Khoan ngầm qua đường và khoan ngang qua đường

CÔNG NGHỆ KHOAN NGẦM HDD QUA ĐƯỜNG VÀ KẾ HOẠCH THI CÔNG SAU SỰ CỐ

Công nghệ khoan định hướng ngang (Horizontal Directional Drilling – HDD) là phương pháp thi công không đào mở, được sử dụng rộng rãi trong các dự án hạ tầng kỹ thuật đô thị, giao thông và cấp – thoát nước. HDD cho phép đưa ống ngầm qua các tuyến đường có mật độ giao thông cao mà không gây gián đoạn lưu thông, không ảnh hưởng kết cấu mặt đường và hạn chế tối đa tác động môi trường.

Trong bối cảnh các đô thị lớn mở rộng hệ thống hạ tầng ngầm, HDD trở thành giải pháp thi công chủ đạo. Tuy nhiên, việc áp dụng trong điều kiện địa chất phức tạp đòi hỏi kiểm soát rủi ro nghiêm ngặt, đặc biệt sau khi xảy ra các sự cố trong quá trình khoan.

Bối cảnh dự án và lý do phải điều chỉnh kế hoạch thi công

Tuyến đường hầm kỹ thuật tại khu vực trung tâm thành phố đang được thi công bằng công nghệ HDD. Trong giai đoạn trước, một sự cố nghiêm trọng xảy ra tại đầu tuyến hầm khiến quá trình khoan buộc phải tạm ngừng để thực hiện sửa chữa lớn đối với máy khoan ngang.

Sau khi công tác sửa chữa và hiệu chỉnh hoàn tất, Bộ Giao thông ban hành yêu cầu thẩm định lại toàn bộ điều kiện kỹ thuật nhằm đảm bảo an toàn nếu tiếp tục thi công. Theo đó, một phần đoạn hầm dài khoảng 160 m vẫn duy trì lệnh đình chỉ, trong khi nhà thầu chỉ được phép tiến hành khoan thử nghiệm với điều kiện hạn chế.

Mục tiêu của kế hoạch mới là đánh giá mức độ an toàn của thiết bị, quy trình và tính ổn định của địa chất trước khi cho phép thi công toàn diện.

3. Kế hoạch khoan thử và kiểm chứng kỹ thuật

Theo kế hoạch điều chỉnh, máy khoan ngang được phép hoạt động trở lại nhưng chỉ khoan tiến hai vòng hầm đầu tiên. Giai đoạn này đóng vai trò thí nghiệm kỹ thuật, nhằm xác định:

• Độ ổn định của mô-men xoắn trên trục khoan.
• Áp lực dung dịch khoan và mức độ thẩm thấu vào đất.
• Độ lệch hướng của đầu khoan.
• Mức độ rung chấn truyền lên mặt đường.
• Chất lượng thành hầm sau khoan.

Việc khoan thử trong phạm vi nhỏ giúp đánh giá thực tế hiệu quả các cải tiến kỹ thuật mà nhà thầu đã triển khai.

4. Các thay đổi kỹ thuật mà nhà thầu phải chứng minh

Để được phép thi công trở lại, nhà thầu phải chứng minh các thay đổi sau:

4.1. Hệ thống định hướng và cảm biến
Hệ thống định vị sonde được nâng cấp để tăng độ chính xác. Các cảm biến áp lực mới được lắp đặt nhằm phát hiện sớm nguy cơ quá áp hoặc lệch hướng.

4.2. Điều chỉnh dung dịch khoan
Dung dịch bentonite được cải thiện về độ nhớt để giảm ma sát và hạn chế hiện tượng mất nước vào lớp đất yếu. Một số polymer hỗ trợ ổn định thành hầm được bổ sung.

4.3. Tối ưu hóa vận hành cơ khí
Hệ thống thủy lực và cụm đầu khoan được đại tu. Các thông số lực kéo, lực đẩy và tốc độ quay được hiệu chỉnh để tránh hiện tượng kẹt cần, đứt cần hoặc phá vỡ mái hầm.

4.4. Tăng cường giám sát hiện trường
Nhà thầu triển khai giám sát liên tục 24/24, với sự có mặt của chuyên gia đào hầm trong suốt quá trình khoan thử.

5. Hạn chế trong giai đoạn thi công thử nghiệm

Dù được phép hoạt động trở lại, quá trình khoan vẫn bị kiểm soát nghiêm ngặt:

• Chỉ được khoan trong phạm vi thử nghiệm theo đúng chỉ đạo.
• Không được thay đổi tốc độ khoan hoặc áp lực bơm ngoài giới hạn cho phép.
• Mọi đất đào phải vận chuyển bằng xe chuyên dụng của STP.
• Nhà thầu phải báo cáo chi tiết theo từng mét khoan cho cơ quan quản lý.

Đây là giai đoạn thi công có điều kiện, nhằm giảm thiểu rủi ro khi máy khoan hoạt động trở lại trong địa chất đô thị phức tạp.

6. Hiện trạng tiến độ và tình trạng thiết bị

Tính đến thời điểm được đánh giá, máy khoan ngang đã hoàn thành khoảng 50% chiều dài đường hầm theo thiết kế. Tuy nhiên, đoạn hầm phía Bắc dài 160 m vẫn đang bị đình chỉ.

Các thông số kỹ thuật sau khi sửa chữa cho thấy:

• Lượng mất dung dịch khoan đã giảm đáng kể.
• Độ lệch hướng nằm trong giới hạn thiết kế, nhỏ hơn 2%.
• Rung chấn truyền ra mặt đường giảm khoảng 30% so với trước sự cố.

Máy khoan đang được đặt tại vị trí chờ, sẵn sàng vận hành khi có chỉ đạo tiếp theo của Bộ Giao thông.

7. Quy trình tiếp tục thi công sau khoan thử nghiệm

Nếu quá trình khoan thử nghiệm chứng minh các thay đổi kỹ thuật đáp ứng yêu cầu, cơ quan quản lý sẽ cho phép thi công theo ba bước:

7.1. Khoan thêm 100 m về phía Bắc
Tiến tới điểm dừng kỹ thuật đã được phê duyệt trong bản vẽ thiết kế.

7.2. Thực hiện bảo trì tổng thể máy khoan
Các hạng mục bảo trì bao gồm kiểm tra đầu khoan, vệ sinh và hiệu chỉnh hệ thống thủy lực, kiểm tra độ kín của ống bentonite và đo kiểm biến dạng ống vỏ.

7.3. Đóng cửa đường hầm trong hai tuần
Mục đích để thi công đường hầm nhánh nằm phía dưới và để đảm bảo an toàn trong quá trình khoan các đoạn liên kết.

Vai trò giám sát của Bộ Giao thông và chuyên gia kỹ thuật

Cơ quan quản lý yêu cầu triển khai giám sát độc lập theo ba lớp: giám sát của nhà thầu, giám sát của chủ đầu tư và giám sát của Bộ Giao thông. Đồng thời, chuyên gia đào hầm phải có mặt liên tục tại công trường để xử lý kịp thời các rủi ro như tăng áp, lệch hướng, sụt đất hoặc mất dung dịch khoan.

Cơ chế giám sát nhiều tầng nhằm đảm bảo quá trình khoan diễn ra an toàn tuyệt đối trong khu vực đô thị trung tâm, nơi tồn tại nhiều tuyến hạ tầng ngầm chồng chéo.

Đánh giá rủi ro kỹ thuật và biện pháp kiểm soát

Các rủi ro chính trong thi công HDD bao gồm: sụt lún mặt đường, mất dung dịch khoan vào đất yếu, gãy cần khoan, va chạm với công trình ngầm hiện hữu, hoặc tắc nghẽn đường hầm.

Nhà thầu đã đề xuất các biện pháp kiểm soát như: thí nghiệm dung dịch khoan theo ca, đo rung chấn liên tục, theo dõi độ lệch hướng theo chu kỳ 3 phút, sử dụng bơm hút áp lực cao để thu hồi bentonite và lắp hệ thống cảm biến áp suất song song trong lòng hầm.

Ý nghĩa của kế hoạch thi công mới

Kế hoạch thi công điều chỉnh sau sự cố có nhiều ý nghĩa quan trọng:

• Khôi phục tiến độ dự án sau thời gian đình chỉ kéo dài.
• Đảm bảo an toàn cơ học cho thiết bị và tính ổn định của địa chất.
• Tăng cường tính minh bạch và trách nhiệm giữa các bên liên quan.
• Giảm thiểu tác động đến giao thông và môi trường đô thị.
• Tạo tiền đề an toàn cho giai đoạn khoan toàn tuyến sau này.

Việc cho phép máy khoan ngang hoạt động trở lại trong phạm vi thử nghiệm là bước đi thận trọng nhưng cần thiết nhằm kiểm chứng hiệu quả của các cải tiến kỹ thuật sau sự cố. Giai đoạn thi công mới, với cơ chế giám sát chặt chẽ và các yêu cầu kỹ thuật cụ thể, sẽ là cơ sở quan trọng để đảm bảo tính an toàn, chất lượng và tiến độ của toàn bộ tuyến hầm.

Công nghệ HDD tiếp tục khẳng định vai trò là giải pháp thi công ngầm tối ưu trong các dự án giao thông – hạ tầng đô thị hiện đại, đồng thời đòi hỏi quản lý rủi ro ở mức độ cao nhất, đặc biệt trong các điều kiện nền đất phức tạp và mật độ công trình ngầm lớn.

Khoan ngầm qua đường cao tốc

Trong bốn năm, Minh Phương Corp và kỹ sư phát triển công nghệ khoan ngầm qua đường đã làm việc để thiết kế một thiết bị khoan qua đường phổ thông có thể giảm bớt công nhân xây dựng từ những căng thẳng thể chất quá mức chịu đựng trong quá trình khoan bê tông và đá. Tunnel xây dựng và nâng cấp địa chấn cần thiết của các tòa nhà lớn đã tạo ra nhu cầu đáng kể cho công việc này trên các tuyến đường cao tốc. Các đội khoan ngầm qua đường gặp thách thức với các phiên bản kế tiếp của thiết bị mới của họ, làm giảm sự mệt mỏi liên quan với việc sử dụng bằng tay một nặng khí nén hoặc búa khoan khi khoan chốt vào bê tông. Trong năm 2014, nhóm nghiên cứu Khoan ngầm qua đường đã thử nghiệm các phiên bản khác nhau của các công trình  xây dựng trên các tuyến đường. Công nhân và phản hồi nhà thầu thông báo cải tiến quan trọng.

Một thiết kế mới cho phép các thiết bị khoan ngầm được thiết lập bất kì góc độ khoan, mà không cần loại bỏ và cài đặt lại cồng kềnh của bu lông, do đó làm giảm uốn và đạt trong quá trình khoan, Một hệ thống mang mới mà làm cho khuôn dễ dàng hơn để sử dụng và mạnh mẽ hơn, Một thiết kế khoan yên đó cho phép sử dụng hai phương khoan cùng một lúc.

Dự án bao gồm việc khoan lỗ trên 2.000 m trong khoảng thời gian 1 tháng; các đồ gá lắp ở tốc độ làm việc sử dụng bằng cách khoan hai lỗ cách nhau một cách hoàn hảo cùng một lúc. Người lao động trong công việc không chỉ thích những cách thức mới để khoan, họ đã thông qua khuôn của họ bằng cách đặt tên nó và mặc áo thun với một hình ảnh của khuôn. Quan trọng không kém, Minh Phương Corp đã tranh thủ được sự khuôn khoan trong cuộc chiến chống lại các mối nguy hiểm từ dung dịch khoan. Nhiệm vụ như khoan chốt và khoan trên không hoặc bên trong đá hoặc bê tông có thể tạo ra một lượng đáng kể nguy hiểm. Các kết quả sử dụng thông tin phản hồi từ người lao động và thợ điện, người sử dụng các khuôn, đội cải thiện thiết kế của nó với một yên ngựa khoan phổ quát, một cải tiến từ xa on / off chuyển đổi, và một phương pháp mới để điều chỉnh nhanh chiều cao khoan và góc. Chi phí đầu khoan cho thiết bị khoan qua đường mới cho phép tùy chọn khoan hai lỗ cùng một lúc - một nhà thầu sử dụng thành công các khuôn khoan kép để cài đặt trên đường ống dẫn điện giảm một nửa thời gian dự kiến.  Nhóm nghiên cứu đã trình bày kết quả các cuộc họp về sức khỏe và an toàn bốn nhà thầu quốc gia và địa phương.

Khoan ngang qua đường hầm máy khoan ngầm đạt tốc độ như thiết kế là giai đoạn gay cấn nhất của cuộc hành trình khoan ngang qua đường của mình. Mỗi công đoạn khoan ngầm, máy tạm dừng để các đội có thể chặt dung dịch khoan để làm cho các vòng tiếp theo mở rộng lỗ khoan ngầm của ống xuyên qua đường cao tốc. Mỗi lượt của đầu cắt mang lại trạng thái gần gũi hơn với lỗ khoan mở rộng xuyên qua đường giao thông. Các tuyến đường hầm uốn cong theo đường chéo từ bờ sông về phía trung tâm thành phố, và bao xa kết thúc trước phải đi trước khi nó đi hoàn toàn phía dưới cầu, để lại đằng sau một đường hầm rắn.

Đất tươi xuyên xuống chủ yếu là đất sét ổn định, và nó thậm chí còn yêu cầu thêm nước. Đất khô là một chút ngạc nhiên, và nó thích hợp hơn để ngầm khắc nghiệt. Lý tưởng nhất, đất này mang một kết cấu như bột yến mạch cứng, đặc biệt là tại cái gọi là "cắm" của muck công ty nơi đất vào một khoan băng tải tại các cơ sở của máy, một số ngày là tốt hơn so với những người khác do việc sửa chữa nhỏ, chẳng hạn như vòi phun dung dich khoan và các bộ phận băng tải, thường làm gián đoạn . Ví dụ, một bộ phận thủy lực trục trặc trong máy các phân đoạn có hình vòng cung của ống dẫn thủy lực, buộc đội khoan ngần ngang đường tạm dừng để sửa chữa.

Tấn vữa liên tục phun ra phía sau của máy khoan ngầm để lấp đầy một khoảng cách 8-inch bao quanh máy hình trụ. Một khoảng cách tồn tại vì đĩa cắt rộng đường kính hơn so với quốc lộ vòng đường hầm được thiết lập phía sau nó. Trong khi đó, đồng hồ đo chôn gọi là giãn dài kiểm tra các phong trào được thường xuyên kiểm tra bốn phía sau cắt và một ở phía trước. Trong những di chuyển trong tháng, khiến một cuộc họp khẩn cấp với STP, các nhà thầu nhà nước và giám sát người nghĩ rằng việc đọc là một sự bất thường cho đến khi một hố lớn được hình thành.cho đến khi nhà thầu đã đưa ra một kế hoạch khởi động lại, với các giao thức nghiêm ngặt hơn đối với đất theo dõi. Các hợp đồng khoan ngầm cho tất cả các tòa nhà, điện nước và đường giao thông bằng khoan đường hầm ngang qua để được theo dõi cho đến khi công việc được hoàn thành.

 Máy khoan ngang nối lại hoạt động đường hầm dưới đường cáo tốc khi Bộ Giao thông vận tải nhà nước về dỡ bỏ lệnh cấm đối với tháng trước sau khi vi phạm an toàn mở ra một hướng phát triển dịch vụ khoan ngầm qua đường tại địa điểm khoan.

Bộ Giao thông đã giải quyết các vấn đề dẫn đến những hành vi vi phạm an toàn và đã thực hiện một số cải tiến để đảm bảo họ có thể tiếp tục nối lại một cách an toàn các dự án đường hầm. Ông cho biết việc dỡ bỏ các hệ thống treo có điều kiện, dựa trên hiệu suất nhà thầu. "Đây nâng điều kiện của hệ thống treo cho nguyên nhân sẽ cho STP một cơ hội để chứng minh tính hiệu quả của các thủ tục khai thác cập nhật của họ,"

"Nhà thầu khoan ngầm có một kế hoạch sử dụng máy khoan ngang cho việc thay đổi các hoạt động đường hầm để đảm bảo kiểm soát mặt đất tích cực," trong một tuyên bố chuẩn bị. "Nó cũng đã làm thay đổi nhân sự chủ chốt, và nó đã đưa vào giao thức nơi để kiểm soát chất lượng và đảm bảo."

Theo kế hoạch mới, Máy khoan ngang sẽ được phép khoan về phía trước và cài đặt khoảng 2 vòng đường hầm. Trong thời gian này, họ phải chứng minh rằng họ đã thực hiện một số thay đổi để đảm bảo họ có thể yên tâm tiếp tục khai thác. Trong khi khai thác có thể tiếp tục hoạt động xông vẫn còn bị hạn chế trong thời gian này, và STP sẽ loại bỏ đất đào bằng xe tải. Công việc đã được treo trên các dự án bị trì hoãn lâu khi một sự cố mở ra tại địa điểm khoan. Trước đó, công việc đường hầm bị treo để thực hiện việc sửa chữa lớn cho máy khoan ngang.

Cho đến nay, máy khoan ngang đã làm cho 1/2 của đường dọc theo tuyến đường hầm được quy hoạch theo trung tâm thành phố.Các máy đào hầm hiện đang nằm chờ  chỉ đạo của Bộ giao thông. Việc dỡ bỏ điều kiện của việc đình chỉ duy trì tại chỗ cho khoảng 160 m của đường hầm. Trong thời gian này, các nhà thầu sẽ được điều hành với giao tiếp thêm với chuyên gia đào hầm của nó, các quan chức cho biết. Nếu chủ đầu tư chứng tỏ rằng các thủ tục khai thác sửa đổi của họ có hiệu quả, các đội sẽ tiếp tục khai thác thêm 100 m phía bắc đến một điểm dừng bảo dưỡng theo kế hoạch. Khi đó, đội khoan ngầm robot có thể dành vài tuần thực hiện bảo trì cuối cùng trước khi đường hầm sẽ được đóng cửa trong khoảng hai tuần để khoan đường hầm bên dưới nó.

GỌI NGAY – 0903649782 - 028 35146426 

ĐỂ ĐƯỢC TƯ VẤN 

CÔNG TY CP TV ĐẦU TƯ VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MINH PHƯƠNG

Địa chỉ: 28 B Mai Thị Lựu, P Đa Kao, Q 1, TPHCM

Chi nhánh: 2.14 Chung cư B1,số 2 Trường Sa, P 17, Q Bình Thạnh, TPHCM

ĐT: (08) 35146426 - (08) 22142126  – Fax: (08) 39118579 - Hotline 090 3649782 - 0907957895