Thi Công Kích Cống Vượt Sông Sài Gòn

I. Giới thiệu quy trình công nghệ khoan kích ngầm (Pipe Jacking)............................. 1 1. Định nghĩa ................................................................................................................. 1 2. Quy trình công nghệ khoan kích ngầm ....................................................................... 1 a. Sơ đồ quy trình công nghệ khoan kích ngầm (Pipe Jacking) . ................................. 1 b. Các bước thực hiện công nghệ khoan kích ngầm (Pipe Jacking) ............................. 1 3. Các ưu điểm nổi bật của công nghệ khoan kích ngầm và phạm vi ứng dụng............... 2 a. Ưu điểm ................................................................................................................. 2 b. Phạm vi ứng dụng................................................................................................... 2 II. Tổng quan về gói thầu 7 và gói thầu 7B thuộc dự án Vệ sinh môi trường lưu vực Nhiêu Lộc Thị Nghè ........................................................................................ 2 III. Biện pháp kỹ thuật, trình tự thi công và các cải tiến trong quá trình thực hiện gói thầu 7B bằng công nghệ khoan kích ngầm ....................................................... 3 1. Giai đoạn 1: Phục hồi thiết bị kích, đầu khoan và giải kẹt toàn bộ tuyến cống hiện hữu ............................................................................................................................ 5 2. Giai đoạn 2: Kích đoạn cống còn lại dài 234m từ giếng Nhiêu Lộc – Thị Nghè (quận bình Thạnh) sang giếng Bờ Đông (quận 2)............................................................... 6 3. Các khó khăn trở ngại trong quá trình thi công ...................................................... 6 4. Các cải tiến trong quá trình thi công gói thầu 7B .................................................... 7 a. Cải tiến bộ phận lấy đất của đầu khoan . .................................................................. 7 b. Cải tiến trong công tác bôi trơn phục vụ công tác giải kẹt tuyến ống ....................... 7 c. Ngăn ngừa rò rỉ đất và nước bằng hóa chất đông kết nhanh .................................... 7 d. Về mặt quản lý dự án và nhân sự............................................................................. 7

GIỚI THIỆU QUÁ TRÌNH THI CÔNG

DỰ ÁN: VỆ SINH MÔI TRƯỜNG TP.HCM (LƯU VỰC

NHIÊU LỘC – THỊ NGHÈ)

GÓI THẦU 7B: KÍCH ĐOẠN CỐNG BAO CÒN LẠI VƯỢT

SÔNG SÀI GÒN (D3000)

iv

MỤC LỤC

I Giới thiệu quy trình công nghệ khoan kích ngầm (Pipe Jacking) 1

1 Định nghĩa 1

2 Quy trình công nghệ khoan kích ngầm 1

a Sơ đồ quy trình công nghệ khoan kích ngầm (Pipe Jacking) 1

b Các bước thực hiện công nghệ khoan kích ngầm (Pipe Jacking) 1

3 Các ưu điểm nổi bật của công nghệ khoan kích ngầm và phạm vi ứng dụng 2

a Ưu điểm 2

b Phạm vi ứng dụng 2

II Tổng quan về gói thầu 7 và gói thầu 7B thuộc dự án Vệ sinh môi trường lưu vực Nhiêu Lộc - Thị Nghè 2

III Biện pháp kỹ thuật, trình tự thi công và các cải tiến trong quá trình thực hiện gói thầu 7B bằng công nghệ khoan kích ngầm 3

1 Giai đoạn 1: Phục hồi thiết bị kích, đầu khoan và giải kẹt toàn bộ tuyến cống hiện hữu 5

2 Giai đoạn 2: Kích đoạn cống còn lại dài 234m từ giếng Nhiêu Lộc – Thị Nghè (quận bình Thạnh) sang giếng Bờ Đông (quận 2) 6

3 Các khó khăn trở ngại trong quá trình thi công 6

4 Các cải tiến trong quá trình thi công gói thầu 7B 7

a Cải tiến bộ phận lấy đất của đầu khoan 7

b Cải tiến trong công tác bôi trơn phục vụ công tác giải kẹt tuyến ống 7

c Ngăn ngừa rò rỉ đất và nước bằng hóa chất đông kết nhanh 7

d Về mặt quản lý dự án và nhân sự 7

IV Hình ảnh mô tả trình tự thi công gói thầu 7B bằng công nghệ khoan kích ngầm 8

Giai đoạn 1: Phục hồi thiết bị kích, đầu khoan và giải kẹt toàn bộ tuyến cống hiện hữu 8

1 Công tác lắp đặt thiết bị, máy móc trên mặt đất 9

2 Khôi phục và lắp đặt thiết bị trong tuyến cống hiện hữu 9

iv

3 Khôi phục và lắp đặt thiết bị đầu khoan D3000 11

4 Lắp đặt trạm kích chính 1800 tấn 12

5 Lắp đặt các trạm kích trung gian 13

6 Gia công các thiết bị phục vụ công tác kích 14

7 Công tác giải kẹt đầu khoan D3000 và toàn bộ tuyến ống hiện hữu 14

Giai đoạn 2: Kích liên tục đoạn cống dài 234m từ giếng NLTN (Q.Bình Thạnh) sang giếng Bờ Đông (Q.2) 15

1 Công tác kích tại giếng NLTN 15

a Công tác sản xuất và tập kết cống kích D3000 về công trường 15

b Công tác kích liên tục 16

2 Công tác thi công tại giếng Bờ Đông 19

a Công tác gia cố đất phía trước mắt mềm bằng công nghệ Jet Grouting 19

b Công tác gia công và lắp đặt cầu thang công tác tại giếng Bờ Đông 20

c Công tác đón đầu khoan D3000 vào mắt mềm giếng nhận 21

d Công tác cẩu đầu khoan ra khỏi giếng Bờ Đông 22

3 Một số cải tiến trong quá trình thực hiện gói thầu 7B 24

4 Hình ảnh lãnh đạo thành phố đến thăm công trường 24

5 Lễ thông tuyến ống d3000 băng sông Sài Gòn 25

- Công nghệ Khoan Kích Ống Ngầm được định nghĩa là một hệ thống gồm nhiều đốt ống được lắp đặt trực tiếp ở phía sau một đầu khoan, được đẩy đi vào lòng đất theo phương ngang bằng hệ thống kích thủy lực, từ một giếng kích đến một giếng nhận để tạo thành một công trình ngầm trong lòng đất Với đầu khoan được vận hành, điều khiển

từ xa và định hướng bằng tia laze, có thể điều chỉnh hướng

2 Quy trình công nghệ khoan kích ngầm:

a Sơ đồ quy trình công nghệ khoan kích ngầm (Pipe Jacking):

b Các bước thực hiện công nghệ khoan kích ngầm (Pipe Jacking):

Bước 1: Khảo sát điều kiện, tình trạng đất nền trước khi thi công và đo đạc, xác định

vị trí thi công

Bước 2: Thi công giếng kích và giếng nhận

Bước 3: Định vị chính xác vị trí mắt mềm tại đầu ra giếng kích và đầu vào giếng

nhận

2

Bước 4: Lắp đặt các thiết bị hỗ trợ trên mặt đất cho công tác kích, bao gồm: bể lắng

bùn, trạm trộn bentonite, máy phát điện, quạt thông hơi, xe cẩu hay cổng trục phục vụ cẩu máy móc – thiết bị và cống kích, container điều khiển…

Bước 5: Lắp đặt các thiết bị hỗ trợ trong giếng cho công tác kích, bao gồm: bệ kích,

tường kích, trạm kích, gioăng kích, gioăng nhận tại mắt mềm, máy bơm (bơm nước, bơm bùn), hệ thống dây điện, cáp tín hiệu điều khiển, hệ thống đường ống kỹ thuật

(ống bơm bùn, ống bơm chất bôi trơn, ống dầu thủy lực, ống bơm nước, ống hơi)

Bước 6: Hạ đầu khoan xuống bệ kích, kết nối hệ thống điện, hệ thống cáp tín hiệu

điều khiển giữa đầu khoan với trạm điều khiển trên mặt đất

Bước 7: Vận hành hệ thống kích để đưa đầu khoan vào lòng đất bắt đầu công tác kích

ống Lắp các đốt cống nối tiếp theo phía sau đầu khoan và các trạm kích trung gian

(nếu cần) cho đến khi đầu khoan và cống đi vào mắt mềm giếng nhận

Bước 8: Vận chuyển đầu khoan và các thiết bị hỗ trợ công tác kích trong đường hầm

ra khỏi giếng nhận Dọn dẹp mặt bằng thi công theo quy định

3 Các ưu điểm nổi bật của công nghệ khoan kích ngầm và phạm vi ứng dụng:

a) Ưu điểm:

 Khối lượng đất đào nhỏ nên giảm chi phí vận chuyển đất và ít gây ô nhiễm môi trường

 Ít ảnh hưởng đến các công trình hạ tầng kỹ thuật khác

 Ít rủi ro về lún sụp tại khu vực thi công

 Ít chiếm dụng mặt đường nên hạn chế tình trạng kẹt xe và ít ảnh hưởng đến đời

sống, sản xuất – kinh doanh của các hộ dân sống trong khu vực thi công

b) Phạm vi ứng dụng:

 Áp dụng hiệu quả đối với nhiều loại công trình hạ tầng kỹ thuật ngầm như: Công trình băng núi, băng sông, ; đường ống cấp thoát nước; đường ống dẫn khí, dầu,gas; đường ống điện, cáp quang; Tunnel kỹ thuật; đường hầm metro;…

 Chiều sâu áp dụng hiệu quả đối với các công trình ngầm đô thị đặt sâu, thường phát huy tối đa hiệu quả với các công trình ngầm thi công với độ sâu ≥ 6m mà công nghệ đào hở không thể thực hiện được

II Tổng quan về gói thầu 7 và gói thầu 7B thuộc dự án Vệ sinh môi trường lưu vực Nhiêu Lộc - Thị Nghè:

- Gói thầu số 7 – Tuyến cống bao, thiết bị tách dòng và miệng xả ngầm đã được khởi công từ năm 2003 do nhà thầu Liên danh TMEC & CHEC3 (Trung Quốc) thi công Với quy mô xây dựng một tuyến cống bao đường kính D3000 với chiều dài 8,4km và các công trình tách dòng, kiểm soát xả tràn (CSO) và xây dựng một miệng xả ngầm đường

- Vì gói thầu số 7 là gói thầu đặc biệt quan trọng đối với dự án Vệ sinh môi trường TPHCM (Lưu vực Nhiêu Lộc – Thị Nghè) và để đảm bảo tiến độ thực hiện dự án, Ban QLDA Vệ sinh môi trường TPHCM đã tách riêng việc kích ngầm đoạn cống D3000 nói trên thành một gói thầu riêng là gói thầu 7B “Kích đoạn cống bao còn lại băng sông Sài Gòn”

- Sau khi tách riêng việc kích đoạn cống D3000 còn lại băng sông Sài Gòn thành gói 7B, Ban QLDA Vệ sinh môi trường TPHCM đề xuất Ủy ban nhân dân thành phố chỉ định thầu cho nhà thầu ITALIAN-THAI-MAXWELL (Thái Lan) và được Ủy ban nhân dân thành phố chấp thuận vào tháng 09/2009 Tuy nhiên, Ban lãnh đạo mới của nhà thầu ITALIAN-THAI-MAXWELL (Thái Lan) nhận thấy mức độ rủi ro của công việc này lớn

và nguy cơ thất bại cao nên đã từ chối thực hiện công việc này

- Trước tình hình trên, Công ty TNHH Một thành viên Thoát nước Đô thị đã tiến hành khảo sát hiện trường và lập biện pháp kỹ thuật Công ty đã gửi văn bản số 349/TNĐT-NCPT ngày 15/03/2010 đề nghị giao cho Công ty thực hiện gói thầu này Ngày 14/04/2010, Công ty đệ trình cho Ban QLDA và Tư vấn CDM phương án kỹ thuật chi tiết để thực hiện gói thầu 7B

III Biện pháp kỹ thuật, trình tự thi công và các cải tiến trong quá trình thực hiện

gói thầu 7B bằng công nghệ khoan kích ngầm:

Để thi công gói thầu 7B, Công ty đưa ra biện pháp kỹ thuật để thực hiện gói thầu 7B như sau:

Sơ đồ quy trình công tác kích ống D3000:

Làm vệ sinh toàn bộ máy kích

Kiểm tra kích cỡ bánh răng truyền động

Kiểm tra đường kính pitton lái hướng

Chuẩn bị bản vẽ bánh răng

truyền động và pitton lái hướng

Khoan lỗ trên mặt đầu máy

Đặt hàng tất cả phụ tùng thay

thế

Khoan lỗ trên xi lanh trục vít

Cải biến một số bộ phận tại

N ếu điề u ki ệ n không t ố t

Lắp đặt bơm thuỷ lực cho hệ thống lái hướng

Nếu đầu cắt không quay, cần phải có cuộc họp thảo luận việc cần làm tiếp theo

Lắp đặt cẩu 50 tấn

Lắp đặt kích trung gian 2400 tấn cho đoạn ống số 1

Khoan lỗ 75mm để làm lỗ bôi trơn ống kích

Lắp đặt van cầu 125mm làm lỗ bôi trơn an toàn

Lắp đặt kích trung gian 4800 tấn cho đoạn ống số 2 Lắp đặt bơm bôi trơn

Lắp đặt ống vệ sinh cho đường kính ngoài của ống kích

Lắp đặt tấm thép cho tuyến ống

cũ tại mối nối

Bắt đầu làm vệ sinh để giảm lực

ma sát tuyến ống Bắt đầu kích trạm trung gian số

Lắp đặt trạm kích trung gian

1450 tấn

Đưa máy lên và mang đi

Phân nhỏ máy và cắt một số bộ phận để tránh quá tải (nặng)

Tiếp tục kích tới khu vực gối tựa

Bơm thêm chất bôi trơn

Tiếp tục kích và bơm thêm chất

bôi trơn Cắt cừ la sen và kích máy vào

trong giếng nhận Sửa giếng nhận

5

Quy trình thi công kích ống chia thành 2 giai đoạn chính:

1) Giai đoạn 1: Phục hồi thiết bị kích, đầu khoan và giải kẹt toàn bộ tuyến cống hiện

hữu Đây là giai đoạn quan trọng nhất, quyết định thành bại của gói thầu Các công tác chính thực hiện trong giai đoạn 1:

- Vệ sinh toàn bộ giếng kích, giếng nhận, đầu khoan và toàn bộ 183m cống hiện hữu

- Lắp đặt hệ thống chiếu sáng, thông hơi

- Khôi phục các trạm kích: gồm trạm kích chính (tổng lực kích 1800 tấn) và hai trạm kích phụ (trạm số 1 là 2400 tấn, trạm số 2 là 4800 tấn)

- Khôi phục lại toàn bộ đầu khoan TBM D3000: chế tạo và lắp đặt các máy móc thiết bị mới của đầu khoan:

+ Tám ty thủy lực lái hướng đầu khoan

+ Bộ truyền động và bốn mô tơ quay bánh cắt đầu khoan D3000

+ Sửa chữa, lắp đặt bộ nhông truyền và mô tơ quay hệ thống lấy đất đầu khoan D3000

+ Lắp đặt hệ thống bơm và lọc dầu để vận hành các hệ thống thủy lực đầu khoan như

ty lái hướng, các van thủy lực,

+ Lắp đặt hệ thống điều khiển kết nối đầu khoan D3000 với trạm điều khiển trên mặt đất

- Lắp đặt các tấm thép liên kết tại các vị trí mối nối cống và lắp đặt thép H200 liên kết đầu khoan với tuyến cống với mục đích giữ ổn định đầu khoan và tuyến cống trước khi vận hành đầu khoan và trạm kích để giải kẹt tuyến ống

 Sau khi lắp đặt máy móc thiết bị, Công ty vận hành đầu khoan đến ngày

15/12/2010 quay thành công bánh cắt đầu khoan D3000, đánh dấu sự thành công bước đầu của biện pháp mà Công ty đưa ra

- Sau khi quay bánh cắt thành công, Công ty triển khai các công việc tiếp như:

+ Sản xuất cống kích D3000

+ Công ty đã lắp đặt cổng trục 50 tấn để nâng hạ cống kích

6

+ Bố trí và lắp đặt lại hệ thống lỗ bơm chất bôi trơn trên toàn bộ tuyến ống hiện hữu

 Sau khi thực hiện các công việc trên, bơm chất bôi trơn ra ngoài thành cống

và vận hành các trạm kích trung gian và trạm kích chính đến ngày 04/05/2011đã giải kẹt thành công toàn bộ tuyến cống, kết thúc giai đoạn 1 và chuyển sang giai đoạn 2

2) Giai đoạn 2: Kích đoạn cống còn lại dài 234m Để hoàn thành giai đoạn này,

Công ty đã triển khai thực hiện các công việc:

- Kích cống liên tục theo tiến độ đề ra Trong quá trình kích thực hiện các công việc: + Công tác trắc đạc thực hiện liên tục vì vị trí đầu khoan hiện hữu lúc đầu đã bị lệch

so với tọa độ giếng Bờ Đông là rất lớn: phương ngang 800mm, phương đứng là 750mm

+ Lắp đặt thêm ba trạm kích trung gian mới với lực kích 1450 tấn/ mỗi trạm

+ Công tác vận chuyển bùn lỏng được thực hiện bằng xe hút bùn chuyên dụng của Công ty nên hạn chế việc gây ô nhiễm khi vận chuyển đến bãi đổ

- Tại giếng Bờ Đông, Công ty triển khai thực hiện các công tác chuẩn bị đón đầu khoan vào mắt mềm như là:

+ Gia cố nền đất phía trước mắt mềm để tăng độ ổn định và hạn chế tối đa bùn đất theo đầu khoan tràn vào giếng gây lún sụp đầu khoan hay tuyến cống Phương pháp gia cố được chọn là phương pháp phun vữa xi măng cao áp hay còn gọi là công nghệ Jet Grouting mà hiện nay Công ty đang sở hữu

+ Lắp đặt khung đở đầu khoan D3000 và vòng cao su ngăn nước (vòng double seal) tại mắt mềm giếng Bờ Đông để ngăn ngừa sự cố đất và nước tràn vào trong giếng gây lún sụp

+ Lắp đặt hệ thống giếng hạ mực nước ngầm phía trước mắt mềm giếng Bờ Đông để phục vụ công tác hạ mức nước ngầm khi đầu khoan tiến vào mắt mềm

 Đến rạng sáng ngày 14/09/2011, đầu khoan đã vào khung tiếp nhận bên

trong giếng Bờ Đông và đến ngày 21/09/2011, Công ty đã cẩu đầu khoan TBM D3000 ra khỏi giếng Bờ Đông đánh dấu sự thành công của gói thầu 7B với biện pháp thi công mà Công ty đã đưa ra

3) Các khó khăn, trở ngại trong quá trình thi công:

Trong quá trình thi công gói thầu “Kích đoạn cống bao còn lại băng sông Sài Gòn” Công ty gặp nhiều khó khăn, cụ thể như sau:

- Tuyến cống hiện hữu bỏ lâu trong lòng đất hơn 2 năm nên bị bó cứng nên công tác giải kẹt gặp mất nhiều thời gian và công sức

- Trong quá trình giải kẹt và kích cống, ruột gà lấy đất của đầu khoan bị vướng nhiều dị vật như: lốp xe, dây cáp, dây thép, vỏ đạn cối…, các dị vật trên tạo ra lực cản nên mô tơ quay ruột gà và mô tơ nghiền đất đá thường xuyên bị cháy

7

- Khi tiếp nhận tuyến cống và đầu khoan, tọa độ đầu khoan so với mắt mềm giếng Bờ Đông bị lệch rất lớn (theo phương ngang: lệch qua bên phải 800mm, theo phương đứng: lệch lên trên 750mm) Mặc dù khả năng kích cống của Công ty đạt từ 3-

4 cống/ngày nhưng Công ty chỉ kích 1 cống/ngày để đo đạt đảm bảo đầu khoan đi đúng hướng vào mắt mềm giếng Bờ Đông

4) Các cải tiến trong quá trình thi công gói thầu 7B:

Để đẩy nhanh tiến độ thi công gói thầu 7B và khắc phục những khó khăn gặp phải trong quá trình thi công, Công ty đã đưa ra một số cải tiến như sau:

a) Cải tiến bộ phận lấy đất của đầu khoan:

- Cải tiến thiết bị trộn chuyển đất thành bùn lỏng để tăng năng suất vận chuyển bùn đất từ đầu khoan lên mặt đất góp phần đẩy nhanh thời gian kích ống

- Để khắc phục sự cố kẹt hệ thống lấy đất của đầu khoan do vướng các dị vật, Công

ty đã đưa ra sáng kiến lắp đặt cửa thao tác tại hệ thống lấy đất để thuận lợi trong việc loại bỏ các dị vật bị vướng trong hệ thống lấy đất mà không cần phải tháo rời các mô tơ, thiết bị đã lắp đặt trước đó để sửa chữa

b) Cải tiến trong công tác bơm chất bôi trơn phục vụ công tác giải kẹt tuyến ống:

- Vị trí các lỗ bơm bentonite trên cống hiện hữu nằm cách xa nhau gây ra những khó khăn trong công tác bơm chất bôi trơn như cần nhiều thời gian bơm để bentonite phân bố điều xung quanh thành ống và gây thất thoát một lượng lớn bentonite Để khắc phục các khó khăn trên Công ty đã đưa ra các sáng kiến sau:

+ Chế tạo thiết bị khoan có khả năng khoan được bê tông ống D3000 có bề dày lớn (dày 34cm), cường độ cao (M650) và mũi khoan có khả năng xoay 3600

+ Bố trí và khoan bổ sung các vị trí bơm bentonite trên tuyến ống hiện hữu để giảm thời gian bơm và lượng bentonite bị thất thoát

+ Công ty đưa ra sáng kiến trộn bổ sung một chất hóa học mới là polymer vào hỗn hợp bentonite để tăng độ nhớt cho công tác bôi trơn tuyến ống và giảm khối lượng bentonite sử dụng

c) Để ngăn ngừa tối đa sự cố nước và đất cát xì vào trong giếng nhận khi đầu khoan tiến vào mắt mềm gây ra lún sụp, Công ty đã nghiên cứu và mua hóa chất đông kết nhanh bên Nhật Bản để bơm vào khu vực tiếp xúc giữa thành mắt mềm với vùng đất gia cố phía ngoài giếng mục đích lấp đầy khe hở ngăn nước và cát xì vào giếng

d) Về mặt quản lý dự án và nhân sự:

- Công ty đã thành lập Ban điều hành dự án toàn bộ các vấn đề liên quan đến dự án

và đặc biệt có quyền quyết định về tài chính để đảm bảo cung ứng đầy đủ mọi nhu cầu của dự án đẩy nhanh tiến độ thi công

8

- Về quản lý nhân sự: Công ty đã bố trí thi công 2 ca, 3 kíp để đảm bảo công việc

được thực hiện liên tục 24/24

- Với sự quan tâm và quyết tâm cao độ của ban lãnh đạo Công ty trong việc thực

hiện gói thầu đã kích thích lòng tự hào và tinh thần làm việc hăng say của tập thể

anh em kỹ sư và công nhân trong quá trình thực hiện gói thầu

IV Hình ảnh mô tả trình tự thi công gói thầu 7B bằng công nghệ khoan kích ngầm:

Giai đoạn 1: Phục hồi thiết bị kích, đầu khoan và giải kẹt toàn bộ tuyến cống hiện hữu

1) Công tác lắp đặt thiết bị, máy móc trên mặt đất

San lấp mặt bằng công trường Tập kết máy móc, thiết bị về công trường

Thi công móng cho cổng trục 50 tấn Lắp đặt đường rây cho cổng trục 50 tấn

9

Lắp đặt cổng trục 50 tấn

2) Khôi phục và lắp đặt thiết bị trong tuyến cống hiện hữu

Tuyến cống sau khi lắp đặt thiết bị và hệ thống đường ống kỹ thuật Các công tác chính gồm:

10

Lắp đặt hệ thống chiếu sáng và hệ thống dây

điện, cáp tín hiệu,…

Lắp đặt hệ thống ống dẫn bùn trong tuyến cống

để dẫn bùn từ đầu khoan lên bể chứa

Khoan lỗ bơm chất bôi trơn Lắp đặt ống bơm chất bôi trơn

Lắp đặt đường ống cấp dầu thủy lực cho hệ thống trạm kích và đầu khoan

11

Lắp đặt thép tấm liên kết tại mối nối cống Lắp đặt H200 liên kết đầu khoan& tuyến ống

3) Khôi phục và lắp đặt thiết bị đầu khoan D3000

Toàn cảnh đầu khoan D3000 sau khi được khôi phục Các công tác chính, gồm: