Thông tin công nghệ khoan ngầm kéo cáp quang

1. Giới thiệu tổng quan

Công nghệ khoan ngầm kéo cáp quang – hay còn gọi là khoan định hướng ngang (Horizontal Directional Drilling – HDD) – là giải pháp tiên tiến giúp lắp đặt tuyến cáp ngầm qua các địa hình phức tạp mà không cần đào rãnh mặt đất. Kỹ thuật này được ứng dụng rộng rãi trong các công trình hạ tầng đô thị, viễn thông, cấp thoát nước, điện lực, và đặc biệt là triển khai mạng cáp quang FTTH, FTTx.

Với đặc điểm không phá vỡ mặt đường, ít ảnh hưởng đến giao thông, công nghệ HDD đã trở thành lựa chọn lý tưởng trong thời đại đô thị hóa và số hóa mạnh mẽ hiện nay.

2. Ưu điểm vượt trội của công nghệ khoan ngầm kéo cáp quang

2.1. Không ảnh hưởng đến mặt bằng và môi trường

* Không phải đào rãnh dài trên mặt đất, giúp giảm thiểu xáo trộn hạ tầng hiện hữu.

* Không ảnh hưởng đến các công trình công cộng như vỉa hè, đường nhựa, công viên, sông suối.

* Giảm thiểu bụi bẩn, tiếng ồn và rác thải xây dựng.

2.2. Thi công nhanh chóng và hiệu quả

* Với máy khoan định hướng hiện đại, một đoạn ống dài hàng trăm mét có thể hoàn thành chỉ trong vài giờ.

* Không mất thời gian phục hồi mặt đường, tiết kiệm 30–50% thời gian thi công so với phương pháp đào hở truyền thống.

2.3. Chính xác cao, ứng dụng linh hoạt

* Công nghệ điều khiển đầu khoan bằng sóng radio hoặc từ trường cho phép kiểm soát độ sâu, góc khoan, tránh va chạm các công trình ngầm.

* Thi công được qua các khu vực phức tạp như giao lộ, đường ray, sông ngòi, khu dân cư đông đúc.

2.4. Hiệu quả kinh tế dài hạn

* Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cao hơn, nhưng tính bền vững và tuổi thọ dài hơn giúp tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì.

* Hạn chế được rủi ro phải khắc phục sự cố do ảnh hưởng tới hạ tầng hiện hữu.

3. Nhược điểm và thách thức cần lưu ý

3.1. Chi phí đầu tư ban đầu cao

* Máy móc, thiết bị định hướng hiện đại đòi hỏi vốn đầu tư lớn.

* Cần đội ngũ kỹ sư, công nhân có tay nghề cao và được đào tạo chuyên sâu.

3.2. Phụ thuộc vào khảo sát địa chất

* Các địa hình đá cứng, tầng địa chất phức tạp có thể gây khó khăn cho quá trình khoan.

* Sai sót trong khảo sát có thể dẫn đến sai lệch tuyến hoặc hư hỏng thiết bị.

3.3. Yêu cầu công nghệ và vận hành nghiêm ngặt

* Các thông số kỹ thuật phải được kiểm soát liên tục (góc khoan, áp suất bùn, vận tốc).

* Cần hệ thống xử lý và tái chế dung dịch bentonite đúng chuẩn, tránh ảnh hưởng môi trường.

 4. Quy trình kỹ thuật khoan ngầm kéo cáp quang

Quy trình thi công được chia làm 5 bước chính:

4.1. Khảo sát địa hình – địa chất

* Sử dụng máy đo địa hình GPS, máy quét ngầm (GPR) để xác định vị trí các công trình ngầm.

* Lấy mẫu đất để phân tích thành phần địa chất (đất mềm, cát, sỏi, đá…).

* Lập bản đồ kỹ thuật số (GIS) phục vụ định tuyến chính xác.

4.2. Thiết kế tuyến và lập phương án thi công

* Vạch ra tuyến khoan tối ưu nhất (độ sâu tối thiểu 1–1,5m).

* Xác định điểm vào – điểm ra (Entry – Exit Point) phù hợp địa hình và công trình.

* Tính toán bán kính cong tối thiểu của đầu khoan để tránh gãy ống dẫn hướng.

4.3. Khoan dẫn hướng (Pilot Bore)

* Đầu khoan định hướng được đẩy theo tuyến thiết kế bằng hệ thống thủy lực.

* Camera hoặc bộ cảm biến định vị cho phép kiểm soát liên tục đầu khoan.

* Dung dịch bentonite được bơm vào lỗ khoan để làm mát, bôi trơn và mang đất đá ra ngoài.

4.4. Mở rộng lỗ khoan (Back Reaming)

* Sau khi tạo lỗ dẫn, lỗ khoan sẽ được mở rộng bằng đầu nở (reamer) với đường kính lớn hơn.

* Kích thước phụ thuộc vào loại ống hoặc ống luồn cáp sẽ kéo sau đó (Ø từ 90–200mm thường dùng cho cáp quang).

4.5. Kéo ống luồn – kéo cáp quang

* Ống nhựa HDPE được nối với đầu reamer và kéo ngược về trạm khoan.

* Sau khi ổn định ống luồn, cáp quang sẽ được kéo bằng máy chuyên dụng hoặc thủ công nếu đoạn ngắn.

* Đảm bảo độ căng không vượt quá mức cho phép, không làm gãy lõi cáp.

5. Thiết bị – máy móc sử dụng trong khoan ngầm kéo cáp quang

Máy khoan định hướng HDD -> Thi công mũi khoan dẫn và kéo ống -> Thường dùng: Ditch Witch, Vermeer, XCMG |

Hệ thống định vị (Locator)-> Xác định vị trí đầu khoan Công nghệ Radio hoặc từ trường         

Máy bơm dung dịch bentonite Tạo áp lực để bơm dung dịch khoan Kèm bồn chứa và bộ trộn

Máy kéo cáp (Cable Puller) -> Kéo cáp quang qua ống luồn -> Tùy công suất theo đoạn kéo

Thiết bị kiểm tra cáp-> Kiểm tra suy hao, đo OTDR, kiểm định sau lắp đặt -> Bắt buộc cho nghiệm thu

6. Các yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn cần tuân thủ

6.1. Yêu cầu về tuyến khoan

* Độ sâu lắp đặt tối thiểu: 1m trong khu đô thị, 2m dưới lòng đường, 3–5m khi đi dưới sông.

* Bán kính cong tối thiểu ≥ 20 lần đường kính ống.

* Khoảng cách an toàn với các công trình ngầm ≥ 0.3m.

6.2. Yêu cầu về vật liệu

* Ống luồn: HDPE tiêu chuẩn, chịu lực cao, kháng hóa chất.

* Cáp quang: loại ống lỏng (loose tube) phù hợp chôn ngầm, chống ẩm và côn trùng.

* Dung dịch bentonite: không độc hại, có khả năng tái sử dụng.

6.3. Yêu cầu kỹ thuật khi kéo cáp

* Lực kéo không vượt ngưỡng chịu lực cáp (thường < 2700N).

* Không kéo cáp trong điều kiện uốn cong dưới bán kính tối thiểu (≥ 20D).

* Không để cáp quang tiếp xúc trực tiếp với bề mặt đất hoặc bị gấp khúc.

7. Các lỗi thường gặp và cách khắc phục

Sai lệch tuyến khoan ->  Sử dụng thiết bị định vị chính xác hơn

Tắc lỗ khoan -> Tăng lưu lượng bơm, thay bentonite

Gãy cáp khi -> Dùng đồng hồ đo lực kéo, dùng con lăn hướng dẫn

Tràn dung dịch khoan -> Giảm tốc độ khoan, gia cố điểm yếu bằng xi măng

8. Xu hướng phát triển công nghệ khoan ngầm kéo cáp quang

* Ứng dụng AI và GPS 3D để định tuyến tự động, tối ưu tuyến thi công.

* Máy khoan tự động điều chỉnh lực – góc khoan theo địa chất thực tế.

* Sử dụng vật liệu mới như ống composite siêu bền, nhẹ và dẫn nhiệt tốt hơn.

* Công nghệ kéo cáp không cần dùng reamer – giúp rút ngắn thời gian thi công.

9. Kết luận

Công nghệ khoan ngầm kéo cáp quang là xu thế tất yếu trong phát triển hạ tầng số và đô thị thông minh. Với những lợi thế vượt trội về hiệu quả, bảo vệ môi trường và tính linh hoạt, phương pháp này đang dần thay thế phương pháp đào hở truyền thống.

Tuy nhiên, để triển khai hiệu quả, cần đảm bảo: khảo sát kỹ địa hình, lựa chọn thiết bị phù hợp, kiểm soát chặt chẽ kỹ thuật thi công và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn an toàn. Khi đó, mỗi công trình không chỉ là một tuyến cáp, mà còn là bước tiến trong hiện đại hóa hạ tầng quốc gia.

>>> XEM THÊM: Thuyết minh dự án đầu tư nhà máy sản xuất ống thép