KỸ THUẬT THI CÔNG KÍCH ỐNG NGẦM BẰNG ỐNG THÉP HCM

KỸ THUẬT THI CÔNG KHOAN KÍCH NGẦM ỐNG THÉP D600–D1500 mm

ÁP DỤNG TẠI TP. HỒ CHÍ MINH VÀ CÁC ĐÔ THỊ LỚN

1. Giới thiệu chung

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh tại TP. Hồ Chí Minh và các thành phố lớn, nhu cầu lắp đặt các tuyến ống ngầm như:

• Tuyến ống cấp nước sạch,
• Ống thoát nước và nước thải,
• Ống kỹ thuật (viễn thông, cáp điện lực),
• Ống bảo vệ cáp quang hoặc cáp trung – cao thế,
• Ống thép bọc bảo vệ cho các dự án giao thông – hạ tầng,

ngày càng tăng mạnh. Tuy nhiên, đặc thù đô thị đông đúc, mật độ giao thông lớn và hệ thống hạ tầng ngầm dày đặc khiến phương pháp đào hở truyền thống không còn phù hợp.

Do đó, kỹ thuật khoan kích ngầm bằng ống thép trở thành giải pháp tối ưu nhằm:

• Tránh gián đoạn giao thông;
• Không ảnh hưởng nhà dân và công trình hiện hữu;
• Vượt qua đường lớn, đường sắt, kênh – rạch;
• Đảm bảo an toàn và độ chính xác cao.

Phương pháp này thường áp dụng cho các đường kính lớn như D600 mm đến D1500 mm, nơi yêu cầu độ bền, khả năng chịu lực và độ kín khít của ống thép phải được đảm bảo theo tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt.

2. Nguyên lý thi công khoan kích ngầm bằng ống thép

Kỹ thuật này sử dụng thiết bị kích thủy lực công suất lớn đặt trong giếng kích để đẩy từng đoạn ống thép vào lòng đất theo tuyến thiết kế, đồng thời đầu tiên phá đất bằng đầu cắt (cutter head) hoặc dùng khoan vít tải (auger) đưa đất ra ngoài.

Phương pháp này thuộc nhóm công nghệ:

• Pipe Jacking,
• Microtunneling (tự động điều khiển),
• Auger Boring.

Tiến trình cơ bản gồm:

1. Đào giếng kích – giếng thu.
2. Lắp thiết bị kích – khung dẫn hướng.
3. Kích đẩy ống thép từng đoạn.
4. Đào lấy đất bằng khoan vít tải, xúc gầu hoặc đầu cắt.
5. Kết nối ống thép và đẩy tiếp.
6. Định vị và căn chỉnh hướng – cao độ.
7. Thu hồi thiết bị và hoàn thiện.

3. Ưu điểm khi sử dụng ống thép D600–D1500 trong thi công kích ngầm

3.1 Khả năng chịu lực vượt trội

• Ống thép có giới hạn chảy và độ bền kéo rất cao.
• Chịu lực kích rất lớn (hàng trăm đến hàng nghìn tấn).
• Chịu áp lực đất, tải trọng giao thông, nhà cửa và công trình bên trên.

3.2 Độ cứng vững và ổn định

• Không bị nứt gãy như ống bê tông khi gặp điều kiện nền đất phức tạp.
• Chịu được tuyến cong nhẹ.
• Không biến dạng khi đào vét đất bên trong.

3.3 Phù hợp cho tuyến dài

Do độ bền cao, ống thép thích hợp với tuyến:

• Dài > 60–120 m,
• Đi dưới quốc lộ, đường sắt, cầu vượt, kênh rạch.

3.4 Thi công được trong nhiều loại địa chất

• Đất sét, đất pha cát, đất cứng, sỏi – cuội.
• Khả năng chịu tải tốt nên khi gặp vật cản, ống vẫn ổn định.

3.5 Thuận lợi cho lắp đặt cáp hoặc ống kỹ thuật bên trong

Ống thép thường được dùng làm ống bảo vệ, bên trong luồn:

• Cáp điện lực trung – cao thế;
• Cáp quang;
• Ống PCCC;
• Ống HDPE cấp/thoát nước.

4. Quy trình kỹ thuật thi công khoan kích ngầm ống thép D600–D1500 mm

4.1 Khảo sát và thiết kế tuyến

Cần khảo sát địa chất chi tiết:

• SPT, mô đun đàn hồi, sức kháng cắt, hệ số thấm;
• Mực nước ngầm;
• Vị trí cáp ngầm – ống ngầm hiện hữu;
• Mật độ giao thông – tải trọng bề mặt;
• Tính chất nền đất: rời, dính, cát, sét, đá phong hóa.

Tuyến được thiết kế:

• Độ sâu chôn ≥ 1,2–2,0 m;
• Bán kính cong tối thiểu theo tiêu chuẩn máy kích;
• Nằm cách công trình hiện hữu ≥ 1–2 m.

4.2 Thi công giếng kích và giếng thu

Các phương pháp thường dùng:

• Tường cọc ván thép (Sheet Pile);
• Tường cọc khoan nhồi;
• Tường barrette;
• Cọc secant hoặc tường vây bê tông cốt thép.

Kích thước giếng phụ thuộc:

• Đường kính ống;
• Chiều dài máy kích;
• Hướng tuyến.

Bố trí giếng phải đảm bảo:

• Sàn đỡ máy kích đủ chịu lực;
• Độ thẳng và độ phẳng của ray dẫn hướng;
• Khoảng cách để lắp ống thép từng đoạn.

4.3 Lắp đặt hệ thống kích thủy lực

Hệ thống kích gồm:

• Bộ xy lanh thủy lực công suất 100–600 tấn;
• Hệ thống bơm thủy lực;
• Khung dẫn hướng (thanh ray);
• Gối kích (thrust block) bằng bê tông cường độ cao.

Yêu cầu:

• Khung dẫn hướng phải được căn chỉnh theo đúng cao độ và hướng tuyến;
• Mặt tiếp xúc giữa xy lanh – gối kích phải sạch, không lệch tâm;
• Kiểm tra áp lực kích trước khi duy trì lực lớn.

4.4 Kích đẩy đoạn ống thép đầu tiên

Ống đầu tiên (Starter Pipe):

• Thường dài 1,5–3 m;
• Gắn đầu cắt (Cutter Head) hoặc đầu khoan vít tải;
• Được căn chỉnh cẩn thận vì quyết định hướng tuyến.

Đất được đào ra bằng:

• Auger Boring (vít tải);
• Dùng đầu cắt và xe gầu xúc thủ công (trong đất mềm);
• Hệ thống conveyor (tự động, đối với Microtunneling).

4.5 Thi công khoan đào (Excavation)

4.5.1 Trong đất mềm – đất sét

• Sử dụng đầu cắt dạng dao hoặc bucket.
• Điều chỉnh áp lực kích nhẹ để tránh trồi ống.
• Hạn chế rung động để không ảnh hưởng nhà dân.

4.5.2 Trong đất pha sỏi – cát chặt

• Sử dụng đầu cắt dạng răng hợp kim (carbide).
• Khoan với tốc độ thấp để tránh kẹt đầu cắt.
• Bơm nước rửa hoặc bentonite để ổn định vách.

4.5.3 Trong đá phong hóa hoặc đất rất cứng

• Sử dụng đầu cắt dạng bi (roller cone).
• Duy trì lực kích lớn hơn.
• Kiểm soát fragment đá để không làm kẹt mũi khoan.

4.6 Kích nối tiếp các đoạn ống thép

Mỗi đoạn ống dài 4–6 m.

Phương pháp nối:

• Hàn đối đầu;
• Hàn girth weld;
• Mối nối cơ khí (ít dùng).

Kiểm tra mối hàn:

• Hàn 3 lớp;
• Siêu âm UT hoặc chụp X-RAY nếu yêu cầu;
• Sơn chống gỉ sau hàn.

Lực kích phải được truyền đều qua từng đoạn:

• Lắp vòng đỡ kích;
• Dùng vòng thép chống biến dạng.

4.7 Kiểm tra hướng – cao độ

Hệ thống kiểm tra:

• Laser dẫn hướng;
• Thiết bị đo cao độ điện tử;
• Máy toàn đạc để kiểm soát sai lệch.

Sai số cho phép:

• ≤ 20 mm trên toàn tuyến;
• Độ nghiêng sai lệch ≤ 0,3%.

4.8 Hoàn thiện tuyến ống

Sau khi đủ chiều dài:

• Cắt bỏ đoạn ống thừa.
• Vệ sinh bên trong ống thép.
• Bịt đầu ống bằng nắp thép hoặc bê tông.
• Lắp ống kỹ thuật bên trong (nếu có).
• Lấp giếng thu bằng cát và bê tông.
• Hoàn trả mặt bằng.

5. Các yếu tố kỹ thuật quan trọng trong khoan kích ngầm ống thép

5.1 Kiểm soát lực kích

Lực kích không được vượt quá:

• Giới hạn chịu lực của ống thép;
• Giới hạn chịu lực của gối kích.

Công thức tính lực kích:

F = P × A + Ma sát × chiều dài ống

Kiểm soát giảm lực ma sát bằng:

• Bơm bentonite vào xung quanh ống;
• Bôi trơn bằng polymer;
• Dùng vòng dẫn hướng chống ma sát.

5.2 Ổn định vách hầm

Trong khoan kích ngầm, độ ổn định phụ thuộc:

• Loại địa chất;
• Tốc độ đào;
• Tỷ lệ nước rửa;
• Áp lực đất phía trên.

Trong đất yếu: cần bơm bentonite hoặc đồng thời kích + đào để tránh sập lỗ.

5.3 Ảnh hưởng đến công trình lân cận

Phải tính:

• Độ lún cho phép;
• Tải trọng móng nhà;
• Mực nước ngầm;
• Hạn chế rung động.

5.4 Biện pháp chống kẹt ống

Hiện tượng kẹt ống thường xảy ra khi:

• Đầu cắt gặp đá lớn;
• Đất sập không được thu dọn;
• Ma sát lớn do đất chặt.

Biện pháp:

• Tăng lưu lượng rửa;
• Lùi 1 đoạn và khoan lại;
• Bổ sung bentonite;
• Dùng kích tăng cường.

6. Yêu cầu vật liệu ống thép D600–D1500 mm

Ống thép phải đảm bảo:

• Tiêu chuẩn ASTM A53, ASTM A252 hoặc JIS G3101.
• Độ dày từ 10–25 mm tùy đường kính.
• Thép có giới hạn chảy ≥ 235–345 MPa.
• Mối hàn dọc SAW hoặc hàn xoắn SPIRAL.

Bọc chống ăn mòn:

• Sơn epoxy 2–3 lớp;
• Bitum nóng;
• Bọc PE 3L theo tiêu chuẩn Nhật/Châu Âu.

7. An toàn lao động trong khoan kích ngầm

• Chống sập giếng bằng ván cừ thép hoặc tường vây.
• Kiểm soát khí độc trong giếng (CO₂, CH₄).
• Trang bị hệ thống thoát nước – bơm chìm.
• An toàn điện cho hệ thống bơm và laser.
• Cấm người đứng trong ống khi đang kích

 So sánh với các phương pháp thi công ngầm khác

Phương pháp	Ưu điểm	Nhược điểm	Phạm vi áp dụng
HDD	Không đào mở, lắp ống nhanh	Không phù hợp ống thép lớn, độ chính xác hạn chế trong đất cứng	Cáp, ống nhỏ, tuyến cong
Pipe Jacking ống thép	Chịu lực tốt, tuyến dài	Chi phí cao, cần giếng kích	Ống thép D600–D1500
Microtunneling	Tự động điều khiển, rất chính xác	Máy móc đắt tiền	Cống D800–D3000
Auger Boring	Chính xác cao, giá thấp hơn Microtunneling	Không thi công tuyến cong	Ống thép trung bình

Kỹ thuật khoan kích ngầm ống thép đường kính D600–D1500 mm là giải pháp tối ưu cho các đô thị lớn như TP. Hồ Chí Minh, nơi:

• Giao thông phức tạp;
• Dân cư đông đúc;
• Công trình hiện hữu dày đặc;
• Yêu cầu tránh đào mở tối đa.

Phương pháp này mang lại:

• Độ chính xác cao;
• Tính ổn định và an toàn;
• Khả năng thi công trong điều kiện địa chất khó;
• Độ bền vượt trội khi sử dụng ống thép.

Thông qua quy trình khảo sát – thiết kế – thi công – kiểm tra – hoàn thiện chuyên nghiệp, Minh Phương Corp hoàn toàn có thể đáp ứng mọi yêu cầu của các dự án kích ngầm ống thép, từ D600 đến D1500 mm, đảm bảo chất lượng – tiến độ – an toàn theo chuẩn quốc tế.

Kỹ thuật kích ống ngầm bằng ống thép là một quy trình thi công để lắp đặt đường ống mà không cần mở rãnh với các đặc điểm sau:

- Theo định nghĩa, nó không phải là một hệ thống khí cầu. Mặc dù các kỹ thuật đã được phát triển để có thể kiểm soát quỹ đạo.

- Nó cũng không cho phép sự thay đổi của quỹ đạo. Mặc dù các kỹ thuật đã được phát triển để sửa chữa những sai lệch có thể xảy ra.

- Đường đi phải thẳng.

- Tôi yêu cầu một hố tấn công để bắt đầu khoan, kích thước thay đổi theo kích thước của mũi khoan.

- Kết hợp lực đẩy thủy lực của giắc cắm ống với đầu khoan được điều khiển bởi trục được hình thành bởi không có mục đích (cánh quạt), truyền chuyển động quay của mũi khoan vào đầu và đồng thời trích xuất mảnh vụn ra bên ngoài.

- Cho phép lắp đặt ống dẫn từ 250 mm. đến 1.800 mm. chiều dài lên đến 150 mét (tùy thuộc vào địa hình và kích thước của mũi khoan)

 

- Nó là một hệ thống kinh tế và linh hoạt, có thể làm việc ở hầu hết mọi địa hình.
Những hạn chế chính của nó:

- Vì nó không phải là một hệ thống khí cầu hoàn toàn, nó có thể không phải là hệ thống lý tưởng trong các cài đặt yêu cầu nó.

- Hạn chế chính của nó là đất bao gồm bowling lớn hoặc đất có tính nhất quán rất thấp (cát hoặc sỏi)

- Mặc dù có máy móc để giới thiệu đường kính lên đến 1.800 mm.

- Bạn chỉ có thể chèn ống vỏ thép (áo sơ mi bị mất) để mài bên trong ống dẫn điện (PE, PVC, PRFV, thép hoặc các loại khác)

- Mặc dù nó cho phép chiều dài dài hơn, nhưng không nên có chiều dài trên 100 mét.

 

Máy kích ống ngầm

Về cơ bản nó bao gồm:

- Xi lanh lực đẩy truyền lực đẩy đến đường ống

- Bộ phận quay truyền mô-men xoắn đến đầu cắt qua bộ tăng cường

- Băng ghế, cấu trúc kim loại mà trên đó bộ phận đẩy và xoay trượt.

- Trục helicodal và dụng cụ.

Quá trình thi công kích ống ngầm bằng ống thép

Qúa trình thi công kích ống ngầm bằng ống thép HCM về cơ bản bao gồm:

1. Lắp đặt máy kích ngầm.

Công việc bắt đầu với việc cài đặt máy tính trong hố tấn công.

Đầu tiên, băng ghế dự bị được đặt với sự liên kết và độ nghiêng bạn muốn mang theo đường ống.

Bộ quay và lực đẩy được gắn vào băng ghế dự bị.

Và cuối cùng, phần đầu tiên của đường ống được đặt trên băng ghế dự bị. Bên trong đã được giới thiệu bộ tăng cường và là phần đầu tiên, ở một đầu là đầu cắt.

2. Giới thiệu phần đầu tiên của đường ống.

Khi tất cả các yếu tố được cài đặt, bộ đẩy hoạt động trên đường ống, trong khi đơn vị quay xoay các trục hình lục giác bằng các kết nối lục giác. Bằng cách này, mặt đất bị đâm bởi đầu được di chuyển ra ngoài qua bên trong của

 

Kích thủy lực

Kích thủy lực là một kỹ thuật lắp đặt đường ống không rãnh được sử dụng để dẫn động ngang các ống thép có đường kính khác nhau. Đây là một phương pháp rất hữu ích trong việc lắp đặt dưới các cấu trúc như đường xá, vùng nước, tòa nhà, v.v.

Lực đẩy được thực hiện nhờ một búa khí nén hoặc thủy lực, đập vào ống thép, xuyên qua mặt đất mà không làm biến đổi ống thép. Sau khi lắp đặt ống, vật liệu bên trong sẽ được lấy ra.

Sau đó, vật liệu còn lại bên trong ống kim loại được loại bỏ bằng cách sử dụng khí nén hoặc nước có áp suất, để lại phần bên trong để tạo điều kiện cho ống kim loại hoạt động hoặc sử dụng nó làm bảo vệ hoặc đi qua và đặt một đường ống mới vào bên trong.

Phương pháp thi công cũng giống như kích ống ngầm bằng ống thép, tạo điều kiện thuận lợi cho những người đã có kinh nghiệm làm thí điểm. Điều quan trọng cần làm nổi bật là ống thép được sử dụng, vì do đặc tính kháng và độ dẻo của thép, chúng chống lại và phân phối tốt hơn tải trọng do búa truyền mà không làm hỏng cấu trúc của ống.

Nét đặc trưng

• Chiều dài thay đổi theo điều kiện đất
• Đường kính từ 4 đến 80 inch
• Lực tác động lên đến 2.000 tấn
• Cần có một phương pháp hiệu quả để loại bỏ vật liệu dư thừa trong ống
• Có thể áp dụng trên tất cả các loại đất ngoại trừ đất đá
• Yêu cầu nguồn khí nén

 

Có thể bạn muốn biết Lắp đặt đường ống ngầm dẫn gas: chọn phương pháp khoan ngầm nào tốt hơn? >>

 

 

CÔNG TY CP TƯ VẤN ĐẦU TƯ & THIẾT KẾ XÂY DỰNG MINH PHƯƠNG

Địa chỉ: Số 28B Mai Thị Lựu, Phường Đa Kao, Q.1, TPHCM

Hotline:  0903649782 - (028) 3514 6426

Email: nguyenthanhmp156@gmail.com