非开挖技术在城市建设中的作用

城市非开挖技术在世界上已经经历了100年的历史，而在中国却处于一种起步应用阶段。随着城市经济的不断发展，非开挖技术越来越显示其优越性，并广泛地被人们认识和接受。我国很多大中城市均都采用此技术，发挥了非开挖技术的独特作用。本文对非开挖技术在城市建设中的作用及其技术应用作简要阐述，以推广此项技术的应用。
　　一、非开挖技术的发展历史及其定义
　　城市建设中，地下的通讯、电力、燃气、交通信号、石油等管线的铺设，通常采用传统的人工和机械开挖技术，这种传统的方法适用于不发展的区域，其技术含量低，在市区施工中对地面上的物景产生损坏，对地下的管网产生威胁，且近50年来开挖技术没有多大改进。
　　1900年美国人采用顶管法成功地实现了非开挖铺设管线的技术突破。非开挖技术经历60年的发展，先后只发明了螺旋钻进法和冲击矛法技术。 1970年美国加洲人率先使用“水平导向钻进法”穿过河流铺设第一条采用此技术的管道，成为创立“水平导向钻进法”的第一人。由于他经常到全美各地推广此技术。因此，“水平导向钻进法”成为非开挖施工所普遍采用的施工工艺。随着非开挖技术的不断成熟，人们又针对不同的管网情况，1980年发明了“胀管法 ”（爆管法），此技术逐步推行开来，特别是自来水行业运用较多。
　　非开挖技术，英文叫“Trenchless Technologies”（无开挖技术），非开挖技术就是指利用各种岩土钻掘设备和技术手段，在地表不开挖沟槽的条件下，铺设、更换或修复地下公用设施而能做到最小限度地扰民碍市。
　　二、非开挖技术的作用及其技术应用
　　非开挖铺设更换管道技术以其独特的优越性，已被人们逐步接受，特别是在大中城市，商业繁华地区普遍采用此项技术，我国香港特别行政区已运用很久。具体地说，非开挖技术有如下优点：
　　（一）对交通干扰最小；
　　（二）对周围物景的损坏减少对周围的商业环境影响少；
　　（三）全年可施工，施工安全、效率高；
　　（四）社会效率高，且综合成本低，工时少。
　　人们通常采用的开沟更换管道的成本含开凿路面、挖沟、运土费和倒土、回填运输、压实、重填水泥和沥青、交通管制等高费用成本。尤其对商业和交通影响较大。例如，美国有个中国人开的商店，门前进行市政开挖铺管施工，由于开挖的回填土堆积门前，影响了商店的生意营业额每况愈下，无法继续，使之很快倒闭。
　　目前，世界各国主要城市均不再使用传统开挖铺管和换管施工技术，取而代之的是非开挖技术，特别是美国、英国等发达国家均不允许开挖城市路面，完全采取非开挖铺换管道。非开挖行业为高新技术行业，通常所采用的几项非开挖新技术有：水平定向钻进法（H.D.D）、爆（裂）管法（Pipe Bursting）、微型隧道法（Microtunneling）、顶管法（Pipe Jacking）、螺旋钻进法（Auger Boring）。国外运用上述非开挖技术进行城市铺设或更换管道，使用者要向施工工艺发明者（组织）支付一定的专利技术使用费。同时，对使用者在使用过程中诸如泥浆回收等都有严格的规定。
　　水平定向钻进法，施工长度为15-1800米，管径25-1200毫米。主要应用于市政工程、管道设施、下水管道、压力管道等的施工。
　　爆（裂）管法，又称胀管法。主要应用于压力管道的更换和下水道的更换。施工长度在100-900米，管道直径70-1060毫米，爆管法施工工艺过程又分“固定裂管工艺”和“气动工法”通常采用此工艺在距离地面1米-2米处，管径在200-350毫米，要比开挖节约成本10%-50%；在距离地面 6米以下，管径800毫米，要节约工程成本20%-25%。此工艺在西方国家普通采用。
　　微型隧道法，主要应用于下水道的安装，施工长度为25-225米，管径为250-3050毫米。
　　顶管法主要应用于大型下水道和压力管道的安装，施工长度可达490米，管径在1060-3050毫米之间。
　　螺旋钻南法主要应用于短距离的管道施工，施工长度在12-150米，管径为200-1500毫米。
　　三、非开挖技术的应用实践
　　武汉城建发展集团有限公司所属武汉城发市政工程有限公司是专业从事非开挖工程的高新技术企业。1993年成立，公司率先在武汉市采用非开挖技术完成管线的铺管任务。也是当时全国少数采用非开挖技术的企业之一。
　　几年来，公司采用非开挖技术先后完成武汉市洪山广场18孔通讯管线。湖北省委门前交通信号灯110米PE管、黄石市黄石大道40孔通讯管线、孝感市自来水管、南昌市孺子路4孔电力管道、武汉东西湖二支沟排水管道、万科四季花城Φ426煤气钢管以及武汉市武青三干道10公里路段12000米电力、交管、路灯管线等铺设任务500余项。到目前为止，完成各类非开挖施工产值4000多万元，完成开挖铺设管任务施工产值3000多万元，工程优良率 100%。取得了良好的经济效益和社会效益。公司正大力发展非开挖项目，业务已逐渐向湖北周边地区辐射。