Mô tả quá trình khoan ngầm kéo đường ống và những lưu ý

Ngày đăng: 10/12/2021

1661 Lượt xem

0 Đánh giá

Xây dựng đường ống ngầm được thực hiện bằng thủy cơ và cơ học bằng quy trình khoan ngầm kéo đường ống HDD. Đây là một quá trình khoan ướt có thể kiểm soát và thân thiện với môi trường.

Xây dựng đường ống ngầm được thực hiện bằng thủy cơ và cơ học bằng quy trình khoan ngầm kéo đường ống HDD. Đây là một quá trình khoan ướt có thể kiểm soát và thân thiện với môi trường. Xây dựng đường ống thông thường (rãnh mở, đóng lại mặt đường) được tránh trong quá trình đặt ngầm này bằng cách khoan gần bề mặt, cơ khí thủy văn, thậm chí xung quanh các đường cong. Trong quá trình khoan định hướng ngang HDD, đào hầm khoan dưới lòng đất hoạt động theo nguyên lý vận hành kết hợp. Khoan không chỉ được thực hiện bằng cách sử dụng công nghệ cơ khí thông thường, nhưng với các máy bay phản lực treo khoan hòa tan đá sắc nét xuất hiện từ vòi phun ở đầu khoan và gây ra sự xâm nhập cơ địa thủy của đá lỏng lẻo (xem Hình 1).

Lỗ khoan được điều khiển bằng cách xoay đầu khoan thí điểm góc cạnh trong lỗ khoan. Cuối cùng, một tia nước cắt một khoang dưới lòng đất. Một hệ thống treo khoan chảy ra khỏi đầu khoan ở áp suất cao, nới lỏng đất và đá và truyền tải mũi khoan ra khỏi lỗ khoan.

Ảnh 1: Đầu khoan đang hoạt động

Trong một số trường hợp, vật liệu hòa tan được xả qua dòng chảy trở lại dọc theo thanh khoan đến nhà máy tái chế Betonit, ở phần khác có sự sắp xếp lại một phần của đá lỏng lẻo trong vùng lân cận của lỗ khoan khai quật, theo đó trong khu vực này, một kho lưu trữ mới, bây giờ dày đặc hơn là do tiết kiệm không gian lỗ chân lông. Đồng thời, một không gian lỗ chân lông ổn định lấp đầy với hệ thống treo khoan được thực hiện, được trộn với các máy bay phản lực áp suất cao. Một tách cơ học của đá lỏng lẻo trong mặt cắt ngang lỗ khoan trong lòng đất cũng diễn ra trực thuộc. Trong khoan kéo ống ngầm định hướng HDD động hỗ trợ tác động, phần cơ học của công việc hòa tan đá cao hơn.

Hệ thống treo khoan được điều chỉnh theo các con đất tương ứng và, ngoài bentonite, một khoáng chất đất sét, có thể chứa các chất phụ gia hơn nữa, trong .B, có tác dụng hỗ trợ bổ sung trên kênh khoan (xem Hình 2).

Hình 2: Ổn định lỗ khoan bằng nhũ tương khoan bentonite

Nguồn: Süd-Chemie AG, Moosburg

Nhiệm vụ của dung dịch khoan trong quá trình khoan ngang trong nước ngầm:

Giữ cho lỗ khoan mở và ổn định nó

Xả hom từ đáy lỗ khoan lên bề mặt

Bù đắp cho việc tăng áp lực đá và vỉa

Làm mát và bôi trơn các dụng cụ khoan

Phương pháp kiểm soát khoan kéo ống ngầm

Trong giàn khoan ống ngầm HDD, kiểm soát khóa học dọc và bên đạt được bằng hai thành phần sau:

Một mặt, mũi khoan có một máy phát tích hợp tạo ra trường điện từ. Trực tiếp phía trên đầu khoan trong lòng đất, máy phát này có thể được theo dõi bằng thiết bị định vị (máy đo cường độ trường) trên bề mặt trái đất, để có thể phát hiện vị trí của đầu khoan bất cứ lúc nào.

Mặt khác, mũi khoan có hình trụ từ thân chính, được cấu tạo không đối xứng và có bề mặt nghiêng và bề mặt đỡ nghiêng bên trên đầu khoan. Mặt phẳng nghiêng bên này hoạt động như một bề mặt điều khiển trong đó nó tiếp nhận sự hỗ trợ nghiêng của cây thương khi vào cua ở phía đối diện với hướng mong muốn của đường cong bằng cách kích hoạt áp suất đất thụ động. Vị trí không gian của đầu khoan có thể được theo dõi bất kỳ lúc nào trên thiết bị hiển thị trên máy cũng như trên thiết bị định vị, được hướng dẫn dọc theo đường phố ngay phía trên mũi khoan. Một dây khoan đặc biệt linh hoạt trong các giàn khoan ngang cũng cho phép khoan bán kính đường cong với độ sâu tối thiểu là 12 m.

Với các giàn khoan HDD mini, chiều dài phần khoan riêng lẻ lên tới 500 m, độ sâu tối đa ở đây là khoảng 12 m, vì khả năng phát đầu khoan bị giới hạn ở độ sâu này.

Hình ảnh 3 + 4: Đầu khoan và hệ thống định vị ® DigiTrak F2

Nguồn: Tracto-Technik GmbH &Co.KG, Lennestadt

Xây dựng bộ có thể thu vào

Hình 5: Cấu trúc và chế độ xem (không niêm phong) của bộ có thể thu vào

Nguồn: Tracto-Technik GmbH &Co.KG, Lennestadt

Phương pháp đặt đường ống ngầm

Các bước sau đây được yêu cầu để thực hiện thủ tục:

Lỗ khoan thí điểm

Mở rộng bore (các)

Thao tác rút lại

1. Khoan thí điểm

Trong phương pháp khoan ngang định hướng, cái gọi là lỗ thí điểm có đường kính của cây máy khoan được tạo ra lần đầu tiên (xem Hình 6). Phi công này kết thúc tốt ở một hố mục tiêu được xác định trước.

Hình 6: Với phương pháp khoan đặt ống ngầm HDD, lần đầu tiên thực hiện cái gọi là khoan thí điểm

Nguồn: Tracto-Technik GmbH &Co.KG, Lennestadt

2. Mở rộng lỗ khoan (các)

2. (Các) lỗ mở rộng

Trong hố mục tiêu này, mũi khoan hoặc đầu khoan được tháo ra khỏi cần khoan đã được đưa vào và một đầu mở rộng hoặc mũi doa hướng theo hướng ngược lại được vặn vào. Đầu bộ giãn nở này được kéo qua phần khoan thí điểm trong khi quay và xả, do đó mở rộng mặt cắt ngang của mũi khoan (xem Hình 7).

Tùy thuộc vào đường kính ống mong muốn, một số lỗ mở rộng có thể cần thiết sau khi khoan thí điểm để chuẩn bị kênh khoan cho việc xả đường ống dẫn phương tiện. Một cơ cấu búa, có thể được bật trên đất đá cho đến đất lớp 5, đôi khi cả lớp đất 6, không chỉ tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiến hành mà còn cho quá trình lái. Khi khoan trong đá, một động cơ lỗ xuống với các con lăn được kết nối ngược dòng.

Hình 7: Sau khi khoan thí điểm, bước tiếp theo là mở rộng mặt cắt ngang của lỗ khoan bằng đầu mở rộng (doa)

Nguồn: Tracto-Technik GmbH &Co.KG, Lennestadt

3. Quy trình kéo ngược

Nếu mặt cắt ngang đường ống đã cho phép đặt đường ống hoặc bó ống mong muốn, thì thiết bị này được gắn trực tiếp phía sau đầu mở rộng và đồng thời được kéo xuống đất. Một thiết bị kéo bên trong, được kết nối với đầu giãn nở thông qua một khớp xoay, được sử dụng để kéo trong đường ống (xem Hình 8).

Hình 8: Scraper (1), xoáy quay (2), đầu kéo (3), đường ống nhựa (4)

Nguồn: Tracto-Technik GmbH &Co.KG, Lennestadt

Đường kính mở rộng của microtunnel phải lớn hơn ít nhất 30% so với đường kính ngoài của đường ống để có đủ nhũ tương khoan và mũi khoan (hỗn hợp có thể sưng bentonite / đáy / đất sét) trong khoảng trống cho một ống toàn diện và lực phù hợp nhúng. Trong trường hợp đường kính đường ống lớn hơn và điều kiện dưới bề mặt địa chất khó khăn, một số quá trình mở rộng được yêu cầu theo từng giai đoạn, theo đó các thanh khoan "rỗng" được gắn phía sau đầu mở rộng trong các bản mở rộng trung gian. Chỉ trong lần mở rộng cuối cùng là đường ống được kéo vào (xem Hình 9).

Hình 9: Sau khi mở rộng hoặc đã mở rộng mặt cắt ngang lỗ khoan, đường ống được kéo vào
Nguồn: Tracto-Technik GmbH &Co.KG, Lennestadt

Theo bảng tính DVGW GW 321 "Phương pháp khoan định hướng ngang có thể điều khiển được cho đường ống dẫn khí và nước - yêu cầu, đảm bảo chất lượng và thử nghiệm", các đường ống để thay mới trong mạng lưới nước uống phải tương ứng với mức áp suất ít nhất là 10 bar. Trong quá trình kéo vào, ống không được căng quá lực kéo cho phép. Theo bảng tính DVGW GW 321 hoặc theo yêu cầu của khách hàng, lực kéo tác động trực tiếp lên ống phương tiện do đó phải được đo và ghi lại. Phép đo được thực hiện bằng thiết bị đo lực kéo được lắp trước đường ống cần kéo vào. Do tải trọng cơ học phát sinh trong quá trình lắp đặt này, chỉ nên sử dụng ống nhựa của dòng SDR 11, đặc biệt là với đường kính ống nhỏ.

Tuổi thọ hữu ích của đường ống mới đặt phụ thuộc vào mức độ nguyên vẹn. Vật liệu có thể chịu được thiệt hại lên đến 10% chiều dày thành ống, các vết xước và rãnh thêm nữa làm giảm tuổi thọ của đường cung cấp (xem Hình 10 + 11). trong các quy định của DVGW GW 321 (xem tổng quan về nhà sản xuất).

Biểu đồ 10: Các yếu tố an toàn đối với độ sâu của vết xước và rãnh trong đường ống nhựa

Nguồn: egeplast international GmbH, Greven

Đủ điều kiện thực hiện xây dựng đường ống ngầm

Sau khi nhiệm vụ thi công bê tông đã được lập (bảng thông số kỹ thuật / hồ sơ dự thầu xây dựng), sau khi thăm dò địa chất và có thể cả tuyến georadar và sau khi lựa chọn thiết bị khoan, dự án xây dựng thực tế phải được tiến hành. Để dự án này cũng đáp ứng các yêu cầu trong tương lai của quản lý chất lượng theo ISO 9000, tất cả các giai đoạn lập kế hoạch và xây dựng dự án được trình bày và sau đó được mô tả theo phạm vi của chúng:

Giai đoạn lập kế hoạch dự án khoan ngầm kéo ống (thu thập các kế hoạch hiện có, thăm dò tuyến đường, thảo luận về các chướng ngại vật dưới lòng đất, xác định chi tiết tuyến đường, phân tích lớp đất)

Giai đoạn kiểm soát sản phẩm đường ống

Giai đoạn điều khiển máy

Giai đoạn thi công (mở và mục tiêu mở hố, giai đoạn lái xe, giám sát khoảng cách an toàn, đánh dấu tuyến đường, hàn đường ống, giai đoạn mở rộng và kéo đường ống, đóng moong, vệ sinh công trường)

Giai đoạn theo dõi (đo dòng, mẫu dự trữ đường ống sản phẩm, các quy trình chấp nhận) và tài liệu

Xem thêm Đặt đường dây kết nối trong nhà với máy khoan định hướng mini HDD, Biện pháp thi công kéo cáp quang, hướng dẫn thi công cáp quang ngầm