Khoan ngầm kéo ống xây dựng tuyến cáp ngầm là một phương pháp thi công hạ tầng kỹ thuật không đào mở, được áp dụng rộng rãi trong các dự án điện lực, viễn thông và hạ tầng đô thị hiện đại. Phương pháp này cho phép lắp đặt các tuyến cáp điện, cáp quang và cáp tín hiệu bên trong ống dẫn được chôn ngầm dưới đất, hạn chế tối đa tác động đến bề mặt, giảm ảnh hưởng đến giao thông và sinh hoạt của cộng đồng, đồng thời nâng cao mức độ an toàn và độ bền lâu dài của hệ thống cáp. Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh, mật độ công trình ngầm ngày càng cao và yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng nghiêm ngặt, khoan ngầm kéo ống được xem là giải pháp kỹ thuật phù hợp và hiệu quả.

Về nguyên tắc chung, phương pháp khoan ngầm kéo ống xây dựng tuyến cáp ngầm bao gồm hai giai đoạn chính: thi công lắp đặt ống dẫn ngầm bằng công nghệ khoan định hướng hoặc khoan không đào, và kéo cáp vào trong ống dẫn sau khi hoàn thành lắp đặt ống. Ống dẫn thường được chôn ở độ sâu từ 1 đến 2,5 m so với mặt đất tự nhiên nhằm giảm nguy cơ bị xâm phạm do các hoạt động đào bới thông thường. Trong các khu vực có điều kiện khí hậu cực lạnh, nơi sương giá có thể xâm nhập sâu vào nền đất, độ sâu chôn ống có thể phải tăng lên để đảm bảo tuyến cáp nằm dưới vùng ảnh hưởng của đóng băng và giãn nở nhiệt.

Công tác thiết kế là bước khởi đầu và có ý nghĩa quyết định đối với việc thi công khoan ngầm kéo ống xây dựng tuyến cáp ngầm. Trong giai đoạn này, tuyến cáp được xác định dựa trên quy hoạch hạ tầng kỹ thuật, hiện trạng các công trình ngầm hiện hữu và yêu cầu vận hành của hệ thống. Hồ sơ thiết kế cần thể hiện rõ hướng tuyến, độ sâu chôn ống, đường kính và vật liệu ống dẫn, cũng như các yêu cầu kỹ thuật liên quan đến an toàn điện, an toàn thông tin và bảo vệ môi trường. Việc lập bản đồ chính xác các công trình ngầm hiện hữu là yêu cầu bắt buộc nhằm tránh xung đột và sự cố trong quá trình thi công.

Vật liệu ống dẫn được sử dụng phổ biến trong khoan ngầm kéo cáp là ống nhựa PVC, HDPE hoặc các loại ống nhựa kỹ thuật có khả năng chịu lực, chịu ăn mòn và cách điện tốt. Trong nhiều trường hợp, ống dẫn có thể được lắp sẵn các ống lót bên trong hoặc dây kéo cáp nhằm thuận tiện cho quá trình kéo cáp sau này. Đối với các tuyến cáp điện và cáp quang, yêu cầu về độ trơn nhẵn bên trong ống, khả năng chống thấm nước và độ bền cơ học là các tiêu chí kỹ thuật quan trọng cần được xem xét ngay từ giai đoạn lựa chọn vật liệu.

Quá trình thi công khoan ngầm kéo ống thường bắt đầu bằng việc tạo lỗ khoan ngầm theo tuyến thiết kế. Trong các khu vực cần tránh đào mở bề mặt, chẳng hạn như khi băng qua đường giao thông, vỉa hè hoặc khu vực có mật độ xây dựng cao, công nghệ khoan định hướng ngang được sử dụng để tạo lỗ khoan chính xác theo quỹ đạo mong muốn. Khoan định hướng cho phép kiểm soát vị trí, độ sâu và hướng tuyến của lỗ khoan, đảm bảo tuyến ống dẫn được đặt đúng vị trí thiết kế và không ảnh hưởng đến các công trình hiện hữu.

Sau khi hoàn thành khoan tạo lỗ, công tác lắp đặt ống dẫn được tiến hành. Ống được kéo hoặc đẩy vào lỗ khoan bằng các thiết bị chuyên dụng, đảm bảo ống nằm ổn định trong lòng đất và không bị biến dạng. Trong trường hợp tuyến ống dài hoặc đi qua địa tầng phức tạp, việc lắp đặt có thể được thực hiện theo từng đoạn, với các mối nối được kiểm tra kỹ lưỡng về độ kín và độ bền cơ học. Đối với các tuyến cáp điện hoặc cáp quang có yêu cầu cao về an toàn, ống dẫn có thể được bố trí thêm các lớp bảo vệ hoặc ống lồng nhằm tăng cường khả năng chống tác động cơ học.

Một yêu cầu kỹ thuật quan trọng trong thi công tuyến cáp ngầm là việc bố trí băng đánh dấu dẫn điện phía trên ống dẫn. Trong trường hợp cả ống dẫn và cáp đều là vật liệu điện môi, băng đánh dấu dẫn điện đóng vai trò hỗ trợ việc xác định vị trí tuyến cáp trong tương lai và cảnh báo cho các hoạt động đào bới xung quanh. Băng đánh dấu thường được chôn phía trên ống dẫn với khoảng cách không vượt quá 300 mm so với bề mặt, nhằm đảm bảo khả năng phát hiện bằng các thiết bị dò tìm thông thường.

Đối với các tuyến khoan ngầm có chiều dài lớn hoặc đi qua khu vực có nhiều công trình ngầm hiện hữu, việc đào các hố thí điểm là một biện pháp kỹ thuật quan trọng nhằm kiểm soát rủi ro. Các hố thí điểm thường được bố trí với khoảng cách từ 25 đến 30 m, đặc biệt tại các vị trí tuyến khoan dự kiến cắt ngang các đường ống hoặc tuyến cáp hiện có. Kích thước hố thí điểm phải lớn hơn đường kính lỗ khoan ngầm tối thiểu 150 mm để tạo điều kiện quan sát và kiểm tra. Thông qua các hố thí điểm, nhà thầu có thể xác định chính xác vị trí của lỗ khoan so với các công trình ngầm khác, đồng thời kiểm tra điều kiện địa chất thực tế và điều chỉnh biện pháp thi công nếu cần thiết.

Trong giai đoạn kéo cáp vào ống dẫn, các yêu cầu kỹ thuật về lực kéo, bán kính uốn cong và điều kiện môi trường phải được kiểm soát chặt chẽ. Cáp điện và cáp quang đều có giới hạn lực kéo và bán kính uốn cong cho phép, nếu vượt quá có thể gây hư hỏng lớp cách điện hoặc suy hao tín hiệu. Do đó, quá trình kéo cáp cần được thực hiện bằng các thiết bị chuyên dụng, với tốc độ kéo ổn định và có sự giám sát liên tục. Trong một số trường hợp, chất bôi trơn chuyên dụng được sử dụng để giảm ma sát giữa cáp và thành ống, đặc biệt đối với các tuyến dài hoặc có nhiều đoạn cong.

Một vấn đề quan trọng trong thi công khoan ngầm kéo cáp là an toàn khi đào và khoan gần các dịch vụ ngầm hiện hữu. Rủi ro không chỉ giới hạn ở việc gián đoạn thông tin liên lạc mà còn bao gồm nguy cơ đe dọa tính mạng khi vô tình xâm phạm cáp điện cao thế hoặc đường ống dẫn khí. Do đó, trước khi tiến hành bất kỳ hoạt động đào hoặc khoan nào, nhà thầu phải liên hệ với các đơn vị quản lý hạ tầng để thu thập thông tin về vị trí các dịch vụ ngầm. Các cơ sở dữ liệu về hạ tầng ngầm cần được cập nhật và kiểm tra chéo với khảo sát thực địa để đảm bảo độ chính xác.

Nhà thầu thi công khoan ngầm kéo ống chịu trách nhiệm hoàn toàn đối với việc xác định và bảo vệ các dịch vụ hiện có trong phạm vi ảnh hưởng của công trình. Không được phép triển khai thi công nếu chưa có bản sao tuyến thiết kế đã được phê duyệt và chưa hoàn tất công tác xác định vị trí các công trình ngầm. Trong nhiều trường hợp, đại diện của đơn vị quản lý tiện ích có thể được yêu cầu tham gia chỉ dẫn vị trí hoặc giám sát trực tiếp quá trình thi công tại các vị trí nhạy cảm.

Sau khi hoàn thành việc kéo cáp và lắp đặt các hạng mục phụ trợ, công tác nghiệm thu và hoàn thiện được tiến hành. Việc nghiệm thu bao gồm kiểm tra vị trí, độ sâu, tình trạng ống dẫn, chất lượng kéo cáp và việc bố trí các dấu hiệu nhận biết tuyến cáp. Hồ sơ hoàn công cần được lập đầy đủ, cập nhật chính xác vị trí tuyến cáp để phục vụ công tác quản lý, vận hành và bảo trì trong tương lai.

Từ góc độ kỹ thuật và quản lý, khoan ngầm kéo ống xây dựng tuyến cáp ngầm là một giải pháp tổng hợp, đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa thiết kế, khảo sát, thi công và giám sát. Việc tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu kỹ thuật trong từng bước thi công không chỉ đảm bảo an toàn và chất lượng công trình mà còn góp phần giảm thiểu rủi ro, tối ưu chi phí và nâng cao hiệu quả đầu tư.

Tóm lại, phương pháp khoan ngầm kéo ống xây dựng tuyến cáp ngầm đã chứng minh được tính ưu việt trong các dự án hạ tầng hiện đại. Với khả năng thi công không đào mở, kiểm soát tốt rủi ro và phù hợp với điều kiện đô thị phức tạp, phương pháp này ngày càng được áp dụng rộng rãi trong xây dựng các hệ thống cáp điện, cáp quang và cáp tín hiệu. Việc nghiên cứu, chuẩn hóa và áp dụng đúng quy trình kỹ thuật là cơ sở quan trọng để đảm bảo an toàn, hiệu quả và bền vững cho các dự án tuyến cáp ngầm trong dài hạn.

Khoan ngầm kéo ống xây dựng tuyến cáp ngầm

Phương pháp thi công lắp đặt cáp ngầm được kéo trong ống dẫn được chôn dưới đất, thường sâu từ 1-2,5 mét (3-6 feet) để giảm khả năng vô tình bị đào lên. Trong điều kiện khí hậu cực lạnh, cáp có thể cần được chôn ở độ sâu lớn hơn, nơi có nhiệt độ lạnh hơn và sương giá xâm nhập đến độ sâu lớn hơn. Quá trình này thường bắt đầu bằng việc đào một lỗ khoan ngầm để chôn ống dẫn thường là ống nhựa PVC, đôi khi có lắp sẵn ống dẫn bên trong (còn gọi là ống lót) với một băng kéo để thuận tiện cho quá trình kéo cáp thực tế. Doa định hướng cũng có thể được sử dụng để tránh đào lên bề mặt, ví dụ như khi băng qua đường hoặc vỉa hè. Nếu ống dẫn và cáp đều là chất điện môi, như thường lệ, một băng đánh dấu dẫn điện nên được chôn phía trên ống dẫn để hỗ trợ việc xác định vị trí cáp trong tương lai và như một lời cảnh báo cho bất kỳ ai đào xung quanh cáp. Băng dẫn điện có thể phát hiện được không được cách bề mặt quá 300mm (12 inch).

Khoan ngầm kéo đường cáp điện

Do tính chất gián đoạn của việc chôn ống, đặc biệt là dưới lòng đường, nhiều chính phủ cấp phép khoan cáp ngầm yêu cầu nhà thầu khoan ngầm lắp đặt thêm ống dẫn dọc theo tuyến đường để tránh phải đào lại cho bất kỳ lần lắp đặt cáp nào trong tương lai. Vì nhiều thành phố có các đường ống dẫn rộng rãi đã được chôn sẵn cho các dịch vụ khác hoặc có thể phải chôn thêm ống dẫn trong quá trình lắp đặt trước, nên có thể có sẵn ống dẫn để kéo cáp quang mới. Nhưng nó nhắc nhở chúng ta rằng việc đào một cách an toàn là vô cùng quan trọng. Rủi ro không chỉ là gián đoạn thông tin liên lạc mà còn là nguy cơ đe dọa tính mạng khi đào dây cáp điện cao thế hoặc đường dẫn khí đốt. Có một số dịch vụ duy trì cơ sở dữ liệu về vị trí của các dịch vụ ngầm phải được liên hệ trước khi xảy ra bất kỳ hoạt động đào nào, nhưng việc lập bản đồ các dịch vụ này nên được thực hiện trong giai đoạn thiết kế và kiểm tra kỹ trước khi đào để đảm bảo có dữ liệu mới nhất. Đồng thời khi cáp được lắp đặt, các điểm đánh dấu như thế này cho biết vị trí và quyền sở hữu của nó cũng có thể được cài đặt.

Lỗ thí điểm bằng khoan ngầm định hướng: Khi lỗ khoan ngầm đã được thiết lập, các hố hoa tiêu cần được đào ở khoảng cách 25 - 30 m (80 - 100 feet), đặc biệt tại những điểm mà lỗ khoan ngầm mới cắt ngang các tuyến hiện có. Các lỗ thí điểm phải sâu và rộng hơn ít nhất 150mm so với lỗ khoan ngầm đề xuất. Các lỗ thí điểm là một trong những phương pháp hiệu quả nhất được sử dụng không chỉ để xác định vị trí của các dịch vụ, mà còn để xác định vị trí của lỗ khoan ngầm, so với các dịch vụ khác.

Vị trí của dịch vụ khoan cáp ngầm: Nhà thầu khoan ngầm ống kéo nói chung sẽ phải chịu trách nhiệm cho bất kỳ thiệt hại nào đối với các dịch vụ hiện có. Nhà thầu khoan ngầm có trách nhiệm định vị tất cả các dịch vụ hiện có. Không có công việc khai quật nào nên bắt đầu mà không có một bản sao của lộ trình thiết kế tuyến cáp đã được phê duyệt. Một đại diện tiện ích có thể được yêu cầu chỉ ra vị trí của một dịch vụ và đôi khi thậm chí giám sát công việc.

Bộ định vị dẫn cáp có thể tìm thấy đường dẫn chính xác và thậm chí ước tính độ sâu của dịch vụ tiện ích. Đầu tư vào một đầu dò dẫn hướng xuyên đất (GPR) là khoản đầu tư tốt nhất để đào lỗ khoan ngầm an toàn. Chúng được sử dụng để xác định các dịch vụ và công trình ngầm mặc dù các kết quả đọc có thể bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của cáp điện cao thế

Sơ đồ đầu dò dẫn hướng xuyên đất: Bất kỳ việc đào lỗ khoan ngầm nào được thực hiện trong khu vực lân cận của các dịch vụ hiện có đều phải được thực hiện rất cẩn thận để ngăn ngừa thiệt hại ngẫu nhiên cho dịch vụ. Việc đào bằng tay là cần thiết để khám phá các dịch vụ đã biết trước khi bắt đầu bằng công việc đào bằng máy.

Bất kỳ thiệt hại nào đối với các dịch vụ hiện có phải được báo cáo ngay lập tức cho người quản lý dự án. lỗ khoan ngầm sâu hơn 1,2 - 2,5 mét

Trường hợp độ sâu của lỗ khoan ngầm vượt quá 1,2 m và công nhân cần phải vào lỗ khoan ngầm, nhà thầu khoan ngầm ống kéo phải thực hiện các biện pháp thích hợp để hỗ trợ cho lỗ khoan ngầm này. Không ai được làm việc một mình trong hố đào hoặc lỗ khoan ngầm sâu hơn 1,2 m.

3 phương pháp cơ bản được sử dụng để bảo vệ người lao động chống lại các hang động lỗ khoan ngầm là cung cấp một phương tiện an toàn để tiếp cận lỗ khoan ngầm. Các rào chắn và biển báo phải được sử dụng ở khoảng cách an toàn so với các mép để bảo vệ các hố đào không có người trông coi.

Không bao giờ được đặt máy móc trong hoặc gần các hố đào và lỗ khoan ngầm nơi khói thải có thể gây ô nhiễm bầu khí quyển bên dưới mặt đất mà công nhân được yêu cầu sử dụng. Cần phải cẩn thận trong việc di chuyển hoặc loại bỏ các tấm chắn để ngăn chặn sự trượt hoặc sụp đổ của các mặt lỗ khoan ngầm được hỗ trợ.

Tất cả các công việc khai quật phải được thực hiện dưới sự giám sát của người có trách nhiệm và người đó phải có đủ năng lực để thực hiện việc giám sát đó.

Việc đào và chuẩn bị hào thích hợp sẽ ức chế các ứng suất và ứng suất dọc và mặt cắt không lường trước được trên ống dẫn. Tường hào phải thẳng đứng ít nhất bằng chiều cao của lớp đệm và sau đó càng thẳng đứng càng tốt. Thực hiện cẩn thận khi cắt tỉa sàn lỗ khoan ngầm để đảm bảo rằng chúng bằng phẳng.

Nếu bất kỳ đồ đạc nào trên đường phố (tên đường, biển báo giao thông, nhà chờ xe buýt, v.v.) phải di chuyển, thì phải có sự sắp xếp của cơ quan có thẩm quyền để dỡ bỏ, cất giữ và lắp dựng lại.

Đánh dấu lỗ khoan ngầm đề xuất bằng sơn. Đào lỗ khoan ngầm gần lề đường, lỗ khoan ngầm nước, vỉa hè và lối đi dành cho xe hơi. Khi các công trình đào đi qua bên dưới lề đường, lỗ khoan ngầm nước hoặc đường lái xe, v.v., phải hỗ trợ thích hợp cho các cấu trúc này cho đến khi hoàn thành việc đào hầm và lấp đất.

Trường hợp đường hầm không phải là một lựa chọn, lớp lát bê tông hiện có phải được cắt gọn gàng bằng máy mài góc để tạo ra các cạnh phẳng và đồng nhất.

Khi các ống dẫn sẽ được đặt bên dưới các khối lát hiện có, các khối lát phải được loại bỏ cẩn thận để sử dụng lại. Các khối lát nền phải được đặt lại trên lớp cát và phục hồi về trạng thái ban đầu hoặc tốt hơn.

Khoan ngầm kết nối cáp quang qua đường - Khoan ngầm kéo ống xây dựng tuyến cáp ngầm và kỹ thuật khoan robot thi công lắp đặt đường ống

Nhà thầu khoan cáp quang phải thông báo cho cơ quan quản lý đường bộ liên quan 48 giờ trước khi bắt đầu công việc hoặc theo yêu cầu của pháp lệnh địa phương. Nhà thầu có trách nhiệm đảm bảo tuân thủ mọi luật lệ về giao thông, an toàn, biển báo giao thông và rào chắn.

Khoan định hướng là phương pháp ưa thích để băng qua đường vì nó gây ra gián đoạn tối thiểu.

· Góc của băng qua phải càng gần góc vuông với đường tâm càng tốt.

· Cạnh của lỗ khoan ngầm phải được cắt bằng máy cắt nhựa đường / bê tông để tạo ra các cạnh phẳng và đồng đều.

· Độ sâu tối thiểu mà bất kỳ dịch vụ nào có thể được đặt dưới đường là 800 mm.

· Các ống dẫn phải kéo dài ra ngoài mép đường ít nhất 0,5m.

· Tất cả các vật liệu và thiết bị đào phải được đặt và phân giới sao cho không gây bất tiện cho xe cộ và người đi bộ.

· Không ai được phép dỡ bất kỳ vật liệu nào có nguy cơ gây hư hỏng mặt đường trên đường công cộng.

Giao nhau giữa suối và sông

Trước khi đưa ra bất kỳ suy nghĩ nghiêm túc nào về việc lắp đặt ống dẫn polyethylene (HDPE) mật độ cao tại một đoạn sông, nhà thiết kế mạng lưới sẽ tham khảo ý kiến của một chuyên gia địa kỹ thuật để thực hiện một nghiên cứu toàn diện. Cuộc điều tra này sẽ tiết lộ cách hiệu quả nhất để thực hiện cuộc vượt biên được đề cập. Khoan định hướng ngang (HDD) (sẽ thảo luận ở phần sau), đã trở thành một phương án vượt sông phổ biến, và như được giải thích sau, đúng như vậy. Ống dẫn phải được bịt kín ở hai đầu để tránh nước hoặc bụi bẩn xâm nhập.

Nhà thầu khoan ngầm ống kéo phải thông báo cho chủ sở hữu 48 giờ trước khi bắt đầu công việc.

Phương pháp phổ biến nhất được sử dụng sẽ liên quan đến việc sử dụng một cần trục hoạt động bằng thủy lực được trang bị một giỏ an toàn được bố trí liền kề với lan can cầu. Từ vị trí này, công nhân đeo dây an toàn có thể được kéo qua lan can và hạ xuống vị trí làm việc theo yêu cầu.

Các vị trí lắp giá đỡ hiện có thể được đánh dấu ở mặt bên hoặc mặt dưới của cầu theo chỉ dẫn của bản vẽ thiết kế và hướng dẫn. Tiếp theo, khoan các lỗ, lắp các neo bê tông và giá đỡ và cố định chắc chắn.

Ống dẫn cơ sở bằng thép hoặc polyvinyl clorua (UPVC) mật độ cực cao hiện có thể được định vị và cố định chắc chắn. Sau đó, các sản phẩm vi mô có thể được kéo qua vật mang cơ sở mới được gắn. Sử dụng chiều dài ống dẫn liên tục (không được phép có mối nối).

Khi được yêu cầu và theo quy định trong chỉ dẫn thiết kế, cả lối đi và đầu xuất phát có thể phải được bọc bằng bê tông khi chúng đi qua mố cầu và đi vào lòng đất. Tất nhiên, điều mong muốn là sản phẩm cuối cùng phải an toàn và hấp dẫn về mặt thị giác.

xem thêm Khoan ngầm kéo ống xây dựng tuyến cáp ngầm và kỹ thuật khoan robot thi công lắp đặt đường ống