DỊCH VỤ KHOAN NGẦM ROBOT VƯỢT QUA ĐƯỜNG, QUA SÔNG BẰNG ỐNG HDPE ĐƯỜNG KÍNH LỚN VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO, BIỆN PHÁP XỬ LÝ SỰ CỐ TRONG THI CÔNG HDD

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của hạ tầng kỹ thuật và quá trình ngầm hóa các công trình cấp nước, thoát nước, năng lượng và viễn thông, nhu cầu lắp đặt các tuyến ống ngầm có đường kính lớn vượt qua đường giao thông và sông, kênh rạch ngày càng gia tăng. Các tuyến ống HDPE có đường kính danh định D600, D850 và D1000 mm hiện được sử dụng phổ biến cho các hệ thống cấp nước, thoát nước áp lực, tuyến ống kỹ thuật và ống bảo vệ cáp quy mô lớn. Đặc thù của các công trình này là yêu cầu cao về an toàn, độ bền lâu dài, không làm gián đoạn giao thông và không ảnh hưởng đến môi trường thủy sinh. Trong bối cảnh đó, dịch vụ khoan ngầm robot theo công nghệ khoan định hướng ngang (Horizontal Directional Drilling – HDD) được xem là giải pháp kỹ thuật tối ưu.

Khoan ngầm robot vượt qua đường và qua sông bằng ống HDPE đường kính lớn là phương pháp thi công không đào mở, sử dụng hệ thống máy khoan định hướng công suất lớn, được tích hợp các hệ thống điều khiển, định vị và giám sát hiện đại. Công nghệ này cho phép tạo lỗ khoan ngầm theo quỹ đạo thiết kế dưới lòng đất hoặc lòng sông, sau đó kéo tuyến ống HDPE vào vị trí lắp đặt mà không cần can thiệp vào bề mặt công trình phía trên. Việc ứng dụng khoan ngầm robot không chỉ giúp giảm thiểu tác động đến giao thông và môi trường mà còn đảm bảo độ chính xác cao về hình học tuyến ống, phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt của các dự án quy mô lớn.

Về đặc điểm kỹ thuật, ống HDPE D600, D850 và D1000 mm có ưu điểm nổi bật về khả năng chịu ăn mòn, tính linh hoạt cao, khả năng chịu biến dạng và tuổi thọ dài. Tuy nhiên, chính đường kính lớn và chiều dài tuyến khoan vượt sông hoặc vượt đường cũng đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật trong thiết kế và thi công HDD. Các thách thức này bao gồm lực kéo lớn, yêu cầu bán kính cong lớn, kiểm soát ổn định lỗ khoan và quản lý rủi ro trong điều kiện địa chất – thủy văn phức tạp.

Dịch vụ khoan ngầm robot cho các tuyến ống HDPE đường kính lớn được triển khai theo một quy trình kỹ thuật chặt chẽ, bắt đầu từ công tác khảo sát, thiết kế, chuẩn bị mặt bằng đến thi công và nghiệm thu. Công tác khảo sát địa chất – địa kỹ thuật và thủy văn là bước đầu tiên và có ý nghĩa quyết định. Đối với các dự án khoan vượt sông, khảo sát cần làm rõ cấu trúc địa tầng hai bờ và lòng sông, xác định chiều dày các lớp đất, đặc biệt là các lớp cát bão hòa nước, bùn sét yếu hoặc sỏi cuội. Đồng thời, cần đánh giá chế độ dòng chảy, hiện tượng xói lở, bồi lắng và biến động mực nước theo mùa để lựa chọn độ sâu chôn ống và quỹ đạo khoan an toàn.

Trên cơ sở khảo sát, công tác thiết kế tuyến khoan HDD được thực hiện với mức độ chi tiết cao. Thiết kế phải xác định rõ vị trí điểm vào và điểm ra, chiều dài tuyến khoan, độ sâu chôn ống so với mặt đường hoặc đáy sông, cũng như bán kính cong tối thiểu của tuyến. Đối với ống HDPE D600 đến D1000 mm, bán kính cong thiết kế thường phải lớn để đảm bảo ứng suất uốn trong ống không vượt quá giới hạn cho phép. Đường kính lỗ khoan cuối cùng được lựa chọn lớn hơn đường kính ngoài của ống từ 25 đến 40 phần trăm nhằm tạo khoảng hở cần thiết cho dung dịch khoan lưu thông và giảm ma sát khi kéo.

Công tác chuẩn bị mặt bằng thi công là bước tiếp theo, bao gồm bố trí khu vực đặt giàn khoan, trạm trộn và tuần hoàn dung dịch khoan, khu vực lắp ráp tuyến ống HDPE và các hố vận hành tại hai đầu tuyến. Đối với khoan vượt đường, mặt bằng thường hạn chế và yêu cầu cao về an toàn giao thông; trong khi đó, khoan vượt sông đòi hỏi biện pháp bảo vệ bờ sông, chống sạt lở và tổ chức thoát nước hiệu quả. Nền đặt giàn khoan phải được gia cố để chịu được tải trọng lớn và lực kéo phát sinh trong quá trình thi công.

Quy trình thi công khoan ngầm robot vượt đường và qua sông bằng ống HDPE đường kính lớn bao gồm ba giai đoạn chính. Giai đoạn khoan dẫn hướng là bước quan trọng nhất, quyết định độ chính xác hình học của toàn bộ tuyến khoan. Mũi khoan hoa tiêu 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 sâu mũi khoan. Việc hiệu chỉnh hướng khoan được thực hiện kịp thời nhằm đảm bảo tuyến khoan bám sát thiết kế và tránh các công trình ngầm hiện hữu.

Giai đoạn mở rộng lỗ khoan được thực hiện sau khi hoàn thành khoan dẫn hướng. Đối với các tuyến ống HDPE D600, D850 và D1000 mm, việc mở rộng lỗ khoan thường được thực hiện theo nhiều cấp, với đường kính tăng dần nhằm giảm xáo trộn địa tầng và kiểm soát lực kéo. Trong suốt quá trình mở rộng, các thông số kỹ thuật như mô men xoắn, lực kéo, áp suất và lưu lượng dung dịch khoan phải được giám sát chặt chẽ để kịp thời phát hiện và xử lý các dấu hiệu bất thường.

Giai đoạn kéo ống là bước cuối cùng và tiềm ẩn nhiều rủi ro nhất. Tuyến ống HDPE được hàn nối hoàn chỉnh trên bề mặt bằng phương pháp hàn nhiệt đối đầu hoặc hàn điện trở, đảm bảo mối nối đạt cường độ tương đương thân ống. Ống được liên kết với đầu kéo thông qua khớp xoay nhằm tránh xoắn trong quá trình kéo. Lực kéo phải được kiểm soát không vượt quá giới hạn cho phép của ống HDPE, đồng thời có thể sử dụng dung dịch bôi trơn để giảm ma sát giữa ống và thành lỗ khoan.

Bên cạnh các yêu cầu kỹ thuật trong thi công, việc đánh giá rủi ro và xây dựng biện pháp xử lý sự cố là nội dung bắt buộc đối với dịch vụ khoan ngầm HDD, đặc biệt là các dự án vượt sông. Rủi ro đầu tiên thường gặp là sai lệch quỹ đạo khoan, có thể xuất phát từ điều kiện địa chất không đồng nhất hoặc lỗi hệ thống định vị. Sai lệch này nếu không được xử lý kịp thời có thể dẫn đến việc tuyến khoan đi quá nông, ảnh hưởng đến nền đường hoặc lòng sông. Biện pháp khắc phục là tăng tần suất kiểm tra dữ liệu định vị, hiệu chuẩn thiết bị và điều chỉnh hướng khoan ngay khi phát hiện sai lệch vượt ngưỡng cho phép.

Rủi ro thứ hai là mất ổn định thành lỗ khoan, đặc biệt trong các lớp cát bão hòa nước hoặc bùn sét yếu dưới lòng sông. Hiện tượng này có thể dẫn đến sập lở lỗ khoan, kẹt cần khoan hoặc kẹt ống trong quá trình kéo. Biện pháp xử lý bao gồm điều chỉnh thành phần dung dịch khoan để tăng khả năng gia cố thành lỗ, giảm tốc độ khoan và thực hiện mở rộng lỗ khoan theo nhiều cấp nhỏ hơn.

Một rủi ro nghiêm trọng khác trong khoan ngầm HDD qua sông là hiện tượng trào dung dịch khoan ra lòng sông. Trào dung dịch có thể gây ô nhiễm môi trường nước, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và vi phạm các quy định về bảo vệ môi trường. Nguyên nhân thường là do áp suất dung dịch khoan vượt quá khả năng chịu tải của địa tầng hoặc gặp các khe nứt, đới yếu. Biện pháp khắc phục là kiểm soát chặt chẽ áp suất bơm, theo dõi lưu lượng dung dịch hồi về và tạm dừng khoan để xử lý địa tầng khi cần thiết.

Rủi ro về lực kéo vượt giới hạn cho phép của ống HDPE cũng cần được đánh giá kỹ lưỡng. Lực kéo lớn có thể gây biến dạng ống, hư hỏng mối hàn hoặc giảm tuổi thọ tuyến ống. Nguyên nhân có thể do lỗ khoan không đủ đường kính, ma sát lớn hoặc tuyến khoan có bán kính cong nhỏ. Biện pháp xử lý bao gồm thiết kế lại đường kính lỗ khoan, bổ sung dung dịch bôi trơn và kiểm soát tốc độ kéo phù hợp.

Ngoài các rủi ro kỹ thuật, khoan ngầm HDD vượt sông còn tiềm ẩn rủi ro về môi trường và an toàn lao động. Việc thi công tại hai bờ sông cần được tổ chức chặt chẽ, có biện pháp chống sạt lở, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Công tác giám sát môi trường phải được thực hiện liên tục, đặc biệt là chất lượng nước trong suốt quá trình thi công.

Từ góc độ dịch vụ kỹ thuật, khoan ngầm robot vượt qua đường và qua sông bằng ống HDPE D600, D850 và D1000 mm là một giải pháp tổng hợp, đòi hỏi năng lực thiết bị lớn, đội ngũ kỹ thuật có trình độ cao và quy trình quản lý rủi ro chặt chẽ. Việc tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu khảo sát, thiết kế, thi công và xử lý sự cố là điều kiện tiên quyết để đảm bảo chất lượng, an toàn và hiệu quả lâu dài của công trình.

Tóm lại, dịch vụ khoan ngầm HDD bằng máy khoan robot cho các tuyến ống HDPE đường kính lớn vượt qua đường và qua sông đã chứng minh được tính ưu việt trong các dự án hạ tầng hiện đại. Tuy nhiên, cùng với những lợi ích kỹ thuật và kinh tế, công nghệ này cũng tiềm ẩn nhiều rủi ro phức tạp, đặc biệt trong điều kiện địa chất – thủy văn khó khăn. Việc đánh giá đầy đủ rủi ro và xây dựng biện pháp xử lý sự cố phù hợp không chỉ đảm bảo thành công cho từng dự án cụ thể mà còn góp phần nâng cao mức độ an toàn và bền vững cho hệ thống hạ tầng ngầm trong dài hạn.

Dịch vụ khoan ngầm robot vượt qua đường, qua sông bằng ống HDPE D600