非开挖实验室TRENCHLESS LAB
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非开挖实验室TRENCHLESS LAB
本报告的调研对象限定为:日本及日本以外国家(不含中国)的旧管原位置换(open-cut replacement 的非开挖替代)技术方案,即在不整体开挖沟槽的前提下,将老朽既有管在原位破碎、切除、拔除或封装,并同时敷设新管的一类工法与装备。纯内衬修复(CIPP、螺旋缠绕、穿插)不在本次范围内——它们不"移除"旧管;这一点与 CMT 改筑推进工法及本报告所列全部方案存在本质区别。依据委托要求,中国方案不在本次调研范围之内。
调研以 CMT 工法协会《CMT 改筑推进工法 技术资料·积算资料(2020/2026 年度版)》[1] 所代表的"既有管充填式切削破碎"路线为锚点,系统检索其同族与异族方案。检索语言覆盖中文、日文、英文。
| 资料类型 | 具体构成 | 使用原则 |
|---|---|---|
| 官方分类文献 | 日推协《推进工法用设计积算要领 改筑推进工法编》(2009/2013)官方分类表(经东洋Tecx技术页完整转载)[2];月刊推进技术 2010 年平井解说 PDF[3] | 作为日本侧分类骨架,全部照录 |
| 协会/厂商一手页 | AceMole 工法协会[4][5]、岩下产业[6]、Bell·Micro 工法协会[7]、ISTT[8][9]、TT Technologies[10][11]、HammerHead[12]、TRIC[13]、大林道路[14]、JSTT[15] 等 | 参数、工序、实绩的唯一取材处 |
| 实绩/样册 PDF | RebirthAce施工实绩(2022-03 末)[4]、HammerHead 三本样册[16]、月刊推进技术两篇[3][17]、CMT 2026 年度资料[1] | 数字均摘自原文,文末提供下载 |
| 行业组织条目 | NASTT Knowledge Hub(pipe reaming)[18]、pe100plus[19]、推进工法导航[20]、OnSite Civils(Perco)[21] | 用于补充基础方案溯源,注明检索性质 |
把本次核验到的全部方案放进一张图,可以发现日本与欧美走了两条不同的"目录化"路径:日本由日本推进技术协会给出官方五类分类[2],每个工法在分类树上各占一格;欧美没有统一的国家级目录,ISTT 等行业组织以基础方案(method)为单位给定义,装备厂商在基础方案下展开产品线[8][9]。但底层逻辑可以统一为四个问题:旧管怎么碎、碎完去哪、新管怎么进、线形怎么保。
2009 年 4 月,日本下水道管渠推进技术协会(现公益法人日本推进技术协会)发行《推进工法用设计积算要领 改筑推进工法编》,首次把"改筑推进工法"明确定位并分类;2013 年改订版重新整理。下表为东洋Tecx技术页对官方分类的完整转载[2]——这是日本侧一切工法名与管径带的"户籍表"。
| 构造分类 | 机能分类 | 工法名 | 适用管径(旧管) | 本报告核验状态 |
|---|---|---|---|---|
| 静压破碎 推进工法 | 拉杆牵引方式 | Speeder SPM 工法 | φ250–400 | ✓ 特性页核验[15] |
| 链条牵引方式 | EXP 工法(旧 EcoTMS・换管工法) | φ200–600 | ✓ 期刊核验[3] | |
| 冲击破碎 推进工法 | — | 冲击矛工法(PRS 等) | φ200–1350 | ✓ 工序页核验[6] |
| 切削破碎 推进工法 | 既有管充填式 (CMT 所在类) | IM Reverse 工法(螺杆排土) | φ200–1000 | ✓ 协会页核验[20] |
| RebirthAce 系统(压送排土) | φ200–700 | ✓ 实绩 PDF 核验[4] | ||
| 管替换工法(Pipe Replacer)(泥水排土) (旧 置换式改筑推进工法) | φ250–700 | 分类核验[2] | ||
| IM Reverse 工法(吸引排土) | φ200–1000 | ✓ 同上双方式[2] | ||
| 既有管 引导式 | PipeCure 工法(螺旋钻方式) | φ250–400 | 分类核验[2] | |
| 管更新系统工法(Pipe Renewal System)(螺旋钻方式) | φ250–700 | 分类核验[2] | ||
| OK-PCR 工法(螺旋钻钢管方式) | φ200–600 | 分类核验[2] | ||
| 引入方式 | 双层套管方式 | UPRIX 工法 | φ200–600 | ✓ 施工会社页核验[14] |
| 单层套管方式 | BabyMole 工法 | φ200–800 | 分类核验[2] | |
| 大口径套管方式 | ReCube Mole·Armor 工法 | φ800–1650 | 分类核验[2] | |
| 参考:CMT改筑推进工法 (本报告锚点) | 切削破碎推进工法(既有管充填式) 泥土压式·吸引排土(CMT 工法协会自述分类) | 旧管 φ200–1500 新管 φ800–1500 | ✓ 2026 年度资料[1] | |
月刊推进技术 2010 年号上,平井正哉把破碎类工法按能量的给法与碎片去向重划为三类[3]:①压力破碎方式——静压液压千斤顶(EXP、Speeder SPM)或气动锤冲击(PRS/冲击矛),碎片残留在既有管位置;②回转破碎方式——IM Reverse、RebirthAce、PipeCure、OK-PCR 等旋转切削,土与碎片搬出;③套管拔出方式——UPRIX、BabyMole、ReCube Mole·Armor及刃口式推进,以套管罩住旧管后拔除。该文同时记载:EXP 工法可从 1 号人孔(φ500 级小井)始发与回收,使用 50 cm 短管过渡,省去大开挖工作井。
以链条牵动破碎头,在液压千斤顶静力下压碎旧管,新管(抗震可挠 PVC)随行敷设。碎片经破碎后充填注入固化,使管周接近原状周围土体。平井文记载其最大特色是可从 1 号人孔直接始发与到达(50 cm 特殊短管),适用于不便开挖工作井的市区。
JSTT 工法情报页记载:以钢杆静力牵拉破碎头压碎老朽管,新管采用抗震·可挠性硬质 PVC 管;对接头错台、屈曲、扁平变形管均有适配记录;破碎片以充填注入方式处置(残留)。官方分类管径带 φ250–400[2]。
PRS(Pipe Renewal System)工法把"静力牵引"与"气动冲击"复合:接收井侧设前牵千斤顶(前牵千斤顶)牵拉Gevinde钢棒,始发井侧由装着碎裂头(碎裂头)的冲击矛冲击推进机打击破碎旧管并同步带入新管;钢棒全部拉完后撤掉千斤顶,改由冲击锤单独推进至终点,最后拆除机具完成施工[6]。在官方分类中,冲击破碎推进工法的适用管径带达到 φ200–1350[2]——是日本破碎残留类中唯一触及大口径带的方案。岩下产业(冲击矛工法协会系)官网同时列营BabyMole 工法与爆管(爆管)业务[6]。
Bell·Micro 工法协会的BellReplace 工法官方定位"改筑推进工法·静压破碎推进工法(主顶方式)",以 PVC 管为标准新管[7]。其 2018 年千叶县柏市公开实证:HP300 顶管→VP300,PVC 新管 50 m(3 span),覆土 1.2 m;掘进速度 180 mm/min,日进 15–20 m。此后该工法连续做了四件对本研究极有分量的实证:
| 时间 | 地点 | 机头类型 | 旧管 → 新管 · 延长 · 覆土 |
|---|---|---|---|
| 2018-11 | 千叶县柏市 | Pilot 型300 | HP300→VP300,50 m(3 span),1.2 m;另 VU300→VP300,20 m |
| 2020-06 | 茨城县五霞町 | Crash Blade 型300 | 球墨铸铁管 K形300→VP300,12 m,1.1 m;球墨管连接头呈长条状 4 分割,确认水道领域可施工 |
| 2021-07 | 大阪府大阪市 | Crash Blade 型300 | 接头破碎实验:确认 1973 年统一規格以前的 T形钢製接头 可以破碎 |
| 2024-10~2025-01 | 茨城县古河市 | Crash Blade 型350 | 球墨铸铁管 NS形350(新品)→新管:球墨铸铁管(RC外装)350,12 m×2 span,覆土 1.1/2.0 m |
| 2025-03~04 | 东京都江东区 | Crash Blade 型350 | 东京都水道局旧工业用供水管试验场:1974 年布设球墨铸铁管 A形350→RC外装球墨管,8.6 m/14.6 m,覆土 2.2 m |
既有管引导式(PipeCure φ250–400、管更新系统(Pipe Renewal System) φ250–700、OK-PCR φ200–600)以旧管本身作导向孔,螺旋钻杆串(螺旋钻)前端锥体边扩径边切削,土屑坑内搬出,适合小口径短距离快速更换[2]。引入方式则用钢套管"罩住"旧管推进:UPRIX(二重套管,φ200–600)在推进钢管内再套一根供切削钻头旋转与排土的内管,可中途把钻头拉回工作井交换,排水用旁通管临时导流,由大林道路等施工、属 SH Super工法协会[14];BabyMole(一重套管)φ200–800;ReCube Mole·Armor(大口径套管)φ800–1650,是引入方式中唯一的大口径方案[2]。
切削破碎推进工法(既有管充填式)·压送排土方式,适用管径 φ200–700[2];凭先导体方向修正机构与高精度位置测量实现曲线推进,按旧管种类选择刀盘,破碎片全部回收[5];协会公开的逐案实绩表显示累计 5,380.7 m / 103 件(2022 年 3 月末)[4]。该工法是本次调研中 CMT 改筑在充填式家族内的对位竞品,本报告将其升格为第 4 章专章展开:破除钢筋混凝土的机理、机型与规格参数、曲线测量体系、逐案实绩统计与五件公开施工案例。
IM Reverse 工法(IronMole 工法协会):以小口径推进名机IronMole的推进机为基机,旧管 φ200–1000、可螺杆排土或吸引排土双方式,既有管位置无关、支持曲线推进,破碎片不残留而是回收,配合临时排水系统可维持下水供用;协会与 JSTT 均记载其震灾恢复适用案例[20]。管替换工法(Pipe Replacer)(旧 置换式改筑推进工法,泥水排土,φ250–700):官方分类表中的第四种排土变体[2];JSTT 资料对泥水式的通行描述为:先在旧管内充填水泥膨润土液,刀盘切削旧管整体,经锥形破碎机细碎后与泥水一起压送至泥水处理厂搬出。
把该工法单列为专章,是因为在本次核验的全部非 CMT 方案中,它是唯一同时具备四件套公开资料的:①协会级《改筑推进工法 RebirthAce 工法 技术·积算资料》(平成 30 年 4 月,114 页,与 CMT 工法协会资料同级的技术+积算合订本)[24];②逐案施工实绩表(103 件/累计 5,380.7 m)[4];③多件带现场照片的施工案例 PDF[25][26][27][28];④JSTT 工法检定收录与震灾恢复定位[30]。资料完备度与 CMT 改筑在同一级别——这也使它成为观察"充填式家族内竞争"的最佳样本。开发方为 AIREC 技建,由 AceMole 工法协会运营,官方分类为切削破碎推进工法(既有管充填式)·压送排土方式[2][31]。
日本没有公开的"改筑推进工法市场占有率"统计,本报告不做无源断言。但"主流与否"可以用四个可核验维度逼近:
| 维度 | 核验结果 | 来源 |
|---|---|---|
| 规模 | 逐案实绩表 103 件、累计 5,380.7 m(2022-03 末);约为 CMT 改筑公开实绩(503.1 m/4 件[1])的 10.7 倍/26 倍 | [4] |
| 地域 | 17 都道府县;其中宫城县 57 件——东日本大地震震灾恢复场景(协会与 JSTT 均以"震灾恢复工程的适应案例"收录) | [4][30] |
| 时间 | 实绩表年度标注横跨 2014–2021,连续 8 年逐年有施工,是持续量产型工法而非样机 | [4] |
| 制度化 | 拥有协会《技术·积算资料》(2018)+JSTT 检定资料收录,进入公共工程计价与选用通道(与 CMT 积算资料同等性质) | [24][30] |
口径边界同样来自官方:《技术·积算资料》适用领域为旧管 ≤φ700、新管 φ250–700(推进用 RC 管场合),旧管管种覆盖铁筋混凝土管(开挖用/推进用·SUS·钢制接头)、树脂混凝土管、PVC 管、开挖用陶管、聚乙烯管;施工长 开挖用管约 150 m/推进用管约 100 m(钢制接头连接的推进管至 65 m);覆土约 2–6 m(prism 测量或免临时导流时可以更深);最小曲率半径约 100 m;地下水位以下可施工[24]。这条 φ700 边界就是它与大口径带 CMT(新管 φ800–1500[1])的分工线。
系统五件套[24]:①先导体——集开挖、排土、方向控制、位置姿态测量于一体,特殊刀盘置于最前端,刀盘驱动装置亦前置,使刀盘全部开挖面都能"够得着"旧管与周边周围土体,并自带把破碎片连同周围土体一起取入的独立排土机构;②主顶装置——在先导体后方加推力,推进千斤顶一次行程更换即完成一根新管推进;③地面单元——刀盘/压送泵/方向控制千斤顶/主顶千斤顶共用的油压源;④操作台——全系统状态与测量数据显示,远隔一人(单人)操控,内置方向控制辅助软件;⑤添加剂注入装置+排土管。
标准流程(依据官方流程图 4-3):管内·管周边调查(高压洗净+TV)→管内充填(既有管内以 CB=水泥膨润土等充填料)→既有管固定压材→推进设备→坑口工→先导体→镜切→改筑推进(并行:添加剂注入、排土处理)→撤除→接户支管再构筑→临时导流撤除。"先充填、再推进、破碎物全回收"——与 CMT 改筑的工序骨架完全同构[1],差异集中在排土方式(压送 vs 吸引)与机径带。
官方资料将其专设为"特殊刀盘"一节,分 A/B 两型[24]:
钢筋混凝土管破碎的真正难点是两类钢筋:轴向的分布筋与周向的主筋。A 型刀盘的处理分四步[24]:
与 CMT 改筑的滚刀(齿轮型滚刀齿,靠刀齿面压碾压+机内点检门换刀[1])相比,RebirthAce 选择"锄刀形单齿大刃+前置大扭矩"(R70 达 Max 30 kN·m),并以刀盘几何本身解决钢筋问题——两条技术路线在"钢筋怎么断"这一问上给出了不同的工程答案。
机型按新设管径分 R35/R50/R70 三档,再按推进管形态分两族:R-N(标准管·一体始发)与 R-C(半管等·分割始发——φ250/300 的 1 m 管 3 分割、2 m 管 2 分割始发),后者专为小型工作井(Φ2.0 m/Φ2.5 m 套管)设计[24]。
| 项目 | R35 | R50 | R70 |
|---|---|---|---|
| 适用新设 HP 管公称管径 | 250–350 | 400–500 | 600–700 |
| 开挖外径(mm) | 408/453/508 | 588/648/708 | 820/940 |
| 机身长 N/C(mm) | 3,020 / 3,390 | 3,450 / 3,260 | 3,100 / 3,560 |
| 质量(kg) | 1,300–1,700 | 2,500–2,850 | 4,800–6,350 |
| 刀盘扭矩 Max(kN·m) N/C | 5.3 / 5.7 | 13.0 / 14.0 | 30.0 / 30.0 |
| 转速(min⁻¹,50/60 Hz) | 6–45 | 4–25 | 4–19 |
| 压送排出土量(m³/h) | 0.2–1.7 | 0.3–3.1 | 0.4–4.0(N)/4.5(C) |
| 排土管公称管径 | 3″ | 4″ | 6″ |
| 方向控制(全方向倾转角) | 4.0° | 3.0° | 3.5° |
| 铰接角(R-C 系) | 0–±15‰ | 0–±26‰ | 0–±61‰ |
| 诱导磁场测量适用覆土 | 约 6 m | 约 8 m | 约 7 m |
| 型式 | 推力(kN) | 回拉力(kN) | 推进千斤顶 |
|---|---|---|---|
| 35N / 50N | 1,568 | 196(392) | 784 kN×1,450 mm×2 |
| 70N | 2,540 | 196(588) | 1,270 kN×1,500 mm×2 |
| 2.0C | 1,236 | 171(342) | 618 kN×625 mm×2 |
| 3.0C | 1,568 | 196(392) | 784 kN×800 mm×2 |
| 2.5C | 3,364 | 196(602) | 841 kN×760 mm×4 |
供电:系统总负荷 65.6–97.3 kW(AC 200/220 V 三相),商用电合同 64–91 kW,或以 100–150 kVA 发电机自给[24]。另有回拉功能:以主顶装置牵引推进管内的排土管,可在遭遇障害物等不测时回拉——适用前须就线形、土压与前方空隙充填方法综合评估[24];案例③(4.7 节)则把该功能反向用于"空隙充填+器材回撤"的撤除工法。
下表由协会《施工实绩(2022 年 3 月末)》PDF 的 103 行逐案数据汇总而成[4]。
| 都道府县 | 项目数 | 都道府县 | 项目数 |
|---|---|---|---|
| 宫城县 | 57 | 北海道 | 4 |
| 茨城县 | 12 | 东京都 | 3 |
| 千叶县 | 8 | 富山县 | 3 |
| 爱媛县 | 5 | 京都府 | 2 |
| 山口·福岛·福井·福冈·三重·神奈川·静冈·佐贺·广岛 | 各 1 | ||
| 公称管径 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 700 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 项目数 | 44 | 16 | 3 | 15 | 8 | 8 | 1 | 6 | 2 |
实绩表还逐案标注了旧管基础与线形对策,可见该工法对"麻烦旧管"的适配清单:基础含枕木基础、粘土包覆、混凝土包覆(180°)、内防腐涂层等;线形含直线、110R、150R、250R、单曲线、既有检查井穿越;旧管种含推进用 RC 管(钢制/SUS 接头)、开挖用 RC 管、PVC 管、聚乙烯管、FRP 管、陶管、重压管;新管种含推进用 RC 管、推进用树脂混凝土管(RS/RT)、推进用PVC 管、钢管、推进用树脂管[4]。
| 案例 | 机型·规模 | 旧管 → 新管 | 看点 |
|---|---|---|---|
| ① 长距离改造 (宫城) | 89.7 m(曲线 R300)+117.8 m(曲线 R1000),砂质土 | φ250 推进用 RC(钢制接头)→ φ250 推进用 RC | 受灾多跨线路以长距离·曲线1 跨重建,两次贯穿既有检查井;钢制接头超标准距离,以"穿越井交换刀盘"为条件实现[25] 下载 PDF |
| ② 缩径改筑 | 62.04 m,曲线 R=100 m,覆土 2.20 m,火山灰质粉土 | φ450 开挖用PVC 管(不通)→ φ250 推进用 RC | 开挖不可能的不良管上大幅缩径并以最小曲率半径改线,新路由避让民地与既有管路[26] 下载 PDF |
| ③ 既有管撤除 (支障迁移) | R50C,36.786 m,覆土 14.0 m,砂质土 | RC φ500 → RC φ500(撤除工况) | 到达后用回拉功能,在空隙充填的同时把先导体与新设管拉回始发坑——展示"不要管撤除"这一扩展用途[27] 下载 PDF |
| ④ 破损管改筑 | R50C,14.1 m,含孤石黏土 | φ450 开挖用陶管 → φ600 推进用 RC | 浅层破损排水管在含孤石粘土中扩径 450→600 重建[28] 下载 PDF |
| ⑤ 既有管撤除(协会页载标题) | “支障迁移设備的撤除工程完工”——协会页列为第 3 件案例,但该条 PDF 链接未公开,本报告仅作目录性记载[5]。 | ||
国际非开挖学会(ISTT)技术页给出的定义[8]:爆管是"在原管线上不掏出旧管而就地置换"的方法。据 ISTT 记载,该方法于 20 世纪 80 年代在英国开发,用于铸铁煤气干管的更新:气动锤(或静拉装备)推动锥形扩裂头沿旧管行进,把脆性旧管挤裂扩入周边土层,新管(HDPE 等)同步拖入。锥形头直径一般比新管外径大 50–100 mm 以形成环隙;扩裂头可前置(front expander)或后置(rear expander);对难碎管可辅以切槽(scoring)、环隙润滑、ramming assist 等手段。
ISTT 定义[9]:pipe eating 使用微型顶管机(MTBM)将既有管连同"足以容纳新管"的周边地层一起破碎掘除,新管在机后同步顶进;必要时可向旧管内腔注浆使切削面均质化,或在刀盘前设泥浆密封;线形与坡度由顶管机导向系统控制。ISTT 记载该方法面向混凝土下水管的更新开发。
图 5-2 吃管(Pipe Eating)工艺图解(中文标注版):始发井内的顶管机沿既有管道掘进,切削刀盘破碎旧管,导向系统控制线形,泥浆密封止水;顶进管在主顶架推送下跟随,泥浆经输送/排出管循环至沉淀池,激光导向系统与顶进反力架设于始发井。底图:ISTT 官网技术页配图[9](版权归 ISTT 所有);本图为中文标注翻译版。
TT Technologies(北美总代理,设备系出德国 TRACTO-TECHNIK)把爆管拆成两条产品线[10][11]:
英国老牌爆管厂商 Perco(产品 Miniburst 小型静拉系统、Maxiburst 60 t 级压裂系统)在行业报道与厂商沿革资料中可见,现已并入 "Trenchless" 品牌运营[21]——本报告仅作名录性记载,未获得其现行型号表。
HammerHead Trenchless 官网对 HydroBurst 静压爆管系统的定位是替代给水、煤气与污水管的静拉装备,称可较开挖减少约 85% 的土方工作面[12]。官网明示三档机型:
| 机型 | 拉力 | 适配旧管 | 官网强调点 |
|---|---|---|---|
| HB5058 | 50 t | 2″–8″ | 轻量 API 螺纹杆,可在任意位置施拉;免"自行车链"式杆件对中重接 |
| 100XTR | 100 t 级 | 4″–16″(100–400 mm) | 一机覆盖给排煤多场景,机型紧凑 |
| HB175 | 175 t 级 | 8″–24″ | 官网称其最大机型;热处理合金杆、API 接头防屈曲,可推过弯段与结垢塌陷管 |
TRIC Tools(美国)自述开创了"家用下水管非开挖置换"这一行业,现有 X30 静压爆管套组(适配 ≤6″ 管)及自有液压泵站、三种设计的扩裂头、熔接工装(将扩裂头与 PE 管熔接)与钢缆附件体系[13]。其官网案例页面向承包商、市政与公用事业三类客户——在北美,庭院支管(lateral)置换是爆管装备的独立细分市场,TT 亦单独设 GRUNDOTUGGER 支管爆管线[10]。
球墨铸铁管与钢管是延性材料,锥形扩裂头只会"勒扩"不会裂开,因此爆管族为这类管开发了割裂头(splitting head):刀刃纵向切开管壁,再由扩套撑开。TT 的 GRUNDOSPLIT 线与 TRIC 的割裂头均属此类[10][13]。这与 §3.5 BellReplace"球墨管长条状 4 分割"的实证殊途同归——日欧两阵营在同一管种问题上各自给出了工程答案。
NASTT Knowledge Hub 记载:pipe reaming 由 John Nowak(Nowak Pipe Reaming) 开发[18];pe100plus 技术页称其在 PE 管语境下亦称 "PE pipe eating"[19]。做法:以 HDD 钻机沿旧管钻进→换装扩孔碾磨头回拉,将旧管碾成碎片由钻井液携出,新管(HDPE 或约束接头 PVC)跟在扩孔头后拉入。它与 §5.2 吃管的区别在动力与导向体系(HDD 钻杆 vs 顶管机),与爆管的区别在碎片出洞(泥浆携带)而非残留。
| 路线 | 工法/装备(地区) | 旧管适用 | 新管 | 碎片去向 | 主体/实绩锚点 |
|---|---|---|---|---|---|
| 破碎 残留 | EXP 工法日 | φ200–600[2] | PVC | 残留 | 1 号人孔始发/到达[3] |
| Speeder SPM日 | φ250–400[2] | PVC | 残留 | JSTT 刊载工法[15] | |
| BellReplace日 | HP/VU300–350、球墨 K/NS/A形[7] | PVC / 球墨(RC 外装) | 残留 | 5 件公开实证(2018–2025) | |
| PRS/冲击矛日 | φ200–1350[2] | — | 残留 | 岩下产业 等[6] | |
| 破碎 回收 (充填式) | CMT 改筑推进工法日 | φ200–1500,A/B形·陶管[1] | φ800–1500 RC/树脂/球墨 | 吸引 | 503.1 m/4 件[1] |
| RebirthAce日 | RC(钢/SUS 接头)·PVC·PE·FRP·陶管[4] | φ200–700[2] | 压送 | 累计 5,380.7 m / 103 件;协会《技术·积算资料》(2018)[4][24] | |
| IM Reverse日 | φ200–1000[2] | ≤φ1000 | 螺杆/吸引 | IronMole 工法协会[20] | |
| 管替换工法(Pipe Replacer)日 | φ250–700[2] | — | 泥水 | 旧 置换式改筑推进工法[2] | |
| 引导 扩径 | PipeCure / 管更新系统 / OK-PCR日 | φ200–700[2] | 小径短距 | 坑内搬出 | 螺旋钻引导各协会 |
| 套管 引入 | UPRIX日 | φ200–600[14] | 钢套管+本管 | 整体拔除 | 大林道路 / SH 协会 |
| BabyMole / ReCube Mole·Armor日 | φ200–800 / φ800–1650[2] | 套管内插本管 | 整体拔除 | 大口径=ReCube Mole·Armor | |
| 爆管 | GRUNDOBURST / HydroBurst欧美 | ≤24″(HB175)[12] | HDPE 等 | 残留 | TRACTO 系 / HammerHead |
| GRUNDOCRACK欧美 | 4″–54″ 铸铁/陶/混凝土[10] | HDPE/PVC/玻璃钢 | 残留 | 21 型号气动锤 | |
| 割管 | GRUNDOSPLIT / TRIC 割裂头美 | 球墨铸铁/钢管[10] | — | 残留 | TT / TRIC |
| 吃管 | Pipe eating欧 | 混凝土下水管(ISTT 表述)[9] | 顶进管(可扩径) | 泥水 | MTBM 各厂通用基础方案 |
| HDD 扩管 | Pipe reaming美 | —(PE 语境为主)[19] | HDPE/约束 PVC | 泥浆 | Nowak Pipe Reaming(首创)[18] |
把官方分类表[2]与 ISTT 定义[8]对齐后可以看到清晰的阵营分化:欧美爆管以碎片残留+地层挤压为默认设定(这正是它快与便宜的来源),主打脆性的铸铁煤气管/给水管;日本的官方家族则把"破碎片不残留于地中"写成多个工法的核心卖点[5][20],并发展出充填+排土的完整装备链。这与其说是技术优劣,不如说是埋设环境密度、下水/煤气两类主管材质、以及残留物长期责任三项约束不同导致的不同最优解。
| 方案 | 口径/拉力带 | 大口径侧的公开信息 |
|---|---|---|
| ReCube Mole·Armor(日,套管引入) | φ800–1650[2] | 官方分类表在列;本次未获得公开实绩 PDF |
| 冲击矛/PRS(日,冲击破碎) | 至 φ1350[2] | 分类表在列;协会页记载大口径推进现场报道入口[6] |
| GRUNDOCRACK(欧美,气动爆管) | 管线 4″–54″(≈1370 mm)[10] | 型号带覆盖,但主打管种为脆性金属/陶管 |
| Pipe eating(欧,顶管吃管) | 按 MTBM 顶管口径 | ISTT 定义面向混凝土下水管[9];未见公开管径上限 |
| CMT 改筑推进工法(日,充填式) | 新管 φ800–1500[1] | 7 机型系统资料+点检门+吸引排土;实绩 503.1 m |
| BellReplace 350 型(日,静压破碎) | DN350 实证[7] | 已在球墨管上验证,但当前公开实证止于 350 |
可以看到:大口径带的"破碎回收"路线,在本次调研范围内只有 CMT 改筑拿出了机型谱+积算资料+实绩的完整公开系统;吃管方案在大口径下水道上与它功能最接近,但 ISTT 层面没有统一的机谱与积算公开物。这印证了此前 DN1200 研究的判断:大口径原位置换是一个方案稀疏、单案价值高的深水区。
直接回答"这几种方式各占多少市场"会遇到一个事实:全球不存在按工法划分的统一公开统计——日本推进工法协会的年度施工调查属会员内参,欧美行业协会(ISTT/GSTT 等)不发布方法级占比表,商业市场报告口径互相冲突。本节把公开渠道能核到的数据按层级列出,并明确标注每个数字的口径。
| 层级 | 公开数据 | 口径与来源 |
|---|---|---|
| 需求侧 (日本) | 下水道管渠总敷设延长约 47 万 km;超过法定耐用年数 50 年的老朽管,10 年后约 5 万 km、20 年后约 12 万 km(国会答复口径) | RebirthAce 积算资料序言[24];第 192 回国会参议院国土交通委员会会议录[33] |
| 全球 非开挖大盘 | 原位固化内衬(CIPP,属"修复"不入本报告置换口径)约占非开挖管道修复市场的 40–47%;全球 CIPP 市场约 30 亿美元(2026,商业口径) | 商业市场报告(CIPP 份额约 46.7%)[35];IWA 学术论述[34] |
| 置换类 在盘中的位置 | 污水管修复以 CIPP 为主、爆管为辅;需要扩径时,爆管是首选的置换方法;吃管/割管/HDD 扩管无独立市场统计(小众方案或变体) | IWA 论述[34];NASTT Trenchless Report(爆管开挖量通常不足开挖置换的 15%)[32] |
| 爆管商业规模 (仅供参考) | 商业报告给出"爆管服务市场 82 亿美元(2025)→157 亿(2034),北美约占 38%"——注意:与另一商业口径"非开挖修复市场 49–52 亿美元"互相冲突,只能作数量级参考 | Verified Market Reports / Dataintelo 等商业报告(方法学不透明) |
| 日本置换类 内部格局 | 无方法级公开占比(协会调查为会员内参)。可核验的家底:充填式家族两家公开实绩中 RebirthAce 占 91.5%(5,380.7 m/103 件 vs CMT 改筑 503.1 m/4 件);静压类 BellReplace 处于 5 件实证的起步期;需求侧更新缺口(20 年后 12 万 km)远大于家族现有年施工量 | 本报告表 4-4[4];CMT 资料[1];BellReplace 实证[7];国会答复[33] |
| 中文术语 | 日文原名(检索用) | 英文 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 改筑推进工法 | 改築推進工法 | pipe replacement / reconstruction (jacking) | 以顶推方式原位置换老朽管的工法总称(日推协官方定名) |
| 既有管充填式 | 既設管充填式 | — | 先以水泥浆类充填旧管再切削破碎的分类(CMT、RebirthAce 等所在) |
| 既有管引导式 | 既設管ガイド式 | — | 以旧管作导向孔扩径切削的分类(螺旋钻系) |
| 引入方式 | 引込方式 | casing pull-through | 钢套管罩住旧管推进、旧管整体撤除的分类 |
| 静压破碎 / 冲击破碎 | 静的破砕 / 衝撃破砕 | static / percussive bursting | 液压静力破碎 / 气动锤冲击破碎 |
| 残留 / 回收 | 残置 / 回収 | leave-in-place / extraction | 破碎片留置于土中 / 全部回收出洞 |
| 主顶(装置) | 元押(装置) | main jacking frame | 自始发井主千斤顶推进;RebirthAce 的一次行程更换即顶进一根管 |
| 前牵千斤顶 | フロントジャッキ | front jack | 冲击矛工法(PRS)设于接收井侧的前牵千斤顶 |
| 临时导流 | 水替工/仮排水 | temporary bypass | 施工期污水旁通保供系统 |
| 球墨铸铁管(K/NS/A 形) | ダクタイル鋳鉄管 | ductile iron pipe | 日本水道主管主流,字母为管形世代 |
| T 形钢制接头 | T形鋼製カラー | T-type steel collar | 1973 年统一规格前顶进管的钢制接头,公认难碎件 |
| 爆管 | パイプバースティング | pipe bursting | 锥头挤裂旧管并扩径、新管同步拖入的基础方案 |
| 吃管 | — | pipe eating | 微型顶管机破碎旧管及周边土、新管顶进的基础方案 |
| 割管 | — | pipe splitting | 以割裂刀处理延性金属管的爆管变体 |
| HDD 扩管 | — | pipe reaming | HDD 钻机回拉碾磨旧管、泥浆携出的基础方案 |
| 锥形扩裂头 | クラッキングヘッド/expander | expander / bursting head | 常比新管外径大 50–100 mm 以留环隙 |
| 特殊刀盘 A 型/B 型 | 特殊カッタヘッド A型/B型 | special cutter head | RebirthAce 专用刀盘:A 型破碎钢筋混凝土·树脂管,B 型破碎 PVC·陶管·PE 管 |
| 分布筋 / 主筋 | 配力筋 / 主鉄筋 | distributing / main rebar | 轴向分布筋/周向主筋——钢筋混凝土管切断机理的两个对象 |
| R-N / R-C 机型 | R-N / R-C | — | RebirthAce 一体始发型 / 分割始发型(小工作井用) |
| prism 中继 | プリズム(中継方式) | relayed laser survey | 中间棱镜逐段屈曲激光的曲线测量中继方式 |
| 回拉功能 | 引き戻し機能 | pull-back | 牵引排土管使先导体等回撤(障害物应对/空隙充填撤除) |
| 管内充填(CB 等) | 管内充填(CB 等充填料) | — | 推进前向旧管内灌注水泥膨润土等充填物(充填式家族共同工序) |
所有网页来源抓取/核对日期均为 2026-09-27。标有下载按钮的 PDF 为本次调研留存的一手文件,与报告同目录部署;图片版权归各图注所注明的权利人所有。