城市排水管網非開挖修復的總體發展趨勢

就世界范圍來看，有待應用非開挖技術的國家為數甚多；就中國來看，除一些省會城市，絕大多數中、小城市和鄉鎮還未問津非開挖工程，而現代化、城市化的進程勢必使更廣袤的地區很快接受這一新技術。據統計1998年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。據國家的資料，截止到1995年6月，我國共有640個城市，2000年，我國的城市化人口已達4.5億，城市人口的增加，將使市政基礎設施的工程量大幅度增加，每年新增管線4萬公里，2000年管線已達20萬公里，且有更快速增長之勢。近幾年來、陜北、西南、新疆等地的油氣管道、成品油輸送管道，天然氣輸送管道，西氣東輸工程，南水北調工程及其分支工程，各類管道的鋪設均需要穿越公路、河流、鐵路。另外我國還有大量的電信管道，光纜線、燃氣管道，城市集中供熱管道，電力、有線電視網等管線。無論從環境保護還是今后的市場需求來看，我國非開挖鋪管的工程量還需大幅度增加。

非開挖技術服務目標的拓展

事實上，非開挖已經把“含管線因素的淺地層水平鉆進”納入為自己服務的范圍。這樣，不僅目前非開挖工程的一些主要服務目標，而且更多的地質工程或巖土工程項目也是非開挖技術的服務對象。與國外發達國家相比，我國還會在環境治理井、排滲井、管棚工程、錨固與注漿、淺層可溶性礦產開發等更廣泛的領域展開非開挖技術的應用。

鉆具的研制

在少數發達國家非開挖設備已經進入系列化，如美國的定/導向鉆機和日本的微型隧道機等。我國近10年來非開挖設備的國產化速度顯著加快，尤其在水平定/導向鉆機的研發上十分突出（如深圳鉆通、北京土行孫等公司生產的設備），微型隧道頂管機也呈上升趨勢。這對提高非開挖設備的性價比，促進我國非開挖事業的蓬勃發展意義重大。但目前國產設備的系列化程度不高，表現為“中間大，兩頭小”。集中國內優勢企業力量，研發過江河與長距離穿越工程的大型設備是一個方向。而微小型和可拆卸性好的輕型非開挖設備更是國內市場看好的研發趨勢，因為許多工程的場地受到嚴格限制，例如城市擁擠的街巷、陡峭的邊坡和隱蔽的豎井等。另外除定/導向鉆機和微型隧道機以外，其他非開挖工法設備（如氣動矛、夯管錘、控向螺旋機、管道修復機、管道更換機等）的國產化進程需要加快，數量需要增多。

非開挖導向儀器的研發

現代非開挖工程的核心技術是導向測試與控制。由國外少數公司研制生產的一系列于非開挖工程的測控儀器（如無線導向鉆進儀、有線導向鉆進儀、螺旋鉆控向器、微型隧道可控向裝置等）是近十幾年來非開挖技術水平提高、非開挖工程量顯著增加的關鍵所在。導向儀器的研制和開發在我國初露端倪。繼河北地礦局之后，杭州海博地基公司與中地大（武漢）聯合，已經成功研制出新型的導向鉆進無線導航儀原理機，部分測試參數如深度、鉆具面角、俯仰角的測試精度已滿足實用要求。與國外同類產品相比，從趨勢上看導航儀研發方向主要體現于以下幾個方面：1、對于地下發射無線技術，需增大儀器的穩定性，尤其是抗外界環境干擾的能力；2、對于有線技術，將更側重于便利施工操作的信號傳輸系統的研發；3、地下器具參數的測試與隨鉆控制的智能化聯系需提高到新的水平；4、一些更新、更全面、更有效的非開挖測控方法有望問世。

復雜地層非開挖施工工藝的研究

非開挖工程中常見的復雜地層主要包括流沙、卵、礫石等松散層，強水敏粘土和淤泥層、硬巖層。如何從工法、設備、鉆具、材料等方面提高復雜地層和硬巖非開挖施工的水平，已成為國內非開挖界一項共同奮斗目標。

在松散和強水敏地層中，時常發生坍塌、縮徑、垮孔，以致于無法形成鉆孔，還有可能毀壞地面及地下構物，而且在鋪管時阻力特別大，嚴重影響非開挖工程的施工效率、成功性和安全性。對此，首先應該建立水平孔孔壁力學計算模型，對不同復雜地層孔壁的穩定性狀作出預測判斷；在采取技術措施時，應配制成孔液、研制特殊鉆具及工藝規程、采取必要的輔助工序等。

非開挖成孔液的科學使用

非開挖成孔液不僅在復雜地層保護孔壁中起重要作用，而且在排渣、潤滑、水力導向等諸多方面有重要影響。然而，目前國內非開挖施工中對成孔液的合理應用重視不夠，往往造成施工速度慢、垮孔及地面塌陷、鋪管遇阻等嚴重后果。因此，對癥下藥地研發、設計、調配和應用相應的成孔液，可以形象地比喻為“磨刀不誤砍柴工”，是中國非開挖工藝技術今后發展的趨向之一。

從性價比等多方面綜合考慮，適于非開挖施工的成孔液類型主要有膨潤土體系、天然植物膠體系、化工合成材料體系三大類，配方時所用的基本漿材和處理劑的可選品種較多。研發應用時，應特別注意結合非開挖地層和工藝條件。從要求的性能上看：非開挖成孔液應有較強的靜態粘結力、寬范圍可調的流動粘度、優良的降失水性和抑制性、顯著的潤滑性和剪切稀釋作用。

非開挖的理論建模與工程計算

與非開挖施工和設備開發相比，非開挖的理論分析與科學計算相對滯后，一些相關的力學數學模型、量化計算公式以及輔助設計軟件的研究開發和應用急需跟上，例如導向動力學分析方法、鉆孔軌跡設計與三維控制模型、水平孔孔壁穩定計算分析、鋪管阻力計算算法等等。一旦形成密切聯系實際的理論并開發相應軟件，必將對非開挖施工的優化、提率和質量、保證安全等產生共性的指導意義。

非開挖信息與管理軟件平臺的建立

利用現代網絡信息技術，建立非開挖網絡信息平臺，不僅可以資源共享，交流工程實踐中的經驗得失，還可以整合優勢力量，為國內非開挖技術的快速發展儲備強大的信息庫。同時依托網絡*的功能，實現非開挖產業的商業運作化、合理化，大大降低人力、物力，財力的支出。中國非開挖技術信息網為我們提供了一個很好獲取相關非開挖信息的平臺，但國內此方面的門戶網站數量還很少，已有網站也存在質量不高，內容單一，功能或缺等問題，因此如何加強網站之間的聯合推陳出新，也很值得關注。

非開挖管理軟件的開發對非開挖工程的規劃設計、成本核算、風險評估、科學管理具有重要的指導意義。國內在此領域起步較晚，水平有限，某些單位已經開發具有自主知識產權的非開挖商用軟件，但軟件的通用性、適用性不強。因此，如何研發功能強大，數據庫豐富 ，界面人性化，運算速度快，便于科學管理的非開挖管理軟件迫在眉睫。

總之，隨著經濟的飛速發展，城市建設規模的不斷擴大，道路交通設施的不斷完善，國內非開挖市場將會越來越廣，在市場的帶動及同行們的共同努力下，我國的非開挖技術水平也必然會大幅提高。