CÔNG NGHỆ KHOAN NGANG ĐỊNH HƯỚNG HDD TRONG THI CÔNG KHOAN NGẦM

PHƯƠNG ÁN THI CÔNG KHOAN NGẦM HDD

TÓM TẮT CÔNG NGHỆ KHOAN NGANG ĐỊNH HƯỚNG HDD

 

1 - SITE INVESTIGATIONS AND DESIGN

2 - PILOT HOLE DRILLING

3 - HOLE ENLARGING

4 - PULL BACK

1 - SITE INVESTIGATIONS AND DESIGN (SUMMARY)

Project design starts with the gathering of necessary information. This information includes the site survey, including the locations of existing pipelines and services and a geotechnical site investigation.

The geotechnical investigation’s results will determine the tools that will be used in drilling the crossing.

The work site is visiting during the design stage to assess existing obstacles that may affect the drilling process.

2 - PILOT HOLE DRILLING (SUMMARY)

The pilot hole is drilled from the entry point to the exit point following the profile and alignment previously designed. The selection of the drilling tools and the drilling rig spread to be used will be determined based largely on the results of the geotechnical investigations.

The “jetting” process is used to drill soft soils. This process consists of pumping drilling fluid through the drill pipe to a jet bit.

During the pilot hole drilling, a directional guidance system is used to navigate the pilot hole along it pre-designed profile.. the “surface guided” system can be used in this job.

  

3 - HOLE ENLARGING (SUMMARY)

In small diameter crossings, the pipeline may be directly installed in the hole once the pilot hole is completed. However, in most cases, pilot hole enlarging will be necessary- this process is known as “pre-reaming”. Pre-reaming is required to provide an annular space large enough that the pipeline can be installed in the drilled crossing. According to the desired final diameter and the soil conditions, the pre-reaming procedure may include one or more stages. Generally, the “rule of thumb” is that the final diameter of the drilled hole should be 30% larger than the diameter of the pipe to be installed. There are different types of reaming tools suited to the different types of soil conditions. The type of tool selected and the soil conditions it is being used in will have a direct effect on the pre-reaming procedure. It is important to combine adequate tooling with the correct drilling fluid characteristics and pump rates to build stable side walls, remove cuttings, and maintain an open hole suitable for the installation of the pipeline (the pullback).

For the D500 river crossing project, we should use the following Back reamer for hole enlargement.

-         Wing cutter 12’’

-         Flutted reamer: 12’’, 16’’, 24”, 30”

-         Barrel Back reamer: 30”

-         Swivel 45 Ton capacity.

Drilling Fluid

Generally, the drilling fluid is a water-based mud obtained by mixing water with a specific amount of bentonite. If necessary, small quantities of polymers may be added to the mixture. The amount of bentonite used depends on the site specific geotechnical conditions and the operation that is being performed. Drilling fluid has a series of functions that are detailed below:

Ø     It produces hydraulic cutting of soil by being pumped at a high velocity through jets in the drilling tools (bits, reamers, hole openers, etc). It also powers the operation of mud motors.

Ø     It establishes and maintains the drilled hole integrity (avoids collapse)

Ø     It lubricates the tools and the drill pipe

Ø     It carries the cuttings to the surface

Ø     Because of the water condition is salty, saturated. The following water treatment agent should be used. Specifications attached:

-               Main agent : Aus – Gel

-               Au. Agent : XAN BORE

-               Au. Agent : AMC – Pac - R

The drilling fluid function is, apart from lubricating the tool and carrying the cuttings to the surface, to keep the drill hole side walls stable to avoid collapse and prevent seepage and circulation prosses.

When the drilling fluid returns to the surface through the drilled hole, it is pumped to a cleaning system where it passes through a series of hydrocyclone shale shaker screens which separate the solid waste, leaving the fluids in a condition to be reused.

As a practical “rule of thumb”, the minimum radius of curvature in a drilled profile is 100 feet (30.5m) per diameter inch of the pipeline that will be installed.

Notwithstanding this, calculations can be undertaken based on the pipeline specification, the crossing type, the topographical and geotechnical features, and the operating conditions to determine the acceptable minimum curvature radius that will be used.

4 - PULL BACK (SUMMARY)

Once the drilled hole has been enlarged to the required diameter and cleaned adequately, the pipeline is installed. In most cases, the pipeline should be preassembled and placed on rollers prior to pullback. In the design of a crossing, it is necessary to consider the drill’s exit angle ensuring it will be acceptable and does not generate excessive stress in the pipeline during its installation in the drilled hole. If the pipeline cannot be assembled in a single string, the duration of the complete pull back procedure must be considered, including welding and x-ray or fusing (in the case of steel pipelines), given that the installation should be made with minimum stoppages. The drilling fluids that will be displaced by the pipeline during the pullback must also be carefully considered. If additional, or special, storage, may be required it should be sourced prior to starting the pullback. For the pullback, a reamer is connected to the drill pipe, which will both remove any cuttings and keep the hole’s side walls stable. Behind the reamer, a swivel is connected, which allows the drill pipe to rotate the reamer but prevents any torque from being transmitted to the product pipe. The drill pipe is pulled back to the entry point until the pipeline is fully installed. During the whole pullback procedure, drilling fluid is pumped into the hole, via the reamer, to keep it full, thus reducing friction forces on the pipeline.

 

PHẦN II - BIỆN PHÁP THI CÔNG KHOAN NGẦM KÉO ỐNG QUA SÔNG

 

1. ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

2. PHÂN CÔNG TRÁCH NHIỆM

3. NHÂN SỰ THI CÔNG

4. DANH MỤC VẬT TƯ / THIẾT BỊ / DỤNG CỤ

5. TRÌNH TỰ CÔNG VIỆC

6. KIỂM TRA / THỬ NGHIỆM

7. PHÂN TÍCH NGUY CƠ MẤT AN TOÀN

8. BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN

9. TÀI LIỆU ĐÍNH KÈM

 

I. ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

A. Địa hình

* Tổng chiều dài 1 tuyến (tính theo chiều dài cần khoan):

L_{tuyến 1} = L1 + L2 + L3 = 54 + 12 + 54 = 120m

 L1 = 54m       L2 = 12m L3 = 54m

Đoạn cần khoan -40% - 0%                              Đoạn cần khoan 0% đến +40%

              (Đoạn cần khoan 0%)         

 

Do không thể vận chuyển vật tư, dụng cụ băng qua sông (hẹp và cạn), mọi di chuyển giữa hai đầu công trường đều phải vượt qua cầu. Để đáp ứng tiến độ, thời gian thi công bao gồm cả ngày và đêm. Đặc biệt khi thi công ban ngày, việc vận chuyển đều phải dưới sự giám sát, rào chắn đúng quy định phòng tránh cản trở giao thông và gây tai nạn.

Vị trí thi công có đường điện trên cao và trạm chuyển tiếp sóng viễn thông gây nhiễu tín hiệu dẫn đến khả năng sai lệch vị trí đầu khoan. Trường hợp cường độ gây nhiễu lớn hơn khả năng thu phát của thiết bị định vị, dụng cụ che chắn và giảm nhiễu sẽ được sử dụng.

 

Công tác thi công trong điều kiện thời tiết không thuận lợi cùng những khó khăn khi phải đáp ứng các yêu cầu về di chuyển thiết bị, vật tư trên địa hình đất vườn, nhà dân, bờ sông có địa hình không đồng nhất.

Giải pháp đáp ứng tiến độ phải được tính toán một cách khoa học dựa trên điều kiện thực tế và chỉ có thể đạt được nếu các yêu cầu cơ bản sau được đáp ứng:

I. Về mặt bằng

a. Công tác giải tỏa mặt bằng, cách ly khu vực thi công phải đồng bộ với công tác thi công, tuân thủ các quy định của Nhà nước, chính quyền địa phương, đạt được sự hài lòng của các hộ dân liên quan.

b. Đường di chuyển thiết bị, vật tư (bao gồm đường tạm và bến cập xà lan vận chuyển) phải được dựng sẵn, đảm bảo khả năng chịu tải ngay cả điều kiện trời mưa.

II. Về tập kết, di dời và vận chuyển thiết bị, vật tư trên 1 tuyến khoan và giữa các tuyến khoan.

a. Phương tiện vận chuyển (xà lan, ghe thuyền, xe tải, cẩu,..) phải đảm bảo tính cơ động cao.

b. Số lượng thiết bị tập kết lên mặt bằng thi công là ít nhất.

c. Thời điểm di chuyển trên sông bằng phương tiện phải hợp lý.

III. Về nhân sự.

a. Đội trưởng thi công:

· Phải là người có năng lực tổ chức, điều hành thi công các công trình khoan ngầm tương tự.

· B. Địa chất

Địa chất khu vực này có kết cấu không đồng nhất, phần qua sông và bờ kè là túi bùn và đất sét mềm, tính ổn định của nền đất không tốt khi đầu khoan đi qua dễ gây sụp hầm nếu không đảm bảo áp suất ổn định trong đường hầm. Phần nền đường hai bên được gia cố với thành phần cát, đá, vật liệu xây dựng tổng hợp sẽ tạo ra lượng cát đá lắng đọng trong đường hầm gây kẹt ống khi kéo ảnh hưởng nghiêm trọng đến tiến độ công trình.

I. PHÂN CÔNG TRÁCH NHIỆM

TT	MÔ TẢ	THỰC HIỆN	HỖ TRỢ
1	Khảo sát công trường	Deltatech	KHÁCH HÀNG
2	Tập kết vật tư / thiết bị khoan tới công trường	Deltatech	KHÁCH HÀNG
3	Tập kết ống HDPE D500 và máy hàn ống tới công trường	KHÁCH HÀNG
4	Dò tìm, định vị công trình ngầm hiện hữu (cáp điện, ống nước,…) tránh hư hại khi thi công khoan	Deltatech	KHÁCH HÀNG
5	Đào hố 1.5mx1.5mx1.5m hai bên vị trí lên và xuống ống phục vụ công tác khoan	Deltatech	KHÁCH HÀNG
6	Đóng cọc cừ thép định vị máy khoan	Deltatech	KHÁCH HÀNG
7	Hàn ống HDPE D500mm	Thợ hàn nhà cung cấp ống	Deltatech
8	Khoan định hướng	Deltatech
9	Khoan phá ngược tạo đường hầm D700mm	Deltatech
10	Kéo thử đoạn ống HDPE D500mm, dài 6m	Deltatech
11	Kéo hoàn thành toàn tuyến ống HDPE D500mm	Deltatech
12	Nghiệm thu bàn giao công trình, tháo dỡ thiết bị	Deltatech	KHÁCH HÀNG

 

II. NHÂN SỰ THI CÔNG

 

v Chỉ huy công trường

v Chuyên gia công nghệ khoan – Gíam sát thi công

v Kỹ thuật viên khoan

v Kỹ thuật viên định vị đường khoan

v Admin, logistic

v Bảo vệ

v Lao động phổ thông

 

III. DANH MỤC VẬT TƯ / THIẾT BỊ / DỤNG CỤ

 

TT	MÔ TẢ	ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT	SỐ LƯỢNG
I	THIẾT BỊ
1	Máy khoan Vermeer D50x100	Pull 50,000lbs; Toque 100,000lbs	01
2	Thiết bị định vị đầu khoan	26,3m depth	01
3	Thiết bị hàn ống	D500mm	01
4	Bình trộn Bentonite	2m3	01
5	Máy phát điện	10kvA	01
6	Tời diesel	10T	01
7	Xe đào	0.4m3	01
8	Xe tải cẩu	15T	01
9	Xe mooc	20T	01
II	VẬT TƯ
1	Ống HDPE D500mm	PN6, 6m/ống	20
2	Cừ tràm	D100	100
3	Thép U, I	Tấn	1
III	VẬT TƯ TIÊU HAO
1	Bentonite	USA
2	Polymer	USA
3	Phụ gia	USA
3	Dầu D.O.		800lit
4	Xăng		300lit

I. KIỂM TRA / THỬ NGHIỆM:

6.1. Kiểm tra

- Kiểm tra ống:

o Kiểm tra kích thước: bằng thước mét.

o Kiểm tra khuyết tật bề mặt ống: bằng mắt thường

- Kiểm tra an toàn thiết bị:

o Kiểm tra dò rỉ dầu thủy lực trên ống dẫn thủy lực bằng mắt thường, kiểm tra dò điện thiết bị bằng thiết đo điện. Cách ly hoặc thay thế để tránh các mối nguy hiểm phát hiện được.

- Kiểm tra an toàn định vị thiết bị:

o Kiểm tra mặt bằng đặt thiết bị, độ vững chắc, ổn định của thiết bị, gia cố đến mức ổn định khi phát hiện các bất hợp lý.

6.2.        Thử nghiệm

- Thử áp lực đường ống sau hàn: Theo quy trình áp dụng cho công trình.

II. PHÂN TÍCH NGUY CƠ MẤT AN TOÀN:

1. Làm việc với nguồn điện. Nguy cơ: Sốc điện.

2. Làm việc với đường ống thủy lực có áp. Nguy cơ: Chấn thương cho người vận hành.

3. Làm việc với dụng cụ chuyển động quay. Nguy cơ: Chấn thương cho người vận hành.

4. Làm việc với đường ống D500 HDPE chuyển động trong quá trình kéo ống. Nguy cơ: Sập giá đỡ, con lăn, chấn thương cho người phục vụ kéo ống.

5. Làm việc băng ngang qua đường sắt. Nguy cơ: Tai nạn đường sắt.

6. Làm việc trong điều kiện trời mưa. Nguy cơ: Trượt ngã, sụp đổ thiết bị.

III. BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN

1. Rào chắn, đặt biển cảnh báo khu vực làm việc.

2. Trang bị an toàn cá nhân, bao gồm áo phản quang khi làm việc ban đêm trong suốt thời gian thi công. Người và dụng cụ phải được bố trí hợp lý khi bắt buộc phải băng ngang đường sắt.

3. Hướng dẫn an toàn, họp an toàn trước ngày làm việc. Luôn nắm lịch tàu di chuyển qua khu vực thi công.

4. Xác định các công trình ngầm (cáp điện, đường ống,…) băng qua khu vực thi công để phòng ngừa rủi ro phát sinh. Ngừng công việc ngay khi xảy ra sự cố, không làm việc trong điều kiện trời mưa.

5. Khoan đứng khảo sát điều kiện địa hình, địa chất một số điểm dọc tuyến ống thiết kế để xác định nguy cơ tiềm ẩn.

6. Chỉ tiến hành công việc khi có giấy phép, lệnh khởi công.

7. Chỉ tiến hành công việc khi các biện pháp đảm bảo an toàn đã được xác lập.

8. Chỉ huy công trường chịu trách nhiệm kiểm tra an toàn trong suốt thời gian thi công.

IV. TÀI LIỆU ĐÍNH KÈM

- Bản vẽ mặt bằng.

XEM THÊM Công nghệ khoan ngang định hướng hdd trong thi công khoan ngầm kéo ống qua đường, qua sông