BIỆN PHÁP THI CÔNG KHOAN NGẦM HDD KÉO ỐNG LỒNG QUA ĐƯỜNG CAO TỐC PHỤC VỤ TUYẾN ỐNG DẪN ĐIỆN VÀ TUYẾN ỐNG DẪN NƯỚC

Trong quá trình phát triển hạ tầng giao thông quốc gia và hạ tầng kỹ thuật liên vùng, nhu cầu xây dựng các tuyến ống dẫn điện và ống dẫn nước băng qua đường cao tốc ngày càng gia tăng. Đường cao tốc là loại hình công trình giao thông có yêu cầu đặc biệt nghiêm ngặt về an toàn khai thác, độ ổn định lâu dài và khả năng chịu tải trọng lớn. Do đó, mọi hoạt động thi công dưới phạm vi ảnh hưởng của đường cao tốc đều phải đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật cao, hạn chế tối đa nguy cơ lún sụt, nứt vỡ kết cấu nền đường và không được làm gián đoạn giao thông.

Trong bối cảnh đó, công nghệ khoan ngầm định hướng ngang HDD kết hợp biện pháp kéo ống lồng được xem là giải pháp kỹ thuật phù hợp và hiệu quả để thi công các tuyến ống dẫn điện và ống dẫn nước vượt qua đường cao tốc. Phương pháp này cho phép lắp đặt tuyến ống ở độ sâu an toàn dưới nền đường, đảm bảo tách biệt kết cấu đường cao tốc với tuyến ống kỹ thuật, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho công tác bảo trì, thay thế trong tương lai.

Khoan ngầm HDD là phương pháp thi công không đào rãnh, sử dụng máy khoan định hướng có khả năng điều khiển quỹ đạo mũi khoan theo phương ngang hoặc cong nhẹ dưới mặt đất. Khi kết hợp với biện pháp kéo ống lồng, một ống bảo vệ (ống lồng) được kéo qua lỗ khoan trước, sau đó ống dẫn điện hoặc ống dẫn nước được luồn hoặc lắp đặt bên trong ống lồng này. Cách tiếp cận này đặc biệt phù hợp với các công trình dưới đường cao tốc, nơi yêu cầu cao về an toàn, độ bền và khả năng kiểm soát rủi ro.

Biện pháp thi công khoan ngầm HDD kéo ống lồng qua đường cao tốc cần được xây dựng trên cơ sở phân tích tổng hợp các yếu tố địa chất, kết cấu nền đường, yêu cầu kỹ thuật của tuyến ống và các quy định quản lý đường bộ. Việc tuân thủ nghiêm ngặt quy trình kỹ thuật và tiêu chuẩn liên quan là điều kiện tiên quyết để đảm bảo thành công của công trình.

Công tác khảo sát và chuẩn bị là bước đầu tiên và có ý nghĩa quyết định đối với biện pháp thi công. Khảo sát địa chất cần cung cấp đầy đủ thông tin về các lớp đất dưới nền đường cao tốc, bao gồm chiều dày các lớp, tính chất cơ lý, mực nước ngầm và các yếu tố bất lợi như đất yếu, đất bão hòa nước hoặc lớp vật liệu đắp không đồng nhất. Đối với công trình dưới đường cao tốc, khảo sát kết cấu nền và áo đường là yêu cầu bắt buộc nhằm đánh giá phạm vi ảnh hưởng của tải trọng giao thông và xác định độ sâu chôn ống an toàn.

Trên cơ sở kết quả khảo sát, tuyến khoan HDD được thiết kế với các thông số kỹ thuật cụ thể như chiều dài tuyến, độ sâu chôn ống, bán kính cong, góc vào và góc ra. Độ sâu chôn ống lồng dưới đường cao tốc cần đảm bảo tuyến ống nằm ngoài vùng chịu ảnh hưởng trực tiếp của tải trọng bánh xe và dao động động lực, đồng thời nằm trong lớp địa tầng ổn định. Bán kính cong của tuyến khoan phải phù hợp với khả năng uốn cong của cần khoan, ống lồng và ống kỹ thuật bên trong, nhằm hạn chế ứng suất trong quá trình kéo và trong giai đoạn khai thác lâu dài.

Biện pháp thi công khoan ngầm HDD kéo ống lồng qua đường cao tốc thường được triển khai theo ba giai đoạn chính: khoan dẫn hướng, mở rộng lỗ khoan và kéo ống lồng. Giai đoạn khoan dẫn hướng là bước quan trọng nhất, quyết định độ chính xác hình học của toàn bộ tuyến khoan. Trong giai đoạn này, mũi khoan có đường kính nhỏ được dẫn động theo quỹ đạo thiết kế, với sự hỗ trợ của hệ thống định vị cho phép theo dõi liên tục vị trí, phương vị và độ nghiêng của mũi khoan. Việc kiểm soát chặt chẽ quỹ đạo khoan là yêu cầu bắt buộc nhằm đảm bảo tuyến khoan không xâm phạm phạm vi bảo vệ kết cấu đường cao tốc.

Trong quá trình khoan dẫn hướng, dung dịch khoan đóng vai trò đặc biệt quan trọng. Dung dịch khoan được sử dụng để bôi trơn mũi khoan, vận chuyển mùn khoan và gia cố thành lỗ khoan. Đối với công trình dưới đường cao tốc, việc kiểm soát áp suất dung dịch khoan cần được thực hiện nghiêm ngặt nhằm tránh hiện tượng trào dung dịch hoặc gây mất ổn định nền đất, có thể dẫn đến lún sụt mặt đường.

Sau khi hoàn thành khoan dẫn hướng, lỗ khoan được mở rộng theo từng cấp bằng các thiết bị doa chuyên dụng cho đến khi đạt đường kính phù hợp với ống lồng thiết kế. Việc mở rộng lỗ khoan theo nhiều cấp giúp giảm lực kéo, hạn chế xáo trộn địa tầng và đảm bảo ổn định thành lỗ. Đối với các tuyến ống lồng dưới đường cao tốc, đường kính lỗ khoan thường lớn hơn đường kính ngoài của ống lồng từ 20 đến 40 phần trăm, nhằm tạo khoảng hở cần thiết cho quá trình kéo và giảm ma sát.

Giai đoạn kéo ống lồng là bước then chốt trong biện pháp thi công khoan ngầm HDD dưới đường cao tốc. Ống lồng thường được chế tạo bằng thép hoặc vật liệu có khả năng chịu lực cao, được hàn hoặc liên kết thành từng đoạn theo chiều dài tuyến khoan. Trước khi kéo, ống lồng cần được kiểm tra chất lượng mối nối, độ thẳng và khả năng chịu lực kéo. Quá trình kéo ống lồng được thực hiện liên tục, với việc kiểm soát chặt chẽ lực kéo và tốc độ kéo nhằm tránh biến dạng hoặc hư hỏng ống.

Trong suốt quá trình kéo ống lồng, dung dịch bôi trơn có thể được bổ sung để giảm ma sát giữa ống và thành lỗ khoan. Việc kiểm soát lực kéo là yêu cầu đặc biệt quan trọng đối với công trình dưới đường cao tốc, bởi mọi sự cố trong quá trình kéo có thể dẫn đến gián đoạn thi công kéo dài và tiềm ẩn nguy cơ ảnh hưởng đến kết cấu nền đường phía trên.

Sau khi hoàn thành kéo ống lồng, công tác lắp đặt ống dẫn điện hoặc ống dẫn nước bên trong ống lồng được tiến hành. Đối với tuyến ống dẫn điện, ống lồng đóng vai trò bảo vệ cáp điện khỏi tác động cơ học, độ ẩm và các yếu tố môi trường. Đối với tuyến ống dẫn nước, ống lồng giúp tăng cường an toàn, hạn chế nguy cơ rò rỉ ảnh hưởng đến nền đường cao tốc. Việc bố trí các gối đỡ, vòng đệm và vật liệu chèn trong ống lồng cần được thiết kế phù hợp để đảm bảo ống kỹ thuật bên trong làm việc ổn định và không bị xê dịch.

Một nội dung quan trọng trong biện pháp thi công khoan ngầm HDD dưới đường cao tốc là kiểm soát lún và biến dạng nền đường. Trong suốt quá trình thi công, việc quan trắc lún bề mặt và các thông số kỹ thuật cần được thực hiện liên tục nhằm phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường. Các biện pháp điều chỉnh kịp thời, như giảm tốc độ khoan, điều chỉnh áp suất dung dịch hoặc tạm dừng thi công, cần được chuẩn bị sẵn trong phương án thi công.

Biện pháp thi công cũng cần bao gồm các yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn lao động và an toàn giao thông. Khu vực thi công tại hai đầu tuyến khoan phải được rào chắn, bố trí biển báo và tổ chức giao thông hợp lý nhằm đảm bảo an toàn cho người và phương tiện. Các thiết bị khoan và kéo ống cần được kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định trong điều kiện làm việc liên tục và chịu tải lớn.

Sau khi hoàn thành thi công, công tác hoàn thiện bao gồm thu hồi thiết bị, xử lý dung dịch khoan thải và hoàn trả mặt bằng. Việc hoàn trả mặt bằng cần đảm bảo khôi phục hiện trạng ban đầu hoặc đáp ứng các yêu cầu của đơn vị quản lý đường cao tốc. Công tác nghiệm thu cần kiểm tra đầy đủ vị trí, độ sâu, tình trạng ống lồng và ống kỹ thuật bên trong, cũng như đánh giá ảnh hưởng đến kết cấu đường phía trên.

Từ góc độ kỹ thuật và kinh tế, biện pháp thi công khoan ngầm HDD kéo ống lồng qua đường cao tốc cho tuyến ống dẫn điện và ống dẫn nước mang lại nhiều lợi ích so với các phương pháp truyền thống. Phương pháp này giúp giảm thiểu tối đa việc can thiệp vào kết cấu đường cao tốc, hạn chế gián đoạn giao thông và đảm bảo an toàn lâu dài cho cả công trình giao thông và công trình kỹ thuật ngầm. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu có thể cao hơn, nhưng tổng chi phí vòng đời công trình thường được tối ưu nhờ giảm rủi ro sự cố và chi phí bảo trì.

Trong điều kiện Việt Nam, nơi mạng lưới đường cao tốc đang được mở rộng nhanh chóng và nhu cầu phát triển hạ tầng kỹ thuật song hành ngày càng lớn, biện pháp thi công khoan ngầm HDD kéo ống lồng được xem là giải pháp phù hợp với định hướng phát triển bền vững. Việc áp dụng đúng biện pháp, tuân thủ quy trình kỹ thuật và nâng cao năng lực quản lý thi công sẽ là yếu tố quyết định đến chất lượng và hiệu quả lâu dài của các công trình vượt đường cao tốc.

Tóm lại, biện pháp thi công khoan ngầm HDD kéo ống lồng qua đường cao tốc cho đường ống dẫn điện và đường ống dẫn nước là giải pháp kỹ thuật tiên tiến, đáp ứng đồng thời các yêu cầu về an toàn, độ bền và hiệu quả kinh tế. Việc triển khai biện pháp này trên cơ sở khoa học và thực tiễn sẽ góp phần quan trọng vào việc xây dựng hệ thống hạ tầng giao thông và hạ tầng kỹ thuật hiện đại, đồng bộ và bền vững.

Khoan ngầm qua đường cao tốc kéo ống lồng