非开挖技术在杭州通信管道建设中的推广应用分析

　　摘要：就非开挖技术进行介绍和与传统的开挖施工在时间、经济、社会等效益进行比对，分析非开挖技术未能在杭州推广的原因，对此项技术的展望和加大推广应用的建议。

　　关键词：非开挖技术、与开挖施工的对比、原因分析、建议

　　一、前言

　　杭州近几年城市快速发展以来，传统的地下管线“挖槽埋管法”施工很多，污水处理、自来水、煤气供给、电力通讯几大城市管线轮番开挖，给原本就已显得越来越拥挤嘈杂的杭城造成了极大影响，同时也给市民的生活和工作都带来了诸多的不便。另外，开槽埋管施工也使杭州城区的道路状况变差，使用的寿命变短，噪声及其他环境污染加大，同时无序的开挖施工也使原有管线的挖断事故频发造成了许多不应该的经济损失。

　　我们提到的非开挖施工将极大的改变这样的现状，它为城市管线尤其是通信管道的建设提供了安全、经济、环保高效的施工方法，非开挖工程技术彻底的解决了管道开挖埋设对城市建筑物、道路的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。

　　二、非开挖技术介绍

　　(一)非开挖技术按施工的原理不同，可分为顶管施工法、盾构施工法和水平定向钻施工法(HDD)三种。

　　顶管施工法适合于Φ200-3000的大型雨圬水管、水管的施工。盾构施工法则适用于管径大于4米的地铁和隧道的施工，这里我们将重点介绍水平定向钻施工法(HDD)。

　　水平定向钻施工法(HDD)采用回转切削，水射流式挤压方式成孔，在地面接受钻头附近发出的电磁信号来实现钻孔轨迹控制，即人工手持仪器来随钻导向的钻进方法。该方法宜采用铺设小直径管线，即铺设直径小于500mm的各类管材(钢管、塑料管)，与前两者埋管方式比较具有自由调节方向遇障报警，绕向避开障碍的特别功能，尤其适合通信管道的施工，下面的分析我也将围绕该项非开挖施工方法展开

　　(二)非开挖施工技术的发展概况

　　实际上现代化的非开挖技术始于上世纪70年代的西方发达国家，我国是在城市化率达到30%左右的1997年兴起和发展的，南方的广州最早引进并建立了水平定向钻施工工程公司。

　　(三)水平定向钻(HDD)的主要设备及施工方法

　　1、HDD主要设备构成：导航系统、主机、钻具、泥浆搅拌系统

　　2、HDD主要的施工方法：(1)技术准备：地下管线勘察、地形地貌测量、现场地质勘察、设计理论导向参数表(2)施工场地准备：确认机械作业区和下管作业区、开挖作业坑、机械进场及安装、导向仪器标定(3)施工步骤：导向钻安装、检查参数及机器、开孔(造斜钻进、保直钻进)、回拉扩孔

　　三、非开挖技术与开挖施工在通信管道施工中的优劣比较

　　1、时间效益

　　在通信管道施工中，非开挖主要采用水平定向钻施工法(HDD)，水平定向钻的埋管速度与埋管的深度关系不大，主要与埋管的土质及地下水位有关，水平定向钻适应于粘性土、人工填土等粘性土层，对于这样的均匀粘性土层的施工效益较高，而对于卵石、岩石土、回填垃圾土等地质条件下速度较慢。一般情况下，90米以内的常用通信PEΦ110X6管道正常可以在1天内完成。

　　而同样的90米PEΦ110X6管道如采用破路开挖施工，如管线深度在2米以内，不需作挡土及抽水，仅需开挖砼路面或沥青路面的话，开挖的速度与人力的投入成正比，一般在市区道路上需3-4天完成。但如果超过2米，需制作基坑挡土及强抽水作业。在城市道路上的工期是无法准确估量的，7-10天或许更长的时间都有可能。

　　2、经济效益

　　仍以通信管道常用的Φ110X6管道的横穿城区主干道路90米为例。

　　(一)水平定向钻施工日前的施工单价约为100元/米·孔(含PEΦ110X6管材)，再加上40m2*140元/m2两侧入射作业坑和下管工作坑面积，乘以赔补单价，因此该工程的费用大致在59600元左右。

　　(二)开挖施工时，由于城区普遍采用浅层开挖，需考虑城区重型车辆碾压，因此目前杭州的过路埋管均采用GΦ102X6钢管，开挖施工的费用沥青路面大致53401左右，混凝土路面大致120695左右。

　　上述分析中，开挖埋管的费用计算中采用了两种路面程式的两种计算方法，并将开挖施工的两种工程造价分别与非开挖施工的造价进行比较，比较后得到的结果可知：

　　① 非开挖的费用与地面程式无关，相对赔补费用较少。

　　② 采用开挖埋管时，赔补的费用较大，尤其是开挖混凝土路面时费用最大。

　　③ 当施工的路面为沥青路面时，非开挖的施工造价与开挖埋管的施工造价相当(59600元：53401元)，而当路面为混凝土路面时，则开挖施工的造价就大大高于非开挖施工的造价(120695元：59600元)

　　因此，随着杭州市城市文明建设工作的深入开展，相关的赔补费用会不断提高，所以从这些方面来预测，非开挖施工的经济效益将会越来越明显。

　　3、环境及社会效益

　　传统的开挖埋设的通信管道施工，由于其施工的方式决定了这种施工势必对杭州城市的地面环境造成破坏，无论是绿地、沥青及混凝土路面均会造成无法完全恢复地问题，同时传统地开挖方式还带来了交通拥堵、噪声扰民等等社会问题。而非开挖施工由于其具有(1)不开挖地面(工作坑除外)(2)不拆迁、不破坏地上建筑物(3)不破坏环境(4)不影响交通(5)施工不受气候条件限制(6)高效、省时、安全、综合造价低等特点，因此彻底改变了传统的开槽埋管施工的很多弊端，因此具有更大的环境合社会效益。

　　4、施工安全性的比较

　　城市管网错综复杂，很多地下管线地下位置不明，各类管道中流通着各种 介质，充满了各式各样的危机。杭州的城区内管线标高主要集中在地下2米左右(除去大型污水管、主干雨水管外)，因此对浅土层的开挖施工来说人为因素较多，危机随时可能出现，对其施工人员及周围的居民都构成了不同程度的危险。历年来杭州市在通信管道开挖等事故中出现的人身伤害事故较多，如2003年在文一路广电管道施工中，由于电力高压线缆埋设过浅，造成一空压机操作施工人员击中电缆，触电造成全身烧伤。2004年的天目山路共建通信管道施工中，也是由于施工人员在使用洋镐挖掘时，击穿10000伏高压线缆，造成会阴部重度烧伤等严重事故。而非开挖施工，尤其是HDD(定向钻施工)由于其高精度的导向功能及深层埋设方法使管线能绕过地下障碍物，将危险化解，但是这并不是说非开挖在施工中毫无风险，应该说非开挖施工如果不注意良好的管理也存在许多的风险。同时由于岩土工程具有现场性、复杂性、反复性、突变性、多变性和综合性等六个基本属性，其工作状态属于典型的非线性动力系统，在冲洗液、复杂地层的相互作用下，它的确定性和随机性几乎是一样的强，有时甚至后者超过前者，因此HDD在先导孔、回扩(或多级回扩)、回拖中存在许多在策划阶段未能预知的风险，即具体施工中的风险。因此，从安全的角度来说，两者都存在许多的风险，但由于传统的开挖方式由于多采用劳务分包，临时用工量大而且人员素质极低，而非开挖施工的施工人员相对集中且素质相对较高，在人为因素的控制、施工人员的安全教育、技术培训上非开挖的施工相对可以做的更好，关键点的控制更集中、更明确，因此通过有效的管理在安全预防上的效果将会更好。

　　四、杭州城区通信管道建设推广非开挖施工的建议

　　在城区推广非开挖施工随着城市的发展势在必行，通信管理部门有必要对这一施工模式进行了认真的研究和推广，我的建议如下：

　　1、 通信部门应在横穿市区主要道路的管道施工中带头推行非开挖施工，随着城市需求的发展，原有的管道资源已不能满足群众的要求，因此市区主要马路上的开挖越来越多。仅以杭州市电信工程公司负责施工的横穿市区主要马路为例，截至2005年10月，已有近70项市区主要马路的开挖施工，已造成了很多的居民群众的投诉，不仅对政府的管理存在质疑，也对各管线业主单位的形象造成了很不利的影响，带头推行非开挖施工，是通信行业树立良好负责责任的社会企业形象的一个好的开端。

　　2、 建立通信非开挖施工准入制度。严格区分企业资质，并形成准入门槛，使通信管道非开挖施工能够在制度指导下健康发展。

　　3、 进一步完善整个通信管网的设计规划。非开挖施工在城市管道的施工中作用很大，但我们必须在设计中做到可持续发展考虑，该做的必须做，避免不必要的投资浪费，这对整个通信管道行业有利，同时也对非开挖施工的可持续发展也有着重要的意义。

　　参考：1、通信建设工程预算定额

　　2、杭州市政道路挖掘审批标准

　　3、《城市化进程中的非开挖产业和面临的挑战》广东省非开挖技术协会

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