CÔNG NGHỆ KHOAN KÍCH NGẦM VÀ ỨNG DỤNG CỦA KÍCH ỐNG NGẦM

CÔNG NGHỆ KHOAN KÍCH NGẦM VÀ ỨNG DỤNG CỦA KÍCH ỐNG NGẦM

Khoan kích ống ngầm hay công nghệ khoan kích ngầm, thiết bị xuyên đất, búa dịch chuyển là hầu hết tên gọi của các loại máy mà TERMA sản xuất.

Khoan kích ống ngầm được sử dụng rộng rãi trong các công việc liên quan đến đường nước / cống rãnh, khí đốt, điện và viễn thông. Với sự trợ giúp của các máy khoan kích ngầm, bạn có thể đặt các đường bằng cách sử dụng cái gọi là phương pháp khoan ngầm (công nghệ không rãnh) mà không ảnh hưởng đến cơ sở hạ tầng hiện có. Điều này có nghĩa là bạn có thể thực hiện mà không cần thực hiện các lỗ dọc theo lộ trình cài đặt đã lên kế hoạch. Nó là đủ nếu bạn đào một hố bắt đầu và một mục tiêu. Hình vẽ sau đây cho thấy cách hoạt động với khoan kích ống ngầm thường trông như thế nào.

 

 

Trong hầu hết các trường hợp, kích thủy lực chuyển động đất được sử dụng để đặt các đường ống dưới đường phố, vỉa hè, đường ray, v.v. Kích thủy lực công suất lớn cho phép tiến hành công việc mà không phá hủy bề mặt đã cho và phải khôi phục lại sau khi công việc lắp đặt hoàn thành. Điều này có nghĩa là tiết kiệm đáng kể ngân sách lao động. Rải đường sử dụng công nghệ khoan không rãnh giảm gánh nặng cho môi trường và cũng giảm gánh nặng tắc đường, chuyển hướng và tiếng ồn. Điều quan trọng nhất đối với người lái xe và chiếc xe của họ là mặt đường không bị hư hỏng. Bởi vì chúng tôi nhận thức được rằng bất kỳ sự can thiệp nào vào cấu trúc ban đầu của con đường sớm muộn cũng sẽ phải sửa chữa định kỳ cho những khu vực bị ảnh hưởng.

Ví dụ, chúng tôi có thể trích dẫn các bức ảnh sau, nơi công việc lắp đặt được thực hiện bằng phương pháp xây dựng mở:

Tại các điểm được chỉ ra, các kết nối phải được thực hiện bằng công nghệ khoan không rãnh. Hiện tại có những chỗ lõm do tải trọng giao thông tại những điểm này. Theo thời gian, những chỗ lõm này ngày càng lớn hơn. Con đường trở nên không thể đi qua theo thời gian hoặc cần phải đóng cửa tạm thời trong thời gian sửa chữa. Nó sẽ khác nếu một khoan kích ống ngầm được sử dụng.

Khí nén được yêu cầu để cung cấp cho tên lửa. Thông thường một máy nén xây dựng di động được sử dụng cho việc này, bạn sẽ mang theo xe của mình đến công trường xây dựng. Tên lửa càng lớn thì nhu cầu không khí càng lớn. Bạn có thể tìm thấy bộ tiêu chuẩn để tạo lỗ khoan đất trong hình bên dưới:

 

 

Với sự trợ giúp của phương pháp kích ống ngầm, bạn có thể thực hiện một cuộc khoan một mình. Nhưng bạn cũng có thể kéo ống áo khoác nhựa ngay lập tức hoặc lái xe trong ống thép. Chúng tôi cung cấp một loạt các phụ kiện cho phép bạn chạy thực tế mọi cài đặt không rãnh.

Tốc độ đẩy của tên lửa phụ thuộc vào loại đất và đường kính máy. Nói chung, có thể nói rằng tốc độ trước hầu hết là 0,5-1,0 mét một phút.

Công việc với công nghệ khoan kích ngầm được thực hiện ở một độ sâu nhất định. Nguyên tắc chung là một lỗ trên mặt đất phải được khoan với độ sâu gấp 10 lần đường kính máy. Yêu cầu này nảy sinh từ việc tên lửa chuyển động trái đất làm dịch chuyển trái đất xung quanh máy. Trong đất được nén chặt, việc không tuân thủ các quy tắc trên có thể dẫn đến việc mặt đường bị nâng lên một cách không mong muốn.

Khoan kích ống ngầm không điều khiển được. Điều này có nghĩa là bạn sẽ không thể điều khiển máy nếu nó được chôn xuống đất. Bạn chỉ có thể thiết lập đường khoan mục tiêu chính xác bằng cách cân bằng máy trước khi nó hoàn toàn chìm xuống đất. Nếu bạn đã căn chỉnh máy một cách chính xác, bạn thường không phải lo lắng về độ chính xác. Việc chế tạo tên lửa được phát triển theo cách mà tên lửa cũng có thể đối phó với các điều kiện mặt đất đặc biệt khó khăn. Nếu gặp chướng ngại vật, họ có nhiều khả năng sẽ chọc thủng nó hơn là cho phép đi chệch khỏi đường khoan đã định.

 

 

Hầu hết thời gian, các lỗ khoan trên đất được thực hiện trong khoảng cách ngắn lên đến 10 mét. Nhưng kỹ thuật khoan kích ống chính xác, chất lượng cao cũng có thể đối phó với khoảng cách xa hơn nhiều, thậm chí 30 mét và hơn thế nữa. Cần phải tính đến rằng việc thực hiện khoan đất lâu hơn đòi hỏi kinh nghiệm lớn hơn.

Công nghệ khoan kích ống ngầm hầu hết được sử dụng để kéo các đường ống ngay sau khoan kích ống. Với mục đích này, khoan kích ống phải được trang bị một ống bọc ren được gắn ở cuối khoan kích ống ngầm. Sử dụng ống bọc có đường kính tương ứng với đường kính của ống được kéo vào. Đối với ống có đường kính lớn hơn, thường từ DN 90 mm, cáp thép và thiết bị căng cũng được sử dụng để căng ống và tên lửa thành một đơn vị. Các ống có đường kính nhỏ hơn chỉ yêu cầu một ống bọc có ren trong để gắn ống được kéo vào. Dưới đây, bạn sẽ tìm thấy một bức ảnh với các phụ kiện có thể kéo ống PE / PVC ngay phía sau tên lửa:

Có khi bạn phải khoan lỗ hoặc luồn ống nhựa có đường kính lớn hơn đường kính máy. Các nhà sản xuất khoan kích ống ngầm đưa ra một giải pháp và cung cấp các bản mở rộng, được gọi là. Chúng là tay áo bằng thép với đầu hình nón. Đường kính tay áo lớn hơn đường kính máy.

Đầu tiên, một lỗ thí điểm chỉ được tạo ra với sự trợ giúp của khoan kích ống ngầm. Sau đó, phần mở rộng được đặt trên một tên lửa và lỗ khoan hiện có được mở rộng.

Giải pháp đơn giản nhất để thực hiện việc lắp đặt như vậy tất nhiên là chọn một khoan kích ống ngầm có đường kính lớn hơn, mà bạn có thể kéo các ống lớn hơn ngay lập tức khi khoan lỗ đầu tiên. Tuy nhiên, mua một máy lớn hơn không phải lúc nào cũng là giải pháp tốt nhất có thể. Nó phụ thuộc vào số lượng và tần suất thực hiện công việc đó. Nếu các đường lớn hơn chỉ được đặt theo thời gian, thì sẽ thuận lợi hơn nếu thực hiện chúng bằng tên lửa di chuyển trên mặt đất nhỏ hơn đã có sẵn, sử dụng cách mở rộng tương ứng, ngay cả khi nó đòi hỏi nhiều công việc hơn.

 

 

Tên lửa cũng có thể được sử dụng để đẩy các ống thép. Trong số những thứ khác, ống thép được sử dụng trong đường ống dẫn nước và nước thải làm ống bọc cho ống sản phẩm sau này. Các bộ phận phụ kiện được sử dụng để kích ống thép H. Các hình nón bằng thép, sẽ được đặt trên đầu máy. Khi đó thiết bị (Khoan kích ống ngầm có côn cắm) phải được kẹp chặt với đường ống dẫn động.

Các đường ống nhỏ hơn có thể được dẫn vào bằng một đầu kín ở dạng hình nón. Đường kính ống lớn hơn từ DN 159 mm được dẫn động với các đầu ống hở do lực cản của lực đẩy. Sau khi ống thép được dẫn động, đất được loại bỏ bên trong ống bằng cách sử dụng heo bọt và tấm xả với sự hỗ trợ của khí nén.

Cũng cần nói thêm rằng, ngoài các loại tên lửa chuyển động đất vạn năng, còn có các loại máy được thiết kế dành riêng cho động cơ đẩy ống thép. Ý nghĩa ở đây là những thanh thép hình ống. Chúng có cấu trúc không phức tạp, ngoài ra, không cần đảm bảo độ chính xác. Bởi vì các đường ray không ăn sâu vào lòng đất. Công việc của bạn là luồn ống thép xuống đất.

Công nghệ khoan kích ống ngầm di chuyển đầu kéo cũng được bán trên thị trường. Tuy nhiên, đầu chuyển động có thể làm cho việc kích ống thép và làm việc với các phần mở rộng trở nên khó khăn. Nó phải được tính đến khi tìm kiếm một giải pháp hiệu quả toàn cầu.

 

 

Với kỹ thuật khoan kích ống cũng như tất cả các loại máy xây dựng, cần phải tiến hành bảo dưỡng theo thời gian. Khoan kích ống ngầm hiện có trên thị trường rất thân thiện và dễ sử dụng, đến mức ngay cả người vận hành không rành về công việc đào đất cũng không gặp khó khăn lớn trong việc thực hiện các kết nối thông thường hoặc công việc tương tự thường được biết đến. Có những ấn phẩm trên thị trường dành cho kỹ thuật không rãnh. Có rất nhiều ấn phẩm và diễn đàn trên Internet. Vì vậy, rất dễ dàng để làm quen với lý thuyết công nghệ không rãnh. Một số thông tin thực tế cũng có thể được tìm thấy. Các nhà sản xuất và kinh doanh tổ chức các khóa đào tạo về lĩnh vực xây dựng, vận hành và bảo dưỡng tên lửa là một thông lệ tốt. Hầu hết thời gian, những điều này được sắp xếp khi máy được mua.

Vô số nhà thầu khoan ngầm cung cấp và khoan kích ống ngầm có sẵn trên thị trường ban đầu có thể gây ra vấn đề trong việc lựa chọn một kỹ thuật khoan kích ống ngầm phù hợp với bạn. Khi bạn bắt đầu với công nghệ không rãnh, đôi khi rất khó để xác định nhu cầu sẽ phát sinh trong tương lai. Tuy nhiên, có một số đặc tính mong muốn mà một khoan kích ống nên có. Các thuộc tính phổ biến và chung cho tất cả các máy thuộc loại này. Các đặc tính quan trọng nhất bao gồm:

Ngoài việc không hoàn thành nhiệm vụ, việc khoan không chính xác có thể dẫn đến chi phí đáng kể cho bạn liên quan đến việc phải xây dựng lại cơ sở hạ tầng bị hư hỏng do khoan không chính xác. Hầu hết các kỹ thuật kích ống ngầm trên thị trường được cho là chính xác nhất đều có đầu bước. Chiều dài và trọng lượng của khoan kích ống cũng rất quan trọng đối với độ chính xác của mục tiêu.

Nó có lợi khi làm việc với kích đẩy ống, nó nhanh chóng và dễ dàng và có thể đảo ngược trong mọi điều kiện mặt đất. Điều kiện này được đáp ứng tốt nhất bằng một giải pháp thiết kế được gọi là đảo chiều khí nén. Nó bao gồm việc thay đổi hướng đẩy của tên lửa di chuyển trên mặt đất tới và lùi bằng cách vận hành van van trên bộ tiếp dầu. Không có hoạt động nào khác được yêu cầu. Thật không may, đôi khi nó xảy ra trường hợp kích ống ngầm gặp phải vật cản không thể áp đảo và không có cách nào để tiếp tục công việc theo hướng đã định. Có thể xảy ra trường hợp khoan kích ngầm đột ngột phải thu lại vì những lý do khác. Trong trường hợp khẩn cấp, có thể thuận tiện để đảo hướng tên lửa một cách nhanh chóng và an toàn mà không cần phải kéo hoặc quay bất kỳ ống khí nén bị tràn nào.

 

 

Khoan kích ngầm hiện đại có thể được sử dụng mà không có vấn đề gì trong mọi lĩnh vực, ngay cả ở những nơi phải tuân theo các quy định bảo vệ môi trường đặc biệt. Những nơi như vậy bao gồm công viên, khu bảo vệ nước, không gian công cộng. Nói chung, bạn có thể đặt ống PE / PVC có đường kính lên đến Ø200 mm với các loại khoan kích ống ngầm đặc trưng phổ biến trên thị trường. Bạn cũng có thể sử dụng biện pháp khoan kích ống ngầm để đặt các ống thép lên đến Ø406 mm. Phương pháp thi công khoan kích ống ngầm có đầu cứng có tầm bắn rộng hơn. Chúng cho phép kích ống thép hiệu quả và hoạt động với các phần mở rộng.

CÔNG NGHỆ KHOAN KÍCH NGẦM VÀ ỨNG DỤNG CỦA KÍCH ỐNG NGẦM TRONG XÂY DỰNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng và yêu cầu ngày càng cao về phát triển hạ tầng kỹ thuật ngầm, các phương pháp thi công không đào rãnh (trenchless technology) đang trở thành xu hướng tất yếu. Trong số đó, công nghệ khoan kích ngầm (pipe jacking) là một trong những giải pháp hiệu quả và được ứng dụng rộng rãi để lắp đặt các tuyến ống ngầm có đường kính lớn, đặc biệt trong hệ thống thoát nước, cấp nước và hạ tầng kỹ thuật đô thị.

Khoan kích ngầm là phương pháp thi công trong đó các đoạn ống được đẩy từ một giếng thi công (launching shaft) sang giếng nhận (receiving shaft) bằng hệ thống kích thủy lực, đồng thời đất phía trước được đào bỏ bằng các thiết bị cơ giới hoặc robot. Phương pháp này cho phép thi công dưới lòng đất mà không cần đào mở toàn tuyến, giúp giảm thiểu ảnh hưởng đến giao thông, môi trường và các công trình hiện hữu.

Nguyên lý hoạt động của công nghệ kích ống ngầm dựa trên việc sử dụng lực đẩy từ các kích thủy lực để đưa ống tiến vào lòng đất. Các kích này được lắp đặt trong giếng thi công và hoạt động dựa trên áp lực dầu. Khi kích hoạt, hệ thống tạo ra lực đẩy lớn, truyền qua các đoạn ống để đưa ống tiến về phía trước. Đồng thời, thiết bị đào đất phía trước sẽ phá vỡ đất và vận chuyển ra ngoài.

Cấu tạo của hệ thống kích ống ngầm bao gồm nhiều thành phần chính như giếng thi công, giếng nhận, hệ thống kích thủy lực, các đoạn ống, thiết bị đào đất và hệ thống dẫn hướng. Giếng thi công là nơi đặt thiết bị và khởi đầu quá trình thi công, thường được xây dựng bằng bê tông cốt thép với kích thước đủ lớn để chứa thiết bị và ống. Giếng nhận là điểm kết thúc, nơi ống được đưa ra ngoài.

Thiết bị đào đất có thể là đầu cắt cơ khí, đầu cắt dạng khiên (shield) hoặc robot đào đất, tùy thuộc vào điều kiện địa chất. Trong các hệ thống hiện đại, robot microtunneling được sử dụng để điều khiển quá trình đào đất từ xa, giúp tăng độ chính xác và an toàn.

Một yếu tố quan trọng trong công nghệ kích ống là hệ thống dẫn hướng. Hệ thống này bao gồm các cảm biến và thiết bị đo đạc giúp xác định vị trí và hướng của đầu đào trong lòng đất. Nhờ đó, tuyến ống được lắp đặt đúng theo thiết kế, đảm bảo độ chính xác cao.

Về vật liệu, các đoạn ống sử dụng trong kích ngầm thường là ống bê tông cốt thép, ống bê tông dự ứng lực, ống thép hoặc ống composite. Các ống này phải có độ bền cao để chịu được lực đẩy lớn và áp lực từ đất xung quanh. Các mối nối giữa các đoạn ống được thiết kế đặc biệt để đảm bảo độ kín và khả năng chịu lực.

Quy trình thi công kích ống ngầm bắt đầu từ việc khảo sát địa chất và thiết kế tuyến. Công tác khảo sát giúp xác định loại đất, mực nước ngầm và các yếu tố ảnh hưởng. Tuyến ống được thiết kế với độ sâu và hướng phù hợp, tránh các công trình ngầm hiện hữu.

Sau khi hoàn thành giếng thi công và lắp đặt thiết bị, quá trình kích ống được bắt đầu. Đầu đào được đưa vào lòng đất và bắt đầu phá vỡ đất phía trước. Các đoạn ống được lắp nối và đẩy dần vào theo tiến độ đào. Trong quá trình này, hệ thống dẫn hướng được sử dụng để điều chỉnh hướng và đảm bảo độ chính xác.

Một trong những thách thức lớn trong kích ống ngầm là ma sát giữa ống và đất. Ma sát này làm tăng lực cần thiết để đẩy ống, đặc biệt trong các tuyến dài. Để giảm ma sát, dung dịch bôi trơn (thường là bentonite) được bơm vào khoảng không giữa ống và đất, tạo lớp màng trơn giúp giảm lực đẩy.

Ngoài ra, cần sử dụng các trạm kích trung gian (intermediate jacking stations) trong các tuyến dài để phân bố lực và giảm tải cho hệ thống chính. Các trạm này được lắp đặt giữa các đoạn ống và hoạt động đồng bộ với hệ thống chính.

Ứng dụng của công nghệ kích ống ngầm rất đa dạng. Trong lĩnh vực thoát nước đô thị, phương pháp này được sử dụng để lắp đặt các tuyến cống lớn dưới lòng đường mà không ảnh hưởng đến giao thông. Trong cấp nước, kích ống giúp lắp đặt các tuyến ống chính với độ chính xác cao.

Ngoài ra, công nghệ này còn được sử dụng trong các dự án vượt qua đường giao thông, đường sắt và sông suối. Trong các trường hợp này, kích ống giúp đảm bảo an toàn và giảm thiểu tác động đến môi trường.

So với phương pháp HDD, kích ống ngầm có ưu điểm trong việc thi công các tuyến ống có đường kính lớn và độ chính xác cao. Tuy nhiên, phương pháp này yêu cầu xây dựng giếng thi công và có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn.

Về môi trường, kích ống ngầm là phương pháp thân thiện do giảm thiểu đào đắp và chất thải. Tuy nhiên, cần quản lý tốt bùn thải và nước để tránh ô nhiễm.

Trong quá trình thi công, các rủi ro có thể xảy ra như lệch tuyến, sập đất, kẹt ống hoặc hư hỏng thiết bị. Để giảm thiểu, cần có kế hoạch thi công chi tiết và giám sát chặt chẽ.

Trong tương lai, công nghệ kích ống ngầm sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của robot, tự động hóa và trí tuệ nhân tạo. Điều này sẽ giúp nâng cao hiệu quả và mở rộng phạm vi ứng dụng.

Tóm lại, công nghệ khoan kích ngầm là một giải pháp hiện đại và hiệu quả cho việc xây dựng hạ tầng ngầm. Với khả năng thi công không đào rãnh, độ chính xác cao và ứng dụng đa dạng, phương pháp này đang đóng vai trò quan trọng trong phát triển đô thị bền vững.

 

Có thể bạn muốn biết:

Biện pháp thi công đường ống dẫn nước

Công nghệ khoan ngang bằng robot dẫn hướng trong lắp đặt cáp quang tại Việt Nam

Ứng dụng công nghệ khoan ngầm băng qua đường cao tốc