一、行业发展现状
1.产业现状
通过行业调研和其他相关数据的收集统计分析得出,2022年水泥混凝土管涵行业发展总体情况如下。
(1)行业生产规模
随着国家基础设施建设快速发展,我国已成为世界上生产使用混凝土和钢筋混凝土管涵最多的国家,管涵也成为我国水泥制品工业中最大产业之一。据不完全统计,我国现有各种规模管涵生产企业约3000家左右,2022年规模以上企业水泥排水管累计产量同比减产18%左右。钢筋混凝土排水管产品制造和应用的最大规格为Φ4400mm,预制装配式混凝土箱涵最大截面达14.8m×9.426m。DN4000mm以上大口径钢筋混凝土管和7m以上矩形箱涵在全国各地的综合管廊、电力隧道和地铁通道中得到广泛应用。
2022年5月分会对21个省市的71企业的随机网调结果显示:能生产DN3000mm的企业占73.2%、能生产DN4000mm的企业占比已达16.9%、只生产DN2000mm以下的企业仅有2.8%。
图1 部分水泥混凝土管涵产品
当前,我国地下基础设施建设正处于快速发展时期,管涵产品应用领域不断扩展。城市区域规划不断扩大,城市功能不断提升,地下排水排污系统将是基础中的基础。据不完全统计,我国城市排水管道长度累计已达70多万公里。近二年,受疫情影响,经济增速有所放缓,但随着我国城镇化水平的提升以及城市的翻新和改造,对于城市排污能力的要求将进一步提高和增强,混凝土管涵需求量未来还将继续保持增长,产业依旧存在着较大的市场潜力。
(2)企业净资产规模
根据2022年上半年网上调研显示,资产规模1000万元以下的企业约占16.90%;1000-5000万元的企业约占50.70%;5000万元以上的企业约32.40%。各地区都有龙头骨干企业,但规模以上管涵企业主要集中在京津冀地区和中东部地区。
图2 企业资产规模分布图
(3)主营业务收入及盈利情况
2022年,行业主营业务收入累计同比减少8%左右;利润总额同比减少近20%。由于市场工程开工率下降,全行业规模以上企业亏损面达到30%以上,亏损面同比扩大6个百分点;累计亏损额较上一年同期增亏33%。同时,企业期末应收账款净额同比增加,应收账款周转率同比降低,企业的资金周转压力增大。
(4)市场情况
2022年,国际国内环境复杂性加剧,经济下行压力显著,尤其是二季度以来,国内疫情多发散发,对产业链、供应链造成严重困扰。下游需求端明显萎缩,基建投资拉动效果有限,供给端重点产品产量明显下滑。混凝土管涵产业和我国混凝土水泥制品行业一样,度过了十分艰难的一年。
2.科技创新情况
(1)行业技术进步情况
①工艺技术水平
我国管涵生产技术的发展进步,随着国家基本建设需求量加大和环境保护要求的提高得到快速的提升。现在世界上所有的制管工艺,如离心成型工艺、悬辊成型工艺、芯模振动成型工艺、径向挤压成型工艺、立式振动成型工艺等,我国已经全部拥有。工艺技术水平正在向世界先进水平大步迈进。
芯模振动成型工艺和径向挤压成型工艺是节能环保、自动化程度相对较高的两种制管工艺。芯模振动成型工艺市场应用率已从当初的不足20%发展到2022年的77.47%(分会2022年5月网上调查结果);生产规格从当初局限在DN1350-DN2400mm到现在的DN300-DN3500mm。径向挤压成型工艺目前市场应用率已达43.66%(分会2022年5月网上调查结果)。实现了“量”和“质”的双飞跃。调查还显示在钢筋混凝土的生产工艺中,传统离心成型工艺因环境污染和能耗人力等因素,正在逐步减少。
未来,随着国家低碳、节能、环保要求力度的加大和人工成本的上涨,芯模振动成型工艺和径向挤压成型工艺必将成为主导生产工艺。
图3 各种管涵成型工艺采用情况(多选)
②装备技术水平
我国排水管制管成型装备的技术水平得到快速发展,成为世界上拥有制造各种先进管涵装备的国家,并实现了全部先进装备国产化,国产装备不但在国内应用,还开始向国外出口。随着国家节能环保政策的加强,水泥混凝土管涵正在逐步形成以芯模振动工艺、立式径向挤压工艺为主的生产格局,促进了芯模振动制管装备、径向挤压制管装备技术性能的不断完善和提高。如芯模振动制管装备芯棒转速从4000转提高到4700转,同时成功开发了DN300-DN1200mm小芯模振动双根制管机。而升芯式芯模振动自动化生产线的研发,更是芯模振动制管装备技术的升级与创新,这是我国钢筋混凝土排水管装备向智能化进军的良好开端与努力方向。
图4 芯模振动制管装备
图5 升芯式芯模振动自动化生产线
我国径向挤压制管装备经过研发、改进、完善,技术性能不断提高,填补了我国最后一项混凝土排水管制管主机设备的空白,实现了我国排水管生产装备全部国产化。
图6 径向挤压制管装备
我国水泥混凝土管涵装备从依靠进口到向国外出口,显示了水泥制品行业正在迈进建成社会主义现代化强国第二个百年奋斗目标。如:苏州科星混凝土水泥制品装备有限公司向越南出口钢筋混凝土排水管生产线,含芯模振动制管装备、混凝土搅拌设备、钢筋骨架成型设备;江苏华光双顺机械制造有限公司向刚果布、刚果布布拉柴维尔、莫桑比克等10个非洲国家出口了10台套立式径向挤压制管机;2022年江苏华光双顺机械制造有限公司向印度占西出口DN1000-DN4000 PCCP立式生产线和模具;2022年江苏江扬建材机械有限公司向北美(加拿大)出口13个集装箱的PCCP成套制管设备。国产先进装备“走出去”,为开拓对外技术交流和经济合作积累了经验。
向北美(加拿大)出口
向刚果布、刚果布布拉柴维尔、莫桑比克等出口
向印度占西出口
图7 管涵装备出口情况
(2)年度新的先进技术/产品/装备及主要创新成果
北京密云水泥制品有限责任公司成功研发并应用于工程的柔性接口装配式检查井2022年度申报混凝土与水泥制品行业技术进步奖。
2022年安徽砼宇特构科技有限公司成功研发2200mm中大口径不锈钢承口钢筋混凝土顶管并应用于工程。
(3)水泥混凝土管涵技术标准体系及2022年度制修订标准
我国现行混凝土管涵标准体系包括:原材料及其方法标准、过程质量控制标准、产品标准、相关试验方法标准、生产工艺技术规程、管涵配件相关标准、生产设备标准、管涵设计规范、管涵施工验收规范等方面,标准体系健全。
①产品标准
目前,产品标准主要有:
《混凝土和钢筋混凝土排水管》GB/T11836
《钢筋混凝土异型管》GB/T37799
《内衬复合材混凝土和钢筋混凝土排水管》JC/T2280
《顶进施工法用钢筒混凝土管》JC/T2092
《预制混凝土检查井》JC/T2241
《预制混凝土箱涵》JC/T2456
《预制钢筋混凝土化粪池》JC/T2460
《内衬玻璃钢钢筋混凝土复合管》T/CCPA19-2020/T/CBMF95
《带底座钢筋混凝土圆管》(团标,待发布)
②生产工艺技术规程
与产品标准相配套的生产工艺技术规程有:
《水泥制品工艺技术规程第1部分:混凝土和钢筋混凝土排水管》JC/T2126.1
《预制混凝土箱涵工艺技术规程》T/CBMF 18-2017
③试验方法标准
与产品相关的试验方法标准有:
《混凝土和钢筋混凝土排水管试验方法》GB/T16752
《管廊工程用预制混凝土制品试验方法》GB/T38112
④混凝土管涵配件及设备标准
《混凝土和钢筋混凝土排水管用橡胶密封圈》JC/T946
《预制混凝土箱涵接口用密封材料》T/CCPA19/T/CBMF95
《城市综合管廊用预制混凝土箱涵钢模》T/CCPA73/T/CBMF11
《钢筋混凝土排水管芯模振动制管机》JC/T2106
《钢筋混凝土排水管立式径向挤压制管机》JC/T2593
《钢筋混凝土管钢筋骨架滚焊机》JC/T966
⑤2022年度制修订标准
《水泥制品工艺技术规程第1部分:混凝土和钢筋混凝土排水管》JC/T2126.1行业标准修订送审稿完成,待审批发布;
《带底座钢筋混凝土圆管》建材联合会团标制定送审稿完成,待审批发布;
《钢筋混凝土顶管应用技术规程》团标制定征求意见初稿完成,待公开征求意见;
《水泥制品工艺技术规程第8部分:预制混凝土箱涵》行标制定项目立项,待审批;
《预制混凝土箱涵接口用密封材料》行标制定项目立项,待审批。
3.2021-2022年度重要工程应用情况
混凝土管涵产品扛鼎我国重点工程。水泥混凝土管涵是水利、交通、市政工程等建设中的硬核“骨骼”,尤其是在重点工程中使用非开挖顶进施工法时,用预制混凝土管涵具有现场浇筑无法替代的优势,在新时代10年里,我国水泥混凝土管涵产业为国家重点工程建设保驾护航,从我国市政、水利、电力、铁路、城市综合管廊等重点工程建设项目中充分见证了管涵产品扛鼎我国重点工程的辉煌业绩。2021-2022年度重要工程的应用项目主要有:
(1)大口径钢筋混凝土顶管工程
3500-4000mm大口径钢筋混凝土顶管为全国各地的排水、排污、电力、水利、管廊等重点基础设施工程提供了大量建设所需优质管材,包括排污管、电力电缆管、综合管廊等。
①镇江沿金山湖CSO溢流污染综合治理工程
这是镇江海绵城市试点达标的重大环境整治工程项目,截流主干管的建设是实现金山湖水质改善、排水防涝标准提升的控制性工程,管线总长6.4km,采用钢承口式钢筋混凝土排水管,公称内径为4000mm。
②湖北黄冈地区综合管廊工程
该工程由中南市政工程设计研究院设计,采用Φ4000×400×2500mm钢筋混凝土顶管,2021-2022年完工。
③海南海口市美兰机场二期扩建排水工程
该工程由黄河勘测规划设计院设计,采用4000×350×2500mm钢承口式钢筋混凝土顶管,2021年完成。
④南宁市国际物流园基地平花河上游段排水干渠工程
该工程是南宁市重点工程,采用4000×400×2500mm钢筋混凝土顶管,是岩土层中长距离顶进施工的成功应用案例,其中顶管工程段三段,管道为双线并排,管线长度1250m。
镇江沿金山湖CSO综合治理工程(左图)、湖北黄冈地区综合管廊工程(中图)、武汉长江、沙湖水环境提升工程(右图)
南宁市平花河排水干渠工程
图8 大口径钢筋混凝土顶管工程应用情况
⑤武汉汤逊湖污水处理厂尾水排江工程穿湖段工程
工程时间2022-2023年,穿湖工程外套管采用4000×400×2500mm钢承口式钢筋混凝土管作套管+内套双排1220×12mm压力管。长度3773.82m,分3个管段4座竖井,竖井形式为圆形。顶管管材混凝土强度等级为C50、抗渗等级为S8、管接口采用双胶圈钢承口柔性接头形式、承口钢板厚度12mm、衬垫板厚度20mm。顶进施工采用泥水平衡式顶管工艺,顶进油缸共14个,顶距1500m区间安装7-8节中继间管(实际未启用)、注浆管前50m(20节)全注浆,后隔1节注。
图9 武汉汤逊湖污水处理厂尾水排江穿湖段顶管工程
(2)预制混凝土箱涵应用工程
①用在城市地下铁路过道和地下通道中的顶进式预制混凝土箱涵
为解决城市大型市政工程施工给周边环境带来的困扰,广州市率先在地下铁路过道和地下通道中应用顶进式预制混凝土箱涵,该项应用技术在全国各城市的地铁建设中得到广泛的设计推广,其工程数量和构件规模已经达到国际先进水平。2022年在全国各大城市,5000-8000mm的顶进式预制混凝土箱涵继续在多条地铁过道中得到应用。
2022年长沙地铁6号线6900×4200、7500×5400矩顶管施工项目
2022年武汉中心城区光谷管廊穿越【武黄高速】7500×4300矩形顶管施工项目
图10 预制混凝土箱涵应用工程
②国内首例下穿京杭大运河矩形顶管工程
国内首例下穿京杭大运河矩形顶管工程——苏州胥涛路对接衡山路隧道工程矩形顶管于2021年底顺利贯通。工程设计为双向四车道,下穿京杭运河,断面尺寸为9.8m×5.9m。顶管工程特点:顶管浅覆土下穿“世界文化遗产”京杭大运河,为国内“水下穿越第一顶”;顶管穿越富含水的粉土、粉砂地层,地质条件复杂;大断面顶进施工,姿态控制难度大,沉降控制要求高;长距离顶进,减阻技术要求和轴线控制精度要求高。由于管节断面尺寸较大,不具备场外预制运输条件,管节采取现场预制方式生产。该现场预制工场荣获“江苏省第三批建筑产业现代化示范基地”称号。
图11 京杭大运河矩形顶管工程
图12 深圳石清大道4仓上下拼装箱涵管廊工程
④整体预制车站工程
2022年深圳市城市轨道交通12号线二期工程启动整体预制车站结构研究,车站为地下两层,双柱两层框架结构,高14.0m,宽22.1m。采用“组合顶管工法”施工。采用两台11.1x7.0m的顶管组合成一台11.1x14.0m顶管,分左线、右线对暗挖段依次顶进,形成车站框架结构。通过采用该技术,车站施工可减少6000多万元的改迁费用,并能节省4个月的施工工期。工程将推动轨道交通建设装备产业的发展和技术的提升。谱写绿色建造新篇章。具有较高的社会和生态意义。2022年底,整体预制车站用组合预制拼装式顶进箱涵在广东奔达实业有限公司开始预制。
图13 2022年深圳市城市轨道交通12号线整体预制车站工程
二、行业发展存在的主要问题
1.政府有关部门对工程建设监管力度不够,从设计到施工层层转包,直接影响了产品销售价格;设计、施工、管材各个环节的不规范及不合理的最低价中标造成了部分企业和管材不能按标准生产,严重影响了产品质量,扰乱了市场。各类工程货款拖欠时间过长、欠付货款量过大、企业资金垫付过多,财务费用加大,在一定程度上影响了生产经营活动的正常运转;政府对产品市场监管力度不够,未能起到有效监管作用,工程现场滥用低价劣质产品和制管企业偷工减料现象普遍存在,造成优质合格产品和低价劣质产品间造成不公平市场竞争,影响了正常销售秩序。
2.企业规模小、技术力量薄弱、人力资源紧缺,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;在处理工程质量纠纷中容易处于不利地位。创新技术和先进装备无法发挥其竞争优势,这方面问题十分突出,制约了行业发展。
3.产能过剩情况依然严重。尽管国家近年来环保管理力度加强,在一定程度上淘汰了一批不规范的小厂,但供大于求的现象在全国各地仍普遍存在,导致低价竞争。相对其他产业利润水平偏低,大部分生产企业的设计生产能力均不能得到充分发挥,据网调,2021年企业开工率60%以下的企业占22.54%;60-80%的企业占43.66%;80%以上的企业占33.80%,2022年比2021年开工率更低,平均仅维持50%左右的水平。
4.行业缺乏统一管理,企业单打独斗,各自为战。协调发展没有去处。在原材料上涨而产品价格下跌、企业经营举步维艰、产品质量问题较多、恶性循环的情况下,在许多地方形成了被其他管材如塑料管、铸铁管等取代的危机。这是国家资源的一种极大浪费。应加大供给侧改革,大力抓好产品质量,引导行业良性循环。
5.材料领域的研发创新力度有待提升。近年来,砂石骨料紧缺且价格大幅上调,推广应用机制砂是必然趋势,但相应的应用技术尚未跟上,包括材料的选择和混凝土配合比的确定等,在一定程度上影响了企业正常生产和产品质量的稳定。还有高性能混凝土、树脂混凝土、大流动性混凝土等需要外加剂的应用方案都有待加强。对于污水管网中混凝土管道的防腐蚀问题应该引起足够的重视,除了内衬式防腐外,还应进行管道混凝土本身的防腐蚀、耐腐蚀研究和应用。
三、行业发展趋势展望
1.行业发展前景
总体来看,水泥混凝土管涵产品在相当长的时间内仍具有较强的竞争力和广阔的市场前景。为缓解疫情对经济冲击的影响和经济提振的需要,国家必将加快推进基础设施建设,全国基础设施投资将保持持续增长态势。混凝土管涵及延伸产品在市政、水利、电力、铁路、综合管廊、污水治理、海绵城市等基础设施建设中的推广应用优势依然明显,新的基建投资必将会为中国混凝土水泥制品行业带来新的需求,行业景气度的提升和平台期的延长,给行业转型升级提供了时间和机遇。在绿色发展、综合利用、智能制造和高质量发展的道路上,中国混凝土与水泥制品行业正在进行艰苦卓绝的努力,尽管面临原材料上涨不可控、人力资源紧缺、能源供应紧张、各类管材市场竞争激烈等不利因素的影响,但行业总体向好的形势不会改变。通过产品创新和应用技术创新,“十四五“期间水泥混凝土管涵市场前景依然广阔。
2.行业发展对策与建议
(1)技术发展方向
混凝土技术是长期研究的课题,随着钢筋混凝土排水管制管装备自动化程度和产品性能的提高以及国家对节能环保要求的加强,促使高性能、高强度混凝土在混凝土管涵生产中得到研发应用,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。目前,大流动度混凝土已在生产中得到应用,尤其在异形市政构件和海绵城市制品中得到较好应用。自密实混凝土的试验与研究已列入课题,免蒸养混凝土在排水管中的应用将是今后探索研究的方向。因此,在基础材料技术研究方面,要加强对用于水泥混凝土管、涵、构件的自密实混凝土、高性能混凝土、耐腐蚀混凝土、免蒸养混凝土、纤维混凝土、树脂混凝土及外加剂、机制砂的研发。
在工艺技术与装备攻关方面,要加强对水泥混凝土管涵生产自动化、智能化工艺技术和成套装备的研发,攻克技术难点,进一步提高已开发的芯模震动、径向挤压、升芯式芯模震动制管生产线先进装备创新成果的技术水平,力争主要指标赶上和超过国际先进水平;对钢筋骨架全自动滚焊设备,要攻克滚焊过程纵筋连续输送等技术难关,加强对先进装备和创新装备推广应用中的正确技术培育及引导,促使先进装备水平和能力的最大发挥。
在产品及应用技术创新方面,围绕国家地下基础设施建设,开发更多适应工程建设需求的低碳环保产品,努力实现产品创新、应用创新。如长距离、非开挖、大口径、高性能钢筋混凝土顶管;预制装配式混凝土箱涵;预制装配式混凝土检查井;污水治理和耐腐蚀环境的钢筋混凝土复合管和整体耐腐蚀混凝土管;用于海绵城市建设、河道海堤治理工程的各种高品质生态混凝土制品和绿化环保市政构件;能提高管道安装施工效率和工程质量的带底座钢筋混凝土管。
(2)行业管理与引领方向
①加强标准引领。优质团标的及时制定和水平的先进程度在一定程度上决定了创新成果的推广,努力做到所有新产品、新技术、新装备都有相应的新标准引领。
②打造行业品牌。发挥在地下基础设施建设中具有其他领域无法替代的高性能、大规格、非开挖顶管和预制拼装大型钢筋混凝土箱涵的品牌效应,通过多个重点建设工程的成功案例来宣传提升产品的知名度、美誉度和影响力,提升品牌价值,打造品牌企业和名牌产品。实现中低端产品向中高端的迈进。
③建立技术交流平台。依托重点骨干企业、设计科研院所、工程建设方和行业专家委员会的力量,共建混凝土管涵技术研发交流平台。以市场需求和行业可持续发展为导向,研究解决行业发展中急需解决的共性、关键性技术问题,加快提升行业的技术水平。
④加强人才队伍建设。利用行业资源,组织基层技术人员的培训。通过一线生产技术人员专业培训和院校专业知识强化培养相结合,全面提高人员素质,从而提升企业质量管理水平和行业综合实力。
⑤开创合作发展模式。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,寻求更多更大的发展机遇,实现新形势下的产业结构优化。
⑥加快国际化发展。消化吸收国外先进的新技术、新装备、新思路,加强与国外同行的联系与交流,了解国际先进混凝土管涵的技术动向,提高本行业的国际化水平。积极扩大国内先进成熟的技术、产品、装备的出口。