DỊCH VỤ KHOAN NGẦM HDD QUA ĐƯỜNG TRONG KHU ĐÔ THỊ PHỤC VỤ LẮP ĐẶT CÁP ĐIỆN, CÁP QUANG VÀ ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC – YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ SỰ CỐ

1. Tổng quan về khoan ngầm HDD trong khu đô thị

Trong điều kiện đô thị hóa nhanh, mật độ giao thông cao và hệ thống hạ tầng kỹ thuật ngầm ngày càng phức tạp, việc thi công các tuyến cáp điện, cáp quang và đường ống cấp nước qua đường giao thông đặt ra yêu cầu rất cao về an toàn, tiến độ và mức độ ảnh hưởng đến sinh hoạt xã hội. Các phương pháp đào mở truyền thống gây gián đoạn giao thông, ảnh hưởng lớn đến kết cấu mặt đường và phát sinh chi phí hoàn trả lớn, do đó không còn phù hợp trong nhiều trường hợp. Công nghệ khoan ngầm định hướng ngang (Horizontal Directional Drilling – HDD) đã trở thành giải pháp chủ đạo cho các dự án vượt đường trong khu đô thị.

Dịch vụ khoan ngầm HDD qua đường là hình thức thi công không đào mở, cho phép tạo lỗ khoan ngầm theo quỹ đạo thiết kế dưới mặt đường, sau đó kéo ống hoặc lắp đặt cáp vào vị trí yêu cầu. Phương pháp này đặc biệt phù hợp với các tuyến cáp điện trung – hạ thế, cáp quang viễn thông và đường ống nước có đường kính nhỏ đến trung bình trong môi trường đô thị đông đúc.

2. Phạm vi áp dụng và đối tượng công trình

Khoan ngầm HDD qua đường trong khu đô thị được áp dụng cho các loại công trình sau:

– Lắp đặt mới hoặc cải tạo tuyến cáp điện ngầm phục vụ phân phối điện năng.
– Lắp đặt tuyến cáp quang, cáp thông tin, cáp tín hiệu điều khiển.
– Lắp đặt đường ống cấp nước, ống kỹ thuật hoặc ống bảo vệ cáp vượt qua đường giao thông.
– Thi công tại các tuyến đường đô thị, giao lộ, khu dân cư đông người, khu thương mại và khu công nghiệp.

Đặc điểm chung của các công trình này là chiều dài khoan không lớn, nhưng yêu cầu cao về độ chính xác quỹ đạo, kiểm soát biến dạng nền đường và tuyệt đối không làm gián đoạn giao thông.

3. Cơ sở kỹ thuật của công nghệ khoan ngầm HDD

Khoan ngầm HDD là phương pháp khoan có điều khiển, trong đó mũi khoan được dẫn động theo phương ngang hoặc cong, có thể kiểm soát trong không gian ba chiều. Hệ thống thi công bao gồm giàn khoan HDD, cần khoan, mũi khoan dẫn hướng, thiết bị doa mở rộng, hệ thống dung dịch khoan và hệ thống định vị – điều hướng.

Nguyên lý cơ bản của HDD gồm ba giai đoạn chính:

– Khoan dẫn hướng (pilot drilling).
– Mở rộng lỗ khoan (reaming).
– Kéo ống hoặc lắp đặt cáp (pullback).

Trong khu đô thị, khoan ngầm HDD thường được triển khai với độ sâu đủ để tránh vùng ảnh hưởng trực tiếp của tải trọng giao thông và các công trình ngầm hiện hữu.

4. Công tác khảo sát và chuẩn bị trước thi công

4.1 Khảo sát hiện trạng và hạ tầng ngầm

Khảo sát hiện trạng là bước bắt buộc trước khi triển khai khoan ngầm HDD. Nội dung khảo sát bao gồm:

– Hiện trạng mặt đường, kết cấu áo đường và tải trọng khai thác.
– Vị trí, cao độ và loại hình các công trình hạ tầng ngầm hiện hữu như cáp điện, cáp viễn thông, ống cấp thoát nước, ống khí.
– Điều kiện địa chất nông, mực nước ngầm và tính chất đất trong phạm vi khoan.

Việc xác định chính xác vị trí các công trình ngầm là yêu cầu bắt buộc nhằm tránh sự cố va chạm trong quá trình khoan.

4.2 Khảo sát địa chất – địa kỹ thuật

Khảo sát địa chất phục vụ khoan HDD qua đường thường tập trung vào các lớp đất trong phạm vi độ sâu khoan, bao gồm:

– Thành phần đất, độ chặt và độ bão hòa nước.
– Khả năng ổn định thành lỗ khoan.
– Sự tồn tại của vật cản như sỏi, đá, phế thải xây dựng.

Kết quả khảo sát là cơ sở để lựa chọn mũi khoan, dung dịch khoan và biện pháp thi công phù hợp.

5. Thiết kế kỹ thuật tuyến khoan HDD

Thiết kế tuyến khoan HDD qua đường trong khu đô thị cần đáp ứng các yêu cầu sau:

– Tuyến khoan phải nằm ngoài vùng ảnh hưởng của kết cấu áo đường.
– Độ sâu chôn ống phù hợp với quy định kỹ thuật và điều kiện địa chất.
– Bán kính cong không vượt quá giới hạn cho phép của ống và cáp.
– Khoảng cách an toàn với các công trình ngầm hiện hữu.

Đường kính lỗ khoan cuối cùng thường lớn hơn đường kính ngoài của ống từ 20 đến 30 phần trăm để giảm ma sát và tạo điều kiện cho dung dịch khoan lưu thông.

6. Quy trình thi công khoan ngầm HDD qua đường

6.1 Khoan dẫn hướng

Khoan dẫn hướng là giai đoạn quyết định độ chính xác hình học của toàn bộ tuyến khoan. Mũi khoan hoa tiêu được dẫn động theo quỹ đạo thiết kế dưới sự giám sát của hệ thống định vị. Trong quá trình khoan, các thông số về độ sâu, phương vị và độ nghiêng được theo dõi liên tục để kịp thời hiệu chỉnh khi có sai lệch.

6.2 Mở rộng lỗ khoan

Sau khi hoàn thành khoan dẫn hướng, lỗ khoan được mở rộng bằng các thiết bị doa chuyên dụng. Đối với khu đô thị, việc mở rộng thường được thực hiện theo từng cấp nhỏ nhằm hạn chế xáo trộn địa tầng và giảm nguy cơ lún sụt mặt đường.

6.3 Kéo ống và lắp đặt cáp

Ống bảo vệ hoặc ống nước được kéo vào lỗ khoan bằng lực kéo của máy khoan. Đối với cáp điện và cáp quang, cáp có thể được kéo trực tiếp hoặc luồn vào ống bảo vệ sau khi hoàn thành kéo ống. Lực kéo phải được kiểm soát không vượt quá giới hạn cho phép của vật liệu.

7. Yêu cầu kỹ thuật đối với ống và cáp

– Ống bảo vệ cáp phải có khả năng chịu lực kéo, chịu mài mòn và chống thấm.
– Cáp điện và cáp quang phải tuân thủ giới hạn lực kéo và bán kính uốn cong cho phép.
– Các mối nối ống và cáp phải được kiểm tra trước khi thi công.

8. Các rủi ro thường gặp khi khoan ngầm HDD qua đường đô thị

8.1 Sai lệch quỹ đạo khoan

Nguyên nhân thường do địa chất không đồng nhất hoặc sai số định vị. Sai lệch có thể gây xâm phạm công trình ngầm hiện hữu hoặc đi quá gần mặt đường.

8.2 Mất ổn định thành lỗ khoan

Xảy ra trong đất yếu hoặc cát bão hòa nước, có thể dẫn đến sập lỗ khoan và lún mặt đường.

8.3 Trào dung dịch khoan lên bề mặt

Là sự cố nghiêm trọng, có thể gây mất an toàn giao thông và ô nhiễm môi trường.

8.4 Lực kéo vượt giới hạn cho phép

Có thể gây hư hỏng ống, mối nối hoặc cáp trong quá trình kéo.

9. Biện pháp xử lý sự cố trong thi công khoan ngầm kéo ống

– Kiểm tra, hiệu chuẩn hệ thống định vị và điều chỉnh hướng khoan kịp thời.
– Điều chỉnh thành phần và áp suất dung dịch khoan để gia cố thành lỗ.
– Giảm tốc độ khoan và mở rộng lỗ khoan theo nhiều cấp.
– Tạm dừng thi công và xử lý địa tầng khi có dấu hiệu trào dung dịch.
– Kiểm soát lực kéo, sử dụng dung dịch bôi trơn để giảm ma sát.

10. Quản lý an toàn và môi trường trong khu đô thị

Thi công khoan ngầm HDD qua đường đô thị phải tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu về an toàn giao thông, an toàn lao động và bảo vệ môi trường. Khu vực thi công cần được rào chắn, bố trí biển báo đầy đủ và có phương án điều tiết giao thông phù hợp.

11. Kết luận

Dịch vụ khoan ngầm HDD qua đường trong khu đô thị phục vụ lắp đặt cáp điện, cáp quang và đường ống nước là giải pháp kỹ thuật hiệu quả, phù hợp với yêu cầu phát triển hạ tầng hiện đại. Tuy nhiên, đây là công nghệ thi công phức tạp, tiềm ẩn nhiều rủi ro kỹ thuật. Việc thực hiện đầy đủ các bước khảo sát, thiết kế, thi công và xây dựng biện pháp xử lý sự cố là điều kiện tiên quyết để đảm bảo an toàn, chất lượng và hiệu quả lâu dài của công trình.

Khoan ngầm qua đường phố trong khu dân cư