新疆地区非开挖技术的发展及应用

新疆地区非开挖技术的发展及应用

城市非开挖技术在世界上已经经历了100多年的历史，而在中国西北边陲新疆地区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发展应用作简要阐述，以推广此项技术在更大范围的广泛应用。

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。新疆地区该技术引进较晚，在1995年左右首次采用非开挖顶管法铺设市政基础管道，其他非开挖技术在随后的几年后才陆续采用。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，街边门市商店，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。

三、几种非开挖技术施工特点及优势

1、水平定向钻进法，单次施工长度为15-2500米，铺设管径50-1200毫米。主要应用于通信管道建设、市政工程、管道设施、下水管道、压力管道等的施工。 该技术对土质条件有一定的要求，适用于黄土、沙土、粘土或含土量较高的小戈壁土质，新疆地区于2002年首次引进该项技术，特别是在通信管道建设工程中有着广泛的应用。

2、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。在原有老化损坏的管道上置换同口径或略大于原口径的新管道。单次施工长度在100-900米，管道直径70-1200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%。此工艺在新疆地区于2005年左右首次采用，随着以往在城市繁华商业区和交通繁忙枢纽铺设的管道的老化损坏加剧，该项技术有着更大的应用前景。

3、微型隧道法，主要应用于下水道的安装，单次施工长度为25-225米，管径为650-4050毫米。在通过岩石山体的施工条件进行管道铺设穿越施工中有着极大的技术优势。

4、顶管法主要应用于大型下水道和压力管道的安装，单次施工长度可达490米，管径在800-3050毫米之间。该技术适用于任何土质，对施工现场条件要求不高，施工成功率较高，目前在新疆地区是主要的非开挖施工手段。

5、夯管法主要应用于短距离的管道施工，施工长度在10-150米，管径为200-1500毫米的钢管。它是一种特别适合当前我国非开挖地下管线施工领域的简单、经济、有效的施工技术。特别是当穿越处地层为砂性土、淤泥质黏土、粉质黏土、粉土等松软、含水量大且承压大的土层时，利用夯管法施工技术在保证施工中少出泥、控制施工对地层的扰动以及施工安全等方面有明显的优越性。

四、非开挖技术的应用实践

新疆挚龙工程技术有限公司是专业从事非开挖工程的高新技术企业。2005年成立，公司率先在新疆地区各行各业各种管道建设施工中大力推广非开挖技术同时承担了许多自治区重点工程管道建设中‘卡脖子’关键管道连接点的非开挖管道施工。也是当时疆内少数具有多种非开挖施工技术的企业之一。

几年来，公司采用非开挖技术以高效、优质的服务，在确保质量、安全和进度的状况下，先后完成了五万余米的非开挖各类管道铺设任务，受到了用户的高度赞扬。部分代表工程有：石河子石莫转盘定向钻机施工φ426mm钢管128米及顶管施工φ1250mm水泥管74米非开挖穿越、乌市乌拉泊区段兰新铁路顶管穿越φ630mm钢管40米、农十二师红岩水库头屯河地区供水管道建设工程中2次穿越乌奎高速公路10次穿越该地区交通主干道系列工程、奎屯市区内通信联建管道管网建设40于处系列工程、莎车县通信联建管道30于处非开挖工程、墨玉县通信联建管道40于处非开挖工程、乌苏市供水管道建设工程中2次穿越奎赛速公路3次越该地区水渠国道工程等。随着近几年新疆城市建设、基础设施的完善、交通公路网的启动迅速的发展，公司将进一步发展和壮大力量，从人才和设备上加大投入，利用国内外高新技术抢占国内非开挖技术市场，以高质量的工程设计施工，科学公正、诚实守信的职业道德，以创作和技术的优势竭诚为用户服务。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，业务由南北疆各大城市已逐渐向偏远农村县乡团场辐射。