Phương pháp khoan định hướng HDD khoan ngầm qua đường sông

Ngày đăng: 04/10/2021

1510 Lượt xem

0 Đánh giá

Phải mất rất nhiều thời gian để một đường ống đi qua con sông chính của hệ thống thoát nước lớn nhất Miền Bắc thông qua khoan định hướng ngang (HDD).

HDD khoan ngầm qua đường sông

Phải mất rất nhiều thời gian để một đường ống đi qua con sông chính của hệ thống thoát nước lớn nhất Miền Bắc thông qua khoan định hướng ngang (HDD). Để đạt được kỳ tích, chủ sở hữu đường ống nước thải ngầm đã phải điều hướng các vùng nước của địa chất, kỹ thuật, máy móc xây dựng và các cơ quan tỉnh và địa phương.

Nỗ lực tuyệt vời đã dẫn đến việc cài đặt thành công 12-in. đường ống dẫn đường kính kéo dài gần 7.700 ft qua sông Hồng và hai con đê ngăn lũ tỉnh. Việc vượt biển là nền tảng của một đường ống dài 26 dặm để vận chuyển nước muối từ một vòm muối ở trên bờ tây của sông Hồng đến một nhà máy chlor-kiềm mới ở bờ đông đối diện của sông tại phía nam.

Trong khi vượt sông Hồng bằng phương pháp khoan định hướng HDD là một thành tựu đáng kể, thì yếu tố bổ sung là khoan dưới hai con đê ngăn lũ tỉnh đã làm cho dự án này trở thành một thành tựu đặc biệt. Để tăng thêm độ phức tạp cho dự án, hai giàn khoan định hướng ngang HDD đã bắn các lỗ thí điểm từ hai phía đối diện của sông và cắt nhau 165 ft dưới sông.

Kỹ thuật bảo vệ khoan định hướng ngang

Khoan dưới đê là một quá trình xây dựng và kỹ thuật được quy định và chặt chẽ. Trong quá trình thi công khoan định hướng, áp lực dung dịch khoan cần thiết để loại bỏ các hom ra khỏi lỗ khoan có khả năng làm đứt gãy đất, tạo ra một con đường giải phóng dung dịch khoan xuống bề mặt đất thường được gọi là “vô tình quay trở lại dung dịch khoan” (Xem thêm Cách dùng dung dịch khoan cho công trình ngầm). Nếu điều này xảy ra dưới một con đê điều tiết, vết nứt có thể tạo ra khả năng cho nước thấm từ phía lũ và dưới đê sang phía được bảo vệ trong một trận lũ lụt trong tương lai. Đường thấm này có thể dẫn đến xói mòn phá hoại làm ảnh hưởng đến sự ổn định của đê. Một dự án như giao lộ này liên quan đến việc thiết lập một đường dây liên lạc sớm và liên tục với trong suốt quá trình kỹ thuật, cấp phép và xây dựng.

Với tư cách là kỹ sư thiết kế địa kỹ thuật và khoan định hướng trong dự án, anh Minh đã hoàn thành một nghiên cứu địa chất chi tiết trên máy tính để bàn, một chương trình thăm dò kỹ lưỡng dưới bề mặt và thiết kế khoan định hướng để giảm nguy cơ đứt gãy thủy lực và giải phóng bề mặt của dung dịch khoan. Ngay trong quá trình thiết kế, nghiên cứu trên máy tính đã được hoàn thành để đánh giá các điều kiện đất dự kiến trong khu vực. Nghiên cứu đã xác định khả năng có một lớp cát dày đặc trong khu vực sắp xếp khoan định hướng được đề xuất. Lớp cát, nếu có, sẽ cung cấp một nền đất ổn định để khoan định hướng có thể được thiết kế.

Để mô tả đầy đủ các điều kiện đất dưới bề mặt cho thiết kế khoan định hướng ngang HDD và hoàn thành việc đánh giá khả năng đứt gãy thủy lực, một chương trình thăm dò địa kỹ thuật mở rộng đã được thực hiện. Chương trình này bao gồm khoan bảy borings ở độ sâu lên đến 160 ft và tăng cường sáu thử nghiệm xuyên thấu hình nón (CPT) đến độ sâu lên đến 200 ft. cát pha và cát pha có mật độ trung bình đến rất đặc.

Lớp cát bên dưới cung cấp lớp đất phù hợp để thiết kế đường băng qua sông bằng phương pháp khoan định hướng HDD, nhưng nhóm thiết kế của Anh Minh ’khoan định hướng ngang HDD đã khuyến nghị lắp đặt vỏ bọc xuyên qua lớp bùn và đất sét yếu ở cả hai phía lối vào và lối ra để giảm nguy cơ đứt gãy thủy lực ở các loại đất mềm hơn.

Kỹ thuật một giải pháp

Việc mô hình hóa khả năng đứt gãy thủy lực của quá trình hình thành đất và giải phóng bề mặt dung dịch khoan liên quan đến việc thể hiện các đặc tính của đất, công cụ và đặc tính dung dịch khoan của nhà thầu khoan ngầm HDD. Mô hình dẫn đến việc thiết lập áp suất dung dịch khoan tối đa cho phép trở thành yêu cầu cấp phép và phải được đo trong quá trình thi công. Trong phân tích đứt gãy thủy lực thông thường, áp suất dung dịch khoan tối đa cho phép được tính bằng cách chia áp suất giới hạn hình thành đất cho hệ số an toàn. Đối với dự án này, áp suất giới hạn hình thành được chia cho hệ số an toàn yêu cầu là hai. Hệ số an toàn cố định này dẫn đến một phạm vi thay đổi của áp suất dung dịch khoan cho phép trên toàn bộ khoan định hướng trong đó áp suất dung dịch khoan cho phép thay đổi tương ứng với giới hạn hình thành đất.

Do chiều dài của khoan định hướng dưới sông Hồng và cả hai con đê là gần 7.700 ft, nên áp suất dung dịch khoan dự kiến cần thiết để loại bỏ các hom ra khỏi lỗ khoan đã tăng cao hơn áp suất dung dịch khoan cho phép trước khi đến điểm thoát. Do đó, việc lắp đặt khoan định hướng được thiết kế để sử dụng phương pháp khoan lỗ giao nhau. Điều này yêu cầu khoan định hướng phải được khoan từ cả hai phía của căn chỉnh và giao nhau trong khi các yếu tố an toàn cao hơn yêu cầu của .

Thông qua quá trình cấp phép, đã xem xét kế hoạch thiết kế và xây dựng của kỹ thuật khoan ngang HDD, bao gồm cả việc lắp đặt vỏ và sử dụng phương pháp giao cắt lỗ thí điểm để giảm nguy cơ gãy thủy lực dưới đê yêu cầu tài liệu toàn thời gian về các hoạt động xây dựng và giám sát áp suất hình khuyên của lỗ xuống.

Điểm nổi bật về xây dựng

Vào ngày 15 tháng 1 năm 2013, Minh Phương Corp bắt đầu xây dựng khoan định hướng bằng cách cài đặt 16-in. đường kính ống vách ở cả hai phía lối vào và lối ra. Để lắp đặt vỏ, công ty Minh Phương đã khoan lỗ thí điểm một khoảng cách xác định, doa lỗ phụt, sau đó xoay vỏ vào vị trí bằng máy khoan ngang HDD. Các vỏ bọc được lắp đặt ở độ sâu từ 65 đến 70 ft dưới mặt đất xuyên qua lớp đất sét mềm và vào lớp cát dày đặc. Vỏ ở phía lối vào dài khoảng 278 ft và dài khoảng 259 ft ở phía lối ra.

Sau khi lắp đặt vỏ, các hoạt động lỗ thí điểm bắt đầu từ cả hai phía đầu vào và lối ra. Các áp suất hình khuyên lỗ quan sát được duy trì dưới áp suất dung dịch khoan cho phép theo quy định của giấy phép . Kiểm lâm đã khoan khoảng 3.848 ft từ phía lối vào và 3.830 ft từ phía lối ra và hoàn thành lỗ thí điểm giao nhau dưới sông Hồng - trong khoảng 50 ft nước và khoảng 115 ft dưới đường bùn của sông. Công ty Minh Phương sử dụng hai sà lan neo ở sông Hồng để định vị các dây cuộn khảo sát thứ cấp, được sử dụng để xác định vị trí hai bit lỗ hoa tiêu cho lỗ hoa tiêu giao nhau.

Làm việc theo nhóm giúp hoàn thành dự án thành công

Sau khi hoàn thành lỗ thí điểm giao nhau, Công ty Minh Phương kéo thành công 12-in. đường kính ống với lớp lót PVC được lắp đặt sẵn xuyên qua lỗ đã khoan, hoàn thành việc lắp đặt khoan định hướng đầu tiên dưới sông Hồng và hai con đê . Cuối cùng, đường ống dài 7.678 ft băng qua sông Hồng đã thành công. Làm việc theo nhóm là chìa khóa để thực hiện dự án đầy thử thách này. Anh Minh lãnh đạo kỹ thuật thiết kế phương án khoan ngang HDD trong khi các thành viên khác trong nhóm bao gồm: Tuấn, Hùng, Dũng, Đông; Dung dịch chất lỏng DCS; Anh Minh; Kỹ thuật khoan định hướng; Công nghệ khoan ngang. Tất cả các thành viên trong nhóm muốn gửi lời cảm ơn đến sự hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp từ Quận Đống Đa.