非開挖技術,即非開挖鋪設地下管線施工技術,國外稱TT技術,即TrenchlessTechnology,又稱HDD技術,即Horizontal Directional Drilling,水平定向鉆探。它是指在不開挖地表的情況下,利用地質工程的技術手段,進行探測、檢查、修復、更換和鋪設各種地下公用設施(管道和電纜)的一種高科技實用環保新技術。
近年來,隨著我國經濟建設的快速發展,現代非開挖技術在我國得到日益廣泛的應用,它廣泛應用于穿越公路、鐵路、建筑物、河流、以及在鬧市區、古跡保護區、農作物和植被保護區等不允許或不能開挖條件下進行煤氣、電力、電汛、有線電視線路、天然氣等管線的鋪設。目前,加速發展我國的非開挖技術產業的要求呼聲日趨高漲,中國非開挖技術協會近來多次要求國內從事技術部門來研究非開挖技術領域的科學理論,盡快地為我國在這一技術領域
趕超國外先進水平提供科學依據,使我國非開挖工程技術處于接近或達到國際先進水平。事實上,現在我國經濟處于高速發展階段,用非開挖技術開挖各種工程的增長速度極快,但我國人均管道的占有量遠低于西方發達國家,據1998年的數據,我國自來水和下水道的人均占有量僅分別為0.18m/人和0.1m/人,而歐洲地區人均擁有的上、下水道則為12m/人.分別是我國
人均值的66.6倍和120倍。而城市各類管網的地下化和城市交通、通訊的立體化是未來城市建設的重要發展方向。
1、非開挖技術的環保意義
1.1 減少了環境破壞和污染
傳統的開挖施工技術對居民的正常生活秩序有很大的干擾,這表現在對交通、環境、周邊建筑基礎的破壞和不良影響,尤其是開挖施工技術帶來的大量塵土會給環境和居民健康造成極大的損害。伴隨著施工的進行,居民的生活環境日益惡劣,居民與施工單位的摩擦也經常出現。而非開挖施工在地表不開槽的施工技術不會阻斷交通,也不會破壞綠地、植被等居民生活工作的周邊環境,當然也就不會影響商店、醫院、學校和居民的正常生活和工作秩序。非開挖施工技術的應用具有環境上的優點,尤其體現在減少了挖槽處回填地的挖出材料,而回填地已變得越來越難以獲得。與此相關的是,減少了在郊區風景地區的采石量以回填所挖的槽,因為挖出的材料不能重復使用。各種材料的運輸會以不同的方式對環境造成損害,從運輸車燃燒碳氫燃料、排放出污染物,到毀滅野生植物。非開挖技術對保護環境極為有利的這一優點補充了上述提到的優點,例如減少了對交通的干擾和延遲。較少的交通延遲本身也對環境有利,因為消耗的燃料減少了,結果是減少了對大氣的污染。
1.2 節約環境治理上的資金投入
當今世界,人類生存的環境已受到越來越多的重視,很多國家下大力氣進行環境污染的治理,而環境的治理往往是一個很大的工程,它需要先進的施工方法和大量的資金投入。與其它施工技術相比,非開挖施工技術的先進性和較少資金投入的施工方法已得到許多國家的青睞。
在環境治理過程中,施工管道常常要穿越河流、湖泊、重要交通干線、重要建筑物的地下管線等,在這種場合,傳統施工方法無法施工或者是不允許開挖的,這樣就可用非開挖技術從其下方穿越鋪設,并可將管線設計在工程量最小的最佳地點穿過,這樣不僅減小了對環境的破壞,還減少了工程量,進而降低了施工成本。非開挖施工技術具有較好的經濟效益。在可比性相同的情況下,非開挖管線鋪設、更換、修復的成本均低于開挖法施工,管徑越大、埋深越大時越明顯。實踐證明,在大多數的情況下,尤其是在繁華市區或管線的埋深較深時,非開挖施工是明挖施工的極好替代方法;在特殊情況下,例如穿越公路、鐵路、河流、建筑物等,非開挖施工更是一種經濟可行的施工方法。
2、非開挖技術的發展動力
與世界非開挖技術的發展趨勢一樣,非開挖技術在我國推廣使用,有著巨大市場潛力,該項技術在我國可望在較短的時期內經歷一個較大、較快的發展。以下一些因素將是進一步促進我國非開挖技術發展的動力。
2.1 國情決定
(1)中國非開挖技術及其市場的發展與中國現代化的進程密切相關。據建設部“九五”規劃:“九五”期間,城市公用設施投資達4800億元~6000億元,是1980年至1994年15年總投資2348億元的2~3倍,這為非開挖技術的推廣應用提供了一次很好的宏觀發展機遇。
(2)隨著經濟的高速發展,我國城市化進程加快。據國家計委有關部門統計,到2000年,全國城鎮人口已達4.5844億,城市化率達36.2%,到2010年,城鎮人口將達到5.8億~6.2億,城市化率達到42%~45%。城市人口的增加,市政基礎設施的增容改造工程將會大量增加。許多場合,如穿越鐵路、公路、河流、建筑物、古跡保護區等,只能采用非開挖技術施工。
(3)地下管線的壽命有限。中國擁有龐大的地下管網系統,有許多地下管線已使用多年。如北京的許多排污管是上世紀50年代甚至更早修建的。排污管塌陷以及自來水和煤氣管漏水、漏氣現象時有發生。這意味著將來每年有大量的地下管線需要
修復和更換。
2.2 國家有關政策和法規決定
(1)1996年10月1日,中華人民共和國國務院198號令《城市道路管理條例》的出臺,“條例”中明確規定:“新修道路5年不準挖,修復道路3年不準挖”。隨著執法的推進,宣傳的深入,“挖路埋管”將逐步被非開挖技術取代。
(2)1997年12月1日開始執行的建設部第58號令《城市地下空間開發利用管理規定》第20條規定:“地下工程的施工,應盡量避免因施工干擾城市正常的交通和生活秩序,不得破壞現有建筑物,對臨時損壞的地表地貌應及時恢復”?!兑幎ā返呢瀼貙嵤榉情_挖技術在城市地下工程施工中的應用提供空間。
(3)2000年10月11日中國共產黨第十五屆中央委員會第五次全體會議通過的《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十個五年計劃的建議》中的第四點:加快國民經濟和社會信息化中明確要求:加強現代信息基礎設施建設。抓緊發展和完善國家高速寬帶傳輸網絡,加快用戶接入網建設,擴大利用互聯網,促進電信、電視、計算機三網融合。健全國家公共信息網。上述要求將為非開挖技術在信息化網絡基礎設施建設中尋找到一席之地。
2.3 人們環保意識的增強
(1)據2002年1月28日《北京晚報》報道,北京市政協委員張家聲今天在北京市政協九屆五次會議舉行的座談會上向北京市領導質疑,北京市的道路建設怎么老是三天兩頭“開膛破肚”。另一位委員張俊玲說,亂拉“馬路拉鏈”不僅妨害市容市貌,也給市民帶來許多不便,建議有關部門認真研究加以解決。政協委員關注環保、關注民生,關心老百姓身邊的事情,本身就是人們環保意識增強的集中體現。
(2)在南京市2000年政協提案中,安源生委員和崔開源委員“路下鋪設管道,應瞻前顧后統籌安排,防止反復挖修路面”的提案在委員中引起強烈反響,眾委員紛紛表示,有關部門在管道建設中應注意引進和應用先進的管線鋪設技術,減少對環境的破壞。
(3)中國工程院院士劉廣志早在1998年11月6日就向中國工程院提交了一份“院士建議”,在建議中,他大聲呼吁:不叫馬路“開膛破肚”,倡議大力推廣非開挖鋪設地下管線技術。院士的大力倡議,無疑為非開挖技術的廣泛應用給予了強力支持。
2.4 國家重大工程項目建設
(1)于2002年7月4日全線開工的“西氣東輸”工程是列入國家重點投資建設的
項目之一。工程西起新疆輪南,途經新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南、安徽、江蘇、浙江、上海10個省、自治區、直轄市,全長4000多km,設計年輸氣量120億立方米,管道工程投資400多億元,上、中、下游投資總額約1400多億元。工程管道施工中將采用非開挖技術,利用定向鉆進設備進行河流穿越達36處,其中超過1000m穿越長度的就有6處;對于穿越長江,將采用非開挖技術的盾構法進行施工;對于穿越鄭州黃河,將采用非開挖技術的頂管法進行施工。
(2)新華社2001年11月13日報道,在
國家計委正式立項并已批復的“川氣東送”工程已進入全面實施階段。這條自重慶市忠縣至湖北武漢市的輸氣管線全長760km,年設計輸氣能力30億m3,投資50多億元。此外,工程還規劃了從潛江至長沙、枝江至襄樊、武漢至黃石等3條支線管道,管道總長將增至1400km左右。
(3)除了大規模建設的“西氣東輸”主線管道工程建設外,與之配套的支線網管工程規模將更加驚人。據《安徽衛視》報道,從今年下半年開始,“西氣東輸”工程安徽境內的八個受惠城市,將全面開工興建支線輸氣管道和城市網管工程,管線總長度接近400km。
2.5 非開挖技術本身固有的優勢如文明程度較高,環境保護意識強;科技含量高,方便實用;精度高,定位準確迅速;經濟效益和社會效益顯著;施工速度快,施工周期短等等。
3、結論
我國非開挖管線鋪設技術的出現,是傳統管線施工技術的一次革命,是城市地下管網建設的新寵。由于人們對生態環境的保護意識空前提高,而且非開挖技術又已被證明在治理過去的污染和保護將來的環境中極具價值,所以我相信,已加入WTO的中國,隨著經濟建設同國際交流的更加廣泛,在世界先進水平的引領下,中國的非開挖技術將日益成熟,迅猛發展,中國非開挖技術的前景將廣闊無限。