一、非开挖技术的发展历史和定义
在城市建设中,地下通信、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。这种传统方法适用于欠发达地区,技术含量低,在城市建设中会破坏地面物体,威胁地下管网。此外,在过去的50年里,挖掘技术并没有太大的进步。
1900年,美国人成功实现了顶管法非开挖铺设管道的技术突破。非开挖技术经历了60年的发展,仅发明了螺旋钻进法和冲击矛法。1970年,美国加州率先采用“水平定向钻法”利用这项技术在河流上铺设管道,成为“水平定向钻法”的创始人。因为他经常去美国各地推广这项技术。因此,“水平定向钻法”成为非开挖施工的常用施工技术。随着非开挖技术的不断成熟,人们在1980年根据不同的管网条件发明了“扩管法”(爆管法),这一技术逐渐得到实施,尤其是在自来水行业。
非开挖技术,英文称为Trenchless Technologies,是指利用各种岩土钻探设备和技术手段,铺设、更换或修复地下公用设施,使zui能在较小程度上扰民、碍城。
二、非开挖技术的作用及其技术应用
非开挖铺设和更换管道技术以其独特的优势逐渐被人们所接受,尤其是在大中城市和繁华商业区,在中国香港特别行政区已经使用了很长时间。这项技术在新疆引进较晚。1995年前后,采用非开挖顶管法铺设市政基础管线,随后几年陆续采用其他非开挖技术。具体来说,非开挖技术具有以下优势:
(1)交通干扰小;
(2)对周边风景破坏较小,对周边营商环境影响较小;
(3)可全年施工,施工安全高效;
(4)社会效率高,综合成本低,工作时间短。
挖沟和更换管道的常用成本包括挖路面、挖沟、运土、回填运输、压实、回填水泥和沥青、交通管制等的高成本。尤其是商业和运输。比如在街边店,店门口进行市政开挖铺管施工。因为挖掘出来的回填土堆积在店门口,店内的生意营业额每况愈下,无法继续,以至于很快倒闭。
目前,各国主要城市不再采用开挖、铺设、换管的传统施工技术,而是采用非开挖技术,尤其是美国、英国等发达国家,不允许开挖城市路面,完全采用非开挖铺设、换管。非开挖行业是一个高科技行业,常用的几种非开挖新技术有:水平定向钻、爆管、微型隧道、顶管和螺旋钻。当国外使用非开挖技术在城市铺设或更换管道时,用户必须向施工技术的发明人(组织)支付一定的专利技术使用费。同时,对于使用过程中的泥浆回收等用户也有严格的规定。