随着城市高度现代化和人民生活水平的不断提高，城市和乡村对基础设施建设的总体要求越来越高，地下管网是城市基础设施的重要组成部分，日夜肩负着传送信息和输送能量的重要工作，是城市赖以生存和发展的物质基础，是城市不可缺少的生命线。 传统的开挖更换地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，给市民工作、生活带来许多不便，特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这个矛盾更加突出。 非开挖技术(Trenchless Technology)是近二十多年来国际上新兴的一种对环境基本无公害的地下管线施工技术，是指利用岩土钻掘技术在地表不挖沟的情况下，铺设、修复和更换地下管线的相关技术。 爆管法是在更换一些旧的、不合要求的油气、给水和排水管道工程中得到很好的认可的一种管道非开挖在线更换方法。爆管法工艺采用气压、液压或是静拉力来破碎现存的旧管道，并将旧管道碎屑挤入周围的土层中，同时拉入新管道。该工艺将采用等径或是超径的新管道来在线更换旧管道。当要更换的旧管道的分支较少或是旧管道在结构上已经损坏或是需要提高其承载力时，采用爆管法工艺将获得较高的性价比。 本文以爆管法作为研究对象，重点研究了以下三个方面： 首先研究了施工工艺参数的优化设计；施工工艺参数包括：采用的气压大小、所使用的爆管头的样式、超径比的大小，更新管材的选择。施工工艺选用合理的参数对于工程具有决定性的作用，要做到技术的最优化和经济的最优化必须优化施工的工艺参数，从而使管道的在线更新高效地完成。 其次研究了爆管施工中的受力分析；建立了爆管头的受力模型，以及爆管机具内部构件的运动情况，研究爆管设备的受力和运动情况有助于优化设计爆管设备和选择合理的施工参数，高效的完成施工。 再者采用有限元模拟的方法，研究管线在线置换施工对周围地层环境的影响研究；非开挖技术于开挖技术相比，对土层的扰动是最小的，但是不等于不影响周围环境，因此，研究管线在线置换施工对周围地层环境的影响因素，可以将其限制在最小的范围内，有利于管线在线更新的推广应用。 在发达地区，为了替换和加强现有的管道网络，所施工的地下管道数量也增长很快，导致了地层的变形和运动，从而造成了个人财产、道路和其它公共设施不同程度的损坏，已经引起了人们的关注。非开挖技术在减少对周围设施的损坏和地表沉降方面，无疑比开挖法具有很大的优越性。在城市建设快速发展的今天，无污染、无噪音、质量优、工期短、安全性高、造价低、施工扰民少的非开挖技术将成为今后市政建设发展主流(绿色施工)技术，是值得研究的重要课题。