我國管樁行業(yè)值得研發(fā)的一些技術(shù)問題

1、前言

　　自1987年我國首條管樁生產(chǎn)線引進(jìn)至今已有20多年，在科技人員、政府部門、企業(yè)家等的大力努力下，我國的管樁生產(chǎn)及施工技術(shù)得到了很好的開發(fā)，我國的管樁行業(yè)也得益于國家大規(guī)模基礎(chǔ)建設(shè)的需要，同時(shí)，一系列管樁的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)圖集、應(yīng)用技術(shù)規(guī)程等的實(shí)施為管樁產(chǎn)品的推廣應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，形成了在全國普遍開花結(jié)果的良好局面。

　　近年來，我國的工業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展得到了現(xiàn)代信息化數(shù)字化技術(shù)的強(qiáng)有力的支撐，許多傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝已經(jīng)被自動(dòng)化所取代，但是，我國管樁行業(yè)在仍然是一個(gè)勞動(dòng)密集型的制造產(chǎn)業(yè)，在勞動(dòng)力成本不斷提高的今天，我們必須順應(yīng)高科技發(fā)展的潮流，加快技術(shù)進(jìn)步，運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)文明，發(fā)展改造管樁的生產(chǎn)技術(shù)裝備，開發(fā)管樁新的生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)。

　　2、我國管樁行業(yè)值得研發(fā)的一些技術(shù)問題

　　2.1  利用現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)管樁生產(chǎn)線

　　縱觀我國早期從日本引進(jìn)的管樁生產(chǎn)流水線，和對(duì)日本流水線進(jìn)行消化吸收再創(chuàng)新研發(fā)的生產(chǎn)工藝裝備至今，我國現(xiàn)有的400多家管樁生產(chǎn)企業(yè)管樁生產(chǎn)工藝技術(shù)和裝備基本上仍停留在上世紀(jì)日本60～70年代的技術(shù)水平上。

　　管樁各生產(chǎn)工序環(huán)節(jié)仍以單機(jī)運(yùn)作為主，單機(jī)與單機(jī)之間的仍靠操作工人手工作業(yè)，沒有開展單機(jī)與單機(jī)之間的聯(lián)動(dòng)作業(yè)的技術(shù)開發(fā)，這樣造成一條生產(chǎn)線所需的工人數(shù)量高居不下，客觀上在工人工資大幅提高的今天，使勞動(dòng)力成本在產(chǎn)品成本中所占比例不斷提高，同時(shí)這種勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)仍主要依靠手工作業(yè)的產(chǎn)品品質(zhì)的不確定性增加，產(chǎn)品質(zhì)量難以滿足建設(shè)工程的要求，同時(shí)大量重體力老作造成企業(yè)工傷事故頻發(fā)，使管樁成為建材行業(yè)的高危產(chǎn)業(yè)，影響行業(yè)的健康發(fā)展。

　　1996年中國水泥制品工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)制混凝土樁專業(yè)委員會(huì)組織專家考察日本時(shí)就了解到，日本等科技先進(jìn)的國家，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了管樁生產(chǎn)線的全自動(dòng)信息化控制，一條年產(chǎn)100萬米的PHC管樁生產(chǎn)線僅需5～6位操作控制管理人員。相比之下，我國相同產(chǎn)能的管樁生產(chǎn)線，需要操作工人50～60人，幾乎是日本的10倍。

　　20多年來，我國機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)了用于管樁生產(chǎn)的混凝土雙臥軸攪拌機(jī)、離心機(jī)、預(yù)應(yīng)力張拉機(jī)、鋼筋定長切斷機(jī)、鐓頭機(jī)、骨架焊接機(jī)、蒸汽養(yǎng)護(hù)溫控儀、起重行車、蒸壓釜等，其單機(jī)性能已經(jīng)達(dá)到或基本達(dá)到國外同類產(chǎn)品的性能指標(biāo)，但是有關(guān)企業(yè)均以單機(jī)組織生產(chǎn)，還沒有一家企業(yè)開展整條生產(chǎn)線自動(dòng)化的研發(fā)。   

　　信息技術(shù)高速發(fā)展到數(shù)字化的今天，我國管樁行業(yè)現(xiàn)行的生產(chǎn)線裝備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于時(shí)代的發(fā)展！利用現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)被確定為我國下一個(gè)階段工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)工作重點(diǎn)。目前我國已經(jīng)具備研發(fā)管樁全自動(dòng)生產(chǎn)控制的技術(shù)和裝備開發(fā)的實(shí)力，同時(shí)，勞動(dòng)力成本的快速提高，也已經(jīng)造就了全自動(dòng)管樁生產(chǎn)線的市場，有志于管樁裝備研發(fā)的企業(yè)家們，應(yīng)該看到這一巨大的新興市場。

　　2.2  管樁生產(chǎn)的節(jié)能技術(shù)

　　管樁生產(chǎn)中的能源消耗主要體現(xiàn)在：

　　1）管樁生產(chǎn)中各種機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的電力能耗；

　　2）管樁離心成型后的兩次蒸汽養(yǎng)護(hù)過程中的能耗。

　　離心作業(yè)是管樁生產(chǎn)中電力能耗的主要環(huán)節(jié)，近年來大力發(fā)展的變頻技術(shù)在管樁離心成型設(shè)備的應(yīng)用，節(jié)省了30％左右的管樁生產(chǎn)的離心電耗，被行業(yè)同仁們確定的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，取得了非常顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。變頻控制技術(shù)若能在管樁起重設(shè)備、混凝土攪拌設(shè)備、鋼筋加工設(shè)備、混凝土喂料設(shè)備、空壓機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等開發(fā)推廣應(yīng)用，同樣將大大節(jié)省電力的消耗，將產(chǎn)生顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

　　在管樁生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的PHC管樁必須經(jīng)過二次蒸汽養(yǎng)護(hù)：常壓初級(jí)養(yǎng)護(hù)和高溫高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)。初級(jí)養(yǎng)護(hù)可以使混凝土強(qiáng)度得到迅速增長，實(shí)現(xiàn)快速脫模，提高模具的周轉(zhuǎn)；高溫高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)使管樁能在短時(shí)間內(nèi)出廠供樁，同時(shí)充分保證混凝土強(qiáng)度及管樁的質(zhì)量。但是，近年來生產(chǎn)蒸汽所需要的重油或燃煤價(jià)格的大幅提升，大大提高了管樁的生產(chǎn)成本。

同時(shí)，管樁在二次蒸汽養(yǎng)護(hù)過程中造成的熱能的低效利用，也是需要我們給與關(guān)注和重視的一個(gè)問題。一些企業(yè)在管樁生產(chǎn)線設(shè)計(jì)建造過程中，沒有充分考慮節(jié)能環(huán)節(jié)，造成如下技術(shù)隱患：養(yǎng)護(hù)池壁和養(yǎng)護(hù)池蓋沒有采用的節(jié)能材料或干脆沒有填充節(jié)能材料；養(yǎng)護(hù)池的池底沒有進(jìn)行基礎(chǔ)加固，造成養(yǎng)護(hù)池基礎(chǔ)沉降、開裂和蒸汽泄漏；

　　養(yǎng)護(hù)池壁過于單薄，池壁在管樁吊運(yùn)過程中磕碰、破損、開裂，造成蒸汽泄漏；養(yǎng)護(hù)池蓋的鋼板破損，水蒸汽進(jìn)入保溫材料，保溫材料吸水后失去保溫功能；養(yǎng)護(hù)池蓋變形后與養(yǎng)護(hù)池的密封沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，造成大量蒸汽無為泄漏；養(yǎng)護(hù)池內(nèi)蒸汽管道著地放置，管道的通氣孔被池內(nèi)冷凝水堵塞，蒸汽出汽不暢，或出汽時(shí)必須先加熱池內(nèi)的冷凝水，使之汽化后再加熱管樁，造成傳熱效率大大降低等等。

　　在管樁高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)過程中，同樣也存在值得可以改進(jìn)的方面：

　　1）多條蒸壓釜之間高壓余汽的合理利用；

　　2）蒸壓釜余汽互通利用后，釜內(nèi)剩余低壓余汽通入常壓養(yǎng)護(hù)池的利用問題；

　　3）蒸壓釜內(nèi)大量高溫冷凝水的余熱回收；

　　4）將熱電廠低壓蒸汽人工升壓為高壓蒸汽，以滿足管樁生產(chǎn)需要等等。