KỸ THUẬT THI CÔNG KHOAN NGẦM HDD QUA ĐƯỜNG, QUA SÔNG VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG KHOAN NGẦM HDD

Trong bối cảnh phát triển nhanh của hạ tầng giao thông và hạ tầng kỹ thuật ngầm, nhu cầu lắp đặt các tuyến ống cấp nước, thoát nước, ống kỹ thuật, đường ống công nghiệp và tuyến cáp ngầm ngày càng gia tăng. Các tuyến hạ tầng này thường phải vượt qua những chướng ngại phức tạp như đường giao thông đang khai thác, sông ngòi, kênh rạch và các khu vực đô thị đông dân cư. Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật ngày càng cao về an toàn, bảo vệ môi trường và hạn chế tác động đến hoạt động xã hội, công nghệ khoan ngầm HDD (Horizontal Directional Drilling) đã trở thành giải pháp thi công chủ đạo và được ứng dụng rộng rãi.

Khoan ngầm HDD là phương pháp thi công không đào rãnh, sử dụng máy khoan định hướng để tạo lỗ khoan theo phương ngang hoặc cong nhẹ dưới bề mặt địa hình, sau đó kéo hoặc đẩy tuyến ống vào vị trí thiết kế. Phương pháp này cho phép thi công các tuyến ống ngầm với độ chính xác cao, giảm thiểu phá vỡ mặt bằng và hạn chế gián đoạn giao thông, đặc biệt phù hợp cho thi công qua đường, qua sông và trong khu vực đô thị.

Về nguyên lý, công nghệ khoan ngầm HDD dựa trên việc điều khiển chính xác mũi khoan thông qua hệ thống định vị và dẫn hướng. Mũi khoan được dẫn động theo quỹ đạo thiết kế sẵn, có thể điều chỉnh trong quá trình khoan để tránh các chướng ngại ngầm và đảm bảo đạt đúng vị trí thoát ra. Sau khi lỗ khoan được hình thành, quá trình mở rộng lỗ và kéo ống được thực hiện theo trình tự kỹ thuật chặt chẽ nhằm đảm bảo ổn định địa tầng và an toàn cho công trình.

Kỹ thuật thi công khoan ngầm HDD qua đường là một trong những ứng dụng phổ biến nhất của phương pháp này. Đối với các tuyến đường đô thị, quốc lộ và cao tốc đang khai thác, yêu cầu hàng đầu là không được phá vỡ kết cấu mặt đường và không làm gián đoạn giao thông. Trong kỹ thuật HDD qua đường, tuyến khoan thường được bố trí ở độ sâu đủ lớn để tránh ảnh hưởng của tải trọng giao thông và kết cấu nền đường. Việc xác định độ sâu khoan, bán kính cong và góc vào – ra của tuyến khoan phải dựa trên kết quả khảo sát địa chất, kết cấu áo đường và yêu cầu kỹ thuật của tuyến ống.

Trong quá trình khoan ngầm qua đường, việc kiểm soát độ chính xác quỹ đạo khoan có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Hệ thống định vị cho phép theo dõi liên tục vị trí, phương vị và độ nghiêng của mũi khoan, từ đó điều chỉnh kịp thời khi có sai lệch. Điều này giúp hạn chế nguy cơ lún sụt bề mặt và đảm bảo an toàn cho kết cấu đường phía trên. Đồng thời, dung dịch khoan được sử dụng với lưu lượng và thành phần phù hợp nhằm gia cố thành lỗ khoan và giảm ma sát trong quá trình kéo ống.

Đối với kỹ thuật thi công khoan ngầm HDD qua sông, yêu cầu kỹ thuật và biện pháp thi công còn nghiêm ngặt hơn. Các tuyến khoan vượt sông thường phải đi qua các lớp trầm tích bão hòa nước, có nguy cơ xói lở và mất ổn định cao. Do đó, công tác khảo sát địa chất và thủy văn đóng vai trò quyết định trong việc thiết kế tuyến khoan. Độ sâu chôn ống dưới lòng sông cần được tính toán sao cho đảm bảo tuyến ống nằm trong lớp địa tầng ổn định, tránh vùng xói lở và chịu được các tác động thủy lực lâu dài.

Trong kỹ thuật HDD vượt sông, việc kiểm soát áp suất dung dịch khoan là yếu tố then chốt nhằm ngăn ngừa hiện tượng trào dung dịch lên mặt sông hoặc mất dung dịch vào địa tầng. Biện pháp thi công thường bao gồm sử dụng dung dịch khoan có tính ổn định cao, kiểm soát chặt chẽ áp suất bơm và theo dõi liên tục các thông số khoan. Ngoài ra, tuyến khoan vượt sông thường được thiết kế với bán kính cong lớn để giảm ứng suất trong quá trình kéo ống và đảm bảo an toàn cho tuyến ống trong suốt thời gian khai thác.

Biện pháp thi công khoan ngầm HDD cần được xây dựng một cách tổng thể, bao gồm các bước chuẩn bị, thi công và hoàn thiện. Giai đoạn chuẩn bị thi công bao gồm khảo sát địa chất, địa hình, công trình ngầm hiện hữu; thiết kế tuyến khoan; lựa chọn thiết bị khoan phù hợp và chuẩn bị mặt bằng thi công. Việc chuẩn bị đầy đủ và chính xác là điều kiện tiên quyết để đảm bảo quá trình thi công diễn ra an toàn và hiệu quả.

Trong giai đoạn thi công, quá trình khoan ngầm HDD thường được chia thành ba bước chính: khoan dẫn hướng, mở rộng lỗ khoan và kéo ống. Khoan dẫn hướng là bước quan trọng nhất, quyết định độ chính xác hình học của toàn bộ tuyến khoan. Mũi khoan có đường kính nhỏ được dẫn động theo quỹ đạo thiết kế, với sự hỗ trợ của hệ thống định vị để đảm bảo đúng hướng và độ sâu.

Sau khi hoàn thành khoan dẫn hướng, lỗ khoan được mở rộng theo từng cấp bằng các thiết bị doa chuyên dụng. Việc mở rộng theo nhiều cấp giúp giảm lực kéo, hạn chế xáo trộn địa tầng và đảm bảo ổn định thành lỗ khoan. Số cấp mở rộng và kích thước mỗi cấp được xác định dựa trên đường kính ống, điều kiện địa chất và chiều dài tuyến khoan.

Giai đoạn kéo ống là bước cuối cùng và có ý nghĩa quyết định đến thành công của công trình. Tuyến ống được lắp ráp hoàn chỉnh trên mặt bằng, kiểm tra chất lượng mối nối và liên kết chắc chắn với đầu kéo. Quá trình kéo ống được thực hiện liên tục, với việc kiểm soát chặt chẽ lực kéo, tốc độ kéo và lượng dung dịch khoan nhằm tránh biến dạng hoặc hư hỏng ống. Đối với các tuyến ống có đường kính lớn hoặc chiều dài lớn, việc giám sát lực kéo bằng thiết bị chuyên dụng là yêu cầu bắt buộc.

Biện pháp thi công khoan ngầm HDD cũng cần bao gồm các giải pháp đảm bảo an toàn và quản lý rủi ro. Các rủi ro phổ biến trong thi công HDD bao gồm mất dung dịch khoan, sập lở thành lỗ, sai lệch quỹ đạo khoan và xung đột với công trình ngầm hiện hữu. Để giảm thiểu các rủi ro này, cần áp dụng các biện pháp như lựa chọn dung dịch khoan phù hợp, kiểm soát chặt chẽ các thông số khoan, tăng cường quan trắc bề mặt và bố trí phương án xử lý sự cố kịp thời.

Trong khu vực đô thị và khu dân cư, biện pháp thi công khoan ngầm HDD cần đặc biệt chú trọng đến vấn đề môi trường và an toàn xã hội. Việc kiểm soát tiếng ồn, rung động, bùn thải và đảm bảo an toàn cho người dân xung quanh là những yêu cầu bắt buộc. Các hố thi công cần được rào chắn, gia cố và bố trí hợp lý để giảm thiểu ảnh hưởng đến sinh hoạt và giao thông đô thị.

Sau khi hoàn thành kéo ống, giai đoạn hoàn thiện bao gồm thu hồi thiết bị, xử lý dung dịch khoan thải, hoàn trả mặt bằng và kiểm tra chất lượng công trình. Việc hoàn trả mặt bằng phải đảm bảo khôi phục hiện trạng ban đầu hoặc đáp ứng yêu cầu của chủ đầu tư và cơ quan quản lý. Công tác kiểm tra chất lượng bao gồm kiểm tra vị trí, độ sâu và tình trạng tuyến ống nhằm đảm bảo công trình đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và an toàn.

Từ góc độ kinh tế – kỹ thuật, kỹ thuật thi công khoan ngầm HDD mang lại nhiều lợi ích so với phương pháp đào hở truyền thống. Mặc dù chi phí đầu tư thiết bị và công nghệ ban đầu có thể cao hơn, nhưng tổng chi phí vòng đời dự án thường thấp hơn nhờ giảm chi phí hoàn trả mặt bằng, hạn chế gián đoạn giao thông và giảm rủi ro sự cố. Đặc biệt đối với các dự án qua đường, qua sông và trong khu đô thị, lợi ích xã hội và môi trường mà công nghệ HDD mang lại là rất đáng kể.

Trong điều kiện Việt Nam, với hệ thống giao thông ngày càng phát triển và yêu cầu ngầm hóa hạ tầng kỹ thuật ngày càng cao, kỹ thuật thi công khoan ngầm HDD đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng hạ tầng hiện đại và bền vững. Việc áp dụng đúng kỹ thuật và biện pháp thi công HDD không chỉ đảm bảo chất lượng và an toàn cho công trình mà còn góp phần nâng cao hiệu quả đầu tư và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và xã hội.

Tóm lại, kỹ thuật thi công khoan ngầm HDD qua đường, qua sông và các biện pháp thi công khoan ngầm HDD là một hệ thống giải pháp kỹ thuật tổng hợp, đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng, thiết kế chính xác và quản lý thi công chặt chẽ. Việc nghiên cứu, áp dụng và hoàn thiện các kỹ thuật và biện pháp này trên cơ sở khoa học và thực tiễn sẽ đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển hạ tầng kỹ thuật ngầm hiện đại, an toàn và bền vững.

KỸ THUẬT KHOAN NGẦM HDD 

MỤC LỤC

MỤC LỤC......................................................................................................... 2

Định nghĩa và viết tắt............................................................................ 3

1. giỚi thiỆu chung.................................................................................... 4

1.1. Tổng quan dự án................................................................................ 4

1.1.1. Thông tin chung về công trình................................................. 4

1.1.2. Phạm vi công việc............................................................................ 5

1.1.3. Trách nhiệm....................................................................................... 5

1.1.4. Mục đích tài liệu.............................................................................. 6

1.1.5. Các văn bản pháp lý....................................................................... 6

2. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ THI CÔNG.............................................................. 6

3. vật tư thi công...................................................................................... 6

3. CHIỀU SÂU, KHOẢNG CÁCH TỚI CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM................. 7

4. BIỆN PHÁP Thi công................................................................................. 7

4.1. Công nghệ thi công khoan bằng máy khoan định hướng hdd  9

4.2. Công nghệ thi công khoan bằng máy khoan kích ngầm. 14

4.3. DUNG DỊCH KHOAN SỬ DỤNG CHO CÔNG TRÌNH............................ 16

4.3.1. Chức năng của dung dịch khoan........................................... 16

4.3.2. Nguồn cung cấp dung dịch khoan......................................... 16

5.  Huy động máy móc thiết bị và nhân lực.................................. 16

6. BIỆN PHÁP AN TOÀN LAO ĐỘNG, VỆ SINH MÔI TRƯỜNG VÀ AN NINH CÔNG TRƯỜNG............................................................................................. 18

6.1. QUY ĐỊNH CHUNG................................................................................. 18

6.2. QUY CHẾ VẬN HÀNH THIẾT BỊ:........................................................... 18

6.3. QUY ĐỊNH VỀ PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY:........................................ 19

6.4. QUY ĐỊNH AN TOÀN VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG:.............................. 20

6.5. TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG VÀ TRẬT TỰ AN NINH.............................. 21

7. đÁNH GIÁ RỦI RO.................................................................................... 22

 

 

Định nghĩa và viết tắt

Chủ đầu tư	:	Công ty Cổ phần Nước thô DNP Sông Tiền (DNP Sông Tiền)
Dự án	:	Trạm bơm nước thô Nhà máy nước Đồng Tâm và hệ thống tuyến ống truyền tải
Tổng thầu	:

HSE             :         Sức khỏe, An toàn và Môi trường

BDA            :         Ban Dự Án

CBAT                    :         Cán Bộ An Toàn

CBKT                    :         Cán Bộ Kỹ Thuật

MMTB                   :         Máy Móc Thiết Bị

HT                         :         Hệ Thống

 

 

1. giỚi thiỆu chung

1.1. Tổng quan dự án

1.1.1. Thông tin chung về công trình

Tên công trình: Khoan ngầm cho tuyến ống dẫn nước.

Dự án: Trạm bơm nước thô nhà máy nước đồng tâm và hệ thống tuyến ống truyền tải.

Loại dự án, cấp công trình: Dự án thuộc nhóm B, Công trình Tuyến ống dẫn nước.

Vị trí khoan::

Bảng 1Vị trí khoan

ĐƯỜNG KÍNH ỐNG	VỊ TRÍ (ĐOẠN)	CHIỀU DÀI ( M)
D1200	1	30
D1000	1	40
	2	90
	3	80
	4	50
	5	30
	6	30
	7	100
	8	100
D800	1	60
D500	1	50
	2	35
	3	35
	4	85
	5	120
	6	25
	7	45
	8	90
	9	20
	10	60
	11	60
	12	60
	13	50
	14	50
	15	40
	16	40
	17	120
D400	1	50
	2	75
	3	70
	4	50
	5	25
D315	1	40
	2	20
HPDE D1000 (QUA SÔNG)	1	900
	2	740
	3	1000

1.1.2. Phạm vi công việc

Khối lượng công việc khoan ngang kéo ống và kích ngầm cho dự án Trạm bơm nước thô nhà máy nước đồng tâm và hệ thống tuyến ống truyền tải.

1.1.3. Trách nhiệm

Trách nhiệm của nhà thầu thi công Khoan ngầm.

•  Lập hệ thống quản lý chất lượng phù hợp với quy mô công trình, trong đó quy định trách nhiệm của từng cá nhân, từng bộ phận đối với việc quản lý chất lượng công trình xây dựng.
•  Phân định trách nhiệm quản lý chất lượng công trình xây dựng giữa các bên trong trường hợp áp dụng hình thức tổng thầu thi công xây dựng công trình; tổng thầu thiết kế và thi công xây dựng công trình; tổng thầu thiết kế, cung cấp thiết bị công nghệ và thi công xây dựng công trình; tổng thầu lập dự án đầu tư xây dựng công trình, thiết kế, cung cấp thiết bị công nghệ và thi công xây dựng công trình và các hình thức tổng thầu khác (nếu có).
•  Bố trí nhân lực, cung cấp vật tư, thiết bị thi công theo yêu cầu của hợp đồng và quy định của pháp luật có liên quan.
•  Tiếp nhận và quản lý mặt bằng xây dựng, bảo quản mốc định vị và mốc giới công trình.
•  Lập và phê duyệt biện pháp thi công trong đó quy định rõ các biện pháp bảo đảm an toàn cho người, máy, thiết bị và công trình tiến độ thi công, trừ trường hợp trong hợp đồng có quy định khác.
•  Thực hiện các công tác kiểm tra, thí nghiệm vật liệu, cấu kiện, vật tư, thiết bị công trình, thiết bị công nghệ trước khi xây dựng và lắp đặt vào công trình xây dựng theo quy định của tiêu chuẩn, yêu cầu của thiết kế và yêu cầu của hợp đồng xây dựng.
•  Thi công xây dựng theo đúng hợp đồng Khoan ngầm, thiết kế, đảm bảo chất lượng công trình và an toàn trong thi công. Thông báo kịp thời cho chủ đầu tư nếu phát hiện bất kỳ sai khác nào giữa thiết kế, hồ sơ hợp đồng và điều kiện hiện trường. Sửa chữa sai sót, khiếm khuyết chất lượng đối với những công việc do mình thực hiện; chủ trì, phối hợp với chủ đầu tư khắc phục hậu quả sự cố trong quá trình thi công.
•  Báo cáo chủ đầu tư về tiến độ, chất lượng, khối lượng, an toàn lao động và vệ sinh môi trường thi công xây dựng theo yêu cầu của chủ đầu tư
•  Hoàn trả mặt bằng, di chuyển vật tư, máy móc, thiết bị và những tài sản khác của mình ra khỏi công trường sau khi công trình đã được nghiệm thu, bàn giao, trừ trường hợp trong hợp đồng có thỏa thuận khác.

1.1.4. Mục đích tài liệu

Thuyết minh về biện pháp thi công khoan ngang cho dự án nhằm trình bày về các cơ sở lập biện pháp thi công, đặc điểm chung của gói thầu thi công, các biện pháp tổ chức thi công chung, tổ chức thi công ngoài hiện trường, bố trí tổng mặt bằng thi công, các biện pháp kiểm soát chất lượng, các quy phạm kỹ thuật áp dụng, trình tự thi công. Giúp nhà thầu hiểu rõ bản chất tính quan trọng của quá trình thi công.

1.1.5. Các văn bản pháp lý

Bộ Luật lao động số 45/2019/QH14 ngày 20/11/2019 của Quốc hội Căn cứ vào chương IX của Bộ Luật lao động về an toàn và vệ sinh lao động.

Nghị định số 145/2020/NĐ-CP ngày 14/12/2020 của Chính phủ Quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Bộ Luật lao động về điều kiện lao động và quan hệ lao động

Thông tư số 31/2018/TT-BLĐTBXH ngày 26/12/2018 của Bộ Lao động- Thương binh xã hội Quy định chi tiết hoạt động huấn luyện an toàn, vệ sinh lao động.

Nghị định số 12/2022/NĐ-CP ngày 17/01/2022 của Chính phủ Quy định xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực lao động, bảo hiểm xã hội, người lao động việt nam đi làm việc ở nước ngoài theo hợp đồng Thông tư số 06/2020/TT-BLĐTBXH ngày 20/08/2020 của Bộ Lao động- Thương binh xã hội Ban hành danh mục công việc có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn, vệ sinh lao động.

2. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ THI CÔNG

Công tác chuẩn bị đã thực hiện theo hạng mục thi công toàn tuyến ống.

3. vật tư thi công

Các đoạn ống ngầm có chiều dài khác nhau được chi tiết tại bảng hạng mục công việc. Tài liệu này đề xuất giải pháp kỹ thuật thi công khoan, kéo ống và kích ống vị trí bằng ngang qua đường, sông của tuyến ống cấp nước.                                     

 

Bảng 2Các hạng mục công việc

Stt	Các hạng mục công việc
1	Làm mặt bằng thi công, Set-Up công trường
2	Đào đất hố công tác, hố đón (hố thế để lắp đặt đường ống)
3	Công tác làm hàng rào bảo vệ, gia cố bằng cừ Lazen (nếu cần)
4	Lắp đặt và tháo dỡ máy, thiết bị khoan
5	Khoan ngầm kéo ống HDD, khoan kích ngầm

3. CHIỀU SÂU, KHOẢNG CÁCH TỚI CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM

Chiều sâu chôn ống khi băng qua đường được xác đinh dựa trên tiêu chuẩn API RP 1102, thông số đầu vào là chiều dày thành ống, độ sâu chôn ống qua đường, các thông số của đường và xe vận hành. Kiểm tra ứng suất trong ống so với ứng suất cho phép và tính mỏi của mối hàn so với giới hạn mỏi của mối hàn để đảm bảo ống không bị hư hại hay phá hủy trong quá trình vận hành.

4. BIỆN PHÁP Thi công

Qua khảo sát mặt bằng thực tế và yêu cầu của Dự án, nhà thầu đưa ra biện pháp thi công và đề xuất ống lồng như sau:

•  Biện pháp thi công cho công nghệ khoan bằng máy khoan định hướng HDD và công nghệ khoan kích ngầm.
•  Phương án thi công:

+ Thi công đào hố thi công hai bên đường, bờ sông và dùng máy Khoan ngầm ngang định hướng ngang định hướng trước, khoan phá mở rộng lỗ khoan đủ kích thước để kéo ống.

+ Thi công đào hố thi công hai bên đường, bờ sông và dùng máy khoan kích ngầm để tạo đường ống ngầm: Sử dụng máy đào cắt đất nằm ngang dẫn hướng, vừa đào vừa kích đẩy ống vào trong lòng đất.