CÁC RỦI RO TRONG THI CÔNG KHOAN NGẦM HDD KÉO ỐNG QUA ĐƯỜNG, QUA SÔNG VÀ GIẢI PHÁP PHÒNG NGỪA RỦI RO TRONG THI CÔNG KHOAN NGẦM HIỆN ĐẠI**

Khoan ngầm định hướng (HDD – Horizontal Directional Drilling) là công nghệ thi công không đào mở tiên tiến, được ứng dụng rộng rãi trong việc lắp đặt tuyến ống cấp nước, khí đốt, cáp điện, cáp viễn thông, đường ống công nghiệp… đặc biệt trong những khu vực nhạy cảm như qua đường giao thông lớn, qua sông – kênh – rạch, khu đô thị đông đúc, khu vực có hạ tầng ngầm dày đặc.

Mặc dù đem lại nhiều lợi ích (hạn chế phá đường, giảm ảnh hưởng giao thông, giảm xói mòn bờ sông, tăng độ bền tuyến ống), công nghệ HDD vẫn tiềm ẩn nhiều rủi ro phức tạp, liên quan đến:

• Địa chất – thủy văn biến động
• Áp lực khoan và dung dịch bentonite
• Rủi ro xuyên vỡ, mất dung dịch
• Rủi ro sập hố đấu nối
• Rủi ro khi kéo ống qua sông
• Rủi ro ATEX – cháy nổ – thiếu oxy
• Rủi ro máy móc, thiết bị, băng tải, hố cọc, buồng khoan

Chính vì vậy, cần có một hệ thống nhận diện – đánh giá – phân tích nguy cơ một cách khoa học, từ đó xây dựng các biện pháp phòng ngừa chủ động, đảm bảo thi công an toàn – hiệu quả – bền vững.

Nhóm rủi ro đặc thù trong thi công khoan ngầm HDD

1. Rủi ro địa chất – thủy văn

1.1. Địa chất không đồng nhất

• Gặp lớp cát rời → mất ổn định hố khoan
• Gặp đá cuội – sỏi → gãy mũi khoan, lệch hướng
• Gặp đất yếu – bùn sét → dễ sập vách

1.2. Mực nước ngầm cao

• Tăng áp lực bentonite
• Nguy cơ phun trào dung dịch lên mặt đất
• Dễ gây trồi nền đường hoặc bờ sông

1.3. Chảy sét, thất thoát dung dịch (Frac-out)

Đây là rủi ro phổ biến nhất, xảy ra khi áp lực dung dịch khoan vượt khả năng chịu của đất, dẫn đến:

• Dung dịch chảy lên mặt đất
• Chảy vào lòng sông
• Gây ô nhiễm môi trường và mất ổn định

2. Rủi ro qua đường giao thông đô thị

2.1. Gãy, sụt – trồi mặt đường

Do mất dung dịch hoặc dung dịch khoan không đủ tạo vỏ thành.

2.2. Xung đột với hạ tầng ngầm hiện hữu

• Ống nước
• Ống cáp quang
• Ống gas
• Cống thoát nước

Nếu không khảo sát kỹ, rủi ro phá hỏng là rất cao.

2.3. Rủi ro với giao thông

• Xe tải chở ống cồng kềnh gây tai nạn
• Thiết bị khoan quay bán kính lớn
• Máy phát – bơm dung dịch chiếm mặt đường

3. Rủi ro qua sông

3.1. Bất ổn định bờ sông

• Bờ yếu dẫn đến trượt lở khi kéo ống
• Cọc neo không đảm bảo → đứt ống

3.2. Áp lực kéo quá tải

Ống HDPE, ống thép hoặc ống composite có giới hạn kéo. Khi kéo qua sông dài 500–1.200m, lực kéo có thể vượt định mức.

3.3. Dòng chảy mạnh

• Gây mất ổn định đầu thu
• Cuốn trôi thiết bị định vị

3.4. Bùn lắng – phù sa dày

Tăng lực cản đường khoan và nguy cơ mất dung dịch.

4. Rủi ro an toàn lao động – môi trường hầm ngầm

Theo quy định của Bộ Lao động – Thương binh & Xã hội, môi trường hầm, đường hầm, bãi xe ngầm là môi trường nguy hiểm, gồm:

• Thiếu oxy
• Tích tụ khí độc (CO, CO₂, SO₂, metan)
• ATEX – môi trường dễ cháy nổ
• Bụi mịn – bụi silica gây bệnh nghề nghiệp
• Rung, ồn vượt ngưỡng

HDD thường đặt trạm thu – hố đấu nối trong không gian chật hẹp → nguy cơ tăng cao.

5. Rủi ro máy móc – thiết bị HDD

• Gãy cần khoan
• Mất tín hiệu định vị
• Hỏng máy bơm dung dịch
• Máy khoan không đủ lực đẩy → tắc lỗ
• Máy phát điện quá tải, chập cháy
• Hệ thống băng tải bị cuốn tay, kẹt người

6. Rủi ro cháy nổ – ATEX

Trong thi công ngầm, nhiều thiết bị diesel hoạt động đồng thời:

• Khí thải tích tụ
• Nhiệt độ cao
• Dầu diesel rò rỉ
• Tia lửa từ motor điện

Nếu không thông gió tốt → nguy cơ cháy nổ rất lớn.

CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG NGỪA RỦI RO HIỆU QUẢ TRONG THI CÔNG HDD

1. Biện pháp phòng ngừa chủ động (nguyên tắc quan trọng nhất)

1.1. Lựa chọn kỹ thuật – vật liệu – quy trình an toàn

• Mũi khoan phù hợp địa chất (Trihawk, PDC, Rock reamer...)
• Dùng bentonite, polymer ít độc, độ nhớt ổn định
• Sử dụng máy khoan công suất phù hợp (200–360 tấn nếu qua sông)

1.2. Thay thế sản phẩm độc hại

• Hạn chế dung dịch khoan chứa VOC
• Không sử dụng nhựa urê-formaldehyde trong gia cố
• Tận dụng công nghệ không gây bụi như bentonite ướt, khoan nước

2. Phòng ngừa tập thể – kỹ thuật

2.1. Hệ thống thông gió mạnh cho thi công ngầm

• Lắp quạt thổi – hút cưỡng bức
• Ống gió đường kính ≥1m
• Lưu lượng tối thiểu 25 L/s/người theo tiêu chuẩn
• Hút khí thải diesel trực tiếp tại nguồn

2.2. Giảm bụi – silica

• Khoan nước
• Phun sương Micro-mist
• Ngăn vào hố khoan khi chưa lắng bụi

Lấy mẫu bụi định kỳ để đảm bảo TWA silica ≤ 0,1 mg/m³.

2.3. Kiểm soát ATEX

• Cắt nguồn nhiệt
• Thiết bị điện chống nổ
• Không để động cơ diesel trong hố sâu

3. Phòng ngừa rủi ro giao thông – mặt bằng

3.1. Tổ chức giao thông

• Lập phương án giao thông tạm
• Có người điều tiết 24/24
• Rào chắn, barie, đèn cảnh báo

3.2. Phân luồng phương tiện

• Lối riêng cho người đi bộ
• Lối riêng cho xe thiết bị và xe tải ống
• Bố trí biển báo 20m, 30m, 50m

3.3. Chiếu sáng và tín hiệu

Theo tiêu chuẩn an toàn hầm ngầm:

• Đèn trắng phía trước
• Đèn đỏ phía sau
• Đèn báo lùi
• Đèn khẩn cấp

4. Biện pháp cho rủi ro địa chất – thủy văn

4.1. Khảo sát địa chất chuyên sâu

• Khoan thăm dò 15–50m
• Cross-hole test, SPT
• Khảo sát bờ sông bằng sonar nếu kéo qua sông

4.2. Mô phỏng ứng suất – mất dung dịch

Sử dụng phần mềm:

• Vermeer BoreAid
• Tracto-TECH
• DrillGuide

Để tính áp lực dung dịch tránh frac-out.

4.3. Kiểm soát mực bentonite

• Dùng bentonite loại API
• Kiểm tra độ nhớt Marsh Funnel 45–65s
• Kiểm tra gel strength và density

5. An toàn thiết bị – công nghệ khóa – gài năng lượng

5.1. Thiết bị

• Máy khoan phải có hệ thống dừng khẩn cấp
• Gương chiếu hậu – camera lùi
• Cabin cách âm – điều hòa

5.2. Quy trình khóa an toàn

• Cắt điện
• Khóa thiết bị bằng khóa vật lý
• Treo nhãn Lockout
• Chỉ người khóa mới được mở khóa

Biện pháp này ngăn ngừa tai nạn khi bảo dưỡng băng tải, bơm bentonite, cần khoan.

6. Kiểm soát tiếng ồn – rung

• Lắp tấm hút âm
• Đặt khối chống rung dưới máy khoan
• Giới hạn tiếp xúc < 85 dBA theo quy chuẩn

7. Biện pháp phòng ngừa khi kéo ống qua sông

7.1. Tính toán độ võng – lực kéo

• Tính lực kéo tối đa của ống
• Dùng con lăn giảm ma sát
• Bôi trơn bằng bentonite đặc

7.2. Gia cố bờ sông

• Sử dụng cọc thép, cọc cừ Larsen
• Dùng neo đất – neo thép

7.3. Định vị dưới nước

• Thiết bị định vị Sonde
• Hệ thống GPS – RTK
• Thợ lặn kiểm tra cuối tuyến

8. Trang bị bảo hộ cá nhân (PPE) bắt buộc

• Mũ bảo hộ
• Áo phản quang
• Găng chống cắt
• Ủng chống trượt
• Kính chắn bụi – hóa chất
• Mặt nạ chống bụi mịn P100
• Nút tai chống ồn

Phân tích rủi ro theo chuẩn quốc tế và Việt Nam

Kỹ sư an toàn sẽ:

• Lập ma trận rủi ro (R = Likelihood × Severity)
• Phân loại theo mức: thấp – trung bình – cao – nghiêm trọng
• Soạn Hồ sơ đánh giá rủi ro theo Nghị định an toàn lao động
• Báo cáo cho bác sĩ nghề nghiệp và trạm y tế xã
• Tập huấn cho toàn bộ công nhân

Thi công khoan ngầm HDD là công nghệ hiện đại, hiệu quả nhưng tiềm ẩn nhiều rủi ro về địa chất – cơ học đất – kỹ thuật khoan – an toàn ngầm – giao thông – cháy nổ – môi trường. Một hệ thống phòng ngừa chủ động, kết hợp đầy đủ:

• Giải pháp kỹ thuật
• Giải pháp tổ chức
• Giải pháp an toàn lao động
• Giải pháp kiểm soát địa chất – thủy văn
• Trang bị bảo hộ – thông gió – ATEX
• Khóa năng lượng – biển báo – chiếu sáng

…sẽ đảm bảo thi công an toàn, ổn định, không gây sự cố và đạt chất lượng theo yêu cầu.