Dịch vụ khoan ngầm kéo cáp điện, ống nước qua đường

CÔNG NGHỆ KHOAN NGẦM ĐỊNH HƯỚNG (HDD) TRONG THI CÔNG KÉO ỐNG ĐIỆN, ỐNG NƯỚC QUA ĐƯỜNG Ở VIỆT NAM

Sự phát triển mạnh mẽ của hạ tầng đô thị và nhu cầu ngầm hóa hệ thống điện lực – viễn thông – cấp thoát nước đã khiến công nghệ khoan ngầm định hướng (Horizontal Directional Drilling – HDD) trở thành một trong những giải pháp then chốt trong lĩnh vực thi công ngầm tại Việt Nam. HDD thường được gọi phổ biến là “khoan ngầm bằng robot”, bởi toàn bộ mũi khoan được dẫn hướng bằng công nghệ phát – thu sóng vô tuyến. Mũi khoan phát tín hiệu liên tục, truyền về thiết bị nhận sóng và hiển thị trên màn hình điều khiển, cho phép kỹ sư vận hành kiểm soát chính xác hướng, độ sâu, độ nghiêng và bán kính cong của đường khoan.

Về bản chất, HDD là phương pháp khoan ngầm có kiểm soát, cho phép thi công đường hầm cong, tránh được các công trình ngầm hiện hữu và kéo ống ở những khu vực mà phương pháp đào mở không thể hoặc không được phép áp dụng. Tại Việt Nam, công nghệ này không còn xa lạ, đặc biệt trong bối cảnh Nhà nước đẩy mạnh ngầm hóa đồng bộ các tuyến điện lực và viễn thông tại các đô thị trung tâm. Nhu cầu thi công ngầm tăng mạnh kéo theo sự phát triển về công nghệ, thiết bị và năng lực nhà thầu.

Công ty Tư vấn Đầu tư & Thiết kế Xây dựng Minh Phương là một trong những đơn vị triển khai sớm công nghệ khoan ngầm và hiện đang sở hữu ba phương pháp khoan ngầm chủ đạo: khoan định hướng (HDD), khoan khô rút lõi và khoan nước áp lực. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng và được lựa chọn tùy theo yêu cầu kỹ thuật, điều kiện nền đất và đặc thù dự án.

2. Cơ chế dẫn hướng bằng sóng vô tuyến trong khoan HDD

Trong công nghệ khoan ngầm HDD, đầu mũi khoan chứa một bộ phát sóng vô tuyến (transmitter) hoạt động ở tần số chuyên dụng. Bên ngoài mặt đất, kỹ sư vận hành sử dụng thiết bị nhận sóng (receiver) được đặt thẳng đứng hoặc quét theo hướng đường khoan. Tín hiệu từ đầu khoan sẽ truyền liên tục về thiết bị điều khiển, cho phép:

• Xác định vị trí mũi khoan theo ba tọa độ không gian.
• Kiểm soát độ sâu để tránh xung đột với hạ tầng ngầm hiện hữu.
• Điều chỉnh độ nghiêng và độ cong của đường khoan.
• Duy trì góc khoan phù hợp với yêu cầu kéo ống.

Nhờ hệ thống dẫn hướng này, kỹ sư có thể điều khiển đường khoan đi theo đường cong tự nhiên, vượt qua chướng ngại vật ngầm hoặc điều chỉnh linh hoạt theo thiết kế. Đây là điểm vượt trội so với khoan ngang cổ điển vốn chỉ tạo đường thẳng ngắn và không thể điều chỉnh hướng.

3. Vai trò của HDD trong ngầm hóa hạ tầng đô thị

Tại các đô thị lớn như Hà Nội, TP.HCM, Đà Nẵng, Cần Thơ, nhu cầu kéo ống điện trung thế, hạ thế, cáp quang, ống nước sạch và ống thoát nước bằng phương pháp ngầm hóa ngày càng tăng. HDD trở thành lựa chọn tối ưu vì:

• Hạn chế tối đa đào phá mặt đường.
• Không ảnh hưởng đến lưu thông và đời sống khu dân cư.
• Tránh tác động đến công trình hiện hữu như vỉa hè, cống thoát nước, cáp ngầm.
• Giảm lượng đất thải, giảm tác động môi trường.
• Thi công nhanh, an toàn và chính xác.

Đặc biệt, HDD tạo đường hầm cong dài từ 50 m đến 500 m, phù hợp với điều kiện đô thị đông đúc, nơi việc đào mở là không khả thi.

4. Ba phương pháp khoan ngầm hiện có tại Công ty Minh Phương

Công ty Minh Phương hiện đang triển khai ba phương pháp khoan ngầm phổ biến nhất tại Việt Nam. Mỗi phương pháp phù hợp với đặc thù công trình khác nhau.

4.1. Khoan định hướng (HDD)

Khoan định hướng là công nghệ phát triển từ châu Âu và châu Mỹ, được áp dụng rộng rãi trong các dự án cấp điện, viễn thông và cấp nước. HDD cho phép thi công đường ngầm theo đường cong, vượt qua các chướng ngại vật ngầm phức tạp.

Ưu điểm:

• Tạo đường khoan dài 50–500 m.
• Độ chính xác cao nhờ hệ thống dẫn hướng bằng sóng vô tuyến.
• Thi công nhanh, phù hợp đường ống mềm: cáp điện, cáp viễn thông, ống xoắn HDPE, PVC.

Nhược điểm:

• Cần không gian đặt máy và hố khoan đủ rộng.
• Không phù hợp để kéo các loại ống cứng như ống thép lớn, ống nhựa cứng dày thành.
• Đòi hỏi nhân lực có tay nghề và thiết bị hiện đại.

HDD được Minh Phương áp dụng chủ yếu trong các dự án kéo cáp điện trung thế, hạ thế, các tuyến cáp quang viễn thông và hệ thống ống PVC cấp nước. Các dự án trong đô thị đòi hỏi khảo sát địa chất kỹ lưỡng, kiểm tra bản đồ hạ tầng ngầm, sử dụng cảm biến dẫn hướng và giám sát liên tục trong quá trình khoan.

4.2. Khoan khô rút lõi (Dry Core Drilling)

Khoan khô rút lõi là phương pháp sử dụng mũi khoan có khả năng cắt phá đất đá và rút lõi ra ngoài bằng cơ chế xoay liên tục. Đây là phương pháp phù hợp cho các tuyến cần kéo ống thép hoặc ống cứng qua chân móng nhà, dầm cầu, bờ tường đá hoặc khu vực có địa chất cứng.

Ưu điểm:

• Tạo đường thẳng, đường kính lớn.
• Thi công được trên nền đất cứng, nền đá, bê tông.
• Phù hợp với ống thép, ống chịu lực, đường kính lớn.

Nhược điểm:

• Không tạo được đường cong.
• Chiều dài đường khoan hạn chế (thường dưới 70 m).
• Rung chấn cao hơn HDD, đòi hỏi kiểm soát nghiêm ngặt.

Phương pháp này thích hợp cho các tuyến ống điện lực công nghiệp, tuyến ống cấp nước áp lực, hoặc khi cần đi xuyên các kết cấu bê tông, móng cầu, chân cống hộp.

4.3. Khoan nước áp lực (Water Jet Drilling)

Trong phương pháp này, đầu khoan sử dụng áp lực nước mạnh để phá vỡ đất mềm, đồng thời dẫn đất ra ngoài bằng dung dịch bentonite hoặc bùn nước.

Ưu điểm:

• Thi công nhanh trong nền đất yếu, đất cát, bùn sét.
• Phù hợp với đường ống HDPE, ống nhựa mềm.
• Chi phí thấp hơn khoan định hướng.

Nhược điểm:

• Độ chính xác không cao bằng HDD.
• Dễ gây mất nước vào đất yếu nếu không kiểm soát dung dịch.
• Không phù hợp với địa chất cứng, sỏi hoặc đá.

Phương pháp khoan nước thường áp dụng tại các khu vực đất yếu như Cần Thơ, Hậu Giang, Đồng Tháp, nơi nền địa chất chủ yếu là bùn – sét – cát pha.

Quy trình kỹ thuật khoan ngầm kéo ống điện, ống nước

Dù mỗi phương pháp có đặc thù riêng, nhưng HDD vẫn là công nghệ đòi hỏi quy trình kỹ thuật nghiêm ngặt nhất. Các bước thi công chính bao gồm:

5.1. Khảo sát địa hình – địa chất
Bao gồm thu thập hồ sơ hệ thống ngầm cũ, khảo sát mức nước ngầm, lấy mẫu đất và đánh giá khả năng chịu tải của lớp địa chất.

5.2. Thiết kế hướng tuyến khoan
Thiết kế phải đảm bảo:

• Không xung đột với cáp điện, cống thoát nước, ống cấp nước hiện hữu.
• Đường khoan có bán kính cong phù hợp với loại ống kéo.
• Đủ độ sâu để không ảnh hưởng kết cấu mặt đường.

5.3. Khoan mồi (Pilot Hole)
Đây là bước quan trọng nhất. Mũi khoan được điều khiển bám theo hướng dẫn hiển thị trên thiết bị thu sóng. Mọi sai lệch vượt ngưỡng cho phép đều phải điều chỉnh ngay.

5.4. Mở rộng hầm khoan (Reaming)
Sau khi đạt đường khoan mồi, đầu mở rộng được gắn vào để tạo đường kính hầm lớn hơn, phù hợp với loại ống cần kéo.

5.5. Kéo ống (Pullback)
Ống điện hoặc ống nước được nối vào đầu mở rộng và kéo ngược theo đường hầm đã tạo. Quá trình này cần:

• Kiểm soát lực kéo.
• Đảm bảo ống không xoắn, không biến dạng.
• Duy trì dung dịch khoan để giảm ma sát.

5.6. Hoàn thiện và nghiệm thu
Kiểm tra độ thông suốt đường ống bằng bi thử áp, kiểm tra độ lệch hướng, đo cao độ hai đầu tuyến.

Ưu điểm và hạn chế khi áp dụng HDD tại Việt Nam

Ưu điểm:

• Phù hợp thi công trong khu dân cư đông đúc.
• Không ảnh hưởng giao thông.
• Độ chính xác cao, tiết kiệm thời gian.
• Kéo được nhiều loại ống mềm.
• Giảm thiểu tác động môi trường.

Hạn chế:

• Chi phí cao hơn đào mở.
• Cần diện tích thi công đủ lớn ở hai đầu tuyến.
• Đòi hỏi nhân lực có tay nghề cao và thiết bị hiện đại.
• Không phù hợp kéo ống cứng kích thước lớn.

Xu hướng phát triển công nghệ khoan ngầm tại Việt Nam

Tốc độ đô thị hóa nhanh khiến nhu cầu ngầm hóa hạ tầng ngày càng lớn. Các xu hướng phát triển chính gồm:

• Tăng cường ứng dụng HDD tự động hóa, sử dụng hệ thống định vị GPS – gyroscope.
• Sử dụng dung dịch khoan thân thiện môi trường, tái sử dụng nhiều lần.
• Ứng dụng cảm biến IoT để cảnh báo rung chấn và áp lực trong quá trình khoan.
• Đầu tư máy khoan công suất lớn phục vụ khoảng cách 1 km.
• Kết hợp HDD với mô hình BIM cho công tác khảo sát và thiết kế tuyến.

Những xu hướng này mở ra cơ hội nâng cao chất lượng thi công và giảm rủi ro trong đô thị.

Công nghệ khoan ngầm HDD đã và đang đóng vai trò quan trọng trong tiến trình ngầm hóa hạ tầng kỹ thuật tại Việt Nam. Với khả năng thi công chính xác, linh hoạt và an toàn trong điều kiện đô thị phức tạp, HDD trở thành giải pháp tối ưu cho kéo ống điện, ống nước và cáp viễn thông. Công ty Minh Phương, với ba phương pháp khoan ngầm chủ đạo, đã chủ động nắm bắt xu thế này, ứng dụng hiệu quả vào các dự án từ đơn giản đến phức tạp.

Trong bối cảnh hạ tầng đô thị ngày càng hiện đại và yêu cầu kỹ thuật ngày càng cao, việc tiếp tục hoàn thiện năng lực thiết bị, nhân lực và công nghệ sẽ giúp HDD trở thành mũi nhọn phát triển của ngành thi công ngầm Việt Nam trong nhiều năm tới.

Công nghệ khoan ngầm kéo ống định hướng Horizontal Directional Drilling (HDD) ở Việt Nam thường gọi là khoan ngầm bằng robôt dẫn hướng bằng công nghệ phát sóng và thu song phát từ đầu mũi khoan đến thiết bị điều khiển tại màn hình vận hành máy khoan ngầm. Công nghệ khoan ngầm dẫn hướng bằng vô tuyến cơ bản là phương pháp khoan ngầm có kiểm soát hướng mũi khoan và điều khiển hướng mũi khoan theo hướng được định sẵn. Hiện nay công nghệ khoan ngầm ngang qua đường cũng không còn quá mới mẻ và xa lạ với Việt Nam cũng như các nước trên thế giới. Tại Việt Nam công nghệ khoan ngầm hiện nay cũng đạt đến một trình độ khá cao nhất là khi Nhà nước đang thực hiện công tác ngầm hóa các tuyến viễn thông và điện lực tại các vùng đô thị trung tâm. Có cung ắt có cầu và khi có nhu cầu thì công nghệ khoan cũng được nhập vào Việt Nam và phát triển cùng tốc độ ngầm hóa công trình.

- Công ty Minh Phương hiện nay đang sử dụng 3 phương pháp khoan ngầm hiện có tại Việt Nam. Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm và tùy thuộc vào điều kiện thi công hay yêu cầu của chủ đầu tư mà mình hay các nhà thầu sẽ áp dụng phương pháp khoan nào sao cho hiệu quả và kinh tế nhất. Các phương pháp khoan ngầm hiện nay bên mình đang có: khoan định hướng (nhiều người gọi là khoan robot), khoan khô rút lõi, khoan nước.

1 Khoan định hướng: phương pháp khoan định hướng là công nghệ được phát triển từ lâu tại châu Âu và Châu Mỹ. Công nghệ này cho phép chúng ta khoan một đường khoan dài theo hình vòng cung. Ưu điểm: đường khoan dài 50m-500m, độ chính xác cao. Nhược điểm: cần không gian thi công rộng, không dung để luồn các loại ống cứng như ống thép, ống nhựa cứng,… Phương pháp này bên mình hiện đang áp dụng thi công phần lớn dành cho bên điện lực dung kéo các sợi cáp trung thế hay kéo các đoạn ống xoắn mềm cho bên viễn thông hoặc các đoạn ống PVC cấp nước cho bên cấp thoát nước. Do yêu cầu không gian để thi công nên khi thi công trong các khu đô thị hiện hữu dân cư mình sẽ phải cử cán bộ xuống khảo sát trước.
2 Khoan khô rút lõi: phương pháp khoan khô rút lõi là phương pháp khoan sử dụng ống khoan xoắn để rút đất đường khoan ra phục vụ cho công việc luồn ống vào đường khoan sau khi rút mũi khoan. Với phương pháp khoan kho rút lõi ưu điểm là cần không gian thi công hẹp hơn, phù hợp với các đô thị hiện hữu và chi phí giá thành thấp hơn so với phương pháp khoan định hướng. nhược điểm là đường khoan ngắn hơn, khoảng dưới 35m. phương pháp khoan khô rút lõi hiện đã được bên mình áp dụng thành công tại các đường cao tốc như Sài Gòn – Trung Lương, Pháp Vân - Cầu Giẽ (Hà Nội – Ninh Bình) hay mới đây là tuyến cao tốc Sài Gòn - Dầu Dây. Phương pháp này tuy giá thành cao nhưng lại đem đến sự an toàn tuyệt đối cho các lớp áo đường đảm bảo cho công tác bàn giao và hoàn trả mặt bằng một cách tuyệt đối. Ngay sau khi khoan xong rút mũi khoan ra ta có thể kiểm tra lại đường khoan bằng cách trực quan nhất và yên tâm về kết cấu mặt đường.
3 Khoan nước: Ưu điểm là không gian thi công hẹp, thời gian thi công nhanh và hiệu quả kinh tế cao. Ngoài ra bên công ty mình áp dụng công nghệ này không như các đơn vị khác đang áp dụng mà hoàn toàn khác nhau về bản chất. Bên mình sử dụng nguyên lý khoan của máy khoan định hướng ở trên để áp dụng vào cho máy khoan ngang chiếm ít diện tích hơn nhằm phù hợp với điều kiện không gian thi công của đô thị Việt Nam. Đường khoan hoàn toàn được kiểm soát bởi chuyên gia và công nhân giàu kinh nghiệm. phương pháp này khác rất nhiều với phương pháp khoan thủ công dung sức nước sói mòn mà trước đây chúng ta hay áp dụng. Nếu sử dụng phương pháp khoan sói mòn thì đường khoan không kiểm soát được độ rộng cũng như độ sói mòn trong lòng đường sẽ dẫn đến hiện tượng đường khoan quá rộng gây sụt lún nền đường làm ảnh hưởng đến công tác nghiệm thu và bàn giao công trình.

Liên hệ tư vấn:  www.khoanngam.com

 

CÔNG TY CP TV ĐẦU TƯ VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MINH PHƯƠNG

Địa chỉ: Số158  Nguyễn Văn Thủ, P Đa Kao, Q 1, TPHCM Chi nhánh: 2.14 Chung cư B1,số 2 Trường Sa, P 17, Q Bình Thạnh, TPHCM ĐT: (08) 35146426 - (08) 22142126  – Fax: (08) 39118579 - Hotline 090 3649782 Web: www.khoanngam.com  Email: minhphuongpmc@yahoo.com.vn ; thanhnv93@yahoo.com.vn