陳儀清:做“城市良心”的設計者

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陳儀清:做“城市良心”的設計者

陳儀清

又一個雨季隨著瑟瑟的秋風走過中國的城市,帶走了酷暑,卻留給了城市“深深”的記憶,我國南方部分城市的排水系統再次面臨了嚴峻天氣帶來的非常考驗。災害帶來的傷害和損失歷歷在目,暴雨颱風讓城市一夜之間變成了水城。當然,這並非個案,年年降雨,年年澇,已經不是什麼稀罕事兒,而且越來越多的城市也暴露出了同樣的問題。追根溯源,究竟是什麼使其成為了一種常態?是地下管道設計的欠缺還是地下管道的設計跟不上城市發展的速度?城市建設中的排水系統與城市發展究竟應該是怎樣的關係?什麼樣的管道設計才能夠滿足現代城市的發展?同時,在對城市管道進行再設計時,應該怎樣做才能切實保護好城市的這顆“良心”?在災難的拷問下,重慶里程管道有限公司技術總監暨大口徑螺旋纏繞管發明者陳儀清經過多年對中國城市排水管網的深入研究,通過細心地研發設計,為“城市良心”量身定做的大口徑“武器”,不僅填補了世界大口徑管道的技術空白,也為管道行業帶來了革命性的突破。

 創新設計於災難面前依然淡定

因為都市計畫建設的原因,中國部分早期建設的排水管網因設計標準不足,部分地段可能會出現一定程度的積水情況,當然,排水設施的建設滯後於城市發展,這也是全國普遍存在的問題。對於中國大多數城市來說,改革開放30多年來,城市面貌已經發生了翻天覆地的變化,但在地下,卻還是二三十年前的樣子,一旦遇到極端天氣,下水管道便開始變得不堪重負。

那麼,國外又將是什麼樣的狀況呢?陳儀清在對國內排水管網進行研究的同時,也與國外的排水系統做了詳細的比照,在他看來,為防範城市內澇,國外的城市排水標準普遍比國內高,例如倫敦如今使用的下水道系統建於150多年前,由英國的設計師進行研究設計;今天的巴黎,下水道總長2300多公里,規模遠超巴黎地鐵,是世界上最負盛名的下水道,也是世界上唯一可供參觀的地下排水系統,處於地面以下50米,水道縱橫交錯,密如蛛網,隨著城市人口的增長,巴黎的工程師們還修建了4條直徑為4米,總長為34公里的排水渠,以便通過淨化站對雨水和廢水進行處理;而建成於2006年的東京地下排水系統,更堪稱牢固和先進,由一連串混凝土立坑構成,護衛著東京免遭內澇災害。

在國內,唯一能與國外相媲美的城市只有青島,這也要感謝100多年前的德國人,上世紀初德國人建造的下水道,一百年後的今天仍在發揮著餘熱。然而,下水道在高效率地使用了百餘年後,一些零件需要更換,但當年的公司早已不復存在。城建公司的員工四處尋覓配件公司,後來一家德國的相關企業給他們發來一封電子郵件,根據德國企業的施工標準,在老化零件周邊3米範圍內,應該可以找到存放備件的小倉庫。城建公司根據提示,在下水道里找到了小倉庫,裡面全是用油布包好的備用件。

可見,大規模的管道網路及嚴謹的企業施工標準,對於管道行業的發展起著至關重要的作用,由此,陳儀清為自己的創新設計找到了切入點,結合中國地下管道設計的弊病,包括:管線設計存在問題;管線上,排水管道口徑小,排水能力偏低;管線容易老化,防爆、通風系統等監測監控設施無法適應現今行業管理的需要;城市快速發展使地下空間不斷被佔據,難以滿足排水系統的升級。陳儀清認為,只有大口徑的塑料管道設計才能滿足中國城市建設的需求,才能在災難面前拯救城市中的生命和財產。可是做大型的管道設計是否還要延續百年前的設計,是否還要使用磚塊進行堆砌?這是擺在陳儀清面前的一道難題。

回顧管道發展的歷史,從挖溝打樁開始,到使用磚塊堆砌,再到水泥和鑄鐵的大面積普及,無論使用何種材料,想要將管道的直徑做大都有很大困難。幾年前,中國最大的管道直徑也只有1.8米。隨後的水泥箱涵倒是可以將管道的橫切面擴大,但是擴大的範圍有限,而且其工藝就像修房子一樣,工期很長,弊端大,同時,水泥的密度稀疏,滲漏的問題在所難免。如果用作排汙管道,臭味滯留也會成為汙染城市環境的一大很難治理的問題,水泥本身的材質也非環保材質,對生態的影響也是不可估量的。鋼管更是如此,其不耐腐蝕,使用壽命短,內壁不光滑,易生水鏽,輸水能力差,在執行過程中每一到二年就要做保養,而且執行費用還很高。

於是,聚氯乙烯這一材料跳進了陳儀清的大腦,其來源是石油的副產品或者樹脂,可回收,使用壽命長等眾多的優點成為了陳儀清設計大口徑管道的首選材料,迎合化工建材的變革方向,可替代木材、水泥和鋼材,這由此開啟了管道創新的綠色革命。想來,當我們於城市中真正擁有了這種大口徑的管道排水系統,再遇到災難的時候,便可以泰然處之。

 簡單實用就是科學

聚氯乙烯,我們也可以通俗的將其稱為塑料材質,因良好的環保、節能功效和使用壽命長等優點,世界各國都在不斷使用塑料管道替代金屬或其他材質的管道,塑料管道的發展十分迅速。特別是口徑大,價效比高,環保型的大口徑塑料管道,市場情景非常廣闊。材料的選擇已然敲定,可是,如何將硬聚氯乙烯板材做大,並且解決學術界對於塑料管道生產中的合流線的難題,也費了陳儀清很大的工夫。其實,板材聚氯乙烯是不能彎曲的,陳儀清便大膽創新,潛心研究,在材料上則選擇以聚氯乙烯樹脂為主,成功研發出了管徑300到5000毫米的大口徑硬聚氯乙烯螺旋纏繞管道生產技術、裝置和塑料型材等配套技術,並取得了國際專利。

無不誇張地說,這一專利是一項立體的專利,其涵蓋了從設計到生產的管道全生命週期。同時,專利技術也突破了技術瓶頸,實現了塑料螺旋纏繞技術的從無到有,實現生產裝置從無到有,實現超大型管道的從無到有。其所擁有的生產裝置和製造工藝在國際管道領域也處於領先地位,這也註定了陳儀清設計的大口徑塑料管道將引領管道建設的“革命”。

其實,陳儀清一直追求的都是科學性,而且在他眼裡,要把複雜的事情做簡單很難,要把簡單的事情做得再簡單則更難,因此,只有簡單實用的才是科學的,這才是管道行業發展的趨勢。“技術是公開的,設計得很複雜就不是科學了,只要把原理講清楚就可以了。”陳儀清的設計是簡單的,但卻是不可替代的。

 管道預製技術

在城市建設中大展身手

一直以來,預製技術在城市建設中都是被眾人詬病的技術,大家經常質疑的都是其安全效能的問題,其實,這個問題,如果拿到管道行業來說,在有了陳儀清的設計專利之後,這似乎已經不是問題了。

陳儀清介紹說:“大口徑硬聚氯乙烯螺旋纏繞管道生產技術,及管道專用生產機器裝置,能夠在常溫狀態下,進行單層或多層纏繞,扣榫嵌接,填充密封固定,並利用超聲波進行管體焊接和自鎖結構,增加了管道的穩定性,並獨闢蹊徑攻克了塑料管道生產中的合流線,全世界學術界稱之為死亡線這一技術難關,提高了管道的質量且延長了管道的使用壽命。還可以現場生產,現場安裝,特別是生產效率高,管節長任意選擇,抗內壓能力強等方面的特點是其他管道無法達到和取代的。就管道任意節長而言,生產線上管子的節長不受模具的限制,理論中可實現任意的節長。再者,材質可確保水質達到國家標準,並可用於輸送和貯存飲用水及生活用水。除此之外,在避光條件下的管內壁不生長微生物,因此可進一步確保自來水的質量。”

在這裡,只有好機器,才能造好管道。管道直徑採用滾動能定位,誤差小於正負0.5毫米,管道長度進行數碼程式設計,誤差小於正負0.3毫米,管道切割自動不停機,誤差小於正負0.2毫米,而且,管道每段都有跟蹤記錄。這些都為現場預製提供了良好的技術條件。

當然,管道運輸向來令人頭疼,然而,陳儀清的小機器卻可以現場生產出大管道,方便靈活,這一突破則大大地解決了安裝和運輸的問題。在現場,只需要三臺纏繞機器加三套模具就等於擁有了一座大型的管道工廠。

還有一點值得一提,陳儀清強調:“那就是地震之後管道會產生水波浪形的位移,即使房子塌了,但管道還在。我們找到管土共存的理論依據,實現了柔性管道從理論到實踐的突破,解決了學術界和施工作業中的困惑和難點。實現了以塑代剛,適應了給排水行業的發展。可見其柔性管道的抗震效能是很好的。該技術突破管道過去片面追求環剛度的提高,同時,柔性管與鋼性管的區別還在於,柔性管道的管道變形量可達30%,而不會破裂,並能確保管道不漏水,解決了地殼運動和位移產生的二次環境汙染,實現柔性管道從理論到實踐的突破。”

不得不承認,城市的管道建設正在經歷著更新換代的過程,無論是城市市政排汙,引水,農業灌溉,建築,路橋涵洞,還是通訊管網等基礎設施建設。陳儀清設計的管道正在踐行著自己的使命,憑藉其諸多的優良效能成為解決城市發展的“助力劑”,從防腐耐磨到剛柔並濟再到生態材質,都將保障和推動地下管道建設的跨越發展。