Kỹ thuật khoan kéo ống ngầm ngang đường

Kỹ thuật khoan kéo ống ngầm ngang đường

Mô phỏng khoan ngang định hướng đặt đường ống ngầm

Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào mà các ống dẫn khí, cáp quang hay ống dẫn nước thải,.. có thể được lắp đặt bên dưới lòng đất mà không làm ảnh hưởng đến bề mặt đường, hoặc làm thế nào các quá trình này có thể được mô phỏng một cách chính xác? Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu tất cả.

Quá trình khoan kéo ống ngầm qua đường

Có 4 giai đoạn trong quy trình khoan định hướng ngang HDD - khoan ngầm kéo ống ngầm qua đường mà công ty thực hiện:

• Giai đoạn 1 - Khoan lỗ thí điểm
• Giai đoạn 2 - Gia công sơ bộ doa ngang
• Giai đoạn 3 - Hoạt động rút lui
• Giai đoạn 4 - Lắp đặt ống dẫn

Khoan thí điểm là giai đoạn tiếp theo của quy trình khoan ngầm kéo ống qua đường sau khi nghiên cứu sơ bộ và chọn máy móc. Nó liên quan đến việc khoan với một đầu định hướng với một thanh đặc biệt cho phép thay đổi hướng. Đường kính của nó sẽ phụ thuộc vào máy móc sử dụng và liên quan đến kích thước của cần khoan và mũi khoan. Các khía cạnh liên quan nhất cần xem xét là các vật cản có thể có và bán kính của độ cong. Một hệ thống định vị hướng dẫn đầu khoan. Thông thường, các thanh cho phép bùn ( dung dịch khoan) đi vào, có thể được bơm vào dưới áp lực để cải thiện khả năng khoan. Bùn kéo các mảnh vụn ra ngoài. Trong trường hợp nền đất cứng, có thể sử dụng mô tơ bùn để dẫn động đầu khoan ngang.

Sau khi khoan thử, hoạt động mở rộng được thực hiện, thường là theo hướng ngược lại, bằng cách kéo một mũi doa. Việc mở rộng có thể được thực hiện cùng một lúc hoặc nhiều giai đoạn liên tiếp cho đến khi đạt được đường kính yêu cầu. Thông thường đường kính cuối cùng phải gấp đôi đường kính được lắp đặt. Một khía cạnh quan trọng là địa hình và sự ổn định của nó, vì nó sẽ điều kiện để sử dụng cáng. Do đó, ở địa hình mềm hay sử dụng doa kiểu nòng, trong khi ở địa hình cứng hoặc doa đặc biệt bằng đá có lớp bảo vệ bằng cacbua tunsgtene là cần thiết. Có những loại dao doa, dùng để cắt những mảnh vật liệu nhỏ có trộn lẫn với dung dịch khoan; máy đầm dùi, nơi đầm hom; và trộn, nơi các mảnh được nén chặt và di chuyển.

Cuối cùng, đường ống được căn chỉnh và cố định ngay sau mũi doa và được đưa vào bên trong lỗ khoan bằng cách kéo nó một lần. Để dễ vận hành, bùn bôi trơn thành lỗ khoan để giảm ma sát. Khi liên kết được thu thập, quá trình cài đặt đã hoàn tất.

Việc cấp phép các dự án đường ống tại các khu vực cực kỳ tắc nghẽn hoặc nhạy cảm với môi trường có thể là gánh nặng về lịch trình và quan điểm tài chính. Phương pháp thi công khoan định hướng ngang băng qua đường (HDD) có thể giảm thiểu sự phá vỡ bề mặt và thường tránh hoàn toàn các tác động. Bằng cách này, khoan định hướng HDD mang lại tiềm năng to lớn để giảm tiến độ và ngân sách của dự án.

Khoan định hướng ngang và lợi ích

Quy trình khoan định hướng ngang HDD bao gồm một số bước, bắt đầu bằng việc khoan một lỗ thí điểm nhỏ dưới lòng đất với một chuỗi thanh khoan liên tục. Khi lỗ hoa tiêu đã hoàn thành, một dụng cụ cắt được gọi là mũi doa sau được gắn và kéo trở lại qua lỗ hoa tiêu. Một số lần vượt qua thường xảy ra, tùy thuộc vào đường kính của đường ống được lắp đặt. Cuối cùng, đường ống mới được kéo trở lại thông qua con đường đã thông thoáng và quá trình cài đặt hoàn tất.

Phương pháp khoan ngang định hướng HDD có một số lợi ích, bao gồm:

• Độ bền;
• Cài đặt nhanh hơn;
• Chi phí dự án có thể thấp hơn;
• Ít gián đoạn cộng đồng và môi trường; và
• Ít vấn đề cho phép hơn

Kỹ sư khoan ngầm của công ty Minh Phương cho biết: “Việc cho phép các dự án ở những khu vực nhạy cảm về môi trường hoặc tắc nghẽn sẽ tốn nhiều công sức hơn. “công nghệ khoan ngang định hướng đặt đường ống ngầm HDD làm giảm sự gián đoạn trên mặt đất và có thể tránh hoàn toàn các tác động xấu đến môi trường. Điều này làm cho việc khoan định hướng ngang trở thành một lựa chọn tuyệt vời cho một số dự án nhất định, tiết kiệm thời gian và tiền bạc và hợp lý hóa quy trình cấp phép. ”

Ngoài ra, quá trình xây dựng bằng biện pháp thi công khoan qua đường thực tế thường có thể nhanh hơn so với việc lắp đặt bằng cách đào rãnh mở tiêu chuẩn và lấp đầy. Việc thi công khoan theo hướng ngang nhanh hơn, vì nó tránh được xung đột như các tiện ích hiện có làm chậm quá trình xây dựng đào rãnh và lấp đất truyền thống. Kết hợp với quy trình cấp phép hợp lý hơn, khoan đặt ống ngầm HDD có thể rút ngắn đáng kể tiến độ dự án và có khả năng giảm ngân sách của nó.

Dự án đường ống được thi công bằng khoan ngang định hướng HDD

Các kỹ sư của Minh Phương Corp đã sử dụng công nghệ HDD trong nhiều năm, thiết kế thành công các dự án với những thách thức độc đáo, bao gồm chiều dài lắp đặt lớn, đường kính lớn, lắp đặt nhiều đường ống đồng thời và thiết kế đường ống cong. Một trường hợp như vậy là việc hoàn thành đường ống sản phẩm qua đường quốc lộ 1A, sẽ cung cấp cho Khu cấp nước thành phố phía Tây phân bổ đầy đủ nước cho khách hàng.

Phần đường ống có đường kính 32 inch dài khoảng 1.000 foot tuyến tính này vẫn chưa hoàn thành kể từ năm 2014, khi một nhà tư vấn khác đang quản lý việc lắp đặt đường hầm siêu nhỏ của một vỏ thép 42 inch. Việc lắp đặt đã bị dừng lại bởi một vật cản không xác định ngay bên dưới đường tránh quốc lộ 1A, điều này đã ngăn cản việc hoàn thành việc băng qua. Vì vậy, các kỹ sư của Minh Phương Corp đã được đưa vào thiết kế lại giao diện bằng cách sử dụng các kỹ thuật khoan đặt ống ngầm HDD. Nhóm quản lý xây dựng của chúng tôi giám sát việc lắp đặt đường ống.

Sau gần năm năm kể từ khi ngừng việc, công trình xây dựng được hoàn thành trong vòng chưa đầy ba tháng, “Dự án này đầy rẫy những trở ngại, nhưng chúng tôi đã thành công trong việc hoàn thành đoạn cuối cùng của đường ống dưới sông vào tháng 11”.

KỸ THUẬT KHOAN KÉO ỐNG NGẦM NGANG ĐƯỜNG – NGUYÊN LÝ, THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG HIỆU QUẢ

Trong hệ thống hạ tầng kỹ thuật hiện đại, việc lắp đặt các tuyến ống ngầm phục vụ cấp nước, thoát nước, điện lực, viễn thông và năng lượng thường phải đi qua các tuyến đường giao thông. Đây là những vị trí nhạy cảm, yêu cầu kỹ thuật cao nhằm đảm bảo không ảnh hưởng đến kết cấu mặt đường, không gây gián đoạn giao thông và đảm bảo an toàn cho các công trình hiện hữu. Trong bối cảnh đó, kỹ thuật khoan kéo ống ngầm ngang đường bằng công nghệ HDD (Horizontal Directional Drilling) đã trở thành giải pháp tối ưu.

Khoan kéo ống ngầm ngang đường là phương pháp thi công không đào rãnh, trong đó đường ống được lắp đặt dưới mặt đường thông qua một lỗ khoan định hướng được tạo ra bằng thiết bị khoan chuyên dụng. Toàn bộ quá trình thi công diễn ra dưới lòng đất, chỉ cần các hố nhỏ tại điểm đầu và điểm cuối, giúp giảm thiểu tối đa tác động đến bề mặt.

Nguyên lý của phương pháp này dựa trên việc điều khiển mũi khoan theo một tuyến cong định trước. Mũi khoan được gắn với cần khoan và được dẫn động bởi máy khoan đặt tại bề mặt. Trong quá trình khoan, hệ thống định vị và cảm biến giúp xác định vị trí, độ sâu và hướng của mũi khoan theo thời gian thực, cho phép điều chỉnh chính xác.

Quy trình thi công khoan kéo ống ngang đường bao gồm ba giai đoạn chính: khoan dẫn hướng, mở rộng lỗ khoan và kéo ống. Mỗi giai đoạn đều có vai trò quan trọng và yêu cầu kiểm soát chặt chẽ.

Giai đoạn khoan dẫn hướng là bước đầu tiên và có ý nghĩa quyết định. Một lỗ khoan nhỏ được tạo ra theo tuyến thiết kế từ điểm vào đến điểm ra. Tuyến khoan thường có dạng cong với độ sâu lớn nhất nằm dưới mặt đường để đảm bảo khoảng cách an toàn. Độ chính xác của giai đoạn này ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình thi công.

Giai đoạn mở rộng lỗ khoan được thực hiện bằng các mũi doa có đường kính lớn hơn. Quá trình này thường được thực hiện qua nhiều lần để đạt kích thước phù hợp với đường ống. Trong quá trình mở rộng, dung dịch khoan được sử dụng để ổn định thành lỗ và giảm ma sát.

Giai đoạn kéo ống là bước cuối cùng, trong đó đường ống được kéo qua lỗ khoan. Trước khi kéo, các đoạn ống được hàn nối thành một đoạn dài. Lực kéo cần được kiểm soát để tránh hư hỏng ống.

Trong thiết kế kỹ thuật, việc xác định độ sâu chôn ống là yếu tố quan trọng. Độ sâu phải đảm bảo không ảnh hưởng đến kết cấu mặt đường và đủ an toàn trước tải trọng giao thông. Thông thường, độ sâu tối thiểu từ 1,5 đến 2,5 mét tùy theo loại đường và điều kiện địa chất.

Bán kính cong của tuyến khoan cũng cần được tính toán phù hợp với loại ống. Bán kính quá nhỏ có thể gây ứng suất lớn và làm hư hỏng ống. Do đó, cần tuân thủ các tiêu chuẩn về bán kính cong tối thiểu.

Một yếu tố quan trọng khác là dung dịch khoan. Dung dịch này có chức năng làm mát mũi khoan, giảm ma sát, ổn định thành lỗ và vận chuyển mùn khoan. Việc lựa chọn dung dịch phù hợp với điều kiện địa chất giúp tăng hiệu quả thi công.

Trong quá trình thi công, cần kiểm soát các thông số như áp lực dung dịch, tốc độ khoan, lực kéo và vị trí mũi khoan. Việc giám sát liên tục giúp phát hiện sớm các sự cố và có biện pháp xử lý kịp thời.

Các rủi ro có thể xảy ra bao gồm trào dung dịch, sập lỗ khoan, lệch tuyến và kẹt thiết bị. Để giảm thiểu, cần thực hiện khảo sát địa chất kỹ lưỡng và có kế hoạch thi công chi tiết.

Đối với các tuyến ống quan trọng như ống dẫn khí hoặc dầu, cần sử dụng ống bảo vệ và hệ thống giám sát rò rỉ để đảm bảo an toàn.

Về môi trường, phương pháp HDD giúp giảm thiểu tác động so với đào mở. Tuy nhiên, cần quản lý tốt dung dịch khoan và chất thải.

Trong thực tế, kỹ thuật khoan kéo ống ngang đường đã được ứng dụng rộng rãi trong các dự án đô thị, giúp giảm chi phí và thời gian thi công.

Tóm lại, kỹ thuật khoan kéo ống ngầm ngang đường là giải pháp hiện đại, hiệu quả và an toàn. Với sự phát triển của công nghệ và thiết bị, phương pháp này sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong xây dựng hạ tầng ngầm.

Xem thêm các bài viết liên quan về:

Dịch vụ khoan ngầm

Công nghệ khoan ngầm

Khoan ngầm