Khoan ngầm ngang qua đường quốc lộ 1A

BIỆN PHÁP VÀ QUY TRÌNH THI CÔNG KHOAN KÍCH NGẦM QUA ĐƯỜNG KÉO ỐNG D500–D1500 MM

Trong bối cảnh phát triển hạ tầng giao thông và hạ tầng kỹ thuật đô thị, việc thi công các tuyến ống ngầm có đường kính lớn băng qua đường bộ đang khai thác đặt ra nhiều yêu cầu khắt khe về kỹ thuật, an toàn và quản lý. Đối với các tuyến ống có đường kính từ D500 đến D1500 mm, phương pháp đào hở truyền thống thường không còn phù hợp do nguy cơ ảnh hưởng đến kết cấu mặt đường, gián đoạn giao thông và phát sinh chi phí hoàn trả lớn. Trong điều kiện đó, biện pháp khoan kích ngầm qua đường đã và đang được áp dụng như một giải pháp kỹ thuật hiệu quả, đặc biệt đối với các tuyến khoan ngắn, tuyến thẳng và yêu cầu kiểm soát lún nghiêm ngặt.

Khoan kích ngầm qua đường là phương pháp thi công không đào rãnh, sử dụng lực kích cơ học, thường thông qua hệ thống kích thủy lực, để đẩy ống hoặc vỏ ống xuyên qua nền đất theo phương ngang. Phương pháp này cho phép lắp đặt các tuyến ống ngầm có đường kính lớn mà không phá vỡ kết cấu mặt đường phía trên, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng đến giao thông và môi trường đô thị. Đối với dải đường kính D500–D1500 mm, khoan kích ngầm được xem là một trong những giải pháp khả thi và kinh tế nếu được thiết kế và thi công đúng quy trình kỹ thuật.

Biện pháp thi công khoan kích ngầm qua đường cần được xây dựng trên cơ sở phân tích tổng hợp các yếu tố địa chất, điều kiện mặt bằng, yêu cầu kỹ thuật của tuyến ống và các ràng buộc về an toàn giao thông. Việc lựa chọn đúng biện pháp và tuân thủ nghiêm ngặt quy trình thi công là yếu tố quyết định đến chất lượng và độ an toàn của công trình.

Về mặt điều kiện áp dụng, khoan kích ngầm qua đường phù hợp với các tuyến khoan có chiều dài tương đối ngắn, thường trong khoảng 10–40 m, tuyến khoan thẳng hoặc có sai số hướng nhỏ, và nền đất có khả năng tự ổn định ở mức độ nhất định. Đối với các tuyến ống D500–D1500 mm, yêu cầu về độ chính xác tuyến khoan, khả năng chịu lực của ống và kiểm soát biến dạng nền đất cần được đặt ở mức cao hơn so với các tuyến ống nhỏ.

Công tác khảo sát và chuẩn bị là bước đầu tiên và mang tính quyết định trong biện pháp thi công khoan kích ngầm. Khảo sát địa chất cần xác định rõ các lớp đất, mức độ ổn định, mực nước ngầm và các yếu tố bất lợi như đất yếu, cát bão hòa nước hoặc sỏi cuội. Đối với khoan kích ngầm qua đường, khảo sát kết cấu nền đường và áo đường cũng là yêu cầu bắt buộc nhằm đánh giá khả năng chịu tải và nguy cơ ảnh hưởng trong quá trình thi công. Đồng thời, việc khảo sát công trình ngầm hiện hữu giúp tránh xung đột với các tuyến cáp, ống và kết cấu kỹ thuật đang khai thác.

Trên cơ sở kết quả khảo sát, tuyến khoan kích ngầm được thiết kế với cao độ, hướng tuyến và chiều dài phù hợp. Đối với các tuyến ống D500–D1500 mm, độ sâu chôn ống cần đảm bảo tuyến ống nằm dưới vùng ảnh hưởng trực tiếp của tải trọng giao thông và kết cấu áo đường, đồng thời đủ sâu để giảm nguy cơ lún sụt bề mặt. Thiết kế cũng cần xác định rõ loại ống sử dụng, thường là ống thép hoặc ống bê tông cốt thép, có khả năng chịu lực kích lớn trong quá trình thi công.

Biện pháp thi công khoan kích ngầm qua đường bắt đầu bằng việc đào và gia cố hố kích và hố nhận. Hố kích là nơi đặt hệ thống kích thủy lực và bố trí ống để thực hiện quá trình kích. Hố nhận là vị trí tiếp nhận đầu ống sau khi hoàn thành quá trình khoan kích. Kích thước và kết cấu của các hố này phải được thiết kế đủ lớn và đủ ổn định để chịu được lực kích, tải trọng thiết bị và áp lực đất xung quanh. Trong nhiều trường hợp, hố kích và hố nhận cần được gia cố bằng cừ thép, cọc ván hoặc kết cấu bê tông nhằm đảm bảo an toàn trong suốt quá trình thi công.

Sau khi hoàn thành hố kích, hệ thống kích thủy lực được lắp đặt và căn chỉnh chính xác theo hướng tuyến thiết kế. Việc căn chỉnh hệ thống kích là bước quan trọng nhằm đảm bảo tuyến khoan đi đúng hướng, hạn chế sai lệch có thể gây kẹt ống hoặc ảnh hưởng đến kết cấu nền đường phía trên. Đối với các tuyến ống có đường kính lớn như D1000–D1500 mm, sai lệch nhỏ trong quá trình căn chỉnh cũng có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng, do đó yêu cầu độ chính xác cao trong công tác này.

Quy trình thi công khoan kích ngầm qua đường thường được thực hiện theo phương thức kích từng đoạn. Ống được đưa vào vị trí kích, sau đó hệ thống kích thủy lực tác động lực đẩy để đưa ống tiến vào nền đất. Sau mỗi chu kỳ kích, quá trình đào đất trong lòng ống hoặc phía trước đầu ống được thực hiện để giảm lực cản và tạo điều kiện cho lần kích tiếp theo. Đối với các đường kính lớn, việc đào đất thường được thực hiện thủ công hoặc bằng thiết bị chuyên dụng, tùy thuộc vào điều kiện địa chất và không gian thi công.

Trong quá trình khoan kích ngầm, việc kiểm soát hướng tuyến và lực kích là yêu cầu kỹ thuật then chốt. Hướng tuyến được kiểm tra thường xuyên thông qua các thiết bị đo đạc, đảm bảo ống đi đúng theo thiết kế. Lực kích cần được kiểm soát trong giới hạn cho phép của ống và nền đất, tránh hiện tượng quá tải gây nứt vỡ ống hoặc làm mất ổn định nền. Đối với các tuyến ống D500–D1500 mm, lực kích có thể rất lớn, do đó yêu cầu hệ thống kích có công suất phù hợp và khả năng điều chỉnh chính xác.

Một yếu tố kỹ thuật quan trọng trong biện pháp thi công khoan kích ngầm là kiểm soát biến dạng nền đất và lún bề mặt. Trong quá trình kích ống, áp lực đất xung quanh có thể thay đổi, gây nguy cơ lún hoặc trồi đất nếu không được kiểm soát tốt. Biện pháp kiểm soát thường bao gồm điều chỉnh tốc độ kích, kết hợp đào đất hợp lý và theo dõi biến dạng bề mặt đường. Trong các công trình quan trọng, hệ thống quan trắc lún có thể được lắp đặt để theo dõi liên tục và kịp thời xử lý khi có dấu hiệu bất thường.

Đối với các tuyến ống có đường kính lớn, việc bôi trơn thành ống và thành đất cũng là biện pháp quan trọng nhằm giảm lực kích và hạn chế xáo trộn địa tầng. Các vật liệu bôi trơn hoặc dung dịch phù hợp có thể được sử dụng để giảm ma sát giữa ống và đất, đặc biệt trong nền đất dính hoặc cát bão hòa nước. Việc lựa chọn vật liệu bôi trơn cần phù hợp với điều kiện địa chất và yêu cầu bảo vệ môi trường.

Quá trình thi công khoan kích ngầm qua đường tiếp tục cho đến khi đầu ống xuyên qua và tiếp cận hố nhận. Sau khi ống được kích đến vị trí thiết kế, công tác căn chỉnh cuối cùng được thực hiện để đảm bảo tuyến ống đạt đúng cao độ và hướng tuyến. Hệ thống kích được tháo dỡ, và các mối nối hoặc kết cấu liên kết được hoàn thiện theo thiết kế kỹ thuật.

Giai đoạn hoàn thiện bao gồm việc xử lý không gian xung quanh ống, nếu cần, bằng các biện pháp như bơm vữa lấp đầy khe hở nhằm tăng độ ổn định và hạn chế lún sụt về lâu dài. Hố kích và hố nhận được hoàn trả theo yêu cầu thiết kế và quy định của cơ quan quản lý giao thông, đảm bảo khôi phục hiện trạng ban đầu hoặc đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.

Từ góc độ an toàn và quản lý rủi ro, biện pháp thi công khoan kích ngầm qua đường cần bao gồm các phương án xử lý sự cố như kẹt ống, sai lệch hướng tuyến hoặc mất ổn định nền đất. Việc chuẩn bị sẵn các kịch bản xử lý và đội ngũ kỹ thuật có kinh nghiệm là yếu tố quan trọng nhằm giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công.

So với kỹ thuật khoan ngầm HDD, khoan kích ngầm có phạm vi áp dụng hẹp hơn nhưng lại mang lại hiệu quả kinh tế cao đối với các tuyến ống D500–D1500 mm có chiều dài ngắn và yêu cầu tuyến thẳng. Trong nội đô và các khu vực giao thông quan trọng, phương pháp này giúp giảm thiểu tối đa ảnh hưởng đến hoạt động giao thông và đời sống xã hội nếu được tổ chức thi công hợp lý.

Tóm lại, biện pháp và quy trình thi công khoan kích ngầm qua đường kéo ống D500–D1500 mm là một hệ thống giải pháp kỹ thuật tổng hợp, đòi hỏi khảo sát kỹ lưỡng, thiết kế chính xác và tổ chức thi công chặt chẽ. Việc tuân thủ đúng quy trình và áp dụng các biện pháp kỹ thuật phù hợp sẽ đảm bảo chất lượng, an toàn và hiệu quả lâu dài cho các công trình hạ tầng ngầm có quy mô lớn trong điều kiện đô thị và giao thông phức tạp.