Khoan ngầm hdd kéo ống qua đường cao tốc

CÔNG NGHỆ KHOAN NGẦM HDD KÉO ỐNG QUA ĐƯỜNG CAO TỐC TRONG XÂY DỰNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT

Trong quá trình phát triển hạ tầng giao thông và kỹ thuật hiện đại, việc xây dựng các tuyến ống và đường cáp ngầm vượt qua đường cao tốc là yêu cầu tất yếu. Các công trình này bao gồm hệ thống cấp nước, thoát nước, ống dẫn kỹ thuật, đường điện trung – hạ thế, cáp viễn thông và cáp quang. Đường cao tốc là loại hình công trình giao thông có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn, khai thác liên tục và hạn chế tối đa việc can thiệp vào kết cấu mặt đường. Do đó, việc lựa chọn công nghệ thi công phù hợp đóng vai trò quyết định đến chất lượng, tiến độ và hiệu quả tổng thể của dự án.

Công nghệ khoan ngầm HDD kéo ống là một phương pháp thi công không đào rãnh được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng hạ tầng kỹ thuật nhằm lắp đặt các tuyến ống ngầm dưới các công trình hiện hữu. Phương pháp này cho phép tạo lỗ khoan theo quỹ đạo thiết kế trước trong lòng đất và kéo ống qua lỗ khoan mà không cần đào mở bề mặt. Đối với các công trình vượt qua đường cao tốc, khoan ngầm HDD được xem là giải pháp kỹ thuật tối ưu do hạn chế tối đa ảnh hưởng đến kết cấu mặt đường, không làm gián đoạn giao thông và đảm bảo an toàn trong suốt quá trình thi công.

Về nguyên lý, khoan ngầm HDD kéo ống sử dụng một hệ thống máy khoan chuyên dụng có khả năng tạo lực đẩy và lực kéo lớn, kết hợp với mũi khoan định hướng và hệ thống dẫn hướng để khoan xuyên qua nền đất theo đường mong muốn của tuyến ống. Trong quá trình khoan, mũi khoan được điều khiển để thay đổi phương vị và độ nghiêng nhằm tạo ra lỗ khoan cong hoặc thẳng theo thiết kế. Sau khi hoàn thành khoan và mở rộng lỗ khoan đến đường kính yêu cầu, ống kỹ thuật được kéo qua lỗ khoan và lắp đặt vào vị trí thiết kế.

Khoan ngầm HDD đặc biệt phù hợp cho thi công kéo ống qua đường cao tốc do khả năng thi công từ hai bên phạm vi bảo vệ đường mà không cần xâm nhập vào kết cấu áo đường. Điều này giúp tránh được các rủi ro liên quan đến lún nứt mặt đường, suy giảm khả năng chịu tải và mất an toàn giao thông. Đồng thời, phương pháp này cho phép thi công trong điều kiện mặt bằng hạn chế, phù hợp với các tuyến đường cao tốc đang khai thác.

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các hệ thống khoan ngầm có khả năng điều khiển và bảo trì ngày càng được hoàn thiện. Các công nghệ mới cho phép người vận hành kiểm soát chính xác quỹ đạo khoan, sửa chữa sai lệch của tuyến khoan và tạo ra các lỗ khoan cong với bán kính nhỏ, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật phức tạp khi thi công qua đường cao tốc. Sự kết hợp giữa khoan ngầm HDD và các thiết bị robot khoan ngầm đã mở rộng đáng kể phạm vi ứng dụng của phương pháp này.

Một số phương án khoan ngầm quy mô nhỏ hoặc trong điều kiện đặc biệt sử dụng robot khoan ngầm hoạt động theo nguyên lý cơ học hoặc khí nén. Cách tiếp cận tiêu chuẩn của phương pháp này là đào một hố xuất phát có kích thước tương đối nhỏ, thường khoảng 1 m × 1 m và sâu khoảng 2 m. Kích thước hố đủ nhỏ để có thể thi công thủ công trong các khu vực khó tiếp cận hoặc có mặt bằng hạn chế. Đường ống ngầm được đưa vào nền đất theo phương nằm ngang từ đáy hố xuất phát.

Tại đầu bên kia của tuyến khoan, một hố tiếp nhận có kích thước tương tự được đào để thu hồi thiết bị khoan. Robot khoan ngầm thường có dạng hình trụ bằng thép, chiều dài khoảng 60 cm và đường kính khoảng 6 cm, hoạt động như một xi lanh khí nén. Dòng khí nén xung động tạo ra lực va đập liên tục lên phần đầu robot, giúp thiết bị tiến sâu vào nền đất theo phương ngang. Sau khi robot khoan ngầm hoàn thành lỗ khoan, đường ống kỹ thuật được kéo qua lỗ khoan nằm ngang để hoàn thiện công trình.

Mặc dù phương pháp khoan bằng robot khí nén có phạm vi ứng dụng nhất định, đối với các công trình vượt qua đường cao tốc có yêu cầu kỹ thuật cao, chiều dài và đường kính ống lớn, khoan ngầm HDD có hướng dẫn vẫn là giải pháp được sử dụng phổ biến. Khoan ngầm có hướng dẫn là phương pháp khoan định hướng trong đó tuyến khoan được kiểm soát chặt chẽ thông qua ống thí điểm và hệ thống dẫn hướng, cho phép điều chỉnh chính xác quỹ đạo khoan trong suốt quá trình thi công.

Khoan ngầm HDD có hướng dẫn được định nghĩa là một quy trình thi công khoan ngầm kéo ống bao gồm giai đoạn khoan dẫn hướng bằng ống thí điểm, tiếp theo là các bước doa mở rộng lỗ khoan để đạt đường kính thiết kế. Ống thí điểm được điều khiển chính xác về phương vị và độ nghiêng, đóng vai trò như một tuyến dẫn đường cho toàn bộ hệ thống khoan. Kỹ thuật này đặc biệt hữu ích khi thi công trong nền đất không đồng nhất, nền đất có xu hướng dịch chuyển hoặc khu vực có yêu cầu cao về độ chính xác hình học của tuyến ống.

Quy trình thi công khoan ngầm HDD kéo ống qua đường cao tốc thường bao gồm các bước chính: khảo sát và thiết kế, chuẩn bị mặt bằng và hố thi công, khoan dẫn hướng, mở rộng lỗ khoan, kéo ống và hoàn trả mặt bằng. Trong giai đoạn khảo sát, các thông tin về địa chất, thủy văn, kết cấu nền đường và tải trọng giao thông được thu thập và phân tích nhằm đánh giá đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thi công.

Thiết kế tuyến khoan qua đường cao tốc cần đảm bảo khoảng cách an toàn đến kết cấu áo đường, móng đường và các công trình ngầm hiện hữu. Độ sâu chôn ống phải được tính toán để tránh ảnh hưởng của tải trọng xe, rung động giao thông và các yếu tố môi trường. Đồng thời, bán kính cong của tuyến khoan phải phù hợp với khả năng kỹ thuật của thiết bị khoan và đặc tính cơ học của ống kéo.

Trong giai đoạn khoan dẫn hướng, hệ thống dẫn hướng cung cấp dữ liệu liên tục về vị trí và hướng của mũi khoan, cho phép người vận hành điều chỉnh kịp thời nhằm đảm bảo tuyến khoan tuân thủ thiết kế. Việc kiểm soát chặt chẽ giai đoạn này có ý nghĩa quyết định đến thành công của toàn bộ công trình, đặc biệt đối với các tuyến khoan vượt qua đường cao tốc có yêu cầu sai số rất nhỏ.

Sau khi hoàn thành khoan dẫn hướng, lỗ khoan được mở rộng bằng các đầu doa chuyên dụng theo nhiều cấp. Việc mở rộng từng bước giúp giảm lực kéo khi lắp đặt ống, hạn chế xáo trộn địa tầng và đảm bảo ổn định thành lỗ khoan. Dung dịch khoan được sử dụng để làm mát mũi khoan, vận chuyển mùn khoan và duy trì áp suất ổn định trong lỗ khoan, góp phần giảm nguy cơ sập lở và mất ổn định nền đất.

Giai đoạn kéo ống được thực hiện sau khi lỗ khoan đạt đường kính yêu cầu. Ống kỹ thuật được lắp ráp hoàn chỉnh, kiểm tra chất lượng mối nối và liên kết với đầu kéo. Quá trình kéo ống được giám sát chặt chẽ về lực kéo, tốc độ và độ ổn định nhằm tránh biến dạng hoặc hư hỏng ống. Đối với các công trình qua đường cao tốc, yêu cầu kiểm soát lực kéo càng trở nên nghiêm ngặt nhằm đảm bảo an toàn cho kết cấu nền đường phía trên.

Sau khi hoàn thành kéo ống, toàn bộ thiết bị khoan được thu hồi, hố thi công được hoàn trả theo yêu cầu kỹ thuật và quản lý hạ tầng giao thông. Công tác hoàn trả bao gồm san lấp, gia cố và phục hồi mặt bằng, đảm bảo không gây ảnh hưởng đến khai thác lâu dài của tuyến đường cao tốc.

So với phương pháp đào hở truyền thống, công nghệ khoan ngầm HDD kéo ống qua đường cao tốc mang lại nhiều lợi ích rõ rệt. Phương pháp này giúp loại bỏ nguy cơ gián đoạn giao thông, giảm thiểu ảnh hưởng đến kết cấu mặt đường và hạn chế tác động đến môi trường xung quanh. Đồng thời, việc thi công không đào rãnh giúp giảm khối lượng đất đào, giảm chất thải xây dựng và nâng cao mức độ an toàn trong quá trình thi công.

Trong điều kiện Việt Nam, nơi hệ thống đường cao tốc ngày càng mở rộng và yêu cầu ngầm hóa hạ tầng kỹ thuật ngày càng cao, công nghệ khoan ngầm HDD kéo ống qua đường cao tốc được xem là giải pháp phù hợp với định hướng phát triển bền vững. Việc áp dụng rộng rãi công nghệ này 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 nhằm đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn và quản lý khai thác đường bộ.

Trong tương lai, cùng với sự phát triển của thiết bị khoan, hệ thống dẫn hướng và vật liệu ống, công nghệ khoan ngầm HDD kéo ống qua đường cao tốc sẽ tiếp tục được hoàn thiện và mở rộng phạm vi ứng dụng. Việc nghiên cứu, chuẩn hóa và nâng cao năng lực triển khai công nghệ này có ý nghĩa quan trọng trong việc đáp ứng yêu cầu xây dựng hạ tầng kỹ thuật hiện đại, an toàn và bền vững.

Khoan ngầm hdd kéo ống qua đường cao tốc bằng công nghệ khoan ngang và khoan băng đường

Trong ngành xây dựng, Khoan ngầm hdd kéo ống là một phương pháp không đào rãnh được sử dụng để đặt đường ống ngầm. Trong quá trình Khoan ngầm hdd kéo ống, một máy khoan được gọi là Khoan ngầm hdd kéo ống sẽ kéo đường của nó xuyên qua đất theo đường mong muốn của đường ống. Khoan ngầm tránh được việc phải đào rãnh và có thể được sử dụng để đặt ống dẫn nước và các đường điện, đường cáp quang... Nhất là khi khoan ngầm qua đường cao tốc

Gần đây, các đường ống ngầm có thể bảo quản được đã được phát triển cho phép người điều hành sửa chữa vết của đường ống ngầm và tạo ra các lỗ khoan cong. robot khoan ngầm Cách tiếp cận tiêu chuẩn là đào một cái hố rộng khoảng 1 m vuông và sâu 2 m. Một cái hố như vậy đủ nhỏ để có thể đào bằng tay thay vì bằng máy ở những vị trí khó tiếp cận. Sau đó, đường ống ngầm được nhập vào trái đất trên mặt nằm ngang ở đáy của lỗ này. Một hố đích có tỷ lệ tương tự cũng được đào, và đây là nơi con robot khoan ngầm xuất hiện. Bản thân đường ống ngầm là một hình trụ bằng thép dài khoảng 60 cm và đường kính 6 cm. Nó hoạt động như một xi lanh khí nén với luồng khí nén xung động khiến đầu robot khoan ngầm liên tục đập vào đất phía trước robot khoan ngầm. Khi robot khoan ngầm đã đi qua lỗ khoan đường ống có thể được kéo ống ngầm qua lỗ dài nằm ngang.

Khoan có hướng dẫn là khoan ngam hdd được sử dụng nhiều khi khoan ngầm qua đường cao tốc bằng cong nghệ khoan ngang

Khoan ngam có hướng dẫn được định nghĩa là một quy trình, hoặc phương pháp thi công khoan ngầm hdd kéo ống, bao gồm việc sử dụng ống thí điểm để điều khiển tuyến đường mong muốn xuyên qua mặt đất, tiếp theo là doa khoan, để đặt ống vào vị trí. Ống thí điểm có thể được điều khiển chính xác để tạo đường dẫn cho máy khoan đi theo. Kỹ thuật này rất hữu ích trong việc khoan định hướng, đặc biệt là trong nền đất dịch chuyển.

Khoan ngam dẫn hướng sử dụng phương pháp đào hoặc dịch chuyển đất với giàn khoan nhẹ nhỏ gọn để huy động nhanh chóng. Các dụng cụ cắt bằng máy bay phản lực có đường kính nhỏ hoặc các đầu dịch chuyển được gắn với một dây khoan mềm được định vị để tạo thành một lỗ khoan khi đầu được đẩy về phía trước. Đầu khoan được phóng từ bề mặt theo một góc nghiêng. Điều khiển hướng của mặt nghiêng ở đầu ảnh hưởng đến việc lái trong cả hai mặt phẳng dọc và ngang. Giám sát sự liên kết diễn ra bằng cách sử dụng máy phát ở đầu và thiết bị định vị ở mặt đất. Tôi đã thiết lập lỗ khoan thí điểm; Thiết bị doa sau được rút ra qua lỗ để cho phép thiết bị tiếp nhận ống sản phẩm, ống dẫn hoặc cáp bằng cách sử dụng một nút va đập.

Cần khoan và mũi khoan trong cong nghệ khoan ngầm 

Cần khoan và mũi khoan, còn được gọi là khoan, là một trong những phương pháp phổ biến nhất của công nghệ khoan ngầm hdd kéo ống. Cần khoan và mũi khoan là quá trình đồng thời kích vỏ trong khi loại bỏ vật liệu hư hỏng bằng máy khoan. Một đầu cắt xoay được gắn vào mép trước của dây khoan. Các hư hỏng được vận chuyển trở lại bằng cách quay của các chuyến bay khoan bên trong vỏ ống thép đang được đặt.

Loại kích và lỗ thông dụng nhất cho các ứng dụng vận tải là hệ thống đường ray. Các bộ phận chính của hệ thống rãnh bao gồm rãnh đỡ, máy doa, ống chống, đầu cắt và mũi khoan. Các thành phần tùy chọn bao gồm một hệ thống bôi trơn vỏ. Dầu nhớt thường là hỗn hợp bentonit và polyme. Sau khi khởi chạy, Cần khoan và lỗ khoan thường không có hướng dẫn. Các vật cản dưới bề mặt có thể gây ra độ lệch lớn. Những cải tiến công nghệ gần đây cho phép độ chính xác cao hơn.

Một trong những lợi ích chính của kích và khoan là công nhân không bắt buộc phải vào trục trong quá trình xây dựng không có rãnh. Mũi khoan xoay đưa vật liệu hư hỏng trở lại máy. Kích thủy lực ở máy doa dùng để tiến ống chống. Hệ thống rãnh phải được định vị trên cùng một tuyến và cùng cấp với lỗ khoan. Đây thường là phần quan trọng nhất của dự án. Cần khoan đòi hỏi trình độ tay nghề của người vận hành tương đối cao để đạt được kết quả tốt.

Việc sử dụng công nghệ khoan ngầm hdd kéo ống trong dự án đường ống của bạn có thể giúp tiết kiệm chi phí, bảo vệ môi trường và giảm thiểu sự gián đoạn bề mặt. Khi nói đến Công nghệ khoan ngầm, không cần phải đào rãnh là toàn bộ điểm. Công nghệ khoan ngầm là đào đường hầm bên dưới bề mặt để lắp đặt các đường dây dẫn dịch vụ như đường ống nước hoặc khí đốt, cáp điện hoặc viễn thông mà không bị ai phát hiện trên bề mặt. Phương pháp này cũng cho phép lắp đặt các tiện ích dưới kênh rạch và các chướng ngại vật khác mà không làm gián đoạn dòng chảy và ít hoặc không gây thiệt hại cho môi trường. Phương pháp khoan ngầm hdd kéo ống đã được sử dụng trong 50 năm qua, nhưng ngày nay, với những tiến bộ trong công nghệ cho hệ thống đào và dẫn đường, phương pháp khoan ngầm hdd kéo ống đang trở nên phổ biến hơn trên khắp thế giới khi điều kiện đất đai và vị trí cho phép.

Xem thêm công nghệ khoan ngầm qua đường cao tốc tại đây  công nghệ khoan ngầm hdd