THI CÔNG KHOAN NGẦM HDD DỰ ÁN NGẦM HÓA ĐƯỜNG ỐNG KHÍ TẠI KCN CÁI MÉP

Công nghệ khoan ngầm HDD cho đường ống nước – đường ống dẫn điện – đường ống dẫn gas trong khu công nghiệp

Công nghệ khoan ngầm định hướng (HDD – Horizontal Directional Drilling) đang trở thành giải pháp cơ bản và trọng yếu trong thi công các hệ thống hạ tầng ngầm của khu công nghiệp hiện đại, nơi yêu cầu về an toàn vận hành, độ tin cậy của hệ thống, tính ổn định về môi trường và khả năng tối ưu hóa mặt bằng luôn được đặt ở mức cao nhất. Việc phát triển đồng thời các hệ thống hạ tầng như đường ống cấp nước thô/ nước sạch, tuyến ống gas công nghiệp, tuyến điện lực trung – cao thế 22–110–220 kV và hệ thống điều khiển – viễn thông đặt ra yêu cầu về phương pháp thi công vừa chính xác, vừa hạn chế tối đa xâm lấn mặt đất, không ảnh hưởng hoạt động sản xuất trong khu công nghiệp. HDD trở thành giải pháp tối ưu nhất trong toàn bộ những yêu cầu này.

Trong điều kiện khu công nghiệp, mật độ công trình ngầm rất lớn, bao gồm: hệ thống cấp nước – thoát nước, đường ống công nghệ của nhà máy hóa chất, gas LPG/CNG, trạm khí, các tuyến cáp điện lực trung thế đặt trong ống HDPE hoặc ống thép, tuyến cáp quang điều khiển nhà máy, cùng với các tuyến cống hộp giao thông. Việc đào mở (open-cut) gần như không khả thi vì gây gián đoạn giao thông, mất an toàn cho các công trình đang vận hành và tăng rủi ro gây sự cố cho hạ tầng lân cận. Phương pháp HDD giúp giải quyết tất cả những rủi ro này bằng việc thi công hoàn toàn dưới đất, kiểm soát được hướng khoan, độ sâu, khoảng cách đến công trình hiện hữu, và đảm bảo không xâm phạm nền đường giao thông cũng như đất yếu dễ sụt lún.

Công nghệ khoan ngầm cho hệ thống đường ống nước thô HDPE/OD500 – OD1800 được thiết kế theo tiêu chuẩn AWWA, kết hợp áp suất thiết kế của tuyến ống. Đường kính khoan phải tối thiểu gấp 1,3–1,6 lần đường kính ống để giảm ma sát kéo và đảm bảo hệ số an toàn cho vỏ ống. Khi khoan cho ống HDPE, dung dịch khoan phải bám dính đều lên thành đường hầm để hạn chế xước, giảm lực kéo và ngăn hiện tượng bó ống khi kéo qua những đoạn đất sét bão hòa. Máy khoan phải có lực kéo tối thiểu 60–80 tấn cho ống D500–D800, trong khi tuyến ống lớn hơn (D1200–D1800) yêu cầu lực kéo 150–300 tấn tùy chiều dài.

Hệ thống đo đạc định hướng là yếu tố then chốt đặc biệt trong khu công nghiệp vì tuyến ống mới phải đi song song hoặc cắt qua các công trình ngầm hiện hữu ở độ sâu 1–4 m. Nhà thầu sử dụng thiết bị định vị DCI F5, F5 Falcon hoặc Subsite TK được đặt ở đầu khoan, truyền tín hiệu lên mặt đất để xác định tọa độ từng mét. Kỹ thuật viên định vị phải cập nhật liên tục để giữ độ sai số <10 cm, tránh xuyên cắt qua tuyến nước đang vận hành, ống gas LPG, ống hơi hoặc cáp điện 22–35 kV. Khi đi gần các tuyến cáp điện lực, tín hiệu định vị bị nhiễu điện từ nên phải chuyển chế độ tần số thấp hoặc dùng hệ thống định vị từ xa (wireline) bằng ống dẫn tín hiệu xuyên qua cần khoan.

Đối với đường ống cấp nước hoặc thoát nước công nghiệp, hệ thống HDPE/GRP/PVC-U cần độ cong tuyến khoan phù hợp tiêu chuẩn uốn cong tối đa của ống. Những đoạn có bán kính cong nhỏ (khoảng 120–150 m) bắt buộc phải thiết kế tuyến khoan uốn cong nhẹ để tránh nứt thân ống khi kéo. Đặc biệt đường ống nước thô cỡ lớn có chiều dài kéo 150–300 m cần tính toán lực kéo (pull-back force) theo hệ số ma sát μ = 0,15–0,25 tùy địa chất, đưa vào mô phỏng để đảm bảo lực kéo không vượt quá 75% giới hạn chịu kéo của HDPE.

Đối với ống điện lực trung – cao thế, kỹ thuật HDD được áp dụng để lắp ống HDPE D160–D250 hoặc ống thép bảo vệ cho cáp 110 kV và 220 kV. Tuyến điện lực yêu cầu tiêu chuẩn cao hơn nhiều so với ống nước vì phải đảm bảo: chống thấm tuyệt đối, độ thẳng lớn, hạn chế góc cong, nhiệt độ vận hành ổn định. Khi kéo bó ống điện, nhà thầu phải luồn ống trơn bảo vệ (duct) vào đường hầm khoan, đảm bảo không bị xoắn vặn gây khó khăn cho quá trình kéo cáp sau này. Dung dịch khoan phải sạch, không lẫn vật liệu thô, đặc biệt không dùng bentonite thô có hạt lớn vì có thể gây vết xước nhỏ dẫn đến hỏng lớp cách điện sau nhiều năm vận hành.

Với tuyến khí công nghiệp hoặc khí LPG/CNG, công nghệ HDD được thiết kế theo tiêu chuẩn API RP 1102 và tiêu chuẩn về tuyến ống chịu áp lực cao ASME B31.4/B31.8. Đường ống thép D6"–D20" được phủ chống ăn mòn 3LPE hoặc FBE. Khi khoan, Nhà thầu phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu từ đỉnh ống đến mặt đất 1,2–2,5 m tùy khu vực, tránh phạm vào hành lang an toàn cháy nổ. Những đoạn đi gần nhà máy hóa chất hoặc kho khí yêu cầu hệ thống kiểm soát khí dễ cháy theo chuẩn ATEX, kết hợp máy đo khí LEL để đảm bảo không có rò rỉ khí trong khu vực thi công. Lực kéo và độ xoắn phải được kiểm soát chặt để tránh làm bong lớp phủ chống ăn mòn, sau khi kéo xong phải kiểm tra Holiday Test toàn tuyến để phát hiện khiếm khuyết.

Dung dịch khoan cho ba loại ống (nước – điện – khí) có sự điều chỉnh về tỷ trọng và độ nhớt theo đặc tính địa chất của từng công trình trong KCN. Điều kiện chung của đất khu công nghiệp (đất lấp, cát pha, bùn sét trẻ) thường gây mất dung dịch khoan nên Nhà thầu sử dụng bentonite kết hợp polymer PAC, CMC, hoặc chất tạo gel để tăng độ ổn định thành hầm. Những đoạn địa chất yếu phải khoan với áp lực thấp để giảm nguy cơ blow-out. Việc giám sát dung dịch cũng bao gồm kiểm soát lượng dung dịch thất thoát, tách bùn bằng hệ thống rung và bơm tuần hoàn, không cho phép dung dịch trào lên bề mặt gây ô nhiễm.

Trong khu công nghiệp, các vị trí giao cắt có tính nhạy cảm cao, đặc biệt khi đi dưới đường nội bộ, băng qua cống hộp, hoặc đi dưới tuyến ống công nghệ. Nhà thầu phải khảo sát địa vật kỹ lưỡng, cách ly bằng hàng rào mềm, hố khoan phải chống sạt lở bằng cọc ván thép hoặc cống hộp BTCT. Máy khoan đặt trên nền tấm thép để chịu tải trọng và giảm rung chấn, tránh ảnh hưởng đến kết cấu của nhà xưởng lân cận. Những vị trí gần công trình đang hoạt động phải triển khai hệ thống cảnh báo rung chấn bằng cảm biến gia tốc (vibration sensor) để liên tục theo dõi.

Quá trình kéo ống yêu cầu thực hiện liền mạch, không được dừng quá 3–4 giờ để tránh co hẹp đường hầm. Khi kéo ống nước HDPE hoặc ống bảo vệ điện, việc giảm ma sát được hỗ trợ bằng dung dịch và con lăn căn chỉnh. Với ống khí, ngoài giảm ma sát còn phải kiểm soát ứng suất để tránh biến dạng thành ống. Chuỗi ống thường được lắp đặt trên các con lăn thép, từng đoạn hàn nối bằng phương pháp hàn đối đầu hoặc hàn hồ quang, sau đó kiểm tra siêu âm mối hàn và bọc chống ăn mòn tại mối nối bằng vật liệu FJC.

Sau khi kéo ống vào đúng vị trí, Nhà thầu thực hiện công tác nghiệm thu gồm: kiểm tra độ thẳng tuyến, kiểm tra CCTV nội soi đường hầm ống điện, kiểm tra thử áp cho tuyến nước, thử kín và thử áp lực cho tuyến khí. Tất cả các bước phải lập thành hồ sơ chất lượng theo tiêu chuẩn ISO và NĐ 06/2021/NĐ-CP.

Biện pháp thi công khoan ngầm HDD cho hạ tầng ngầm khu công nghiệp mang lại nhiều lợi ích vượt trội: không ảnh hưởng giao thông, không gián đoạn sản xuất, không ảnh hưởng kết cấu nền đường và công trình lân cận, an toàn tuyệt đối cho hệ thống khí – điện – nước hiện hữu, tốc độ thi công nhanh và độ chính xác cao. Chính vì vậy HDD đã trở thành công nghệ trụ cột trong xu hướng ngầm hóa hạ tầng kỹ thuật tại các khu công nghiệp hiện đại.

PHỤ LỤC

I.    TỔNG QUAN CÁC VỊ TRÍ KHOAN HDD.

II.   NĂNG LỰC KHOAN HDD CÁC NHÀ THẦU.

III. BIỆN PHÁP THI CÔNG KHOAN HDD.

 

I. TỔNG QUAN CÁC VỊ TRÍ KHOAN HDD

1- Đoạn từ Km 0+760 đến Km 1+160, khoảng 400m

2- Đoạn từ Km 2+ 180 đến Km 2+ 280, khoảng 100 qua đường ống khí của PVGAS

3- Đoạn từ Km 2+790 đến Km 2+880, khoảng 90m

4- Đoạn từ Km 4+360 đến Km 4+420, khoảng 60m

5- Đoạn từ Km 5+ 900 đến Km 6+920, khoảng 1020m

1. KHOAN HDD QUA ĐƯỜNG CỔNG CÔNG TY HẢI LINH  (DÀI 400 M, ĐỘ SÂU HDD 6M)

Đoạn từ Km 0+760 đến Km 1+160, khoảng 400m

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG TUYẾN ỐNG

2. KHOAN HDD QUA ĐƯỜNG .... (DÀI 60 M, ĐỘ SÂU HDD 6 M)

Đoạn từ Km 4+360 đến Km 4+420, khoảng 60m

 

3. KHOAN HDD ĐOẠN ĐƯỜNG TRONG KCN  (1020 M, ĐỘ SÂU HDD 6.70M)

Đoạn từ Km 5+ 900 đến Km 6+920, khoảng 1020m

 

II. BIỆN PHÁP THI CÔNG HDD

CÁC BƯỚC THI CÔNG HDD CHÍNH

 

B1: KHOAN DẪN HƯỚNG

- Định vị trí máy khoan, điều chỉnh góc khoan từ 6 - 8 độ

- Lắp đặt các thiết bị phụ trợ, cân chỉnh hàm lượng bùn bentonite => Áp lực bơm phun Betonite là 50 Barg tại điểm phun được thiết kế giữa mũi khoan.

- Thường xuyên kiểm tra định vị đầu khoan để đầu khoan đi theo hướng thiết kế

Cấp betonite vào hố khoan (bôi trơn, tạo vách lỗ khoan,...)

Thiết bị kiểm soát đường khoan dẫn hướng

Gắn thiết bị phát sóng vào mũi khoan

B2. KHOAN PHÁ NGƯỢC MỞ RỘNG ĐƯỜNG KHOAN

Lắp đặt đầu khoan phá ngược để mở rộng đường khoan từ đường kính nhỏ tới đường kính lớn (tăng đường kính 200 mm mỗi lượt roa: Ø400 mm à Ø600mm à…àØ700 mm à Ø800 mm

Trong quá trình khoan bơm dung dịch bentonite giữ thành hố khoan và đẩy vận chuyển bùn đất trong đường khoan ra ngoài => Dùng xe hút đi xử lý vấn đề môi trường, một phần được bơm vào bộ tái chế để tái sử dụng (50%).

B.3 KÉO ỐNG 508 mm (OD: 508 MM) bọc trong ống lồng PVC D630mm

- Lắp đặt đầu kéo ống vào phía sau đầu khoan phá ngược Ø800 mm

- Đưa ống vào vị trí kéo, sử dụng máy đào, 02 cẩu 50 tấn bố trí trên bãi để hỗ trợ nâng đưa ống vào miệng hố đường khoan

B.3 KÉO ỐNG 20 INCH (OD: 508 MM);

Bentonite được bơm liên tục vào hố khoan trong suốt quá trình kéo ống.

KÉO ỐNG 20 INCH = D508 mm trong ống lồng PVC D630 mm

Ống lồng cho kéo cáp quang được cố định và kéo cùng ống D508 mm”

9. ĐÁNH GIÁ RỦI RO

9.1. KHOAN DẪN HƯỚNG VÀ DOA MỞ RỘNG LỖ KHOAN:

1.  Rủi ro: Gặp mạch nước ngầm, túi bùn

+ Hậu quả: làm sập đường khoan, kẹt mũi khoan/ mũi doa phải rút lại mũi khoan, trường hợp có thể bỏ mũi khoan, cần khoan.

+ Giải pháp:

• Khoan khảo sát lại địa chất (50 m một vị trí khoan) trước khi thực hiện khoan dẫn hướng (có thể phải điều chỉnh đường khoan tối ưu).
• Khoan lại tuyến mới.

2. Rủi ro gặp các vật cản trên đường khoan dẫn hướng

• Gặp đá mồ côi, đá tảng:
• Gặp các vật cản khác chưa lường trước (tàu đắm, gốc cây, bờ kè chìm tự phát,…);

+ Hậu quả: Không thực hiện khoan/ doa tiếp được.

+ Giải pháp: Rút cần khoan, điều chỉnh tuyến và khoan lại tuyến mới.

ĐÁNH GIÁ RỦI RO

9.1. KHOAN DẪN HƯỚNG VÀ DOA MỞ RỘNG LỖ KHOAN (Cont.)

3. Rủi ro gãy cần khoan/ hỏng máy/ tắc Bentonite/ mất tín hiệu thu phát sóng kiểm soát đường khoan:

+ Hậu quả: Không tiếp tục được công việc. Thời gian có thể dừng khoan tối đa 72 giờ.

+ Giải pháp:

- Kiểm tra đảm bảo toàn bộ máy móc thiết bị ở điều kiện hoạt động tốt trước khi tiến hành công việc khoan.

- Rút cần, vất bỏ cần khoan, mũi khoan, thực hiện lại đường khoan.

9. ĐÁNH GIÁ RỦI RO

9.2 RỦI RO TRONG QUÁ TRÌNH KÉO ỐNG

1. Rủi ro đứt ống, đứt ống dẫn cáp quang

+ Hậu quả: Không thể tiếp tục công việc, có thể phải bỏ/ vất ống.

+ Giải pháp:

• Dùng tời để kéo ống ngược lại;
• Thay đổi đường khoan và kéo lại ống mới.

2. Rủi ro đứt cần khoan, sập đường khoan, kẹt ống;

+ Hậu quả: Không tiếp tục thực hiện được công việc.

+ Giải pháp:

-   Dùng tời kéo ống ngược lại;

• Khoan doa lại đường khoan và kéo lại ống.
• Thay đổi đường khoan mới và kéo lại ống;

9. ĐÁNH GIÁ RỦI RO

Một số giải pháp tổng thể khác:

• Thuê chuyên gia nước ngoài vận hành máy cho vị trí khoan.
• Thay đổi phương án đào mở nếu các giải pháp HDD không thể thực hiện;
• Mua bảo hiểm rủi ro cho toàn bộ quá trình khoan HDD;

III. KINH NGHIỆM THI CÔNG HDD CÁC NHÀ THẦU TRONG NƯỚC

III.1. NHÀ THẦU HDD TNG

1. Hợp đồng HDD đã thực hiện.

 

2. Năng lực thiết bị hiện có

• Máy khoan HDD 35 tấn                                   
• Máy khoan HDD 110 tấn

III.2. NHÀ THẦU HDD PTK

1. Hợp đồng HDD đã thực hiện.

 

2. Năng lực thiết bị hiện có

•  Máy khoan HDD 80 tấn

2. Thiết bị dự kiến đầu tư cho khoan HDD

1. Model                                                        : GD420-L;

2. Lực kéo lớn nhất                                       : 90 TẤN;

3. Hãng sản xuất                                           : GOODENG;

4. Xuất xứ                                                     : CHINA;

5. Thời gian dự kiến đầu tư máy                  : Sau khi được giao thầu.    

6. Thời gian dự kiến giao hàng                     : 1 tháng từ khi ký hợp đồng

 

Có thể bạn muốn biết Công ty khoan ngầm Minh Phương chuyên thi công lắp đặt mạng lưới ống thoát nước thải ngầm uy tín nhất Việt Nam

 

 

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