Biện pháp thi công khoan ngang HDD và kéo ống Pipeline cho dự án đường ống dẫn khí

MỤC LỤC

1       GIỚI THIỆU CHUNG.. 6

1.1    Tổng quan dự án. 6

1.2    Giới thiệu dự án. 6

1.2.1 Tuyến ống biển. 6

1.2.2 Tuyến ống bờ. 7

2       THÔNG TIN CHUNG VỀ HẠNG MỤC THI CÔNG HDD.. 9

2.1    Phạm vi công việc. 9

2.2    Mục đích tài liệu. 9

2.3    Định nghĩa và viết tắt 9

2.3.1 Định nghĩa. 9

2.3.2 Viết tắt 11

3       TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 11

4       QUY TRÌNH THI CÔNG HDD.. 12

4.1    Bước 1 – Công tác chuẩn bị 12

4.1.1 Chuẩn bị mặt bằng. 12

4.1.2 Chuẩn bị máy móc, thiết bị, vật tư. 16

4.1.3 Chuẩn bị nhân lực. 19

4.1.4 Các công tác tính toán. 19

4.2    Bước 2 – Công tác định vị 26

4.3    Bước 3 – Công tác khoan. 27

4.3.1 Công tác khoan định hướng. 27

4.3.2 Công tác khoan nong. 29

4.4    Bước 4 – Công tác kéo ống. 30

4.4.1 Chuẩn bị đường ống. 30

4.4.2 Kéo ống. 31

4.5    Bước 5 – Công tác hoàn trả mặt bằng. 32

5       TIẾN ĐỘ THI CÔNG.. 32

6       BIỆN PHÁP QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG.. 32

7       BIỆN PHÁP QUẢN LÝ ATLD&VSMT.. 33

7.1    Quy định chung về biện pháp bảo đảm an toàn lao động. 33

7.2    Các biện pháp an toàn lao động trong công tác đất 34

7.3    Các biện pháp an toàn lao động trong sử dụng cẩu. 35

7.4    Các biện pháp an toàn lao động khi thi công qua cáp quang, cáp điện chôn ngầm.. 35

7.5    An toàn thiết bị 36

7.6    An toàn về điện. 36

7.7    Đảm bảo an toàn cho cây xanh. 36

7.8    Biện pháp phòng chống cháy nổ. 37

7.9    Biện pháp vệ sinh môi trường. 37

8       BIỆN PHÁP QUẢN LÝ RỦI RO.. 39

9       Phụ lục. 47

1. GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Tổng quan dự án

Công ty điều hành đường ống dẫn khí tây nam đại diện cho Chủ đầu tư có trách nhiệm triển khai dự án đường ống dẫn khí để vận chuyển khí tự nhiên của mỏ khí .... nằm tại khu vực biển Tây Nam của Việt Nam cung cấp cho các nhà máy điện tại Ô Môn, trung tâm điện lực Kiên Giang và khu công nghiệm khí điện đạm Cà Mau cũng như cung cấp cho các hộ tiêu thụ tại khu vực đông nam bộ;

Đường ống dẫn khí .... tiếp bờ tại An Minh Kiên Gang và Mũi Tràm Cà Mau. Tổng chiều dài đường ống biển, đường ống bờ khoảng 432km, phần đường ống bờ chạy qua 3 tỉnh thành là: Cà Mau, Kiên Giang, Cần Thơ;

Công tác triển khai dự án Đương ống dẫn khi... phù hợp với hợp đồng BCC được ký vào 1/2010 với tỷ lệ nguồn vốn chủ sở hữu như sau: PVN 28.7% (Nhà điều hành đường ống dẫn khí ..., PVGas 51%, MOECO (Nhật Bản) 15.12% and PTTEP (Thái Lan) 5.18%;

Thiết kế tổng thể FS đã được cập nhật và phê duyệt năm 2017 phù hợp với quy hoạch điều chỉnh lưới điện quốc gia VII là bổ sung nguồn khí cho trung tâm điện lực Kiên Giang. Cập nhật nghiên cứu khả thi thực hiện dự án đương ống dẫn khi ... để đảm bảo nguồn khí tự nhiên cung cấp cho các hộ tiêu thụ tại Cần Thơ, Cà Mau và Kiên Giang;

SWPOC ký kết hợp đồng với liên danh Worley Parsons - PetroVietnam Engineering (WP-PVE) để triển khai cập nhật thiết kế FEED cho dự án đương ống dẫn khi ....

1.2 Giới thiệu dự án

1.2.1 Tuyến ống biển

Tuyến ống 28 inch bắt đầu từ mặt bích sau của cụm van ngầm SSIV đặt cạnh giàn xử lý khí trung tâm CPP của mỏ Block B chạy về điểm tiếp bờ LFP An Minh theo hướng đông bắc, tại KP 206.887 sẽ đặt 01 PLEM, tuyến ống chính 28 inch sẽ chia nhánh 18 inch chạy điểm tiếp bờ LFP Mũi Tràm với chiều dài tuyến 38.45km.

Phạm vi công việc của tuyến ống biển bắt đầu từ phía sau mặt bích của cụm van ngầm SSIV đến điểm tiếp bờ LFP An Minh đối với tuyến ống 28 inch và điểm tiếp bờ LFP Mũi Tràm đối với tuyến ống 18 inch.

Tất cả các thiết bị và các hạng mục trên giàn xử lý khí trung tâm CPP, ống đứng 28 inch, cụm van ngầm SSIV sẽ thuộc trách nhiệm của PQPOC’S.

1.2.2 Tuyến ống bờ

Tuyến ống trên bờ bao gồm 2 tuyến chính:

• Tuyến 1: Tuyến ống bờ chạy từ điểm tiếp bờ An Minh LFP về trung tâm phân phối khí Ô Môn GDC. Tổng chiều dài tuyến ống dài khoảng 101 Km trong đó từ An Minh LFP tới An Minh LFS dài 07 km đường kính ống 28”, từ An Minh LFS tới Ô Môn GDC dài 94 km đường kính ống 30” trên toàn tuyến có 06 trạm valve (LBVs) ngắt tuyến, tại LBV 02 sẽ có nhánh ống dài 1.8 km đường kính ống 18” về trung tâm phân phối khí Kiên Giang GDS.
• Tuyến 2: Tuyến ống chạy từ điểm tiếp bờ Mũi Tràm LFP về trạm tiếp bờ Mũi Tràm LFS dài 0.45 km đường kính ống 18”

Sơ đồ tổng thể tuyến ống

Sơ đồ phạm vi công việc

2 THÔNG TIN CHUNG VỀ HẠNG MỤC THI CÔNG HDD

2.1 Phạm vi công việc

Khối lượng công việc khoan ngang HDD và kéo ống Pipeline cho dự án Đường ống dẫn khí.

Cụ thể qua các vị trí:

STT	Vị trí	Từ KP	Đến KP	Chiều dài (m)
1	Kênh Xẻo Rô	KP15+949	KP16+279	330.00
2	Sông Cái Lớn	KP30+359	KP31+299	940.00
3	Sông Cái Bé	KP35+749	KP36+260	466.00
4	Quốc lộ 61	KP839+515	KP39+780	270.00
5	Kênh Thốt Nốt	KP58+043	KP58+415	372.00
6	Quốc lộ 91	KP97+7230	KP97+430	200.00

2.2 Mục đích tài liệu

Tài liệu này trình bày biện pháp thi công khoan ngang HDD và kéo ống Pipeline cho dự án “Đường ống dẫn khí”

2.3 Định nghĩa và viết tắt

2.3.1 Định nghĩa

DỰ ÁN	Đường ống dẫn khí...
CHỦ ĐẦU TƯ......
SWPOC	Công ty Điều hành Đường ống Tây Nam – Đại diện chủ đầu tư
TỔNG THẦU	Tổng công ty Cổ phần Dịch vụ Kỹ thuật Dầu khí Việt Nam (PTSC)
GDC	Trung tâm phân phối khí
GDS	Trạm phân phối khí
LFS	Trạm tiếp bờ
LBVs	Trạm van ngắt tuyến
FEED	Thiết kế kỹ thuật tổng thể FEED
HDD	Khoan ngang, khoan xiên
NDT	Kiểm tra không phá hủy
Bãi thi công	Là nơi có diện tích đủ lớn để chứa môt khối lượng ống bọc bê tông, các vật tư, vật liệu, phương tiện, thiết bị thi công cần thiết và là nơi thực hiện tất cả các công việc liên quan đến hàn nối ống, chống ăn mòn, bọc mối nối, lắp phao nâng ống trên ray trượt, đẩy ống xuông hào chôn ống, v.v.
Bãi khoan ngang	Là nơi có diện tích đủ lớn các phương tiện, thiết bị thi công bằng khoan ngang cần thiết và là nơi thực hiện tất cả các công việc liên quan đến hàn nối ống, chống ăn mòn, bọc mối nối, v.v
Tie-in	Là hố được xây dựng tại vị trí cần nối hai chuỗi ống đã nằm xuống đáy hào chôn ống, đúng vị trí thiết kế với nhau, bằng các vật liệu thích hợp, đảm bảo trong hố luôn được khô ráo và hố có kích thước đủ lớn để thực hiện được tất cả các công việc liên quan đến kết nối
Đoạn ống	Nhánh ống được chia thành nhiều đoạn ống. Mỗi đoạn ống được tổ hợp từ nhiều ống bọc bê tông với nhau, bằng cách thực hiện tất cả các công việc cần thiết ở trên ray trượt, nằm trên bãi thi công, như: Nâng các ống bọc bê tông đặt lên ray trượt, điều chỉnh, hàn nối ống, kiểm tra NDT, chống ăn mòn, bọc mối nối, v.v
Nhánh ống	Nhiều đoạn ống kết nối lại với nhau sẽ tạo thành nhánh ống. Chuỗi ống được chia thành nhiều nhánh ống. Chiều dài mỗi nhánh ống bằng khoảng cách từ bãi thi công này đến bãi thi công liền kề.
Chuỗi ống	Chia tuyến ống bờ thành các chuỗi ống để thuận lợi cho việc đánh chìm xuống đáy hào chôn ống. Chiều dài mỗi chuỗi ống bằng khoảng cách từ LBV này đến LBV liền kề

2.3.2 Viết tắt

HSMT: Hồ sơ mời thầu

CĐT: Chủ đầu tư

HLAT: Hành lang an toàn

BPTC: Biện pháp thi công

3. TÀI LIỆU THAM KHẢO

• Thiết kế kỹ thuật tổng thể (FEED).
• Báo cáo kết quả khảo sát phục vụ thiết kế FEED;
• Kết quả khảo sát hiện trường để lập biện pháp thi công của Tổng thầu EPC

4. Quy trình thi công hdd

Sơ đồ công nghệ thi công khoan ngầm:

4.1 Bước 1 – Công tác chuẩn bị

4.1.1 Chuẩn bị mặt bằng

Khảo sát, tính toán trên thực tế đặc điểm nền đất, các trở ngại hiện hữu nếu có (đường dây, cáp ngầm, ống cống…), xác định được vị trí đặt máy khoan, vật tư, máy móc phục vụ công việc khoan HDD, mặt bằng đặt máy khoan, vật tư, thiết bị phục vụ khoan, mặt bằng chuẩn bị kéo, phương án thi công tập kết thiết bị, vật tư, các trở ngại có thể gặp và đề xuất giải pháp đẩy nhanh tiến độ.

a. Mặt bằng thi công bãi máy:

Mặt bằng thi công bãi máy

Để đảm bảo cho công tác khoan HDD, bãi máy cần chuẩn bị mặt bằng có diện tích (40 x25m) để đặt máy khoan, thanh khoan, thùng chứa bentonite, xe hút bùn, xe đào 0.7m3, xe vận chuyển bùn nhà văn phòng, hố khoan, hố tạm kích thước (10m x 10m x 2m) để thu gom bùn bentonite trong khi khoan nong, kéo ống… Xung quanh mặt bằng được đóng cừ tràm để tránh sạt lở.

Đào hố thi công khoan (hố khoan): Hố khoan có kích thước (20m x 3m x3m). Hố này có tác dụng khai thông lỗ khoan, tháo đầu doa và tiếp nhận ống tới. Xung quanh hố sẽ được đóng cừ Larsen, thép tấm và hệ khung giằng thép để tránh hiện tượng lún và sạt lở đất và tạo an toàn cho công nhân thi công tháo đầu doa cho quá trình khoan và phá mở rộng lỗ khoan, đồng thời giữ cho nước bên ngoài không tràn vào khu vực thi công. Sử dụng 01 máy bơn để hút nước ngầm hay nước dò gỉ vào khu vực hố khoan.

b. Mặt bằng thi công bãi ống:

​Mặt bằng thi công bãi ống

Bãi ống có diện tích (30x 25m) để đặt thanh khoan, xe hút bùn, xe đào 0.7m3, đào hố tiếp nhận ống, hố tạm kích thước (10m x 10m x 2m) để thu gom bùn bentonite trong khi khoan nong, kéo ống… Xung quanh mặt bằng được đóng cừ tràm để tránh sạt lở.

Riêng mặt bằng kéo ống từ vị trí đưa ống từ hào tới hố tiếp nhận ống và bố trí con lăn có diện tích (220m x 15m).

Mặt bằng bố trí con lăn

Đào hố tiếp nhận ống: Hố tiếp nhận ống có kích thước (20m x 3m x 3m). Hố này có tác dụng khai thông lỗ khoan, lắp đầu doa, tiếp nhận ống. Xung quanh hố sẽ được đóng cừ Larsen, thép tấm và gia cố bằng hệ khung giằng thép để tránh hiện tượng lún và sạt lở đất, đồng thời giữ cho nước bên ngoài không tràn vào khu vực thi công. Sử dụng 01 máy bơn để hút nước ngầm hay nước dò gỉ vào khu vực hố tiếp nhận ống.

c. Phương án tiếp cận các bãi thi công HDD:

Bảng biện pháp tiếp cận giao thông cho các điểm khoan HDD

STT	Bãi	Đường bộ	Đường thuỷ	Ghi chú
HDD1 (Xáng Xéo Rô)	Máy	QL63=> Đường tạm (50x 5m) => Bãi máy	Kênh Xéo Rô=> Cảng tạm (>40T) =>QL63 =>Đường tạm (50x 5m)  =>Bãi máy	Máy khoan XZ960E
	Ống		Kênh Xéo Rô=> Cảng tạm (>40T) => Đường tạm (50x 5m)  =>Bãi ống
HDD2 (Sông Cái Lớn)	Máy	Đường hiện hữu (tải 15T) => Đường tạm (15x5m) => Bãi máy	Sông Cái Lớn=> Cảng tạm (>40T) => Đường tạm (15x5m)  =>Bãi máy	Máy khoan XZ3600
	Ống		Sông Cái Lớn=> Cảng tạm (>40T) => Đường tạm (15x5m =>Bãi ống
HDD3 (Sông Cái Bé)	Máy		Sông Cái Bé=> Cảng tạm (>40T) => => Đường tạm (15x5m) =>   Bãi máy	Máy khoan XZ3600
	Ống		Sông Cái Bé=> Cảng tạm (>40T) => Đường tạm (15x5m)  =>Bãi ống
HDD4 (QL61)	Máy	QL61=> Đường tạm (150x 5m) =>Bãi máy		Máy khoan GS700-LS
	Ống	QL61=> Đường tạm (100x 5m) =>Bãi ống
HDD5 (Kênh Thốt Nốt)	Máy		Kênh Thốt Nốt=> Cảng tạm (>40T) => Đường tạm (15x5m)   =>Bãi máy	Máy khoan XZ960E
	Ống	Đường hiện hữu (30T) => Đường tạm(30x 5m) =>Bãi ống	Kênh Thốt Nốt=> Cảng tạm (>40T) => Đường hiện hữu (30T) =>  Đường tạm (30x5m) =>   Bãi ống
HDD6 (QL91)	Máy	QL91 => Đường tạm(50x 5m) =>Bãi máy		Máy khoan GS700-LS
	Ống	QL91) => Đường tạm(50x 5m) =>Bãi ống

4.1.2 Chuẩn bị máy móc, thiết bị, vật tư

Bảng máy móc, thiết bị phục vụ thi công công trình:

STT	Tên thiết bị	Thông số	Số lượng	ĐVT	Ghi chú
1	Văn phòng Container	12 x 2.4 x 2.6m	02	Cái
2	Nhà vệ sinh	3 x 2.4m	02	Cái
3	Máy khoan XZ960E	10.65 x 2.45 x 2.6m Công suất 100T	01	Cái	Khoan kênh Xáng Xéo Rô, kênh Thốt Nốt
4	Máy khoan GS700- LS	10.65 x 2.45 x 2.6m Công suất 70T	01	Cái	Khoan QL61, QL91
5	Máy khoan XZ3600	17.5 x 3.2 x 3.55m Công suất 360T	01	Cái	Khoan sông Cái Lớn, sông Cái Bé
6	Thùng chứa trộn Bentonite	6 x 2 x 2.2m	03	Cái
7	Bơm Bentonite	4.8 x 2.2 x 2.1m	03	Cái
8	Thanh khoan	D140x 9.6m	1440	m
		D102x 6m	900
9	Đầu nong	D450, D500, D650, D700, D800, D900, D950, D100, D1100	09	Cái
10	Máy bơm nước		04	Cái
11	Máy phát điện	40KVA	02	Cái
12	Máy hút bùn	12m3	04	Xe
13	Xe vận chuyển bùn bentonite	6.2 x 2 x 2m (6.5T)	02	Chiếc
14	Cần cẩu	45-60T	03	Chiếc
15	Các thiết bị cầm tay		06	Cái

Dung dịch khoan Bentonite:

Dung dịch khoan là thành phần quan trọng quyết định thành công của công tác khoan. Về cơ bản, dung dịch khoan là một hỗn hợp của nước, bentonite và các chất phụ gia. Lượng bentonite sử dụng được tính toán dựa trên các thông số địa chất công trình và đường kính, chiều dài đường khoan.

Dung dịch khoan có các chức năng sau: 

• Cắt phá, trộn đất, đá, cát trong đường hầm nơi đầu khoan, đầu phá đi qua khi được bơm nén với áp lực cao.
• Thiết lập và duy trì độ ổn định đường hầm (tránh sụp hầm).
• Bôi trơn đầu khoan, đầu phá và cần khoan, giảm tập trung nhiệt trên các dụng cụ này.
• Vận chuyển đất, đá, cát trong đường hầm ra ngoài.
• Với vùng địa chất nhiễm mặn hoặc độ pH cao, một số thành phần phụ gia được bổ sung để hạn chế sự suy giảm các các chức năng này:

Main agent: Aus – Gel

Au. Agent: XAN BORE

Au. Agent: AMC – Pac - R

Một đặc tính quan trọng khác của dung dịch khoan là có thể tái sử dụng được thông qua việc sử dụng thiết bị tái chế.

Công trình này sử dụng dung dịch khoan loại hàng đầu và đã được sử dụng thành công trong hầu hết các công trình khoan trên thế giới, hiện tại nguồn dung dịch khoan được dùng các hãng uy tín trên thế giới.

Bảng khối lượng Bentonite cần thiết tại các vị trí khoan HDD.

Xáng Xéo Rô	Cái Lớn	Cái Bé	QL61	Thốt Nốt	QL91	Thị Điểm
9 Tấn	25.8 Tấn	13.2 Tấn	7.8 Tấn	10.2 Tấn	6 Tấn	6 Tấn

Ngoài ra, còn 1 số vật tư: bê tông, cát, đá…

4.1.3 Chuẩn bị nhân lực

Bảng danh sách nhân sự tham gia.

STT	Nhân sự	Số lượng	Trình độ
1	Chỉ huy trưởng	01	Kỹ sư
2	Chuyên viên nước ngoài	02	Chuyên gia
3	Giám sát thi công	03	Kỹ sư
4	Cán bộ kỹ thuật vận hành thiết bị và an toàn lao động trong quá trình dò và khoan kéo ống	03	Kỹ sư/ kỹ thuật viên được đào tạo
5	Công nhân, thợ vận hành	20	Kỹ thuật viên
6	Bảo vệ, công nhân vệ sinh	04	Công nhân
7	Nhân viên văn phòng	05	Đại học

4.1.4 Các công tác tính toán

a. Tính toán quỹ đạo đường ống thép D30” như sau:

Quỹ đạo ông cơ bản được chia ra làm 3 phần: Khoan hướng xuống, khoan ngang và khoan hướng lên lên.

Ta xét 2 phần: khoan hướng xuống và khoan hướng lên.

Khoan hướng xuống:

Việc khoan hướng xuống tuỳ thuộc vào góc khoan của máy vào phương ngang mặt đất, từ đó xác định được chiều dài và chiều sâu đường khoan sao cho đảm bảo quĩ đạo trên bán kính R=1000

Góc khoan = góc hướng tâm (góc AOB)

Góc nâng là góc hình thành giữa góc khoan và cung tròn R1000

Góc nâng = ½ góc AOB

Ta xác định được vị trí A, B

Chọn góc khoan của máy là 10^o

Góc tạo thành giũa tiếp tuyến và cung tròn R1000 =1/2 góc khoan = 5^o

 Với góc khoan ổn định 5^o thoả mãn bán kính quĩ đạo R = 1000

Ta có chiều dài đường khoan trên mặt bằng = 179.8; chiều sâu H = 18.5; chiều dài quĩ đạo = 180.8

Khi góc khoan đạt 0^o  ta cho hướng khoan đi theo phương ngang.

Khoan hướng lên:

Ta cần xác định:

•  Cao độ treo ống max (B)
•  :Chiều sâu đường khoan ngang so với mặt đất (góc 0^o) (A)

Xác định điểm uốn:

Từ điểm giữa AB ta đường trung bình xy cắt dây cung R1 tại M và R2 tại N

Khi M trùng N quĩ đao ống thoã mãn R = 1000

Ta xác định được vị trí A, M, hố kéo, treo ống max.

b. Tính toán lực kéo cho các điểm khoan HDD:

Tính toán cho đoạn kênh Xáng Xéo Rô: 330m (Sử dụng máy XZ960E)

- Lực kéo và lực đẩy Max của máy XZ9600E là 100 tấn.

- Tốc độ khoan kéo ống ≈ 1-1.5m/phút        

-Khối lượng của đường ống thép 30" dày 19.1mm, bọc 3 lớp PP ≈ 360kg/m, theo thiết kế Lmax = 330m vậy TL_ốngmax= 360kg/m*330m = 118.8 tấn

Khi kéo ống trên con lăn và khi ống vào đường hầm (có dung dịch khoan và dung dịch bôi trơn) hệ số ma sát là ≈ 0,25, còn ống trên bờ đặt trên con lăn hệ số ma sát là 0,2. Tính chung Hms = 0,25.

- Khối lượng của cần khoan ≈20kg/m vậy TL_{cần khoan}= 330*20= 6.6 tấn.

Tổng trọng lượng ống và cần khoan: Ttotal = 118.8 + 6.6 = 125.4 tấn.

Lực kéo là: L = Hms x Ttotal = 125.4 *0,25 = 31.35 tấn ≈ 31.35% lực kéo của máy (lực kéo của máy XZ360E là 80 tấn). Hệ số an toàn: Hat = 100/31.35 = 3.18 lần => Đảm bảo.

Tính toán cho đoạn kênh Thốt Nốt: 372m (Sử dụng máy XZ960E)

- Lực kéo và lực đẩy Max của máy XZ960E là 100 tấn.

- Tốc độ khoan kéo ống ≈ 1-1.5m/phút        

-Khối lượng của đường ống thép 30" dày 19.1mm, bọc 3 lớp PP ≈ 360kg/m, theo thiết kế Lmax = 372m vậy TL_ốngmax= 360kg/m*372m = 133.92 tấn

Khi kéo ống trên con lăn và khi ống vào đường hầm (có dung dịch khoan và dung dịch bôi trơn) hệ số ma sát là ≈ 0,25, còn ống trên bờ đặt trên con lăn hệ số ma sát là 0,2. Tính chung Hms = 0,25.

- Khối lượng của cần khoan ≈20kg/m vậy TL_{cần khoan}= 372*20= 7.44tấn.

Tổng trọng lượng ống và cần khoan: Ttotal = 133.92 + 7.44 = 141.36 tấn.

Lực kéo là: L = Hms x Ttotal = 141.36 *0,25 = 35.34 tấn ≈ 35.3% lực kéo của máy (lực kéo của máy XZ960E là 100 tấn). Hệ số an toàn: Hat = 100/35.34 = 2,83lần => Đảm bảo.

Tính toán cho đoạn QL61: 270m (Sử dụng máy GS700- LS)

- Lực kéo và lực đẩy Max của máy GS700- LS là 70 tấn.

- Tốc độ khoan kéo ống ≈ 1-1.5m/phút        

-Khối lượng của đường ống thép 30" dày 19.1mm, bọc 3 lớp PP ≈ 360kg/m, theo thiết kế Lmax = 270m vậy TL_ốngmax= 360kg/m*270m = 97.2 tấn

Khi kéo ống trên con lăn và khi ống vào đường hầm (có dung dịch khoan và dung dịch bôi trơn) hệ số ma sát là ≈ 0,25, còn ống trên bờ đặt trên con lăn hệ số ma sát là 0,2. Tính chung Hms = 0,25.

- Khối lượng của cần khoan ≈20kg/m vậy TL_{cần khoan}= 270*20= 5.4 tấn.

Tổng trọng lượng ống và cần khoan: Ttotal = 97.2 + 5.4 = 102.6 tấn.

Lực kéo là: L = Hms x Ttotal = 102.6 *0,25 = 25.65 tấn ≈ 36.65% lực kéo của máy (lực kéo của máy GS700- LS là 70 tấn). Hệ số an toàn: Hat = 70/25.65 = 2.72 lần => Đảm bảo.

Tính toán cho đoạn QL91: 200m (Sử dụng máy GS700- LS)

- Lực kéo và lực đẩy Max của máy GS700- LS là 70 tấn.

- Tốc độ khoan kéo ống ≈ 1-1.5m/phút        

-Khối lượng của đường ống thép 30" dày 19.1mm, bọc 3 lớp PP ≈ 360kg/m, theo thiết kế Lmax = 200m vậy TL_ốngmax= 360kg/m*200m = 72 tấn

Khi kéo ống trên con lăn và khi ống vào đường hầm (có dung dịch khoan và dung dịch bôi trơn) hệ số ma sát là ≈ 0,25, còn ống trên bờ đặt trên con lăn hệ số ma sát là 0,2. Tính chung Hms = 0,25.

- Khối lượng của cần khoan ≈20kg/m vậy TL_{cần khoan}= 200*20= 4 tấn.

Tổng trọng lượng ống và cần khoan: Ttotal = 72 + 4 = 76 tấn.

Lực kéo là: L = Hms x Ttotal = 76 *0,25 = 19 tấn ≈ 27.14% lực kéo của máy (lực kéo của máy GS700- LS là 70 tấn). Hệ số an toàn: Hat = 70/19 = 3.68 lần => Đảm bảo.

Tính toán cho đoạn Sông Cái Bé 466m (Sử dụng máy XZ3600)

 - Lực kéo và lực đẩy Max của máy XZ 3600 là 360tấn.

- Tốc độ khoan kéo ống ≈ 1-1.5m/ph

-Khối lượng của đường ống thép 30" dày 19.1mm, bọc 3 lớp PP ≈ 360kg/m, theo thiết kế Lmax = 466m vậy TL_ốngmax= 360kg/m*466m = 167.76 tấn

Khi kéo ống trên con lăn và khi ống vào đường hầm (có dung dịch khoan và dung dịch bôi trơn) hệ số ma sát là ≈ 0,25, còn ống trên bờ đặt trên con lăn hệ số ma sát là 0,2. Tính chung Hms = 0,25.

- Khối lượng của cần khoan ≈20kg/m vậy TL_{cần khoan}= 466*20= 9.32 tấn.

Tổng trọng lượng ống và cần khoan: Ttotal = 167.76 + 9.32 = 177,08 tấn.

Lực kéo là: L = Hms x Ttotal = 177,08*0,25 = 44.27 tấn ≈ 12% lực kéo của máy (lực kéo của máy 360 tấn). Hệ số an toàn: Hat = 360/44.27 = 8.13 lần => Đảm bảo.

Tính toán cho đoạn dài nhất là Sông Cái Lớn: 940m (Sử dụng máy XZ3600)

- Lực kéo và lực đẩy Max của máy XZ 3600 là 360tấn.

- Tốc độ khoan kéo ống ≈ 1-1.5m/ph

- Khối lượng của đường ống thép 30" dày 19.1mm, bọc 3 lớp PP ≈ 360kg/m, theo thiết kế Lmax = 960m vậy TLốngmax= 360kg/m*940m = 338.4 tấn

Khi kéo ống trên con lăn và khi ống vào đường hầm (có dung dịch khoan và dung dịch bôi trơn) hệ số ma sát là ≈ 0,25, còn ống trên bờ đặt trên con lăn hệ số ma sát là 0,2. Tính chung Hms = 0,25.

- Khối lượng của cần khoan ≈20kg/m vậy TL_{cần khoan}= 940*20= 18.8 tấn.

Tổng trọng lượng ống và cần khoan: Ttotal = 338.4 + 18.8 = 357.2 tấn.

Lực kéo là: L = Hms x Ttotal = 357.2*0.25 = 89.3 tấn ≈ 25% lực kéo của máy (lực kéo của máy 360 tấn). Hệ số an toàn: Hat = 360/89.3= 4.03 lần => Đảm bảo.

c. Tính toán lực ma sát kéo ống:

Xác định lực ma sát khi kéo tại vị trí bất lợi:

Ta chọn chiều dương hướng lên

Đơn vị tính là 1 mét ống

Lực ma sát được xác định như sau:

+  Fmsk: Lực ma sát kéo

+  Fdn: Lực đẩy nổi

+  Fd: Lực duỗi ống

+  Po: Trọng lượng ống

+  µ: Hệ số ma sát

+  Ro: Bán kính ống

+  d: Chiều dài tính trên 1m ống

+  v: Vận tốc kéo ống

+  Rk: Bán kính cong cho phép

+  L: Tổng chiều dài

Fmsk=[(  Fdn + Fd)- Po] x µ)

Fdn=πRo²xdxRk=3.14x 0.381²x 1x 1000=456 kg

Fd= Po x v²/Rk x L=360X 1²/1000X960=346 kg

Lực ma sát kéo lớn nhất:

Fmsk=[(  456 + 346)- 360] x 0.25) = 111kg

d. Kiểm tra khả năng an toàn chịu lực của thiết bị:

Con lăn:

Các con lăn được bố trí khoảng cách 12m/1con lăn. Tải trọng con lăn chịu là 12m ống thép D30” đặt lên mỗi con lăn =12 x 360 = 4.32 tấn. Các con lăn được cố định 4 lỗ ở 4 góc trên các tấm thép kích thước 2m x 1.6m dày 10mm,  có đóng cừ Larsen để giữ chân cố định các tấm thép => Đảm bảo chống lật.

Kiểm tra vị trí đặt máy:

Máy khoan HDD được cố định chân máy bằng hệ kết cấu bê tông cốt thép kích thước 3m x 3m x 2.5m (bê tông M250) và neo cố định bằng cừ Larsen, máy khoan HDD được lót bằng những tấm thép dày 10mm để ổn định máy khoan.

BTCT kích thước 3m x 3m x 2.5m=22.5m3. Bê tông M250 mỗi khối nặng ≈2.5 tấn/1m3. Vậy trọng lượng bản khối bê tông là: 22.5 x2.5=56.25 tấn

Trọng lượng bản thân của máy XZ3600 là 48 tấn.

Tổng trọng lượng khối bê tông và máy khoan= 56.25+ 48= 104.25 tấn > 89.3 tấn (lực kéo của máy khoan tại sông Cái Lớn) => Đảm bảo.

Tính toán cẩu (Lifting Plan):

• Tải trọng nâng ống: (15 + 12) x 360kg/m ống = 9,72 tấn.
• Chọn xe cẩu bánh xích 50 tấn IHI CCH500, trọng lượng nâng max tại bán kính làm việc (R= 6m), chiều cao vươn cần (L= 13m) = 25,2 tấn > 9,72 tấn => Đảm bảo.

Bảng tải xe cẩu bánh xích 50 tấn IHI CCH500

Tính toán chọn Reamer cho đường khoan:

Đầu phá ngược có đường kính D=1,2~1.5x đường kính ống (tối thiểu bằng 120% đường kính ống cần kéo đường hầm). Việc vận hành đầu phá phải tuân thủ quy trình được tính toán dựa trên tài liệu địa chất công trình nhằm đảm bảo độ bền vững thành vách của đường hầm để duy trì lượng dung dịch khoan bên trong có chất lượng tốt.

Kéo chung Ống thép D30” (OD: 762 MM) và 02 ống cáp quang HDPE D50.

Vậy đường kính ngoài tổng thể là: 762mm + 50mm= 812mm

Đường kính nong đảm bảo =1.2 x 812mm= 975mm => Chọn nong trái 1050- 1100mm=> Đảm bảo.

4.2 Bước 2 – Công tác định vị

Định vị lại vị trí tim ống, vị trí các hố đào, mốc cao độ nhằm triển khai các bộ phận xây dựng đường ống tại hiện trường theo đúng hồ sơ thiết kế kỹ thuật.

Cập nhật hoặc dùng máy dò tìm công trình ngầm để xác định vị trí công trình ngầm trên tuyến và tại các ngã 3, ngã tư và các tuyến cống băng đường.

Định vị cố định máy khoan HDD.

Máy khoan HDD được cố định chân máy bằng hệ kết cấu bê tông cốt thép kích thước 3m x 3m x 2.5m (bê tông M250) và neo cố định bằng cừ Larsen, máy khoan HDD được lót bằng những tấm thép dày 10mm để ổn định máy khoan.

Máy khoan XZ3600 sẽ dùng công nghệ định vị Para Track 2.

Máy khoan XZ360E, XZ960E, GS700- LS sẽ sử dụng đầu dò Trihawk.

4.3 Bước 3 – Công tác khoan

4.3.1 Công tác khoan định hướng 

a.Sử dụng  máy khoan Máy khoan XZ360E, XZ960E, GS700- LS:

Sử dụng mũi khoan TriHawk để khoan với góc vào hố khoan 10.0⁰ và góc nghiêng mũi khoan không lớn hơn 5.0⁰.

Thiết lập các thông số ban đầu (lực đẩy, tốc độ khoan, góc nghiêng khoan...) cho phù hợp với yêu cầu thiết kế.

Khi đầu khoan đạt tới điểm chuyển hướng theo thiết kế thì điều chỉnh độ nghiêng đầu khoan tới góc khoan phù hợp rồi lực đẩy để đầu khoan chuyển hướng dần đạt được phương ngang với độ sâu định trước theo thiết kế. Sau đó tiếp tục hành trình đi ngang bằng kỹ thuật xoay – đẩy đầu khoan cho đến điểm chuyển hướng đi lên. Tiếp tục điều chỉnh độ nghiêng đầu khoan theo góc “12 clock” và sử dụng lực đẩy đầu khoan để tiến về điểm mục tiêu định sẵn. Trong quá trình khoan, dung dịch khoan được bơm xuống để bôi trơn và gia cố lỗ khoan.

Việc dẫn hướng được căn chỉnh để theo đúng hướng tuyến thiết kế. Tốc độ khoan định hướng có thể thay đổi tùy thuộc điều kiện đất và góc chuyển hướng yêu cầu.

Toàn bộ tín hiệu phục vụ định hướng chuyển động của đầu khoan được xác định bởi bộ phát sóng (transmitter) nằm trong đầu khoan, bộ phát sóng này phải liên tục hoạt động trong suốt quá trình khoan và đảm bảo đưa được tín hiệu đi xa tối thiểu 25m hướng lên trên.

Những thông tin này được thiết bị dò chuyển tải thông qua sóng vô tuyến về. thiết bị hiển thị (remote display) đặt sẵn trên máy khoan giúp cho người vận hành máy định hướng mũi khoan đi theo thiết kế của thiết bị định vị Digitrack F5 Falncon.

Đường khoan định hướng phải được kiểm soát chặt chẽ để đi theo một hướng định sẵn do thiết kế quy định và phải tuân thủ nghiêm ngặt độ dốc cho phép.Trong quá trình khoan định hướng sẽ ghi nhật ký khoan cho từng thanh khoan về các số liệu góc khoan, cao độ mũi khoan để làm cơ sở giám sát và nghiệm thu sau này. Sai số cho phép của thiết bị  ±5% theo độ sâu.

Tại các cọc khống chế trên mặt bằng thi công sẽ được kiểm tra cao độ thông qua thiết bị định vị Digitrak phát từ mũi khoan theo phương thẳng đứng được ghi nhận bởi thiết bị hiển thị (remote display) do CBKT điều khiển.

b. Sử dụng máy khoan XZ3600:

Sử dụng thiết bị dẫn hướng Para Track 2.

Là thiết bị hiện đại nhất hiện tại trong việc lái và giám sát đầu khoan   trong thi công khoan kéo HDD ( sử dụng từ năm 1999).

Thiết bị sử dựng kỹ thuật vec-tơ từ để định hướng cho việc lái và khảo sát với 3 phương pháp:

Thiết bị lái sử dụng công cụ điều khiển vec tơ từ trường.

Thiết bị khảo sát trên bề mặt sử dụng công cụ điều khiển vec tơ từ trường.

Thiết bị theo dõi tọa độ sử dụng  hệ thống cuộn dây từ tính AC.

Dễ dàng cài đặt  dây cáp từ khởi đầu khoan đến kết thúc.

Có thể chống lại các từ trường gây nhiễu khác.

Có thể sử dụng nhiều giải pháp cho nguồn từ tính tuy theo tính chất từng công việc.

Có thể kiểm soát áp lực đầu khoan.

Có góc cong lên đến 110 độ.

Có thể dẫn hướng trước một số điểm nơi mà  môi trường bị mất từ tính.

4.3.2 Công tác khoan nong

Sau khi hoàn tất công tác khoan định hướng, đầu khoan và mũi khoan TriHawk sẽ được thay thế bằng đầu phá ngược (reamer) để mở rộng đường ống khoan lần lượt như sau:

a. Sử dụng máy khoan Máy khoan XZ360E, XZ960E, GS700- LS:

+ Khoan nong đầu phá D = 450mm

+ Khoan nong đầu phá D = 600m

+ Khoan nong đầu phá D = 750mm

+ Khoan nong đầu phá D = 900mm

+ Khoan nong đầu phá D = 1050mm

b. Sử dụng máy khoan XZ360:

+ Khoan nong đầu phá D = 500mm

+ Khoan nong đầu phá D = 650mm

+ Khoan nong đầu phá D = 800mm

+ Khoan nong đầu phá D = 950mm

+ Khoan nong đầu phá D = 1100mm

4.4 Bước 4 – Công tác kéo ống

4.4.1 Chuẩn bị đường ống

Đường ống đã được gia công sẵn và nghiệm thu đủ số lượng, chiều dài và đã được bố trí tại hào cách vị trí hố kéo 205m.

Kéo ống từ hào tới hố kéo HDD:

+ Ống thép D30" sẽ được hàn kết nối với đầu kéo ống.

+ Lắp đặt 02 con lăn khoảng cách 10m từ vị trí hào lên mặt đất và bố trí các con lăn tới vị trí hố kéo ống khoảng cách 12m/ 1 con lăn.

+ Dùng xe cẩu kết hợp xe đào nhấc đầu ống để kết nối với thanh khoan.

+ Tiến hành kéo ống về hố kéo ống.

+ Sau khi kéo ống tới vị trí hố kéo ống sẽ dùng cẩu bố trí chiều cao các con lăn lần lượt theo đúng quỹ đạo của ống khoảng cách 12m/ con lăn. Các con lăn được neo cố định vào tấm thép kích thước 2m x 1,6m x 0,01m trải dài trên mặt bằng kéo ống.

+ Lắp 02 ống D50mm HDPE (FOC) vào ống thép D30” bằng đai siết cổ dê inox 304.

+ Cách tim hố tiếp nhận ống 77m và 107m sẽ bố trí 02 cẩu 50 tấn có gắn hệ thống con lăn treo cao ống lên cao 3m tạo quỹ đạo cong để đảm bảo ống thép D30” đi đúng quỹ đạo 10.0⁰ khi vào hố kéo ống.

+ Tiến hành đặt ống lên các vị trí con lăn đã thiết kế sẵn.

Hình ảnh kéo ống từ hào lên

4.4.2 Kéo ống

Kiểm tra lại hệ thống neo máy, hệ thống con lăn đảm bảo tổ hợp đường ống được đặt lên tất cả các con lăn.

- Kiểm tra dung dịch bentonite phục vụ quá trình khoan kéo ống.

- Sau khi kiểm tra tất cả các công tác đã hoàn thành sẽ tiến hành kéo ống.

- Lắp đầu kéo ống vào phía sau đầu khoan phá ngược (reamer) và tiến hành kéo ống thép D30” cùng 02 ống cáp quang HDPE D50 về hố khoan.

Ống cáp quang được cố định và kéo cùng ống 30”

- Dòng trào ngược hỗn hợp bùn bentonite, nước tại vị trí hố khoan, hố kéo ống sẽ được xe hút bùn hút kết hợp múc đổ lên xe chuyên dụng đổ vào bãi tập kết tại công trường và sau đó vận chuyển đi đổ theo đúng quy định.

4.5 Bước 5 – Công tác hoàn trả mặt bằng

-  Sau khi hoàn thành kéo ống D30” về hố khoan, hỗn hợp bùn bentonite còn lại trong thành lỗ khoan sẽ tự đông kết để chống sạt lở trong lỗ khoan, đảm bảo độ bền vững kết cấu của thành lỗ khoan cũng như nền đường hiện hữu.

- Sau khi đã lắp đặt ống theo thiết kế ta tiến hành bịt một đầu hố khoan bằng tấm thép để làm kín bên hố tiếp nhận ống để tránh bùn, đất đá tràn vào ống.

-  Hố tiếp nhận và hố khoan được sẽ được hút, vét sạch sẽ bùn bentonite. Sau đó dọn dẹp, vệ sinh sạch sẽ đất đá trong hố tiếp nhận, hố khoan trước khi bàn giao tiếp tục làm công tác đấu nối hệ thống ống.

-   Khi đấu nối xong hệ thống ống, sẽ tiến hành hoàn trả mặt bằng theo đúng kết cấu hiện hữu tại vị trí hố khoan, hố tiếp nhận ống của từng khu vực khoan.

5. TIẾN ĐỘ THI CÔNG

(kèm theo bản vẽ tiến độ thi công và biểu đồ nhân lực, máy thi công)

STT	Vị trí	Bắt đầu	Kết thúc	Số ngày
1	HDD1 (kênh Xéo Rô)	21/09/2025	20/10/2025	30
2	HDD2 (sông Cái Lớn)	04/12/2025	16/01/2026	43
3	HDD3 (sông Cái Bé)	19/04/2026	28/05/2026	38
4	HDD4 (Quốc lộ 61)	11/09/2025	09/10/2025	29
5	HDD5 (kênh Thốt Nốt)	02/01/2026	01/02/2026	31
6	HDD6 (Quốc lộ 91)	17/08/2025	15/09/2025	29