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【摘要】本文简介了非开挖技术的发展历程，描述了几种主要的非开挖技术原理与特点。从其自身的特点来看，分析非开挖技术的发展趋势，结合建筑施工的要求与变化，分析非开挖技术在建筑施工领域的应用。
【关键词】非开挖；管线铺设；顶管；盾构；爆管
1. 引言
非开挖技术是指利用岩土钻掘的技术手段，在地表以最少的开挖量或不需开挖的条件下铺设、更换或修复各种地下管线的一种施工技术。
2. 非开挖技术的发展
2.1国外。
非开挖技术，国外称TT技术[1]，即Trenchless Technology。自60年代初开始在西方发达国家兴起，1986年在英国伦敦成立了国际非开挖技术协会（ISTT）[2]。各国政府对非开挖技术的研究、推广和应用同样十分重视，美国在90年代就将该项技术列入国家研究计划之中[3]。
2.2国内。
我国的非开挖技术应用已久，但是“非开挖”一词始见于于1993年11月，在北京进行的一项名为“北京93年不开槽技术研讨会——介绍非开挖技术”[4]的会议。90年代的末期，从数量较少的螺旋钻机和小口径顶管机的引进，发展到引进其他各种设备与仪器，包括气动矛、动力电缆、夯管锤、中小型盾构甚至涉及甚少的微型隧道类产品。在学科的发展上，国家部门加大了对非开挖技术的宣传力度，大量举行非开挖技术研讨会[5]。1998年，中国非开挖技术宣告成立，在地方上也成立了各地方性行业协会，非开挖技术的发展进入了规范化管理时期[6]。进入二十一世纪之后，中国非开挖技术逐渐与国际先进技术接轨，像北京上海等一线城市也铺设了大型的非开挖管道。
3. 非开挖技术的类型
3.1顶管法。
顶管法施工是在工作区借助于顶进机械设备产生的推进力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将钢筋混凝土管或其他材质的管材沿设计好的角度和坡度顶入地下，并将多余土方输送走 [7]。顶管法的特点是噪音震动小、可以再很深的地下敷设管道、对周边影响很小、可以穿越障碍物。
3.2盾构法。
盾构法是隧道暗挖施工法的一种，它是利用盾构机前端是与盾构机同等直径的刀盘，在与土壤接触时进行旋转，并加入适量的液体，使切削下来的土与液体在刀盘旋转的搅拌作用下，成为泥状流塑体，然后通过螺旋输送机送到地面。盾构法具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基段施工[8]。
3.3水平导向钻进法。
水平导向钻进法是一种无需建造工作井，就能够快速铺设地下管线的钻进方法。其要先设计好铺管路线，然后由钻机驱动装有楔形钻头的钻杆从地面钻入，按照设计的轨迹绕过地下障碍抵达目的地，再卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的问程扩孔器，使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔扩大至所需直径，并将需要铺装的管线同时返程拖回至钻孔入口处，在扩孔的同时注入化学泥浆使钻孔不致坍塌[9]。
3.4爆管法。
又称胀管法，主要是用来更换、修复和扩大城市各种地下旧有管线。随着历史变迁和城市的扩张，始建于上世界七八十年代的地下管线腐蚀破坏严重，况且旧管线远远不能满足目前城市开发的需求，需要及时更换。爆管法的原理是利用切割刀头使旧管道线产生裂纹，然后用胀管器使其成为碎片并挤压碎片进入周围土壤，产生空间容纳新管线，依靠拉力完成新管线的铺设[10]。
3.5原位固化法。
原位固化法英文简称CIPP，是当前普遍采用的一种管道修复方法。它的施工原理是通过水压、气压倒置法或绞拉法将含有热凝树脂和催化剂的柔性编织管送入旧管内，然后后通过加热使树脂固化，形成管道的内衬。具备施工速度快、没有接头、表面光滑、流动性好等特点。并且新旧管之间没有环形空间、新管具有防腐、抗渗的功能[11]。
4. 非开挖技术的应用
4.1当前的应用。
（1）目前非开挖技术的应用领域是管线的铺设、更换和修复上[12]。在国内，非开挖技术应用案例有许多典范。例如上海、北京地铁铺设时[13]，地下管道的变迁、极深的土层下电力、电信管道的铺设；2002年，全长3600m的钢制管成功穿越黄河；2008年，中铁十局十公司在长江引水工程中铺设了长2500m的钢管。这些例子都充分证明了非开挖技术的极大应用。
（2）最典型的例子便是2008年的西气东输“双龙”管道，该管道就是采用盾构法，通过一条全长1198米穿水底而过的隧道，完成翻山和跨河的高难度动作。创造了国内之最。
4.2未来的应用。
（1）当今的非开挖技术，无论是实际应用还是学术研究，重点都是关注在城市地下管道的铺设施工更简易化，对周围环境的影响更优化等方面。还未涉及到一些新的领域。
（2）笔者提出一个猜想：10年或者20年后的非开挖技术能够大量地应用于建筑施工。例如，对于一些由于前期基础施工时留下瑕疵或者遗漏，造成建筑物抗荷载能力或其他指数未达标。这种情况下，能否运用非开挖技术，修复基础工程的瑕疵？避免此类在建建筑成为烂尾楼，造成资源浪费；已有建筑的改造，传统的工艺是先拆除，重新挖土方，做基础。
5. 结束语
非开挖技术作为一种特殊的施工技术，最初是为特定的施工条件而开发出来的。所误谓特定施条件是指在管道施中，因有穿越铁路、公路、河流等而不能采用开挖施工的地方段。但是随着城市的发展、交通网络的形成以及人民环保意识的提升，使得非开挖技术的应用越来越广泛。非开挖技术是一种用于地下管线施工的新技术，由于其具有独特的技术优势而受到世界各国的高度重视。这是非开挖特有的发展趋势，并且在施工行业中的地位越来越高。
参考文献
[1]侯树刚， 陈静. 非开挖技术的发展研究[J]. 科技进步与对策， 2012， 3（7）： 232.
[2]颜纯文. 持续发展的非开挖技术[J]. 地质装备，2005，30（1）： 3～4.
[3]朱文鉴， 王立平， 张建元. 国内外非开挖施工技术现状及我国发展对策[J].非开挖技术，2003，20（1）： 81～88.
[4]宋翔雁， 郝丁. 我国非开挖管线工程技术发展现状的调查报告 [R]. 北京： 北京建筑工程学院， 2011： 31～35.
[5]杨新强， 黄迁辉， 温俊涛. 浅谈我国非开挖技术发展 [A]. 2010年非开挖技术会议论专辑 [C]. 苏州： 中国地质学会， 2010： 93～94.
[6]徐燕， 窦斌. 浅谈我国非开挖技术的发展概况及趋势 [A]. 2003年非开挖技术会议论文专辑 [C]. 北京： 中国非开挖技术协会， 2003，20（4）： 8～10.
[7]孙广铸。 顶管施工质量控制[J].工业建筑， 2011，41（13）： 855～858.
[8]周文波， 吴惠明. 我国软土盾构法隧道施工技术综述 [A].2007年第三届上海国际隧道工程研讨会文集[C]. 上海： 上海土木工程学会，2007： 155～163.
[9]陈志成. 水平导向钻进非开挖铺管技术应用[J]. 市政技术，2005， 23（1）： 22.
[10]丁文捷. 正在兴起的非开挖技术——爆管法[J]. 宁夏工程技术， 2007， 6（3）：235～237.
[11]舒彪， 马保松， 陈宁宁. CIPP管道修复工程质量控制 [A]. 2010年非开挖技术会议论文集 [C]. 苏州： 中国地质学会， 2010：98～101.
[12]潘树仁， 杨柳， 杨文光. 非开挖技术的应用及前景分析[J]. 中国煤田地质， 2007，19（1）： 102～103.
[13]刘乔. 浅谈顶管技术在我国的发展[J]. 价值工程， 2012， 3（18）： 105.
【关键词】非开挖；管线铺设；顶管；盾构；爆管
1. 引言
非开挖技术是指利用岩土钻掘的技术手段，在地表以最少的开挖量或不需开挖的条件下铺设、更换或修复各种地下管线的一种施工技术。
2. 非开挖技术的发展
2.1国外。
非开挖技术，国外称TT技术[1]，即Trenchless Technology。自60年代初开始在西方发达国家兴起，1986年在英国伦敦成立了国际非开挖技术协会（ISTT）[2]。各国政府对非开挖技术的研究、推广和应用同样十分重视，美国在90年代就将该项技术列入国家研究计划之中[3]。
2.2国内。
我国的非开挖技术应用已久，但是“非开挖”一词始见于于1993年11月，在北京进行的一项名为“北京93年不开槽技术研讨会——介绍非开挖技术”[4]的会议。90年代的末期，从数量较少的螺旋钻机和小口径顶管机的引进，发展到引进其他各种设备与仪器，包括气动矛、动力电缆、夯管锤、中小型盾构甚至涉及甚少的微型隧道类产品。在学科的发展上，国家部门加大了对非开挖技术的宣传力度，大量举行非开挖技术研讨会[5]。1998年，中国非开挖技术宣告成立，在地方上也成立了各地方性行业协会，非开挖技术的发展进入了规范化管理时期[6]。进入二十一世纪之后，中国非开挖技术逐渐与国际先进技术接轨，像北京上海等一线城市也铺设了大型的非开挖管道。
3. 非开挖技术的类型
3.1顶管法。
顶管法施工是在工作区借助于顶进机械设备产生的推进力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将钢筋混凝土管或其他材质的管材沿设计好的角度和坡度顶入地下，并将多余土方输送走 [7]。顶管法的特点是噪音震动小、可以再很深的地下敷设管道、对周边影响很小、可以穿越障碍物。
3.2盾构法。
盾构法是隧道暗挖施工法的一种，它是利用盾构机前端是与盾构机同等直径的刀盘，在与土壤接触时进行旋转，并加入适量的液体，使切削下来的土与液体在刀盘旋转的搅拌作用下，成为泥状流塑体，然后通过螺旋输送机送到地面。盾构法具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基段施工[8]。
3.3水平导向钻进法。
水平导向钻进法是一种无需建造工作井，就能够快速铺设地下管线的钻进方法。其要先设计好铺管路线，然后由钻机驱动装有楔形钻头的钻杆从地面钻入，按照设计的轨迹绕过地下障碍抵达目的地，再卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的问程扩孔器，使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔扩大至所需直径，并将需要铺装的管线同时返程拖回至钻孔入口处，在扩孔的同时注入化学泥浆使钻孔不致坍塌[9]。
3.4爆管法。
又称胀管法，主要是用来更换、修复和扩大城市各种地下旧有管线。随着历史变迁和城市的扩张，始建于上世界七八十年代的地下管线腐蚀破坏严重，况且旧管线远远不能满足目前城市开发的需求，需要及时更换。爆管法的原理是利用切割刀头使旧管道线产生裂纹，然后用胀管器使其成为碎片并挤压碎片进入周围土壤，产生空间容纳新管线，依靠拉力完成新管线的铺设[10]。
3.5原位固化法。
原位固化法英文简称CIPP，是当前普遍采用的一种管道修复方法。它的施工原理是通过水压、气压倒置法或绞拉法将含有热凝树脂和催化剂的柔性编织管送入旧管内，然后后通过加热使树脂固化，形成管道的内衬。具备施工速度快、没有接头、表面光滑、流动性好等特点。并且新旧管之间没有环形空间、新管具有防腐、抗渗的功能[11]。
4. 非开挖技术的应用
4.1当前的应用。
（1）目前非开挖技术的应用领域是管线的铺设、更换和修复上[12]。在国内，非开挖技术应用案例有许多典范。例如上海、北京地铁铺设时[13]，地下管道的变迁、极深的土层下电力、电信管道的铺设；2002年，全长3600m的钢制管成功穿越黄河；2008年，中铁十局十公司在长江引水工程中铺设了长2500m的钢管。这些例子都充分证明了非开挖技术的极大应用。
（2）最典型的例子便是2008年的西气东输“双龙”管道，该管道就是采用盾构法，通过一条全长1198米穿水底而过的隧道，完成翻山和跨河的高难度动作。创造了国内之最。
4.2未来的应用。
（1）当今的非开挖技术，无论是实际应用还是学术研究，重点都是关注在城市地下管道的铺设施工更简易化，对周围环境的影响更优化等方面。还未涉及到一些新的领域。
（2）笔者提出一个猜想：10年或者20年后的非开挖技术能够大量地应用于建筑施工。例如，对于一些由于前期基础施工时留下瑕疵或者遗漏，造成建筑物抗荷载能力或其他指数未达标。这种情况下，能否运用非开挖技术，修复基础工程的瑕疵？避免此类在建建筑成为烂尾楼，造成资源浪费；已有建筑的改造，传统的工艺是先拆除，重新挖土方，做基础。
5. 结束语
非开挖技术作为一种特殊的施工技术，最初是为特定的施工条件而开发出来的。所误谓特定施条件是指在管道施中，因有穿越铁路、公路、河流等而不能采用开挖施工的地方段。但是随着城市的发展、交通网络的形成以及人民环保意识的提升，使得非开挖技术的应用越来越广泛。非开挖技术是一种用于地下管线施工的新技术，由于其具有独特的技术优势而受到世界各国的高度重视。这是非开挖特有的发展趋势，并且在施工行业中的地位越来越高。
参考文献
[1]侯树刚， 陈静. 非开挖技术的发展研究[J]. 科技进步与对策， 2012， 3（7）： 232.
[2]颜纯文. 持续发展的非开挖技术[J]. 地质装备，2005，30（1）： 3～4.
[3]朱文鉴， 王立平， 张建元. 国内外非开挖施工技术现状及我国发展对策[J].非开挖技术，2003，20（1）： 81～88.
[4]宋翔雁， 郝丁. 我国非开挖管线工程技术发展现状的调查报告 [R]. 北京： 北京建筑工程学院， 2011： 31～35.
[5]杨新强， 黄迁辉， 温俊涛. 浅谈我国非开挖技术发展 [A]. 2010年非开挖技术会议论专辑 [C]. 苏州： 中国地质学会， 2010： 93～94.
[6]徐燕， 窦斌. 浅谈我国非开挖技术的发展概况及趋势 [A]. 2003年非开挖技术会议论文专辑 [C]. 北京： 中国非开挖技术协会， 2003，20（4）： 8～10.
[7]孙广铸。 顶管施工质量控制[J].工业建筑， 2011，41（13）： 855～858.
[8]周文波， 吴惠明. 我国软土盾构法隧道施工技术综述 [A].2007年第三届上海国际隧道工程研讨会文集[C]. 上海： 上海土木工程学会，2007： 155～163.
[9]陈志成. 水平导向钻进非开挖铺管技术应用[J]. 市政技术，2005， 23（1）： 22.
[10]丁文捷. 正在兴起的非开挖技术——爆管法[J]. 宁夏工程技术， 2007， 6（3）：235～237.
[11]舒彪， 马保松， 陈宁宁. CIPP管道修复工程质量控制 [A]. 2010年非开挖技术会议论文集 [C]. 苏州： 中国地质学会， 2010：98～101.
[12]潘树仁， 杨柳， 杨文光. 非开挖技术的应用及前景分析[J]. 中国煤田地质， 2007，19（1）： 102～103.
[13]刘乔. 浅谈顶管技术在我国的发展[J]. 价值工程， 2012， 3（18）： 105.