通常城市排水管網(wǎng)密度越大,說明該城市的排水管網(wǎng)普及率越高、效勞面積越大。
表1:2011年全國各省市城市排水管道長度(單位:公里)
數(shù)據(jù)來源:國家統(tǒng)計局,中國水泥研究院
圖4:2011年全國各省市城市排水管道密度(km/km2
 
數(shù)據(jù)來源:國家統(tǒng)計局,中國水泥研究院
  盡管我國的城市排水管道建設在近幾年取得了較大的發(fā)展,與一些發(fā)達國家相比,目前我國城市排水管網(wǎng)不論是總量,還是人均占有量和管網(wǎng)密度均落后,且差距懸殊。如德國、日本、美國等發(fā)達國家,其城市排水管網(wǎng)建設現(xiàn)已較為完善,并取得良好的效果。據(jù)統(tǒng)計,2002年德國城市排水管道長度總計達到44.6萬km,人均長度為5.44m,城市排水管網(wǎng)密度平均在10 km/km2以上;日本城市排水管道長度在2004年已達到35萬km,排水管道密度一般在20~30 km/km2,高的地區(qū)可達50 km/km2;美國城市排水管道長度在2002年大約為150萬km,人均長度為4m以上,城市排水管網(wǎng)密度平均在15km/km2以上。
  此外,政策設計標準低和設施嚴重老化也是目前全國多個城市發(fā)生內(nèi)澇災害的重要原因之一。按照2011年最新修訂的我國城鎮(zhèn)排水設施建設標準《室外排水設計規(guī)范》的要求,城市一般地區(qū)排水設施的設計暴雨重現(xiàn)期為1-3年,即抵御1-3年一遇的暴雨,重要地區(qū)也只有3―5年。而歐盟規(guī)定的設計重現(xiàn)期為1-10年,日本規(guī)定是5-10年,美國的規(guī)定設為一般地區(qū)2-15年,特殊地區(qū)10-100年。
  在實際建設中大部分城市采取國家標準的下限。除了排水標準偏低以外,在標準的實施 中,我國大部分城市普遍采取國家標準的下限。據(jù)統(tǒng)計我國70%以上的城市排水系統(tǒng)的設計暴雨重現(xiàn)期小于1年,90%的老城區(qū)重點區(qū)域甚至比規(guī)范規(guī)定的下限還要低。
[Page] 二、各地城市紛紛大舉建設城市排水管網(wǎng)
  在2012年年底的全國住房城鄉(xiāng)建設工作會上,國家住房建設部要求各地加快城市市政基礎設施建設。其中提出編制城市排水與暴雨內(nèi)澇防治設施建設規(guī)劃成為2013年的重要工作之一。今年7月底召開的國務院常務會議就加強城市基礎設施建設進行了部署,其中要求加強市政地下管網(wǎng)建設和改造,完善城鎮(zhèn)供水設施,提升市場防澇能力;加強污水和生活垃圾及再生利用設施建設。
  當前我國城市的排水系統(tǒng)有分流制、合流制等兩大類別,其中由于雨污分流制在防止污染、內(nèi)澇等方面具有較大的優(yōu)勢,已經(jīng)成為我國未來城市排水管網(wǎng)發(fā)展的主要方向。我國《城鎮(zhèn)排水與污水處理條例(征求意見稿)》中規(guī)定,除干旱地區(qū)外,在城鎮(zhèn)新區(qū)新建排水系統(tǒng)應當實行雨水、污水分流;對城鎮(zhèn)原有的雨水、污水合流的排水系統(tǒng),應當按照城鎮(zhèn)排水與污水處理規(guī)劃要求,結合舊城區(qū)改建和道路建設,進行雨水、污水分流改造。
  2014年底前,要在摸清現(xiàn)狀基礎上,編制完成城市排水防澇設施建設規(guī)劃,力爭用5年時間完成排水管網(wǎng)的雨污分流改造,用10年左右的時間,建成較為完善的城市排水防澇工程體系。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預計,排水管網(wǎng)建設的“政策窗口”已經(jīng)開啟,在雨污分流制推動下,預計“十二五”期間市政雨水管道將新增近20萬公里,排水管道合計新增長度較“十一五”期間翻番。若加上交通樞紐、石油化工、核電火電等領域新增的排水管道需求,2013-2015年城市排水管網(wǎng)將增加約24萬公里,年均復合增速達15%。
  在“十二五”期間污水管道的長度也將翻番。國務院于2012年5月發(fā)布了《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設施建設規(guī)劃》,規(guī)劃中提出到2015年全國污水管網(wǎng)要達到32.5萬公里,“十二五”期間新增近15.9萬公里,其中設市城市7.3萬公里、縣城5.3萬公里、建制鎮(zhèn)3.3萬公里,是2010年底全國城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)的總和,比“十一五”期間新增管網(wǎng)長度增長了155%。規(guī)劃預計在“十二五”期間完善和新建管網(wǎng)投資約2443億元。
  一般來說,一條馬路建設時就會規(guī)劃建設一根污水管道和兩根雨水管道,因此雨水管道投資是污水管道投資的兩倍,即占整個排水管道工程投資的2/3。由此推算,“十二五”期間,全國排水管道總投資為7329億元左右,平均每年投資1465.8億元。
  從一些城市已經(jīng)發(fā)布的“十二五”規(guī)劃來看,也將排水管網(wǎng)建設發(fā)展納入政策范疇。據(jù)不完全統(tǒng)計,北京、上海、廣州等大城市將建設雨污分流的排水系統(tǒng),更新改造中心城區(qū)排水管線,西寧、中山、大連等一些大中型城市也紛紛出臺城市排水管網(wǎng)建設或改造計劃。
表2:全國各城市排水管網(wǎng)建設投資額及建設內(nèi)容
資料來源:媒體公開資料,中國水泥研究院整理
  隨著我國《都市排水與暴雨內(nèi)澇防治設施建樹的指導意見》的出臺,這將會成為全國雨水管道建設的一大催化劑。該文件的焦點是“雨污分流,雨水收集,提高尺度”,在將來8-10年推進全國城市管網(wǎng)的建設程度將上一個臺階。
表3:“十二五”全國城鎮(zhèn)新增污水配套管網(wǎng)規(guī)模(單位:公里)
資料來源:《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設施建設規(guī)劃》
[Page] 三、水泥相關制品(混凝土排水管)迎來新的發(fā)展契機
  當前的城市地下排水管網(wǎng)已經(jīng)不能夠適應城市規(guī)模的快速擴張,排水管網(wǎng)負荷能力迫切需要得到改善和提升。同時縣、鎮(zhèn)等規(guī)模的擴大,人口的聚居,地下管網(wǎng)的鋪設需求也進一步加大。加強城市排水防澇設施建設、盡快還清歷史舊債成為當務之急。隨著國家城鎮(zhèn)化規(guī)劃的出臺以及加強城市基礎設施建設的要求,未來對城市雨污分流、污水整治、排洪排澇等項目的重視程度是前所未有的,也迫在眉睫,資金的投入也越來越大,可以說排水管的應用和發(fā)展迎來了春天。混凝土和鋼筋混凝土排水管具有抗外壓強度高、耐久性好、使用壽命長、生產(chǎn)成本低、制作方便、價格便宜等獨特優(yōu)點,在國內(nèi)外城鎮(zhèn)建設、市政公路建設、農(nóng)田水利建設中大量用于雨水、污水、引水及農(nóng)田排灌等重力管道。
  城市市政工程用的管道,根據(jù)管道材質不同可以分為鋼管、鑄鐵管、混凝土管和鋼筋混凝土管、塑料管四大類。根據(jù)1996年6月進行的全國城市市政公用設施普查數(shù)據(jù)顯示,混凝土管在我國城市排水管道中的占比為67.51%,當時高達29.33%的其他管材中也大部分都是混凝土管,因此混泥土管道占比約80%。2010年廣州老城區(qū)近100平方公里范圍內(nèi)的排水管道進行了普查,其中混凝土管道的占比達到85.90%。
表4:1996年全國城市市政管道各種材料占比情況
數(shù)據(jù)來源:住建部,中國水泥研究院
圖5:2010年廣州市老城區(qū)各種管材占比情況
 
資料來源:《廣州市排水管道檢測結果分析及修復技術選擇》
  目前,中國的排水管主要是以混凝土管為主,當前市場占比約為80%。但從全國水泥混凝土排水管的產(chǎn)量來看,在1997年全國混凝土排水管產(chǎn)量高達1385萬公里的高峰,之后快速回落至400萬公里左右,1998-2003年產(chǎn)量仍能維持在270-430萬公里;從2004年以來的近10年來產(chǎn)量大幅下降,甚至9年產(chǎn)量的累積總和也達不到以前1年的產(chǎn)量,2004-2012年累計產(chǎn)量總和僅為137萬公里,其中2004年的最高產(chǎn)量也就近44萬公里,與2004年以前的年產(chǎn)百萬公里相差甚遠。
圖6:2004-2012年水泥混凝土排水管生產(chǎn)情況(單位:萬公里、%)
 
數(shù)據(jù)來源:國家統(tǒng)計局,中國水泥研究院
  隨著社會的進步,新型管材不斷出現(xiàn),目前塑料排水管及玻璃鋼夾砂管在中小管規(guī)格范圍內(nèi)已經(jīng)對鋼筋混凝土排水管產(chǎn)生較大的沖擊。但該類管材在大管及頂管工程中還很難取代鋼筋混凝土管。近些年來,隨著塑料管在排水管道中應用量的加大,行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)塑料管材即將取代鋼筋混凝土管材的觀點。此觀點一方面未充分認識到塑料管材壁薄受外壓力能力不強、易發(fā)生熱脹冷縮、耐久性差、易老化等致命弱點,另一方面也沒有看到應用于市政排水工程的鋼筋混凝土排水管正在向柔性接口型、大口徑、低壓力、高耐久性以及綠色環(huán)保型的方向轉變,并且經(jīng)過工藝、材質和技術的不斷創(chuàng)新,已經(jīng)取得了不少成果,也在實際工程中得到應用。如鋼承口管用于頂進施工中,有效解決了管道埋設施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等困難,獲得快速發(fā)展且成為城市頂進施工的首選管材。新型的鋼筋混凝土排污管材也在迅速推廣,如帶底座鋼筋混凝土排水管、鋼筋纖維混凝土管、內(nèi)襯式鋼筋混凝土復合管,耐腐蝕鋼筋混凝土排污管,大口徑電力電纜、異形預制箱涵等新型管材正在被設計部門、工程使用部門和排水管生產(chǎn)企業(yè)所認可。
  隨著城鎮(zhèn)化建設的推進,加強城市基礎設施建設,建立和完善城市雨污分離排水系統(tǒng),需要大量的混凝土管材,為水泥制品工業(yè)、排水管和混凝土壓力管行業(yè)的發(fā)展提供了千載難逢的機遇??梢灶A見,未來這五年到十年是水泥制品工業(yè)最好的發(fā)展時期,也是排水管行業(yè)最好的發(fā)展時期。

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2024-11-11 07:35:12