TCVN 9155:2021 CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT | Cộng đồng Kỹ thuật cơ điện Việt Nam EBOOKBKMT

TCVN 9155:2021

CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT

Hydraulic structures - Technical requirements of geological survey

Lời nói đầu

TCVN 9155:2021 thay thế TCVN 9155:2012.

TCVN 9155:2021 do Tổng Công ty Tư vấn Xây dựng Thủy lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT

Hydraulic structures - Technical requirements of geological survey

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật trong khảo sát địa chất công trình bao gồm khoan máy, khoan tay và đào để phục vụ thiết kế, thi công và nghiệm thu công trình thủy lợi, phòng chống thiên tai;

Tiêu chuẩn này cũng có thể áp dụng trong khảo sát địa chất các công trình nông nghiệp và phát triển nông thôn cùng các lĩnh vực xây dựng cơ bản khác có điều kiện kỹ thuật tương tự.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 2683 Đất xây dựng - Lấy mẫu, bao gói, vận chuyển và bảo quản mẫu;

TCVN 8731 Đất xây dựng công trình thủy lợi - Phương pháp xác định độ thấm nước của đất bằng thí nghiệm đổ nước trong hố đào và trong hố khoan tại hiện trường;

TCVN 8733 Đá xây dựng công trình thủy lợi - Phương pháp lấy mẫu, vận chuyển, lựa chọn và bảo quản mẫu đá dùng cho các thí nghiệm trong phòng;

TCVN 9140 Công trình thủy lợi - Yêu cầu bảo quản mẫu nõn khoan trong công tác khảo sát địa chất công trình;

TCVN 9148 Công trình thủy lợi - Xác định hệ số thấm của đất đá chứa nước bằng phương pháp hút nước thí nghiệm từ lỗ khoan;

TCVN 9149 Công trình thủy lợi - Xác định độ thấm nước của đá bằng phương pháp thí nghiệm ép nước vào lỗ khoan;

TCVN 9351 Đất xây dựng - Phương pháp thí nghiệm hiện trường - Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT);

TCVN 9354 Đất xây dựng - Phương pháp xác định môđun biến dạng tại hiện trường bằng tấm nén phẳng;

TCVN 12619-2 Gỗ - Phân loại - Phần 2: Theo tính chất vật lý và cơ học.

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Khoan thăm dò (Drilling)

Một biện pháp khảo sát địa chất công trình qua việc tạo ra các hố (lỗ) khoan hình trụ trong lòng đất hay trong các kết cấu công trình.

3.2

Khoan máy - Công tác khoan máy (Powered drilling - Drilling work)

Một phương pháp khoan thăm dò mà quá trình tạo ra các hố (lỗ) khoan hình trụ trong lòng đất hay trong các kết cấu công trình hoàn toàn sử dụng bộ máy khoan (có động cơ) để khoan dưới sự vận hành của con người.

3.3

Khoan tay - Công tác khoan tay (Hand drilling)

Một phương pháp khoan thăm dò mà quá trình tạo ra các hố (lỗ) khoan hình trụ trong lòng đất hay trong các kết cấu (bằng đất) của công trình sử dụng bộ khoan tay với sức người là chính để khoan và vận hành.

3.4

Đào - Công tác đào hố (Digging)

Một biện pháp khảo sát địa chất công trình qua việc tạo ra các hố hình chữ nhật, hình vuông, hoặc hình tròn vào trong lòng đất hay trong các kết cấu (bằng đất) của công trình bằng đào thủ công.

3.5

Sản phẩm của khoan/đào (Driiling/Digging products)

Sản phẩm trực tiếp của khoan là hố khoan và mẫu nõn khoan, sản phẩm trực tiếp của đào là hố đào. Sản phẩm kèm theo của khoan/đào (nếu có) là các mẫu lấy trong hố khoan/đào về thí nghiệm trong phòng và số liệu ghi chép của các thí nghiệm hiện trường thực hiện trong hố khoan/đào.

3.6

Tài liệu gốc của khoan và đào (Drilling and digging log)

Tài liệu gốc của khoan và đào là hình trụ hố khoan, hình trụ hố đào. Tập ảnh hòm nõn (đối với khoan), tập ảnh hố đào (đối với đào), các tài liệu ghi chép trong quá trình khoan, đào (nhật ký khoan, biên bản lấp hố) và các kết quả thí nghiệm trong hố khoan/đào (nếu có).

4 Quy định chung

4.1 Các bước tiến hành công tác khoan (khoan máy, khoan tay), đào

4.1.1 Bước chuẩn bị chung:

1) Tiếp nhận và nghiên cứu kỹ phương án kỹ thuật khảo sát địa chất công trình được phê duyệt (gọi tắt là phương án kỹ thuật khảo sát) đặc biệt lưu ý đến phần đặc điểm địa chất công trình, khối lượng và yêu cầu kỹ thuật khoan, đào; đi thực địa, nhận địa điểm và khảo sát điều kiện thi công khoan, đào;

2) Lập kế hoạch, tiến độ thực hiện; chuẩn bị nhân lực, trang thiết bị, dụng cụ kỹ thuật và vận chuyển đến địa điểm khảo sát.

4.1.2 Bước thi công từng hố khoan, hố đào:

1) Nhận vị trí hố khoan, hố đào; đối với khoan tiến hành làm nền khoan/phương tiện nổi (thực hiện theo điều 6.1 và 7.2), làm đường vận chuyển nội bộ, lắp đặt thiết bị khoan và hệ thống dẫn, thoát nước;

2) Thực hiện khoan, đào; lấy mẫu nõn và theo dõi, đo đạc, ghi chép trong quá trình khoan, đào theo các điều 6, 7 và 8;

3) Lấy các loại mẫu thí nghiệm, thí nghiệm hiện trường trong hố khoan, hố đào thực hiện theo điều 5.8 và 5.9.

4.1.3 Bước kết thúc hố khoan, đào:

1) Sau khi hoàn thành khoan, đào; lấy mẫu nõn và thực hiện xong các thí nghiệm trong hố khoan, hố đào theo phương án kỹ thuật khảo sát thì được kết thúc;

2) Công việc kết thúc hố khoan, hố đào thực hiện theo điều 6.5, 7.7 và 8.4;

3) Lập tài liệu gốc của hố khoan, hố đào thực hiện theo điều 6.6, 7.8 và 8.5.

4.2 Yêu cầu cấu trúc hố khoan, hố đào phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu nghiên cứu địa chất công trình, khi mở lỗ phải xét đến khả năng chống ống, bảo vệ vách hố, thay đổi đường kính hố khoan và kích thước hố đào sao cho phải đảm bảo khoan hoặc đào xuống dưới sâu vẫn đủ kích thước theo yêu cầu của phương án kỹ thuật khảo sát.

Đối với cấu trúc hố khoan máy cần lưu ý thêm các vấn đề sau:

1) Chống ống ổn định hướng và bảo vệ miệng hố khoan;

2) Chống ống vách qua các tầng ổn định kém (tầng dăm cuội sỏi sạn bở rời, các đới phá hủy kiến tạo, các đới phong hóa mềm bở, hang hốc, karst v.v...), để khoan các đoạn phía dưới vẫn đủ đường kính hố khoan theo yêu cầu của phương án kỹ thuật khảo sát;

3) Đối với các hố khoan xiên, khoan định hướng, trước khi khoan mở lỗ phải kiểm tra, căn chỉnh chính xác góc phương vị và góc xiên của hố khoan.

5 Các yêu cầu cơ bản

5.1 Yêu cầu về thiết bị cơ bản, sử dụng và bảo quản thiết bị, dụng cụ khoan/ đào

5.1.1 Yêu cầu về thiết bị cơ bản:

1) Thiết bị khoan phải đồng bộ, đầy đủ các thiết bị và dụng cụ chuyên dùng để lấy nõn khoan, lấy mẫu các loại trong hố khoan cho các thí nghiệm trong phòng; có đầy đủ và đồng bộ các thiết bị thí nghiệm trong hố khoan:

2) Dụng cụ đào bao gồm: xẻng, cuốc bàn, cuốc chim, xà beng, choòng, xô, dao phát, dây thừng, v.v... cùng các thiết bị và dụng cụ chuyên dùng để lấy mẫu và thực hiện các thí nghiệm trong hố đào;

3) Yêu cầu thiết bị, dụng cụ phải đảm bảo số lượng, chất lượng theo phương án kỹ thuật khảo sát.

5.1.2 Yêu cầu về sử dụng, bảo quản thiết bị dụng cụ:

1) Chỉ được sử dụng dụng cụ, thiết bị trong phạm vi các tính năng kỹ thuật do nhà sản xuất quy định;

2) Việc bảo quản và bảo dưỡng thiết bị dụng cụ khoan phải được tiến hành định kỳ từ (3 tháng đến 6 tháng) / 1 lần theo quy định và hướng dẫn của nhà sản xuất Thiết bị và dụng cụ khoan sau khi sử dụng phải được lau chùi, bôi dầu mỡ bảo quản trước khi đưa vào nơi lưu giữ. Nơi lưu giữ phải có mái che, đảm bảo khô ráo và thông thoáng. Thiết bị phải được đặt trên bệ cao hơn mặt đất từ 0,3 m đến 0,5 m, dụng cụ phải được đặt trên giá và không được xếp chồng lên nhau.

5.2 Yêu cầu về khoan dưới nước (sông, hồ, v.v...)

5.2.1 Khi mực nước ngập tại vị trí khoan lớn hơn 0,5 m phải tiến hành lắp đặt phương tiện nổi và các trang thiết bị an toàn. Trong mọi trường hợp khoan dưới nước phải có phương tiện nổi vững chắc, có trang thiết bị an toàn cho người và tài sản để đảm bảo thi công khoan thuận lợi và an toàn;

5.2.2 Trước khi khoan dưới nước phải có phương án cụ thể để đảm bảo an toàn. Tránh bố trí thi công khoan ở sông nước trong thời kỳ mưa lũ, nếu không tránh được thì phải có biện pháp an toàn đặc biệt.

Ngay từ bước chuẩn bị, cần tìm hiểu kỹ tình hình địa hình lòng sông, khí tượng, thủy văn để thiết lập biện pháp an toàn đầy đủ, cụ thể và sát thực tế;

5.2.3 Trong quá trình thi công khoan dưới nước, hàng ngày đơn vị khoan phải kiểm tra thiết bị an toàn và việc thực hiện nội quy an toàn của từng người lao động. Luôn theo dõi diễn biến thời tiết để chủ động phòng chống sự cố do mưa, bão, lũ, lũ ống, lũ quét, xói lở bờ, xói chân neo, v.v... gây ra;

5.2.4 Mọi dữ liệu liên quan đến việc đảm bảo an toàn trên sông nước như diễn biến thời tiết, phương tiện nổi, trang thiết bị an toàn và sự cố trong quá trình thi công khoan dưới nước (nếu có) phải được ghi trong nhật ký thi công.

5.3 Yêu cầu về vị trí hố khoan, đào

5.3.1 Xác định lần thứ nhất: Trước khi khoan/đào cần đưa vị trí hố khoan, hố đào từ bình đồ bố trí ra thực địa. Mức độ chính xác theo quy định trong phương án kỹ thuật khảo sát. Nếu vị trí đã xác định không thể hoặc rất khó khăn cho việc làm nền khoan, cho việc đào thì được phép dịch chuyển; hướng và cự ly dịch chuyển theo nguyên tắc đảm bảo nhiệm vụ của hố khoan, hố đào và khả năng thu thập được nhiều thông tin địa chất công trình nhất;

5.3.2 Xác định lần thứ hai: Khi đã khoan xong xác định chính xác cao tọa độ miệng hố khoan (tâm hố khoan), miệng hố đào (nơi giao nhau giữa 2 đường chéo của hố đào), yêu cầu độ chính xác nhỏ hơn đến bằng 10 cm.

5.4 Phải lựa chọn phương pháp khoan phù hợp với cấp đất đá để đảm bảo chất lượng mẫu nõn khoan, ổn định thành hố khoan để lấy mẫu và thí nghiệm hiện trường trong hố khoan. Trường hợp khoan máy không lấy mẫu nõn (khoan tạo lỗ) tham khảo Phụ lục F để thực hiện.

5.5 Yêu cầu về đo mực nước ngầm ổn định trong hố khoan, hố đào

5.5.1 Nhiệm vụ khảo sát mực nước ngầm trong hố khoan, hố đào là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu trong công tác khoan khảo sát địa chất công trình. Yêu cầu về đo mực nước ngầm ổn định trong hố khoan, hố đào thực hiện tương ứng theo quy định tại điều 5.5.2, 5.5.3 và 5.5.4.

5.5.2 Đối với hố khoan máy

1) Xác định mực nước ngầm ổn định trong hố khoan: Trong quá trình khoan khô trong tầng phủ (đất và đá phong hóa) nếu thấy hiện tượng nước ngầm xuất hiện (tại độ sâu tại nơi mẫu đất, đá bị ẩm ướt nhiều (nếu không bị nước mặt rò rỉ vào) là hơi nước ngầm xuất hiện hoặc theo kinh nghiệm nghề nghiệp của thợ khoan) thì tạm dừng khoan để đo độ sâu chính xác, ghi mực nước ngầm xuất hiện và thời điểm đo. Việc xác định mực nước ngầm ổn định trong hố khoan thực hiện theo quy định tại mục 2 điều 5.5.2. Trường hợp nước ngầm xuất hiện trong tầng đá cứng khi khoan sử dụng nước rửa thì có thể để đến cuối ca làm việc mới tiến hành đo mực nước ổn định.

2) Quy trình đo mực nước ngầm ổn định trong hố khoan như sau:

- Bơm rửa sạch vách và đáy hố khoan;

- Hút hoặc múc cạn nước trong hố khoan. Nếu nước ngầm chảy vào hố khoan nhiều không múc cạn được thì khối lượng nước múc (hoặc hút) lên tối thiểu bằng 5 lần khối lượng nước chứa trong hố khoan (tức là 5 lần thể tích lỗ khoan đoạn ngập nước);

- Đo mực nước phục hồi tới ổn định theo quy định sau:

+ Ban đầu đo 30 giây mỗi lần (nếu nước phục hồi nhanh), đo 1 phút mỗi lần (nếu nước phục hồi chậm) trong 10 phút;

+ Các lần đo sau thưa dần từ 1 phút đến 5 phút mỗi lần;

+ Số đo mực nước phục hồi 5 lần liên tục dao động trong phạm vi cộng trừ 1 cm thì được dừng, số bình quân 5 lần đo cuối là mực nước ổn định.

- Hàng ngày trước khi hạ bộ khoan để khoan tiếp, phải đo độ sâu mực nước ngầm ổn định trong hố khoan;

- Tất cả các lần đo mực nước ổn định trong hố khoan đều phải được ghi chép số liệu cụ thể về độ sâu, thời điểm thực hiện, ghi chú thêm tình trạng mưa (nếu có) diễn biến từ lần đo trước tới thời điểm đo hiện tại trong nhật ký khoan máy (tham khảo điều C.1.1, Phụ lục C).

3) Nhận xét kết quả đo mực nước ngầm trong hố khoan như sau:

- Nếu mực nước ngầm ổn định tương đương mực nước xuất hiện là mực nước ngầm của tầng chứa nước không áp;

- Nếu mực nước ngầm ổn định cao hơn mực nước xuất hiện là mực nước ngầm của tầng nước áp lực. Trị số áp lực nước ngầm là hiệu số của hai số liệu trên;

- Nếu gặp tầng thấm nước mạnh hơn hoặc có hiện tượng mất nước khi khoan, mực nước ngầm tụt xuống so với lần đo trước, phải xác định độ sâu xuất hiện hiện tượng này;

- Nếu gặp mưa kéo dài, mực nước ngầm trong hố khoan đo lần sau cao hơn lần trước, không phải là nước có áp, cũng phải ghi số liệu cụ thể để có cơ sở đánh giá.

5.5.3 Đối với hố khoan tay

1) Xác định mực nước ổn định trong hố khoan: Trong quá trình khoan cần theo dõi độ ẩm của đất ngay khi lấy lên khỏi hố khoan, tại độ sâu tại nơi mẫu đất bị ẩm ướt nhiều (nếu không bị nước mặt rò rỉ vào) là nơi nước ngầm xuất hiện. Sau khi đã xác định được mực nước xuất hiện, cần khoan sâu thêm từ 1,0 m đến 1,5 m rồi xác định mực nước ổn định theo thứ tự sau đây:

- Đo 3 lần, mỗi lần cách nhau 1 phút;

- Đo 3 lần, mỗi lần cách nhau 2 phút;

- Đo 2 lần mỗi lần cách nhau 5 phút;

- Sau đó cứ 30 phút đo một lần cho đến khi ổn định. Mực nước được gọi là ổn định đối với nước không áp (khi mực nước ngầm ổn định thấp hơn hoặc tương đương mực nước xuất hiện) sau hai lần đo liên tiếp mà chênh nhau không quá 1 cm.

2) Đối với nước có áp (khi mực nước ngầm ổn định cao hơn mực nước xuất hiện) thì mức nước đo được sau thời gian ngừng khoan từ 10 phút đến 15 phút được coi là mực nước ổn định;

3) Thời gian đo mực nước ổn định của các loại đất đá sau khi khoan xong như sau:

- Đối với đất sét là sau 8 giờ;

- Đối với các loại khác là sau 3 giờ.

4) Số liệu về mực nước ổn định trong hố khoan phải được ghi chép số liệu cụ thể về độ sâu, thời điểm thực hiện, ghi chú thêm tình trạng mưa (nếu có) và thể hiện trong hình trụ khoan tay (tham khảo điều C.2.1, Phụ lục C).

5.5.4 Đối với hố đào

Thực hiện theo quy định tại điều 5.5.3, số liệu về mực nước ổn định trong hố đào phải được ghi chép số liệu cụ thể về độ sâu, thời điểm thực hiện và thể hiện trong hình trụ hố đào (tham khảo điều C.2.6, Phụ lục C).

5.6 Yêu cầu về nước rửa trong quá trình khoan

Trong khoan khảo sát địa chất công trình thủy lợi, nước rửa mùn khoan làm sạch vách và đáy hố khoan phải dùng là nước lã trong, sạch. Chỉ được dùng dung dịch sét, bentonit hoạt hóa, dung dịch polyme hoặc các nước kỹ thuật khác trong các trường hợp sau:

1) Khi hố khoan không có nhiệm vụ đo mực nước ngầm, hoặc trong hố khoan không có các thí nghiệm địa chất thủy văn;

2) Khi hố khoan không dùng: để khoan phụt, để lắp đặt vữa neo hoặc để làm các loại thí nghiệm (nén ngang, đo địa chấn trong hố khoan, karota hoặc camera) trong hố khoan;

3) Thông số và yêu cầu kỹ thuật của một số loại nước rửa dùng trong quá trình khoan tham khảo Phụ lục E.

5.7 Yêu cầu về ngăn nước trong hố khoan (cách ly các tầng nước)

5.7.1 Yêu cầu về ngăn nước (cách ly các tầng nước) chỉ thực hiện trong hố khoan (hố khoan máy hoặc hố khoan tay) tương ứng theo quy định tại điều 5.7.2 và 5.7.3 với mục đích sau:

1) Cách ly các tầng nước ngầm riêng biệt trong hố khoan để nghiên cứu;

2) Bịt kín các đoạn khác để thí nghiệm địa chất thủy văn: thí nghiệm ép nước, thí nghiệm đổ nước, thí nghiệm múc nước, thí nghiệm hút nước một đoạn nào đó;

3) Chống hiện tượng nước phun trong khi khoan gặp tầng nước ngầm có áp lực mạnh.

5.7.2 Đối với hố khoan máy

1) Trong điều kiện bình thường thì biện pháp ngăn nước trong hố khoan máy là ngăn nước bằng ống chống (đáy ống nằm trong vữa xi măng đặc) hoặc bằng bộ nút chuyên dụng. Trong điều kiện phức tạp như ngăn cách ly hai tầng chứa nước hoặc ngăn chống nước áp lực phun lên thì phải có thiết kế cho từng trường hợp cụ thể.

2) Trước khi tiến hành ngăn nước trong hố khoan, phải xác định chính xác độ sâu của đoạn cần ngăn nước, đặc điểm địa tầng phía trên, phía dưới bộ nút ngăn, mực nước ngầm trong hố khoan để có biện pháp ngăn nước thích hợp. Các số liệu thu thập và diễn biến trong quá trình ngăn nước phải được ghi tỉ mỉ trong nhật ký khoan máy (tham khảo điều C.1.1, Phụ lục C).

3) Kiểm tra chất lượng ngăn nước trong hố khoan theo các bước sau:

- Khoan qua cột đá xi măng chân ống chống hoặc đoạn nút ngăn nước bằng vữa xi măng;

- Đổ thêm hoặc hút bớt nước trong hố khoan để nâng cao hoặc hạ thấp mực nước trong hố khoan một khoảng bằng 1/3 cột nước có trong hố khoan trước khi tiến hành ngăn nước, để nước hồi phục dần đến ổn định;

- Đo mức độ thay đổi của mực nước trong hố khoan trước và sau khi ngăn nước;

4) Nếu mức độ thay đổi mực nước giữa 3 lần đo liên tiếp nhỏ hơn 1 cm thì việc ngăn nước đạt yêu cầu. Nếu kết quả ngăn nước chưa đạt yêu cầu thì phải tiến hành ngăn nước lại.

5.7.3 Đối với hố khoan tay

1) Trường hợp dưới tầng chứa nước là tầng cách nước tốt (như đất sét, sét pha) và có độ dày tương đối lớn thì tiến hành ngăn nước như sau: Khoan qua tầng chứa nước tới tầng cách nước rồi dừng lại dùng tời hoặc kích ép ống chống (còn gọi là ống chèn) sâu vào tầng cách nước từ 1 m đến 2 m, sau đó khoan sâu thêm dưới ống chống từ 0,5 m đến 1 m, múc hết nước trong hố khoan, quan trắc nếu không thấy nước lên tức là việc ngăn nước đạt yêu cầu. Sau đó dùng ống chống có đường kính nhỏ hơn ép vào tầng chứa nước thứ hai để khoan tiếp;

2) Trường hợp tầng cách nước bên dưới cũng dày nhưng tính chất cách nước kém (tính thấm lớn) phải làm như sau: Khoan và hạ ống chống tới tầng cách nước rồi dừng lại, sau đó khoan sâu thêm vào lớp này từ 1,5 m đến 2,0 m rồi lấp bằng đất sét. Đất sét dùng để lấp là loại đất sét tốt, đem băm nhỏ trộn với nước nặn thành viên tròn có đường kính bằng 7/10 đường kính hố khoan, phơi se mặt ngoài thả xuống lỗ đầm nện thật chặt. Khi cột đất sét đã đầm cao từ 1,5 m đến 2,0 m thì dùng ống chống có đường kính nhỏ hơn đóng hay ép vào trong lớp đó. Sau đó khoan vét lớp đất trong ống chống lên và khoan sâu thêm dưới ống chống từ 0,5 m đến 1,0 m. Quan trắc nếu không thấy nước lên tức là việc ngăn nước đạt yêu cầu. Sau khi đã ngăn nước xong lại dùng một loại ống chống có đường kính nhỏ hơn một cấp để thả xuống khoan tiếp vào tầng chứa nước bên dưới;

3) Khi tiến hành ngăn nước chỉ được đóng hoặc ép ống chống xuống, tuyệt đối không được quay ống chống.

5.8 Yêu cầu về lấy các loại mẫu trong hố khoan, hố đào cho các thí nghiệm trong phòng

5.8.1 Đơn vị khoan, đào phải lấy đủ các loại mẫu đất, đá, cát sỏi, nước trong hố khoan, đào theo yêu cầu trong phương án kỹ thuật khảo sát. Yêu cầu về lấy các loại mẫu trong hố khoan, hố đào cho các thí nghiệm trong phòng thực hiện tương ứng theo quy định tại điều 5.8.2 và 5.8.3.

5.8.2 Đối với hố khoan (hố khoan máy, hố khoan tay)

1) Yêu cầu về lấy mẫu đất nguyên dạng (còn gọi là mẫu đất nguyên trạng), mẫu đất không nguyên dạng (mẫu phá hủy, mẫu rời, mẫu không nguyên trạng), mẫu cát sỏi (mẫu xáo trộn) và mẫu đá trong hố khoan:

- Việc lấy mẫu phải đảm bảo chất lượng và đủ khối lượng cho việc thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý, đồng thời phải có đủ khối lượng dự phòng để thí nghiệm kiểm tra, bổ sung khi cần thiết;

- Việc bọc, đóng gói bảo vệ mẫu phải được thực hiện ngay khi lấy mẫu ra khỏi hố khoan không được để dồn, không được để mẫu trực tiếp dưới mưa, nắng. Mẫu được bọc kín trong ni lon và quấn chặt bằng băng dính hoặc bọc bằng vải màn nhúng parafin (sáp nến);

- Không được lấy mẫu đất nguyên dạng trực tiếp từ nõn khoan. Những quy định cụ thể về lấy, đóng gói, vận chuyển và bảo quản mẫu đất phải thực hiện theo TCVN 2683, quy trình công nghệ lấy mẫu đất trong hố khoan bằng các thiết bị chuyên dụng tham khảo Phụ lục A.1;

- Không được gõ để lấy mẫu đá ra khỏi ống mẫu. Những quy định cụ thể về lấy, đóng gói, vận chuyển và bảo quản mẫu đá phải thực hiện theo TCVN 8733; quy trình công nghệ lấy mẫu cát sỏi và mẫu đá trong hố khoan theo quy định tương ứng tại điều 6.3.3 và 6.4.1.

2) Yêu cầu về lấy mẫu nước trong hố khoan phải thực hiện như sau:

- Trước khi lấy mẫu nước phải bơm rửa sạch hố khoan và các chai lọ đựng mẫu nước;

- Hút (hoặc múc) hết lượng nước có trong hố khoan sau khi rửa; nếu lượng nước chảy vào hố khoan nhiều không hút (hoặc múc) hết được thì lượng nước phải hút (hoặc múc) ra tối thiểu là 5 lần thể tích nước chứa trong hố khoan;

- Khi mực nước trong hố khoan dâng lên tới mực nước ngầm ổn định mới được lấy mẫu nước;

- Lấy mẫu nước bằng dụng cụ chuyên dụng ở độ sâu cần lấy mẫu nước (thấp hơn mực nước trong hố khoan tối thiểu 50 cm), đồng thời đo nhiệt độ nước ở độ sâu đó;

- Nước lấy lên phải tráng chai lọ đựng mẫu 3 lần trước khi đựng mẫu nước chính thức;

- Cách lấy mẫu nước vào chai và bảo quản, các số liệu cần đo và cần ghi thẻ mẫu tham khảo điều A.2, Phụ lục A để thực hiện.

5.8.3 Đối với hố đào

Thực hiện theo quy định tại điều 5.8.2 áp dụng trong hố đào và cần lưu ý một số vấn đề sau:

1) Đối với việc lấy mẫu đất nguyên dạng ngoài việc đóng bằng dụng cụ lấy mẫu chuyên dùng (ống mẫu) thì có thể lấy mẫu khối với kích thước (0,3 x 0,3 x 0,3) m tại vách và đáy hố đào, sau đó bọc kín bằng ni lon, quấn chặt bằng băng dính hoặc bọc kỹ bằng vải xô nhúng parafin (sáp);

2) Mẫu đất rời vật liệu xây dựng (mẫu rời chế bị) lấy dọc theo vách hố đào từ đầu đến hết tầng dự kiến khai thác cho vào trong bao tải với khối lượng không nhỏ hơn 30 kG (đối với đất chứa nhỏ hơn 30 % dăm sạn sỏi) và không nhỏ hơn 50 kG (đối với đất chứa lớn hơn 30 % dăm sạn sỏi);

3) Đối với mẫu cát, cuội, sỏi lấy tại vách và đáy hố đào từ đầu đến hết tầng, trộn đều rồi rút gọn mẫu theo phương pháp “chia tư” đạt đến khối lượng không nhỏ hơn 30 kG (khi hàm lượng cuội sỏi nhỏ hơn 30 %) và không nhỏ hơn 50 kG (khi hàm lượng cuội sỏi lớn hơn 30 %).

5.9 Yêu cầu về thí nghiệm hiện trường trong hố khoan, hố đào

5.9.1 Yêu cầu về thí nghiệm hiện trường trong hố khoan

Trong hố khoan thường thực hiện các loại thí nghiệm hiện trường sau: thí nghiệm địa chất thủy văn (thí nghiệm ép nước, đổ nước, múc nước và hút nước), thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) và các thí nghiệm đặc biệt như: thí nghiệm nén ngang thành hố khoan, đo địa vật lý trong hố khoan, karota trong hố khoan, camera trong hố khoan, v.v... Vị trí cụ thể từng đoạn thí nghiệm trong từng hố khoan phải căn cứ vào thực tế hiện trường để quyết định. Tùy từng loại thí nghiệm mà chọn phương pháp, thiết bị khoan, dung dịch rửa và đường kính hố khoan cho phù hợp, cụ thể như sau:

1) Đối với hố khoan có thí nghiệm địa chất thủy văn cần lưu ý các vấn đề sau:

- Ngoài việc chọn phương pháp và thiết bị khoan phù hợp với từng loại địa tầng, nước rửa mùn khoan phải là nước lã trong sạch, không được khoan bằng các dung dịch sét, bentonite, dung dịch polyme, v.v...;

- Đường kính hố khoan tại đoạn thí nghiệm phải theo quy định trong phương án kỹ thuật khảo sát. Trường hợp không có quy định cụ thể thì đường kính hố khoan tại đoạn thí nghiệm phải phù hợp với các thiết bị thí nghiệm có tại hiện trường, không nhỏ hơn 42 mm cho thí nghiệm ép nước, không nhỏ hơn 76 mm cho thí nghiệm đổ nước và không nhỏ hơn 100 mm cho thí nghiệm múc nước và hút nước;

- Vách và đáy hố khoan phải được rửa sạch trước khi lắp đặt thiết bị thí nghiệm địa chất thủy văn trong hố khoan;

- Đo chính xác độ sâu đoạn thí nghiệm; đo chính xác mực nước ngầm trước và sau khi thí nghiệm, mực nước của quá trình phục hồi (nếu có);

- Tiến hành thí nghiệm theo đúng yêu cầu trong phương án kỹ thuật khảo sát hoặc phù hợp với các quy định trong TCVN 8731, TCVN 9148 và TCVN 9149.

2) Đối với hố khoan có thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn cần lưu ý các vấn đề sau:

- Ngoài việc chọn phương pháp và thiết bị khoan phù hợp với từng loại địa tầng, đường kính hố khoan tại đoạn thí nghiệm phải theo quy định trong phương án kỹ thuật khảo sát. Trường hợp không có quy định cụ thể thì đường kính hố khoan phải trong khoảng từ 55 mm đến 163 mm;

- Vét sạch đáy hố khoan trước khi thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn. Trong khi thí nghiệm không được thực hiện bằng cách nâng tạ trực tiếp bằng tay mà phải bằng tời để đảm bảo chiều cao rơi là tự động;

- Thí nghiệm theo đúng yêu cầu trong phương án kỹ thuật khảo sát và phù hợp với TCVN 9351.

3) Đối với hố khoan có các thí nghiệm đặc biệt như: thí nghiệm nén ngang thành hố khoan, đo địa chấn trong hố khoan, karota trong hố khoan, camera trong hố khoan, v.v..., các hố khoan tạo lỗ để phụt vữa, để đặt thép neo hay lắp đặt thiết bị quan trắc, công tác khoan và thí nghiệm thực hiện theo phương án kỹ thuật khảo sát hoặc hồ sơ thiết kế được phê duyệt.

5.9.2 Yêu cầu về thí nghiệm hiện trường trong hố đào

1) Hố đào thường thực hiện các loại thí nghiệm sau: thí nghiệm địa chất thủy văn (thí nghiệm đổ nước, múc nước), thí nghiệm nén phẳng và cắt. Vị trí cụ thể từng đoạn thí nghiệm trong từng hố đào phải căn cứ vào thực tế hiện trường để quyết định.

2) Tùy từng loại thí nghiệm mà đào hố có kích thước cho phù hợp theo quy định trong phương án kỹ thuật khảo sát. Trường hợp không có quy định cụ thể thì kích thước hố đào phải đảm bảo tối thiểu như sau:

- Đối với hố đào có thí nghiệm địa chất thủy văn kích thước đáy hố đào là (1,25 x 0,80) m hoặc (1 x 1) m;

- Đối với hố đào có thí nghiệm cắt hoặc có thí nghiệm xác định môđun biến dạng tại hiện trường bằng tấm nén phẳng thì kích thước đáy hố đào không nhỏ hơn (1,5 x 1,5) m.

3) Trước khi lắp đặt thiết bị thí nghiệm thì đáy hố đào phải được tạo phẳng, sau đó tiến hành thí nghiệm theo đúng loại thí nghiệm đã yêu cầu trong phương án kỹ thuật khảo sát và phù hợp với TCVN 8731 và TCVN 9354.

6 Khoan máy

6.1 Yêu cầu chuẩn bị để thi công hố khoan

6.1.1 Yêu cầu về nền khoan để thi công khoan trên cạn

6.1.1.1 Yêu cầu về nền khoan

Nền khoan (mặt bằng đặt thiết bị khoan) phải ổn định, có đủ diện tích để đặt máy, để thực hiện các thao tác kỹ thuật, để công nhân đi lại, có rãnh thoát nước bao quanh nền và cần lưu ý một số vấn đề sau:

1) Nền khoan phải cách vách đá tối thiểu 1 m và có giải pháp chống đá lăn;

2) Nền ở sườn núi cần có giải pháp ổn định cho mái dốc;

3) Nền ở bãi sông cần có giải pháp chống xói lở, chống lũ ngập, chống lún;

4) Nền khoan đặt ở chỗ bùn, lầy lội, phải được đệm bằng các bao cát dăm cuội sỏi, mặt nền lát bằng gỗ tấm để đảm bảo nền ổn tính dưới tải trọng của tháp khoan và máy khoan làm việc;

5) Đối với các hố khoan sâu trên 60 m, nền khoan không phải là đá cứng hoặc khi cần thiết phải tiến hành đổ bê tông nền khoan và gắn chặt bệ máy khoan vào nền bằng bu lông để máy không bị rung lắc gây ra kẹt khi khoan.

6.1.1.2 Kích thước của nền khoan

1) Nền khoan bao gồm các diện tích sau: diện tích đặt máy khoan, tháp khoan, máy bơm; diện tích dựng hạ máy khoan, tháo lắp cần khoan, ống khoan và diện tích bảo quản tạm thời mẫu, nõn khoan. Diện tích dựng hạ máy khoan, tháo lắp cần khoan, ống khoan phải có kích thước tối thiểu (dài x rộng) = (3H x 1.5H) với H là chiều cao của tháp khoan (tính bằng m). Diện tích bảo quản tạm thời mẫu, nõn khoan phải có kích thước tối thiểu (dài x rộng) = (2 x 3) m. Tham khảo kích thước nền khoan tối thiểu của một số thiết bị khoan trong Bảng 1.

Bảng 1 - Kích thước nền khoan tối thiểu của một số thiết bị khoan

TT	Loại thiết bị khoan	Kích thước tối thiểu, m
TT	Loại thiết bị khoan	Dài	Rộng
1	XY, XY-1, XY-1A, GX.1T, Tone và các loại tương đương	13	5
2	CKБ-4, LongYear, XY-2 và các loại tương đương	15	8
3	Xe khoan tự hành B53, YKБ-50, ZИΦ -150 và các loại tương tự khác.	10	5
4	Máy khoan đập cáp YKC-22, YKБ-3 và các loại tương tự.	10	5

2) Chiều rộng tối thiểu của lối đi lại trên khoan trường là 1,0 m với máy khoan cố định và 0,7 m với máy khoan tự hành.

6.1.2 Yêu cầu về phương tiện nổi để thi công khoan dưới nước

6.1.2.1 Yêu cầu về phương tiện nổi

1) Phương tiện nổi để khoan dưới nước phải có trọng tải lớn hơn 3 lần tổng trọng lượng tối đa của thiết bị khoan, tháp khoan, ống khoan, các vật tư kỹ thuật, nhiên liệu, lực lượng lao động trên sàn khoan và sức kéo tối đa của tời máy khoan;

2) Sức bền và ổn định lật của phương tiện nổi phải được quan tâm trong quá trình thiết kế lắp đặt;

3) Diện tích mặt sàn làm việc của phương tiện nổi có kích thước tối thiểu là (7 x 5) m và độ cao của mặt sàn đến mặt nước tối thiểu là 60 cm;

4) Phải có phao cứu sinh đúng tiêu chuẩn, đặt tại vị trí thích hợp trên mặt sàn khoan, đủ cho toàn bộ số người làm việc trên sàn khoan;

5) Trên phương tiện nổi phải treo cờ đỏ và bật đèn tín hiệu màu đỏ, ban đêm phải có đèn thắp sáng.

6.1.2.2 Yêu cầu về neo chằng phương tiện nổi

Để đảm bảo cho phương tiện nổi luôn được giữ ở vị trí cố định và ổn định trong suốt quá trình khoan, phải bố trí hệ thống neo chằng tốt, nhất thiết phải có 4 dây chằng chính neo về 4 phía khác nhau của phương tiện nổi; mỗi dây neo chằng lập với hướng dòng chảy một góc từ 35° đến 45°. Loại dây neo, chiều dài và tiết diện dây neo cần được tính toán theo các quy định hiện hành, đảm bảo không bị đứt khi làm việc.

6.1.3 Yêu cầu về tháp khoan

6.1.3.1 Tùy thuộc vào kết cấu tháp khoan mà có quy trình dựng hạ khác nhau, nhưng phải tuân thủ đúng quy trình do nhà sản xuất tháp quy định;

6.1.3.2 Với những tháp đơn giản, tự chế (tháp 3 chân có độ cao làm việc dưới 7 m, tháp dạng chữ A lắp cùng giá máy, v.v...) thì nên có quy trình dựng hạ tháp và người sử dụng phải tuân thủ đúng quy trình đó;

6.1.3.3 Chiều cao H và sức chịu tải R_T của tháp khoan:

- Chiều cao H, (tính bằng m) theo công thức (1):

H = h_d+ L_o + 1,5m (1)

Trong đó:

h_d là chiều dài của toàn bộ khối elevato + hệ giảm chấn + hệ ròng rọc động, tính bằng m;

L_o là chiều dài mỗi đoạn ống, cần khoan được tháo lắp trong quá trình kéo, thả, lắp ráp, tính bằng m.

- Sức chịu tải (R_T, tính bằng T) của tháp khoan bằng 1,5 lần tải trọng lớn nhất (Q_c). Tải trọng lớn nhất (Q_c, tính bằng T) tác dụng lên tháp (hệ ròng rọc tĩnh) tính theo công thức (2).

Q_c = m_c.P_c (2)

Trong đó:

m_clà số dây cáp trong hệ thống ròng rọc (số nhánh cáp động + số nhánh cáp tĩnh);

P_c là lực căng lớn nhất của cáp, thường được lấy bằng sức nâng tiêu chuẩn của tời (sức nâng định mức lớn nhất của tời), tính bằng T.

6.1.4 Yêu cầu về lắp đặt bộ máy khoan tại hiện trường

6.1.4.1 Yêu cầu chung của việc lắp đặt máy khoan cố định:

1) Máy khoan phải được đặt thăng bằng sau khi kiểm tra và căn chỉnh bằng thước bọt nước;

2) Đường tâm của trục chính máy khoan phải trùng với đường tâm lỗ khoan và trùng đường tâm chịu lực của tháp khoan;

3) Toàn bộ cụm máy khoan phải nằm trên cùng mặt phẳng nền chịu lực là nền khoan đã được chuẩn bị theo quy định tại điều 6.1.1 và 6.1.2.

6.1.4.2 Yêu cầu về kết cấu hệ dầm đặt máy khoan

1) Vật liệu làm dầm có thể là dầm gỗ nhóm II đến nhóm IV theo TCVN 12619-2, dầm thép chữ “I” (loại I12 hoặc I16) hoặc dầm bê tông cốt thép M20, đảm bảo yêu cầu chịu lực và ổn định trong suốt quá trình khoan;

2) Kích thước dầm đối với máy khoan cố định quy định ở Bảng 2.

Bảng 2 - Kích thước dầm khoan

Chiều sâu hố khoan, m	Kích thước dầm, m		Kết cấu dầm (đề nghị)	Ghi chú
	Tiết diện	Chiều dài tối thiểu
Dưới 100	0,20 x 0,15	2,00	3 dầm ngang	Chiều dài dầm thay đổi phụ thuộc sức chịu tải của nền.
Từ 100 đến 150	0,20 x 0,20	2,00	3 dầm ngang + 2 dọc
Trên 150 đến 250	0,25 x 0,25	2,00	3 ngang + 2 dọc
CHÚ THÍCH: Đối với các hố khoan đặc biệt hoặc có chiều sâu lớn hơn 250 m, móng và dầm phải được thiết kế riêng. Các chân kích chịu lực chính của tháp phải đặt trên dầm đỡ.

3) Đối với các xe khoan tự hành thì dầm đỡ chính là xe khoan nên việc lắp đặt xe và chân đế (trụ) tại vị trí khoan phải tuân thủ theo đúng quy trình mà nhà sản xuất đã quy định;

4) Đồng bộ máy khoan đối với máy khoan cố định và xe khoan tự hành sau khi lắp đặt xong phải chạy thử để kiểm tra mức độ ổn định, an toàn và hiệu chỉnh lại (khi cần thiết).

6.2 Các loại mũi khoan

6.2.1 Mũi khoan hợp kim là mũi khoan bằng thép có gắn các lưỡi cắt (dao cắt) làm bằng hợp kim cứng (hỗn hợp vonfram - coban) để phá vỡ đất đá tại đáy lỗ khoan. Tùy thuộc vào địa tầng khoan mà sử dụng mũi khoan hợp kim cho phù hợp (tham khảo Bảng D.1, Phụ lục D).

6.2.2 Mũi khoan kim cương là mũi khoan bằng thép có gắn các hạt kim cương dùng để phá vỡ đá tại đáy lỗ khoan. Dựa theo cách phân bố và kích thước hạt kim cương trên vành mũi khoan thì mũi khoan kim cương có thể chia làm 2 nhóm chính:

- Nhóm mũi khoan kim cương bề mặt sử dụng các hạt kim cương có kích thước lớn (từ 15 hạt đến 40 hạt /1 cara), thường là kim cương tự nhiên, gắn lên vành mũi khoan thành một lớp hoặc nhiều lớp trên bề mặt matrit, dùng để khoan các đá cấp VI đến cấp VIII;

- Nhóm mũi khoan kim cương tản đều hay thấm nhiễm sử dụng các hạt kim cương có kích thước rất bé, chủ yếu là hạt kim cương nhân tạo, trộn đều các hạt kim cương này với matrit để gắn lên vành mũi khoan, thường dùng để khoan các đá từ cấp VIII đến cấp XII.

- Trong mỗi nhóm căn cứ vào độ cứng của nền matrit gắn kết các hạt kim cương, lại phân thành các loại mũi khoan kim cương khác nhau, dùng để khoan phù hợp với các cấp độ cứng và đặc điểm cơ lý khác nhau của đá. Để biểu thị cho từng loại mũi khoan kim cương, các nhà sản xuất đã dùng các ký hiệu khác nhau để phân biệt. Ví dụ: 01A3, 024 (Nga), seri 1 - seri 10 (Longyear - Mỹ), hoặc ghi rõ độ cứng của nền matrit (HCR - Trung Quốc);

- Tùy thuộc vào địa tầng khoan mà sử dụng mũi khoan kim cương cho phù hợp (tham khảo Bảng D.3, Phụ lục D).

6.2.3 Mũi khoan dộng là loại mũi khoan chuyên dùng bằng thép dùng để khoan dộng trong cát cuội sỏi, bao gồm hai loại là choòng phá đá dạng hình móng ngựa và ống múc có van bản lề. Tùy thuộc vào địa tầng khoan mà sử dụng cho phù hợp, cụ thể:

- Khi khoan vào tầng cát bão hòa nước hoặc cát khô không liên kết thì sử dụng ống múc làm luôn chức năng choòng khoan, quá trình khoan dộng cũng đồng thời cũng là quá trình múc sạch lỗ khoan.

- Khi khoan gặp các địa tầng cuội lớn, đất hòn lớn, đá tảng, có kích cỡ lớn hơn 10 cm khi khoan động phải sử dụng kết hợp cả choòng và ống múc, cụ thể:

+ Sử dụng các mũi khoan choòng để phá vụn và chèn dạt cuội, đá tảng sang vách hố rồi dùng ống múc vét sạch thành hố khoan;

+ Tiếp tục khoan dộng hoặc sử dụng kết hợp thêm với phương pháp khoan khác cho phù hợp.

6.3 Các phương pháp khoan

6.3.1 Khoan xoay bơm rửa lấy mẫu

6.3.1.1 Khoan nòng đơn

a Khoan mũi hợp kim nòng đơn (khoan mũi hợp kim 1 nòng)

1) Điều kiện áp dụng

- Khoan mũi hợp kim 1 nòng dùng để khoan trong các địa tầng đất, đá từ cấp I đến cấp VI (tham khảo điều B.1, Phụ lục B). Tỷ lệ nõn khoan đá thu hồi được khi khoan mũi hợp kim 1 nòng thường dưới 80 %;

- Khoan mũi hợp kim 1 nòng sử dụng ống khoan (đồng thời cũng là ống đựng mẫu) và mũi khoan hợp kim (nêu tại điều 6.2.1) dùng để phá vỡ đất đá tại đáy lỗ khoan. Khoan mũi hợp kim 1 nòng có 2 dạng: Khoan lấy nõn và khoan phá mẫu:

+ Khoan lấy nõn: Đất đá trong lỗ khoan được phá vỡ theo hình ống trụ ở gần vách, phần còn lại ở giữa được giữ nguyên và được ống đựng mẫu thu lấy mang lên mặt đất để làm tài liệu khảo sát;

+ Khoan phá mẫu: Toàn bộ đất đá trong lỗ khoan đều bị phá hủy, không lấy được mẫu nên chỉ dùng trong khoan tạo lỗ và không được phép sử dụng trong khoan khảo sát địa chất công trình.

2) Thông số kỹ thuật của chế độ khoan mũi hợp kim 1 nòng thể hiện qua 3 thông số:

- Tải trọng chiều trục tính bằng Niuton (N) theo công thức (3):

P_T = p_A.m_A (3)

Trong đó:

p_A là áp lực chiều trục lên một hạt cắt của mũi khoan, tính bằng N;

m_A là tổng số hạt cắt chính có trong mũi khoan.

- Tốc độ cắt đất đá của mũi khoan (tần số quay n của mũi khoan), tính bằng vòng / phút (v/min); theo công thức (4).

(4)

Trong đó:

V là tốc độ cắt của mũi khoan, tính bằng m/s. V = (1,4 đến 1,5) m/s;

D là đường kính của mũi khoan, tính bằng m.

- Lưu lượng nước rửa (Q_N, tính bằng l/min) theo công thức (5).

Q_N = q_n.D (5)

Trong đó:

q_n là lưu lượng nước rửa cho 1 cm đường kính mũi khoan. Chọn q_n như sau: q_n = (8 đến 16) cho mũi khoan loại M; q_n = (6 đến 16) cho mũi khoan loại CM; q_n = (6 đến 14) cho mũi khoan loại CA;

- Các giá trị cơ sở để tính giá trị các thông số của chế độ khoan mũi hợp kim theo Bảng 3.

Bảng 3 - Các giá trị cơ sở để tính giá trị các thông số của chế độ khoan mũi hợp kim 1 nòng

Loại mũi khoan	Thông số chế độ khoan
Loại mũi khoan	Tải trọng chiều trục p_A, N	Tốc độ cắt V, m/s	Lưu lượng nước rửa, q_n> l/min
M1	400 - 600	0,6 - 1,5	12 - 16
M2	500 - 800
M3	500 - 600
M4	400 - 600
M5	300 - 600
CT1	1 200 - 1 500	0,6 - 2,0 (2,5)	10 - 15
CT2	400 - 800
CM1	500 - 800
CM2	300 - 500
CM3	600 - 800
CM4	500 - 800
CM5	400 - 600
CM6	50 - 70
CA-1	400 - 600 (1 000)	0,6 - 1,5	8 - 12
CA-2	400 - 600 (800)	0,6 - 1,5	8 - 12
CA-3	400 - 600 (800)	0,6 - 1,5	8 - 12
CA-4	400 - 600 (800)
CA-5	400 - 600 (800)
CA-6	400 - 600 (800)

- Thông số kỹ thuật của một số chế độ khoan mũi hợp kim 1 nòng thường được sử dụng tham khảo Bảng D.2, Phụ lục D.

3) Điều chỉnh thông số kỹ thuật của chế độ khoan mũi hợp kim 1 nòng

Trong quá trình khoan, giá trị các thông số chế độ khoan được điều chỉnh phụ thuộc vào đặc điểm đất đá, theo nguyên tắc sau:

- Bắt đầu hiệp khoan, sử dụng giá trị nhỏ, sau đó tăng dần theo mức độ bị mài mòn của hạt cắt;

- Khi khoan vào đất đá có độ mài mòn và nứt nẻ càng lớn, thì tải trọng chiều trục càng tăng và tốc độ quay càng giảm;

- Đất đá càng mềm, lượng mùn khoan sẽ càng lớn, do đó lượng nước rửa cũng càng phải lớn;

- Chiều dài hiệp khoan phải nhỏ hơn hoặc bằng 0,5 m, trường hợp địa tầng đơn giản và đồng nhất thì chiều dài hiệp khoan cũng không nên vượt quá 1,0 m.

b Khoan mũi kim cương nòng đơn (khoan mũi kim cương 1 nòng)

1) Điều kiện áp dụng

Khoan mũi kim cương 1 nòng sử dụng mũi khoan kim cương (nêu tại điều 6.2.2) dùng để khoan qua các tầng đá có độ cứng từ cấp VI đến cấp XII (tham khảo điều B.1, Phụ lục B), đá ít nứt nẻ và vỡ vụn. Không nên sử dụng khoan mũi kim cương 1 nòng với địa tầng xen kẹp mỏng, đá phân phiến, đá nứt nẻ mạnh, vỡ vụn và có yêu cầu tỷ lệ lấy nõn cao trên 80 %.

2) Thông số kỹ thuật của chế độ khoan mũi kim cương 1 nòng

- Thông số kỹ thuật của chế độ khoan mũi kim cương 1 nòng cũng được thể hiện qua 3 thông số: tải trọng chiều trục, tần số quay của bộ dụng cụ khoan và lượng nước rửa;

- Để xác định giá trị cụ thể của từng thông số, áp dụng các công thức (3) đến (4), với các hệ số áp dụng cụ thể như sau:

+ Tải trọng chiều trục P_T của mũi khoan kim cương bề mặt tính theo công thức (3) trong đó p_A là tải trọng lên một hạt kim cương có trị số từ 0,04 kN /1 hạt đến 0,14 kN /1 hạt;

+ Tải trọng chiều trục P_T của mũi khoan kim cương thấm nhiễm tính theo công thức (3), trong đó p_A là tải trọng lên 1 cm² diện tích mặt đáy mũi khoan, có trị số từ 0,3 kN đến 1,5 kN;

CHÚ THÍCH: Tùy theo mức độ nứt nẻ của địa tầng mà tải trọng phải giảm bớt từ 40 % đến 50 %.

+ Tần số quay (N, tính bằng v/min) của bộ dụng cụ khoan tính theo công thức (4) trong đó tốc độ cắt gọt của mũi khoan (V, tính bằng m/s) với mũi khoan kim cương bề mặt có giá trị từ 1 m/s đến 3 m/s, với mũi khoan kim cương thấm nhiễm có giá trị từ 2 m/s đến 4 m/s.

CHÚ THÍCH: Tùy theo mức độ nứt nẻ của địa tầng mà tần số quay phải giảm bớt từ 20 % đến 50 %.

+ Lượng nước rửa (Q tính chung cho cả 2 loại), l/min) theo công thức (6):

Q = q.F (6)

Trong đó:

q là lượng nước rửa tính cho 1 cm² diện tích hình vành khăn giữa cần khoan và vách lỗ khoan, có trị số từ 2,7 l/min đến 3,0 l/min;

F là diện tích hình vành khăn giữa cần khoan và vách lỗ khoan, tính bằng cm²;

CHÚ THÍCH: Trong quá trình khoan các thông số của chế độ khoan phải điều chỉnh cho thích hợp với đặc điểm của địa tầng, theo nguyên tắc: tốc độ cơ học phải đạt (0,02 - 0,03) m/min, mặt đáy mũi khoan phải mòn đều, các hạt kim cương phải lộ rõ trên nền matrit.

- Thông số kỹ thuật của một số chế độ khoan mũi kim cương 1 nòng thường được sử dụng tham khảo Bảng D.4, Phụ lục D.

3) Điều chỉnh thông số kỹ thuật của chế độ khoan mũi kim cương 1 nòng

- Trước khi khoan bằng mũi khoan kim cương, lỗ khoan phải được làm sạch mẫu sót, vụn kim loại (nếu có);

- Với mũi khoan kim cương mới, phải sử dụng chế độ "khoan rà" với tải trọng chiều trục từ 5 kN đến 8 kN, tốc độ quay từ 100 v/min đến 150 v/min trong 10 phút đến 15 phút đầu hiệp khoan để làm bộc lộ kim cương, sau đó mới sử dụng chế độ khoan bình thường;

- Sau mỗi hiệp khoan phải dùng thước cặp để kiểm tra đường kính ngoài và đường kính trong của mũi khoan;

- Không được phép khoan liên tục một mũi khoan kim cương từ mới đến khi mòn hỏng hẳn;

- Cần phân nhóm các mũi khoan kim cương theo độ mòn của đường kính ngoài (các mũi khoan có đường kính ngoài tương đương nhau xếp vào một nhóm). Sau đó sử dụng lần lượt các nhóm theo nguyên tắc đường kính từ to đến nhỏ;

- Khi khoan mũi kim cương, cần phải dùng "mở rộng thành" cùng với mũi khoan giúp tăng tuổi thọ của mũi khoan và chống kẹt, sử dụng vòng chèn bẻ mẫu thay cho việc dùng hạt chèn để tăng tỷ lệ nõn;

- Trường hợp không dùng "mở rộng thành" và yêu cầu tỷ lệ lấy nõn nhỏ hơn 80% được phép dùng hạt chèn để chèn bẻ mẫu;

- Chiều dài hiệp khoan phải nhỏ hơn hoặc bằng 0,5 m, trường hợp đá ít nứt nẻ, đồng nhất thì chiều dài hiệp khoan cũng không nên vượt quá 1,0 m.

...

TÌNH TRẠNG VĂN BẢN (Update 15.08.2023)

TCVN 9155:2021: Còn hiệu lực

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

TCVN 9155:2021 (BẢN PDF)

LINK DOWNLOAD

TCVN 9155:2021 (BẢN WORD - TIẾNG VIỆT)

LINK DOWNLOAD

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA