羅芳+吳書敏

摘要： 在積極應(yīng)對(duì)全球氣候變化的今天，積極開發(fā)利用綠色節(jié)能技術(shù)，建設(shè)低碳城市是重要舉措。在“一帶一路”的新形勢(shì)下，河南省面臨著新的發(fā)展機(jī)遇，積極推動(dòng)中原城市群經(jīng)濟(jì)發(fā)展。做為油氣消費(fèi)大省，油氣輸送的管網(wǎng)與配套建設(shè)以及城市地下管網(wǎng)工程建設(shè)急需推廣低碳環(huán)保的綠色技術(shù)，以解決傳統(tǒng)開挖施工技術(shù)帶來的對(duì)交通的影響及噪聲、環(huán)境污染等影響。文章參考國內(nèi)外非開挖技術(shù)的應(yīng)用情況，結(jié)合河南省地區(qū)的現(xiàn)有非開挖政策環(huán)境、設(shè)備制造能力、 專業(yè)技術(shù)能力等分析了非開挖技術(shù)在河南地區(qū)的推廣應(yīng)用的可行性。

Abstract： Now， people actively respond to global climate change. So， actively developing and using green energy-saving technology and building low-carbon city is an important measure. In the new situation of "One Belt and One Road"， Henan Province actively promotes the economic development of city groups in Central China by the new development opportunities. As oil and gas consumption province， the oil and gas transportation pipeline， supporting construction and the city underground pipe network construction need the low-carbon environmental green technology to solve the traditional construction technology of excavation impact on traffic and noise and the impact of environmental pollution. Combined with the application of trenchless technology at home and abroad， the existing trenchless policy environment in Henan Province， equipment manufacturing capacity and professional and technical capabilities， the feasibility of non-excavation technology in Henan area is analyzed.

關(guān)鍵詞： 非開挖技術(shù)；河南??；中原城市群；適應(yīng)性研究

Key words： non-excavation technology；Henan Province；central China urban agglomeration；adaptability research

中圖分類號(hào)：TU990.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）05-0043-03

0 引言

在“一帶一路”的國家發(fā)展戰(zhàn)略下，以鄭州為核心的河南省9 個(gè)城市組成的中原城市群作為連接中西部地區(qū)的重要樞紐，積極利用良好的外部發(fā)展環(huán)境，借助內(nèi)部資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，推進(jìn)河南省各中小城市的共同經(jīng)濟(jì)發(fā)展和新型城鎮(zhèn)化快速的發(fā)展。根據(jù)對(duì)鄭州、開封、洛陽、平頂山、新鄉(xiāng)、焦作、許昌、漯河、濟(jì)源等九個(gè)轄市組成的中原城市群的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，城鎮(zhèn)化率呈逐年上升趨勢(shì)，2014年河南省城鎮(zhèn)化率達(dá)45.2%，2015年46.85%，預(yù)計(jì)到2020年城鎮(zhèn)化率將達(dá)到56%。城鎮(zhèn)化帶來了經(jīng)濟(jì)增長、城市基礎(chǔ)設(shè)施的增加和技術(shù)的進(jìn)步，但是河南省碳排放總量也隨之上升?！秶倚滦统擎?zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》指出，要著力推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，要節(jié)約集約利用水、土地、能源等資源，盡可能地降低對(duì)環(huán)境的損害，因此以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，提高技術(shù)水平，引進(jìn)低碳技術(shù)，降低能耗、減少對(duì)環(huán)境的污染，是河南省面臨的壓力。

同時(shí)，河南是全國承東啟西、連貫?zāi)媳钡挠蜌夤艿乐匾獦屑~，也是油氣消費(fèi)大省和大型石化基地，油氣輸送的管網(wǎng)與配套建設(shè)也面臨著如何協(xié)調(diào)生態(tài)文明與技術(shù)實(shí)施的難題。

隨著市政基礎(chǔ)設(shè)施、油氣輸送、南水北調(diào)工程及其分支工程的發(fā)展，各類管道的鋪設(shè)均需要穿越公路、河流、鐵路。而輸送距離長、地質(zhì)條件復(fù)雜、管道施工時(shí)周邊環(huán)境易受污染等問題也日漸突出。綜合以上因素，管道建設(shè)領(lǐng)域亟待綠色科技的創(chuàng)新推廣。

非開挖技術(shù)是指以最少的開挖量或不開挖的條件下，通過導(dǎo)向、定向鉆進(jìn)等方式鋪設(shè)鋪設(shè)、更換或修復(fù)各種地下管線的一種施工新技術(shù)，不會(huì)干擾人們的正常生活、不會(huì)影響交通、對(duì)周邊的建筑物及環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，符合低碳環(huán)保的綠色技術(shù)要求，具有較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，有廣闊的應(yīng)用前景。非開挖技術(shù)的應(yīng)用完全符合國家“十二五”發(fā)展規(guī)劃提出的“建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)”，以及低碳經(jīng)濟(jì)的要求。

1 國內(nèi)外現(xiàn)狀

非開挖技術(shù)最早在歐洲開始使用，主要用于更換和修復(fù)嚴(yán)重腐蝕和破損的城市地下管網(wǎng)，先從幾個(gè)發(fā)達(dá)國家開始，繼而向世界各國推廣，20世紀(jì)80年代起開始大規(guī)模應(yīng)用。因此，非開挖技術(shù)在國外的管網(wǎng)建設(shè)與修復(fù)領(lǐng)域相對(duì)較成熟。

非開挖技術(shù)的發(fā)展在我國起步晚，技術(shù)水平較低，但發(fā)展迅速。近年來，我國許多大中型城市如北京、上海等地不斷引進(jìn)各國的先進(jìn)非開挖技術(shù)管理、設(shè)備及技術(shù)方法，并且許多大型的非開挖鋪管項(xiàng)目取得成功，相應(yīng)的技術(shù)成果及經(jīng)驗(yàn)積累也日益豐富。但是，我國非開挖技術(shù)的發(fā)展還存在許多不均衡。從應(yīng)用區(qū)域上看，在我國70%以上的非開挖工程主要還是集中在江浙滬、粵等東部地區(qū)，尤其是廣東、浙江、上海、江蘇等省技術(shù)相對(duì)成熟，而中、西部地區(qū)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后；從應(yīng)用領(lǐng)域來看，市政領(lǐng)域的推廣滯后于油氣管網(wǎng)建設(shè)，中西部地區(qū)在管道修復(fù)技術(shù)上甚至為零。所以對(duì)于河南省來說，非開挖這一綠色技術(shù)的應(yīng)用在城市建設(shè)中具有相當(dāng)大的運(yùn)用空間和推廣應(yīng)用潛力。

2 河南省地區(qū)土質(zhì)調(diào)查及非開挖技術(shù)適應(yīng)性分析

2.1 河南省地區(qū)土質(zhì)調(diào)查

中原城市群位于河南省中部，主要位于山前沖洪積傾斜平原和黃河沖積平原區(qū)，土體巖性一般為粘性土、粉土、砂性土和特殊類土。區(qū)內(nèi)廣泛分布松散砂、砂卵礫石層，東部的黃河沖積平原區(qū)有淤泥質(zhì)軟土、液化砂土分布，地下水埋藏淺；西南部分地區(qū)還出現(xiàn)鈣質(zhì)膠結(jié)的砂礫巖層。根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)，頂管法、水平定向鉆進(jìn)法、微型隧道施工法、水平螺旋鉆進(jìn)法等非開挖施工方法可適用于城市群的不同土層。

2.2 非開挖技術(shù)的特點(diǎn)

非開挖技術(shù)對(duì)施工場地要求簡單，無需對(duì)地層進(jìn)行大面積開挖，可以在復(fù)雜地層條件下進(jìn)行鋪管作業(yè)，并且能實(shí)現(xiàn)原位修復(fù)管道，綜合成本低，省時(shí)高效。通常所采用的非開挖技術(shù)有：水平頂管法、水平定向鉆進(jìn)法、微型隧道施工法、螺旋鉆進(jìn)法、夯管錘法等。水平定向鉆進(jìn)法，施工長度為150-3000米，是市政及管道工程常采用的施工工藝；脹管法的施工長度為100-900米，主要用于壓力管道和下水道的更換；微型隧道法，施工長度為25-220米，主要用于下水道的安裝；螺旋鉆進(jìn)法，施工長度較短，為12-150米，主要用于短距離的管線工程。非開挖技術(shù)以其突出的優(yōu)勢(shì)，正在被各大中型城市所普遍采用。

2.3 非開挖技術(shù)在河南省的應(yīng)用情況分析

根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，近年來，我國的水平定向鉆機(jī)行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了相對(duì)成熟和穩(wěn)定的階段。到2014年底，我國對(duì)于定向鉆機(jī)的市場需求比較旺盛，國產(chǎn)水平定向鉆機(jī)從數(shù)量上和質(zhì)量上都有了長足的發(fā)展，不斷推出了一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品，但是在河南省制造商市場份額依舊不高。在河南省陸續(xù)成立了河南長興非開挖研究中心、河南威力非開挖技術(shù)工程有限公司等十幾家以研發(fā)非開挖技術(shù)工程技術(shù)公司。非開挖技術(shù)研究開發(fā)中心在傳統(tǒng)管道修復(fù)的施工工藝基礎(chǔ)上，吸收了美國的非開挖修復(fù)的先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，研制出一套適應(yīng)于我國國情的地下管道非開挖修復(fù)技術(shù)工藝，該項(xiàng)技術(shù)已在河南省進(jìn)行推廣，如對(duì)中原油田早期建設(shè)的石油輸送管道的修復(fù)工藝、對(duì)部分地市自來水公司的球墨籌鐵供水管道修復(fù)；對(duì)部分地市電廠污水排放的水泥管道進(jìn)行修復(fù)等工程中應(yīng)用。在施工中不斷積累豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)資料，該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用逐步得到社會(huì)各行業(yè)的信賴。

非開挖技術(shù)在河南省的應(yīng)用相對(duì)較晚，工程項(xiàng)目較少，從表1中可以看出主要應(yīng)用還是放在管道穿越工程中，鋪管敷設(shè)及修復(fù)技術(shù)運(yùn)用較少甚至沒有，技術(shù)相對(duì)單一，在市政建設(shè)中還沒有真正推廣起來。2013年國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見》中進(jìn)一步明確了當(dāng)前加快城市基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)改造的重點(diǎn)任務(wù)。其中加強(qiáng)城市電網(wǎng)建設(shè)使其成為非開挖技術(shù)的最大的市場份額，以河南省為例，2014-2015年調(diào)查顯示，電信電纜管道施工占25%，往后依次為燃?xì)夤艿?1.1%，供水管道16.7%，電力14.7%，油氣12.5%，排水及其它管道施工約占9%左右?？梢?，非開挖技術(shù)成為市政管道鋪設(shè)和修復(fù)施工中的關(guān)鍵施工技術(shù)，具有較大的增長潛力。

3 新技術(shù)推廣應(yīng)用過程中存在的問題

非開挖技術(shù)在河南省中原城市的推廣中常遇到以下問題：

①跨行業(yè)、跨組織溝通協(xié)調(diào)難度大。市政基礎(chǔ)設(shè)施的水、電、燃?xì)?、電信等各種管線分屬不同的部門，各單位的管理與要求各不相同，在進(jìn)行管道綜合敷設(shè)時(shí)，報(bào)批和施工分別需要跨行、跨組織進(jìn)行協(xié)調(diào)。然而到目前為止，在河南省還缺乏相應(yīng)的專門政府機(jī)構(gòu)加強(qiáng)集中管理，協(xié)調(diào)各管線權(quán)屬單位配合施工，使得非開挖技術(shù)時(shí)推廣需要反復(fù)溝通，難度較大；

②可遵循的非開挖施工規(guī)范和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)較少，缺乏適用于市政管道施工等相關(guān)的完整的技術(shù)規(guī)范。從設(shè)計(jì)到施工管理缺少依據(jù)，僅靠經(jīng)驗(yàn)做為技術(shù)指導(dǎo)，無法保證施工質(zhì)量，導(dǎo)致推進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展力度不大，尤其在地方和行業(yè)保護(hù)嚴(yán)重的情況下，根本不愿采用非開挖技術(shù)；

③專業(yè)技術(shù)人員的嚴(yán)重短缺。由于對(duì)非開挖技術(shù)行業(yè)的認(rèn)識(shí)局限性、地區(qū)技術(shù)應(yīng)用的落后性，河南省缺少專業(yè)的技術(shù)人才，而施工人員學(xué)歷水平普遍偏低，施工隊(duì)伍大都沒有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，難以適應(yīng)高技術(shù)含量的施工作業(yè)。在施工過程中，尤其是高級(jí)專家、技術(shù)帶頭人嚴(yán)重短缺；

④研發(fā)力量較弱，施工技術(shù)含量不高。除了在新管線的鋪設(shè)中，水平定向鉆進(jìn)的技術(shù)有所推廣外，在舊管道更換和修復(fù)上技術(shù)方法則較為滯后，另外，在電力、市政等領(lǐng)域中及微型頂管的應(yīng)用也比校落后；

⑤修復(fù)費(fèi)用居高不下。非開挖修復(fù)方法推廣的難度很大一部分原因在于費(fèi)用問題上，完全要依賴于進(jìn)口材料；加之技術(shù)的不成熟，尚需在引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)上加大成本投入，居高的費(fèi)用使得很多地區(qū)望而止步，不愿采用。

4 展望

2014年6月3日國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線管理的指導(dǎo)意見》?！兑庖姟诽岢鑫磥?0年要建成較為完善的城市地下管線體系，使地下管線建設(shè)管理水平能夠適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，應(yīng)急防災(zāi)能力大幅提升。為了進(jìn)一步推廣和規(guī)范我國的非開挖技術(shù)在城市管網(wǎng)改造中的應(yīng)用，我國住建部在2012-2014年間陸續(xù)批準(zhǔn)《城鎮(zhèn)排水管道非開挖修復(fù)更新工程技術(shù)規(guī)程》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在政府的支持下，河南省的非開挖技術(shù)在管道領(lǐng)域的應(yīng)用具備了良好的政策環(huán)境與技術(shù)支撐。

在32屆國際非開挖技術(shù)研討會(huì)暨展覽會(huì)上，公布的年度非開挖獎(jiǎng)的評(píng)選結(jié)果中，由中國鄭州大學(xué)道路和地下設(shè)施非開挖修復(fù)技術(shù)獲得研究獎(jiǎng)，由此可見，河南省以鄭州大學(xué)為代表的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)能力正在逐步向世界先進(jìn)水平靠攏，綠色非開挖技術(shù)在河南省的推廣具備了科研實(shí)力。

在管道非開挖修復(fù)技術(shù)的進(jìn)展中，國內(nèi)管道修復(fù)技術(shù)的落后和日漸增長的市場需求形成了巨大的反差，城市管線的修復(fù)與維護(hù)量越來越大，隨著河南省經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展與科研能力的提升，非開挖修復(fù)的研究將會(huì)有全新的進(jìn)展，期望在不久的未來能夠大量生產(chǎn)出國產(chǎn)材料，以降低修復(fù)費(fèi)用而被各市政行業(yè)所接受。非開挖技術(shù)做為一項(xiàng)綠色技術(shù)從經(jīng)濟(jì)成本、社會(huì)效益、環(huán)境保護(hù)方面都具有巨大的優(yōu)勢(shì)，期待這一技術(shù)的推廣運(yùn)用能在河南省各中小城市有一個(gè)更好的發(fā)展。

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