Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9155:2012

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9155:2012 quy định các yêu cầu kỹ thuật đối với công tác khoan máy trong khảo sát địa chất công trình phục vụ thiết kế, thi công và quản lý các công trình thủy lợi. Tiêu chuẩn này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng số liệu địa chất, từ đó quyết định tính an toàn và bền vững của các công trình thủy lợi trên cả nước.

Phạm vi áp dụng và đối tượng điều chỉnh

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các hoạt động liên quan đến khoan máy khảo sát địa chất công trình thủy lợi, bao gồm:

• Các công trình xây dựng mới, cải tạo, nâng cấp hoặc sửa chữa lớn các hệ thống thủy lợi.
• Các loại hình địa chất khác nhau từ đất mềm yếu đến đá cứng, đòi hỏi các phương pháp khoan và lấy mẫu chuyên biệt.
• Các tổ chức, cá nhân thực hiện công tác khảo sát, thiết kế, giám sát và nghiệm thu công trình thủy lợi tại Việt Nam.

Yêu cầu kỹ thuật trước khi tiến hành khoan máy

Trước khi khởi công công tác khoan tại hiện trường, đơn vị thực hiện phải hoàn thành các bước chuẩn bị nghiêm ngặt sau:

• Công tác định vị hố khoan: Xác định chính xác tọa độ, cao độ của hố khoan theo đúng bản vẽ thiết kế khảo sát. Sai số định vị phải nằm trong giới hạn cho phép của tiêu chuẩn ngành.
• Chuẩn bị mặt bằng và lắp đặt thiết bị: San gạt mặt bằng, đảm bảo bệ máy khoan ổn định, không bị lún sụt hoặc nghiêng lệch trong quá trình vận hành. Hệ thống neo giữ tháp khoan phải tuyệt đối an toàn.
• Kiểm tra thiết bị: Máy khoan, máy bơm, cần khoan, ống mẫu và các thiết bị đo lường đi kèm phải được kiểm định, hiệu chuẩn và hoạt động bình thường.

Quy trình và công nghệ khoan máy trong khảo sát địa chất

Tiêu chuẩn quy định chi tiết về công nghệ khoan áp dụng cho từng loại địa tầng nhằm tối ưu hóa hiệu quả và bảo vệ cấu trúc mẫu đất đá:

• Lựa chọn phương pháp khoan: Tùy thuộc vào điều kiện địa chất (đất dính, đất rời, đá nứt nẻ, đá cứng) để lựa chọn phương pháp khoan xoay tạo lỗ, khoan đập hoặc khoan lấy mẫu lõi phù hợp.
• Sử dụng dung dịch khoan: Dung dịch khoan (sét bentonite, polyme hoặc nước sạch) phải được pha chế và kiểm soát chặt chẽ về tỷ trọng, độ nhớt nhằm giữ thành hố khoan không bị sập lở và vận chuyển mùn khoan lên mặt đất hiệu quả.
• Tốc độ và chế độ khoan: Phải điều chỉnh lực ép đầu khoan, tốc độ vòng quay và lưu lượng nước bơm rửa phù hợp với độ cứng của đá để tránh làm hủy hoại mẫu lõi.

Yêu cầu về lấy mẫu và bảo quản mẫu địa chất

Chất lượng mẫu đất đá thu thập được là yếu tố cốt lõi quyết định độ chính xác của kết quả khảo sát:

• Tỷ lệ thu hồi mẫu lõi (Core Recovery): Đối với tầng đá, tỷ lệ thu hồi mẫu lõi tối thiểu phải đạt quy định (thường từ 70% đến 90% tùy thuộc vào mức độ nứt nẻ của đá). Đối với đất, phải sử dụng các ống mẫu chuyên dụng (ống mẫu thành mỏng, ống mẫu piston) để lấy được mẫu không bị chấn động (mẫu nguyên dạng).
• Mô tả và xếp mẫu: Mẫu lõi sau khi đưa lên phải được làm sạch, mô tả địa chất ngay lập tức và xếp vào hòm mẫu theo đúng thứ tự chiều sâu từ nông đến sâu. Giữa các hiệp khoan phải có tấm ngăn ghi rõ độ sâu.
• Bảo quan và vận chuyển: Mẫu nguyên dạng phải được bọc kín bằng parafin hoặc màng nilon chuyên dụng để giữ nguyên độ ẩm tự nhiên, tránh va đập mạnh trong quá trình vận chuyển về phòng thí nghiệm.

Công tác thí nghiệm trong hố khoan và quan trắc nước ngầm

Bên cạnh việc lấy mẫu, tiêu chuẩn yêu cầu thực hiện các thí nghiệm trực tiếp trong hố khoan để thu thập thông tin cơ lý trực tiếp:

• Thí nghiệm tiêu chuẩn (SPT): Tiến hành trong các tầng đất rời hoặc đất dính theo đúng khoảng cách quy định (thường là 1.5m đến 2.0m một lần) để xác định sức chịu tải của đất.
• Thí nghiệm đổ nước, múc nước hoặc ép nước: Thực hiện trong các hố khoan đá hoặc đất thấm nước để xác định hệ số thấm của đất đá, phục vụ tính toán thấm cho đập và hồ chứa.
• Quan trắc mực nước ngầm: Đo đạc mực nước ổn định trong hố khoan sau khi kết thúc khoan và theo dõi sự biến động của nước ngầm theo thời gian.

Công tác kết thúc, lấp hố khoan và hoàn trả mặt bằng

Sau khi hoàn thành các yêu cầu kỹ thuật của hố khoan, việc xử lý hố khoan phải tuân thủ quy trình an toàn môi trường:

• Lấp hố khoan: Tiến hành lấp hố khoan bằng các vật liệu thích hợp (sét viên, vữa xi măng - bentonite) để ngăn ngừa sự thông tầng của các mạch nước ngầm và tránh sụt lún bề mặt.
• Dọn dẹp mặt bằng: Thu dọn toàn bộ rác thải công nghiệp, dung dịch khoan thừa, hoàn trả mặt bằng nguyên trạng ban đầu để bảo vệ môi trường sinh thái khu vực dự án.

Yêu cầu về hồ sơ tài liệu và nghiệm thu

Hồ sơ tài liệu khảo sát địa chất bằng khoan máy là cơ sở pháp lý và kỹ thuật cho các bước thiết kế tiếp theo:

• Nhật ký khoan hiện trường: Phải được ghi chép đầy đủ, rõ ràng, trung thực ngay tại hiện trường cho từng hiệp khoan, bao gồm các thông số kỹ thuật, mô tả đất đá, các hiện tượng bất thường (mất nước, sụt cần).
• Hình ảnh lưu trữ: Chụp ảnh hòm mẫu lõi, định vị hố khoan và các hoạt động thí nghiệm tại hiện trường để làm minh chứng trực quan.
• Báo cáo kết quả khoan: Tổng hợp toàn bộ số liệu, mặt cắt địa chất công trình hố khoan, bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm trong nhà và ngoài trời, có chữ ký xác nhận của các bên liên quan.