Công nghệ khoan HDD ống ngầm bằng máy khoan robot ở Việt Nam

CÔNG NGHỆ KHOAN HDD ỐNG NGẦM BẰNG MÁY KHOAN ROBOT Ở VIỆT NAM

Công nghệ khoan ngầm bằng máy khoan robot, thường được biết đến trong lĩnh vực kỹ thuật xây dựng hạ tầng với tên gọi khoan định hướng ngang HDD (Horizontal Directional Drilling), là một trong những giải pháp thi công tiên tiến nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển hạ tầng kỹ thuật hiện đại trong điều kiện đô thị hóa nhanh và mật độ xây dựng cao. Tại Việt Nam, cùng với quá trình mở rộng hệ thống giao thông, cấp thoát nước, điện lực và viễn thông, nhu cầu thi công các tuyến ống và cáp ngầm ngày càng gia tăng, đặc biệt tại các khu vực có yêu cầu nghiêm ngặt về bảo vệ môi trường, an toàn công trình và hạn chế tác động đến đời sống xã hội.

Khoan ngầm bằng máy khoan robot là phương pháp thi công công trình ngầm không đào mở, được sử dụng để lắp đặt đường ống kỹ thuật bên dưới các công trình hiện hữu như đường cao tốc, đường băng sân bay, bến cảng, tuyến đường sắt, sông suối và các khu vực nhạy cảm về môi trường hoặc khu dân cư tập trung. Công nghệ này cho phép thi công trong điều kiện mặt bằng hạn chế, giảm thiểu tối đa ảnh hưởng đến giao thông, hoạt động kinh tế – xã hội và cảnh quan khu vực thi công.

Về bản chất, khoan ngầm HDD bằng máy khoan robot là một hoạt động khoan ngầm kéo ống có điều khiển, trong đó quỹ đạo khoan được định hướng chính xác thông qua đầu mũi khoan và hệ thống thiết bị dẫn hướng. Toàn bộ quá trình khoan được kiểm soát liên tục nhằm đảm bảo lỗ khoan tuân thủ đúng thiết kế về phương vị, độ sâu và bán kính cong. Khác với các phương pháp đào hở truyền thống, công nghệ này cung cấp sự hỗ trợ liên tục cho mặt đào thông qua việc áp dụng áp suất cơ học hoặc áp suất chất lỏng, qua đó cân bằng áp suất đất và nước ngầm, hạn chế sụt lún và mất ổn định nền đất xung quanh.

Một đặc điểm kỹ thuật quan trọng của khoan ngầm bằng máy khoan robot là cơ chế hỗ trợ mặt đào. Trong quá trình khoan, áp suất tại mặt đào được duy trì ở mức phù hợp nhằm cân bằng với áp suất địa tầng và áp suất nước ngầm. Cơ chế này giúp ngăn ngừa hiện tượng sập lở, xâm nhập nước hoặc mất ổn định đất nền, đặc biệt trong điều kiện địa chất yếu hoặc có mực nước ngầm cao. Đây chính là yếu tố then chốt phân biệt công nghệ khoan ngầm HDD với phương pháp đào ống hở, vốn tiềm ẩn nhiều rủi ro về an toàn và môi trường.

Khoan ngầm bằng máy khoan robot yêu cầu tổ chức thi công với hai hố thi công chính, bao gồm hố kích hoạt (hố xuất phát) và hố tiếp nhận (hố kết thúc), được bố trí tại hai đầu đối diện của tuyến khoan. Các hố này được thiết kế và gia cố phù hợp với điều kiện địa chất, tải trọng thiết bị và yêu cầu an toàn thi công. Hố kích hoạt là nơi lắp đặt máy khoan, hệ thống dẫn hướng, trạm bơm dung dịch khoan và các thiết bị phụ trợ. Hố tiếp nhận có chức năng thu hồi đầu khoan, thiết bị theo sau và hỗ trợ quá trình kéo ống sau khi hoàn thành khoan.

Quy trình khoan ngầm HDD bằng máy khoan robot thường được thực hiện theo chu kỳ, bao gồm các bước chính: khoan dẫn hướng, mở rộng lỗ khoan và kéo ống. Trong giai đoạn khoan dẫn hướng, máy khoan robot sử dụng mũi khoan có khả năng điều chỉnh hướng kết hợp với hệ thống định vị để tạo lỗ khoan ban đầu theo quỹ đạo thiết kế. Hệ thống dẫn hướng cung cấp dữ liệu liên tục về vị trí, độ nghiêng và phương vị của mũi khoan, cho phép người vận hành điều chỉnh kịp thời nhằm đảm bảo độ chính xác cao.

Sau khi hoàn thành khoan dẫn hướng, lỗ khoan được mở rộng dần thông qua các đầu doa hoặc lân doa với đường kính tăng dần. Quá trình mở rộng lỗ khoan được thực hiện theo từng bước, trong đó mỗi lần doa có thể tăng đường kính lỗ khoan khoảng 20 mm, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, đường kính ống thiết kế và khả năng chịu lực của đất nền. Việc mở rộng theo từng cấp giúp giảm lực kéo, hạn chế xáo trộn địa tầng và đảm bảo độ ổn định của lỗ khoan.

Trong suốt quá trình khoan và mở rộng lỗ khoan, dung dịch khoan đóng vai trò quan trọng trong việc làm mát mũi khoan, vận chuyển mùn khoan ra ngoài, bôi trơn thành lỗ và duy trì áp suất ổn định tại mặt đào. Thành phần và tính chất của dung dịch khoan được lựa chọn và điều chỉnh phù hợp với từng loại địa chất, nhằm đạt được hiệu quả kỹ thuật tối ưu và hạn chế tác động tiêu cực đến môi trường.

Sau khi lỗ khoan đạt đường kính yêu cầu, quá trình kéo ống được thực hiện. Ống kỹ thuật, có thể là ống thép, ống nhựa hoặc các loại ống vật liệu tổng hợp, được lắp ráp hoàn chỉnh và liên kết với đầu kéo. Máy khoan robot thực hiện kéo ống từ hố tiếp nhận về hố kích hoạt hoặc theo chiều ngược lại, tùy theo phương án thi công. Quá trình kéo ống được giám sát chặt chẽ về lực kéo, tốc độ và độ ổn định nhằm tránh biến dạng ống hoặc sự cố trong lỗ khoan.

Sau khi hoàn thành kéo ống, toàn bộ thiết bị theo sau được truy xuất và rút ra khỏi đường ống. Các thiết bị khoan, hệ thống dẫn hướng và phụ trợ được tháo dỡ, vận chuyển ra khỏi công trường. Hố thi công được hoàn trả theo yêu cầu kỹ thuật và cảnh quan, đảm bảo không ảnh hưởng đến công trình hiện hữu và môi trường xung quanh.

Tại Việt Nam, việc áp dụng công nghệ khoan ngầm HDD bằng máy khoan robot chịu tác động lớn từ điều kiện địa chất đa dạng và phức tạp. Nhiều khu vực có nền đất yếu, đất bùn, cát pha hoặc địa tầng không đồng nhất, đòi hỏi phải có giải pháp kỹ thuật phù hợp và thiết bị có khả năng làm việc ổn định trong điều kiện khó khăn. Do đó, công tác khảo sát địa chất, thủy văn và đánh giá điều kiện công trình hiện hữu đóng vai trò đặc biệt quan trọng trước khi triển khai thi công.

Khảo sát địa chất phục vụ khoan ngầm HDD không chỉ nhằm xác định thành phần, tính chất cơ lý của đất mà còn đánh giá mực nước ngầm, khả năng thấm và nguy cơ sụt lún. Trên cơ sở kết quả khảo sát, phương án khoan được thiết kế chi tiết, bao gồm lựa chọn quỹ đạo khoan, độ sâu chôn ống, bán kính cong cho phép, loại thiết bị khoan, mũi khoan và dung dịch khoan phù hợp. Việc thiết kế chính xác ngay từ đầu là yếu tố then chốt để đảm bảo an toàn và hiệu quả của dự án.

Một ưu điểm nổi bật của công nghệ khoan ngầm HDD bằng máy khoan robot là khả năng giảm thiểu tác động đến môi trường và xã hội. So với phương pháp đào hở, khoan ngầm giúp hạn chế phát sinh chất thải xây dựng, giảm tiếng ồn, bụi và rung động trong quá trình thi công. Đồng thời, công nghệ này cho phép duy trì hoạt động bình thường của giao thông, sản xuất và sinh hoạt của người dân trong khu vực thi công, đặc biệt tại các đô thị lớn.

Về mặt kinh tế, mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cho thiết bị và công nghệ khoan ngầm HDD có thể cao hơn so với phương pháp truyền thống, nhưng xét trên vòng đời công trình, công nghệ này mang lại hiệu quả kinh tế tổng thể cao hơn. Việc giảm thiểu chi phí hoàn trả mặt bằng, hạn chế gián đoạn giao thông và giảm rủi ro sự cố giúp tiết kiệm đáng kể chi phí gián tiếp và chi phí xã hội.

Trong bối cảnh phát triển hạ tầng bền vững, công nghệ khoan HDD ống ngầm bằng máy khoan robot được xem là một giải pháp phù hợp với định hướng hiện đại hóa xây dựng tại Việt Nam. Công nghệ này đáp ứng đồng thời các yêu cầu về kỹ thuật, an toàn, môi trường và hiệu quả kinh tế, đồng thời phù hợp với xu hướng ngầm hóa hạ tầng kỹ thuật tại các đô thị lớn.

Việc mở rộng ứng dụng khoan ngầm HDD bằng máy khoan robot tại Việt Nam đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các chủ đầu tư, đơn vị tư vấn, nhà thầu thi công và cơ quan quản lý nhà nước. Bên cạnh đó, việc hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật và đào tạo nguồn nhân lực chuyên sâu cũng là những yếu tố cần thiết để đảm bảo công nghệ này được áp dụng hiệu quả và an toàn trong thực tiễn.

Trong tương lai, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và nhu cầu ngày càng cao về hạ tầng ngầm, khoan ngầm bằng máy khoan robot được kỳ vọng sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực xây dựng hạ tầng kỹ thuật tại Việt Nam. Việc nghiên cứu, ứng dụng và hoàn thiện công nghệ này không chỉ góp phần nâng cao chất lượng công trình mà còn thúc đẩy sự phát triển bền vững của đô thị và xã hội.

Công nghệ khoan HDD ống ngầm bằng máy khoan robot ở Việt Nam

Khoan Ngầm bằng máy khoan robot là thi công một công trình xây dựng khoan ngầm được sử dụng để lắp đặt đường ống bên dưới đường cao tốc, đường băng, bến cảng, qua sông và các khu vực nhạy cảm, khu dân cư tập trung của môi trường. bằng máy khoan robot được định nghĩa là một hoạt động khoan ngầm khoan ngầm hdd kéo ống, có hướng dẫn bằng đầu mũi khoan, được điều khiển lại một cách chính xác bằng thiết bị dẫn hướng, cung cấp hỗ trợ liên tục cho mặt đào bằng cách áp dụng áp suất cơ học hoặc chất lỏng để cân bằng áp suất nước ngầm và đất. Hỗ trợ ở mặt đào là một đặc điểm chính của đường hầm vi mô, phân biệt nó với phương pháp đào ống hở truyền thống. 

Khoan Ngầm bằng máy khoan robot yêu cầu kích hoạt và tiếp nhận ở hai đầu đối diện của mỗi hố khoan ngầm. Phương án khoan ngầm hdd là quá trình bằng máy khoan robot là một hoạt động khoan ngầm hdd kéo ống theo chu kỳ. Máy khoan đường hầm được khoan mở rộng bằng các lân doa cho mỗi đường kính lỗ khoan là 20mm. Sau khi hoàn thành khoan và thiết bị theo sau được truy xuất và tất cả thiết bị được rút khỏi đường ống.

Máy khoan đường có vòng quay đầu cắt để đào vật liệu nền, một đầu doa mũi khoan hình nón nghiền để nghiền các hạt lớn hơn thành các rãnh nhỏ hơn để vận chuyển qua các dòng bùn, một động cơ thủy lực hoặc điện để biến đầu cắt thành một buồng trộn bùn có áp suất và đầu cắt để duy trì độ ổn định của bề mặt một tay lái khớp đơn vị có kích lái để điều chỉnh lái, nhiều van điều khiển, đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo lưu lượng và hệ thống thu thập dữ liệu. Ngoài ra,máy khoan ngầm HDD có các đầu thu phát nội tuyến để chuyển tiếp thông tin cho người vận hành và một hệ thống mục tiêu để điều khiển hướng dẫn. Kiểm soát chính xác dòng và cấp được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thống hướng dẫn và giắc lái để xác định vị trí và điều khiển máy khoan HDD trong quá trình truyền động đường hầm. Hệ thống dẫn hướng thường bao gồm một laser tham chiếu được gắn trong trục kích  truyền chùm tia tới mục tiêu được gắn bên trong phần khớp nối của HDD. Thông tin này và các thông tin vận hành khác được truyền qua cáp dây tới một cabin điều khiển nằm trên bề mặt. Máy tạo đường hầm siêu nhỏ có khả năng độc lập cân bằng áp suất đất và áp suất thủy tĩnh. Áp suất trái đất được đối trọng bằng cách kiểm soát cẩn thận tỷ lệ trước và tỷ lệ khai quật vật liệu hư hỏng. Áp suất nước ngầm được cân bằng ngược lại bằng cách sử dụng bùn có áp suất trong buồng trộn sol của HDD. Minh Phương corp đã phát triển và cung cấp dịch vụ khoan ngầm để đáng tin cậy hơn và năng suất. Chúng tôi phù hợp với bất kỳ công trình khoan ngầm HDD nào được yêu cầu bởi ngành cho dù bạn ở đâu.

Công nghệ khoan HDD ống ngầm ở Việt Nam

Khoan HDD ống ngầm là một phương pháp được sử dụng để lắp đặt một đường ống ngầm từ hố khoan ngầm đến trục tiếp nhận trong lòng đất. Có các kích nằm trong trục truyền động để kéo đường ống qua lỗ khoan. So với các phương pháp truyền thống, dây cáp và nguồn điện đã được lắp đặt chỉ có thể được thực hiện khi tiếp tục đào đường cắt mở. Điều này tạo ra rất nhiều vấn đề tiềm ẩn, thách thức và làm chậm trễ thời gian. Tuy nhiên, tất cả những điều này có thể dễ dàng tránh được với các dịch vụ khoan ngầm khéo ống, nhiều ngành công nghiệp có thể tận dụng dịch vụ khoan ngầm kéo ống. Và có rất nhiều lợi ích và lý do tại sao họ nên chọn phương pháp công nghệ khoan ngầm này.

Với khả năng tận dụng không gian ngầm, khoan ngầm hdd kéo ống mang lại nhiều lợi ích. Điều này đặc biệt đúng ở những khu vực đang trở nên tắc nghẽn và phức tạp. Nhiều công trình ngầm bao gồm cống rãnh, đường ống dẫn nước và điện. Chúng cũng bao gồm nguồn điện khí, cáp điện thoại cũng như mạng cho truyền hình cáp. Tất cả điều này làm cho việc khoan ngầm hdd kéo ống trở thành một nhiệm vụ rất cồng kềnh.

Hệ thống khoan kích ngầm kéo ống có thể thay đổi tùy theo khu vực và nhiều ngành công nghiệp khác nhau có yêu cầu về không gian ngầm. Các ngành này cũng có thể yêu cầu thiết bị của họ phải được lắp đặt một cách sạch sẽ, nhanh chóng và hiệu quả. Đây là lúc các dịch vụ khoan ngầm hdd kéo ống trở nên hữu ích. Trên thực tế, nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ khoan ngầm hdd kéo ống đang mở rộng sang nhiều ngành công nghiệp hơn bao giờ hết. Nhiều ngành công nghiệp ngày nay đang nghiên cứu nhiều hơn và so sánh giữa các phương pháp khoan ngầm hdd kéo ống và các phương pháp đào rãnh thông thường. Họ đang phát hiện ra rằng hệ thống rãnh mở tạo ra rất nhiều vấn đề. Chúng bao gồm hạn chế về không gian. Khu vực xung quanh cũng đặt ra các vấn đề về biến dạng. Sau đó, có những khó khăn trong việc kiểm soát nước ngầm và các nguy cơ tiềm ẩn về an toàn khi thám hiểm hang động và bồi lấp. Cũng có nguy cơ đào đất ô nhiễm. Đây chỉ là một số vấn đề lớn mà hầu hết các công ty khai quật gặp phải. Tuy nhiên, với dịch vụ khoan ngầm hdd kéo ống, những vấn đề này có thể được loại bỏ. Ngoài ra, không cần phải xử lý các vấn đề như yêu cầu chất lượng khi lấp đất. Điều này là do tốc độ đầm nén diễn ra khi lấp đất đào. Luôn có nguy cơ đường ống đã lắp đặt sẽ bị hỏng trong quá trình đổ đầy. Nhưng điều này và một số vấn đề khác có thể được giải quyết bằng phương pháp khoan ngầm hdd kéo ống. Mặc dù điều này giải quyết các vấn đề mà hầu hết các công ty đào mở phải đối phó, nhưng cũng có những mặt trái của đào truyền thống. Ví dụ, nó có thể gây trở ngại cho các ngành xung quanh về nhu cầu vận chuyển của họ. Nó cũng có thể gây ra tắc nghẽn giao thông nghiêm trọng. Nhìn chung, việc khai quật có thể gây ra các vấn đề khác cho môi trường và nông nghiệp xung quanh. Tuy nhiên, khoan ngầm hdd kéo ống khác ở chỗ đó là một phương pháp khoan ngầm sử dụng kỹ thuật ít phức tạp hơn.

Lợi ích của khoan đường ống ngầm ở Việt Nam: Công nghệ khoan ngầm mới này có thể khắc phục nhiều vấn đề gặp phải với đào rãnh truyền thống theo một số cách. Một trong những tính năng quan trọng nhất là không có các rãnh mở phải được xử lý. Các xi phông ngược theo đường nước cũng đang được loại bỏ. Cũng không phải lo lắng về việc đào đất bị ô nhiễm. Không cần thực hiện thêm các biện pháp để bảo vệ ngân hàng. Cũng sẽ không có sự can thiệp vào các hệ thống khác có thể tồn tại. Hầu hết các dịch vụ nhảy ống đều tiết kiệm thời gian trong việc thực hiện nhiệm vụ của họ. Ngoài ra, phương pháp khoan ngầm hdd kéo ống cũng là một cách tiết kiệm chi phí đáng kể. Điều này không chỉ do việc loại bỏ các vấn đề tiềm ẩn có thể gây thêm chi phí, mà còn vì giá trị tiết kiệm thời gian của nó.

Bây giờ bạn đã có ý tưởng về những lợi ích của dịch vụ khoan ngầm hdd kéo ống, bạn cũng cần biết các điều kiện để sử dụng công nghệ này. Trong khi chi phí và thời gian là những yếu tố cực kỳ quan trọng đối với hầu hết các ngành sử dụng dịch vụ khoan ngầm hdd kéo ống, thì tác động giảm thiểu mà nó tạo ra đối với môi trường cũng quan trọng không kém. May mắn thay, kích đường ống ngầm là một hình thức đào rãnh không xâm lấn giúp giảm đáng kể tác động của nó đối với tự nhiên. Do đó, dịch vụ khoan HDD ống ngầm rất được khuyến khích cho bất kỳ quy mô công việc nào đòi hỏi phải khoan và khoan dưới lòng đất. Nó hoạt động tốt như nhau đối với các loại dự án nhỏ hơn như lối đi bộ và giao lộ. Thậm chí có thể sử dụng hiệu quả trong mọi môi trường dù đông dân cư hay không.