500 hecta - Nhà máy thép Hòa Phát Dung Quất

500 hecta - Nhà máy thép Hòa Phát Dung Quất

1. Dự án có diện tích lớn nhất

Khu liên hợp sản xuất gang thép Hòa Phát - Dung Quất được xây dựng tại xã Bình Đông, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi. Công trình có tổng vốn đầu tư 52.000
tỷ đồng, được thiết kế với quy mô công suất 4 triệu tấn một năm, sản phẩm chủ yếu là thép xây dựng, thép cuộn chất lượng cao và sản phẩm dẹt là thép cuộn cán nóng.
 

Tổng diện tích dự án gần 500 hecta. Nhà máy gồ nhiều hạng mục thi công dưới mực nước ngầm nên cần khoan giếng hạ mực nước ngầm. Là dự án có diện tích lớn nhất mà Thái Dương Hệ được tham gia về thi công hạ mực nước ngầm.

Công tác chính của nhà thầu bao gồm tháo khô hố móng tạo điều kiện thi công dễ dàng. Mục đích của công tác tháo khô là cung cấp một môi trường làm việc khô ráo, ổn định và an toàn bằng việc sử dụng hệ thống giếng xung quanh hố đào và bổ xung thêm rảnh dẫn nước.

2. Địa chất công trình

Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình được nhà thầu xây dựng cung cấp, khu vực có 8 tầng địa chất cơ bản:

Lớp 1: Lớp đất san lấp, đá dăm, đất đá phong hóa

Lớp 2: (SP) Cát cấp phối kém, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái xốp đến chặt vừa

Lớp 3: (SC-SM, CL-ML, SM,SP) Cát bụi, cát pha, cát cấp phối kém, đôi chỗ kẹp sét pha bụi, dẻo thấp, xám nâu, trạng thái dẻo lẫn vỏ sò

Lớp 4: (MH, ML, CL, SC) Bụi dẻo, bụi dẻo lẫn cát, cát pha đôi chỗ lẫn sét dẻo thấp, màu xám đen, xám ghi; dẻo chảy đến dẻo mềm, lẫn vỏ sò

Lớp 5: (SC, SM, SC-SM, CL) Cát pha bụi, cát bụi, cát pha đôi chỗ lẫn sét dẻo thấp; màu xám đen, xám ghi; trạng thái dẻo; lẫn vỏ sò

Lớp 6a: (SC, SM, CL, CH) Cát pha, Cát pha lẫn sạn, cát bụi, sét pha dẻo thấp; màu xám vàng, xám nâu; trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng; đôi chỗ lẫn dăm sạn

Lớp 6b: (GP, GW) Sườn tàn tích và đới phong hóa hoàn toàn: Cát pha, cát chứa nhiều dăm sạn; màu xám trắng, xám nâu; trạng thái chặt vừa đến chặt

Lớp 7: Đới phong hóa mạnh, dăm sạn cục màu xám vàng, xám trắng lẫn sét pha.

Lớp 8: Đa granit màu xám xanh, xám trắng

Tầng chứa nước ngầm (tầng chứa nước không áp) là các lớp đất 2,3 ( từ cát hạt mịn đến hạt thô), bề dày tầng chứa không đồng nhất trong khu vực khảo sát.

Tại hạng mục Tháp làm mát Nhiệt điện, mặt đất hiện trạng có cao độ khoảng -0.0m so với cos 00. Mực nước ngầm hiện tại xuất hiện ở độ sâu khoảng -0.5m so với mặt đất (-0.5m so với cos 00) ,đáy hố đào sâu nhất khoảng -6.8m so với cos 00. Nên công tác hạ nước ngầm cần hạ -6.8m nước để duy trì mực nước ngầm lun sâu hơn cốt đào đất 0.5m.

3. Những kỹ thuật bơm hạ mực nước ngầm mới

3.1 Thiết kế hệ thống tháo khô bằng giếng điểm

Để kiểm soát mực nước ngầm, công nghệ giếng điểm được dự phòng bằng hệ thống mương dẫn nước và các bơm chìm. Nhà thầu nên xây dựng các hệ thống rảnh và ống bảo vệ để lắp đặt điện cho bơm chìm . 

Trình tự lắp đặt và vận hành hệ thống giếng điểm như sau:

• Mực nước ngầm sau khi hạ thấp hơn 0.5m so với đấy hố đào;
• Khảo sát các đường bố trí giếng điểm và vị trí đặt các bơm chìm;
• Khoan, lắp đặt và vận hành giếng điểm;
• Lắp đặt và vận hành thiết bị bơm (Bơm hút chân không bề mặt và bơm chìm); 
• Lắp đặt các ống tiêu nước và bể tiêu nước;
• Vận hành, duy trì và kiểm tra hệ thống giếng điểm;

Giếng điểm được lắp đặt bằng khoan có sử dụng ống chống thép, bơm áp lực cao và các thiết bị hỗ trợ thích hợp như xe nâng hoặc cần cẩu di động. Các giếng điểm được kết nối với nhau bằng các ống PVC đường kính 150mm và kết nối với bơm chân không. Điện cung cấp cho bơm chân không được lấy từ lưới điện của nhà thầu. Nước thoát ra được dẫn tới hố tiêu nước bằng các ống nhựa dẻo đường kính 150mm.

Trong quá trình đào, hệ thống giếng điểm được dự phòng bằng các bơm chìm khi cần thiết.

Các máy bơm chìm nên được lắp đặt với lớp bảo vệ như ống PVC đục lỗ và được đặt vào hố khoan. Thành hố khoan được lấp đầy bằng sạn sỏi lọc rữa sạch để ngăn các hạt đất lọt vào giếng. Các mương rảnh được kết nối với hố khoan để dẫn nước trên bề mặt vào trong hố.

Các rãnh dẫn nước không cần rộng nhưng phải đủ sâu để nước thoát chảy vào giếng khoan. Rãnh rộng khoảng 0.4 m và sâu tối thiểu 0.5 m và nghiêng 1% tới hố tiêu nước. Sạn sỏi lọc đường kính 10-20 mm, đóng vai trò như bộ lọc cho nước ngầm.

3.2 Quy trình lắp đặt hệ thống giếng điểm

3.2.1 Tập kết vật tư

Nhà thầu chính thực hiện công tác chuẩn bị, đảm bảo mặt bằng khu vực thi công giếng không bị chôn vùi và đánh dấu khu vực thi công giếng.

Nếu cần thiết, nhà thầu chính phải cung cấp giấy phép khoan trước khi thi công khoan.Nhà thầu chính phải đồng ý với phương án tập kết và lắp đặt giếng của giám sát thi công. Nhà thầu chính phải loại bỏ các chướng ngại vật có thể gây cản trở quá trình khoan giếng. Nhà thầu chính cần đảm bảo không gian cho thiết bị khoan hoạt động thuận lợi trong khu vực thi công giếng.

Nhà thầu chính phải đảm bảo tất cả các dây cáp điện trên cao trong khu vực thi công giếng đều ngừng hoạt động và cung cấp cho công ty SSFG Groundwater giấy phép để tiến hành thi công bên dưới các đường dây đó.

3.2.2 Phương pháp khoan phụt

Bơm giếng điểm cần đặt ở gần nguồn cấp nước và không cao hơn mặt nước quá 3m. Vòi hút của máy bơm phải luôn được đặt trong nước. Khi chuẩn bị thiết bị xong thì công tác khoan phụt được tiến hành. Đầu phun được ấn trực tiếp xuống những vị trí đã đánh dấu. Áp lực nước từ vòi phun sẽ giúp khoan tạo lỗ trong đất dễ dàng.

Khi đạt độ sâu yêu cầu, tốc độ bơm sẽ giảm và vòi phụt sẽ được lấy khỏi giếng khoan. Sau đó, ống giếng điểm được đặt vào trong hố khoan. Ống sẽ được nâng lên hạ xuống để nước có thể tràn vào từ bên dưới. Sau đó, dùng sỏi lọc lấp đầy khoảng trống giữa ống và hố khoan. Quá trình được lặp lại cho các hố khác.

3.2.3  Phương pháp khoan xoay

Giàn khoan được đặt vào vị trí định khoan định sẵn.

Mũi khoan sẽ xoay với tốc độ thấp kết hợp với dòng tuần hoàn dung dịch, khoan sâu vào đất.

Ống chống có thể được dùng để làm rộng hố khoan, giúp cho quá trình khoan diễn ra thuận lợi hơn

Khi đạt độ sâu, tiến hành bơm thổi rửa giếng kết thúc quá trình khoan.

3.2.4 Lắp đặt ống lọc

Sau khi khoan hoàn thành ống lọc được đặt vào trong hố khoan

3.2.5 Thi công sạn sỏi lọc

Đổ sỏi lọc lấp đầy khoảng trống giữa giếng khoan và ống lọc đến

3.2.6 Kiểm tra hệ thống giếng

Mỗi bơm hoạt động cùng với các van điều tiết, bộ phận điều áp và cảm biến áp suất một cách riêng biệt, tạo ra và duy trì môi trường kín khí trong quá trình bơm. Sau đó các van sẽ được mở để nước từ các cụm giếng có thể đi vào hệ thống ống thoát. Khi đã đóng kín tất cả các van nối với ống thu nước, cần kiểm tra rò rỉ ở hệ thống ống thu nước, chất lượng nước bơm ra từ giếng; nếu giếng hoạt động tốt thì sau khoảng 3h bơm hút chất lượng nước tương đối tốt.

Khi ổn định được môi trường chân không, lần lượt thực hiện với các bơm còn lại đến khi tất cả bơm đều hoạt động.

Sau một khoảng thời gian bơm hạ, mực nước ngầm giảm, ở một số giếng sẽ xảy ra hiện tượng hụt nước. Những giếng đó sẽ được đóng lại bằng hệ thống van điều khiểu tự động.

3.2.7 Vận hành hệ thống giếng điểm

Khi giai đoạn vận hành thử, hệ thống sẽ được giám sát bởi kỹ sư hiện trường. Người được chỉ định sẽ đảm nhiệm CÔNG TÁC BẢO TRÌ HÀNG NGÀY. Gồm:

• Kiểm tra bơm chân không
• Nhiên liệu của bơm hoặc máy phát điện, nếu cần.
• Tra dầu và chăm nước làm mát thiết bị.
• Bảo đảm đường ống thoát và bể chứa không bị tắc hoặc hư hỏng.
• Kiểm tra máy bơm dự phòng và máy phát điện định kỳ.
• Ghi nhận mực nước ngầm và tốc độ dòng chảy (trên V-notch).

4. Kinh nghiệm cho việc bơm hạ nước ngầm

Thái dương hệ thông qua dự án có cơ hội học hỏi từ những chuyên gia về nước ngầm, lần đầu tiên được tiếp xúc với công ty quốc tế có cùng lĩnh vực hoạt động, học hỏi được một số kinh nghiệm thi công đặc biệt, những phương pháp phân tích và tính toán hạ nước ngầm chính xác nhất.

Những phương pháp hạ nước ngầm ít được áp dụng ở Việt Nam như well point, rãnh thu nước, nhiều lớp giếng...

Những phầm mềm áp dụng tính toán, thiết kế hạ mực nước ngầm bằng well point theo thời gian lần đầu được áp dụng để phân tích. Trước đây các bài toán bơm hạ mực nước ngầm bằng phương pháp well point chủ yếu được thực hiện theo kinh nghiệm hoặc các công thức giải tích. Tuy nhiên, các công thức chỉ thích hợp cho địa tầng đồng nhất và đẳng hướng, trong khi địa tầng khu vực thi công khá phức tạp, việc áp dụng phần mềm mang lại nhiều phân tích chính xác và chi tiết hơn.