Khối lượng công việc của giếng cấp nước nông thôn nhiều khi không nằm ở phía máy khoan, mà nằm ở các bước phía trước: định vị giếng ở đâu, khoan đường kính bao nhiêu, tầng chứa nước sâu bao nhiêu, ống giếng bố trí thế nào. Sắp xếp rõ những mục này trước thì thông số thiết bị mới có cơ sở đối chiếu. Bài viết này lấy WR200SE của trang này làm ví dụ — độ sâu khoan tối đa 200 m, đường kính lỗ khoan 140–254 mm, động cơ diesel 58 kW, lực nâng 13 T, áp suất làm việc tham khảo 1,7–2,5 MPa, lưu lượng khí tiêu thụ 17–31 m³/min — theo trình tự “từ định vị giếng đến hoàn thiện”, liệt kê riêng tài liệu và điều kiện hiện trường. Các số liệu trong bài đều lấy từ tài liệu sản phẩm đã công bố trên trang này, không liên quan đến đo đạc thực tế và không suy đoán cho các điều kiện chưa được ghi rõ.
1、Trước tiên phân biệt rõ “tài liệu” và “điều kiện hiện trường”
Hai loại này thường bị nói lẫn lộn, nhưng thực tế vị trí giải quyết vấn đề của chúng khác nhau.
- Phía tài liệu là thông tin làm căn cứ để xác định vị trí giếng, độ sâu giếng, đường kính giếng và kết cấu hoàn thiện, ví dụ tình hình địa chất thủy văn khu vực, độ sâu và lượng nước của các giếng lân cận đã có, nhu cầu lượng nước sử dụng, vị trí tầng chứa nước ước tính. Những thông tin này quyết định hướng phối hợp của tất cả thông số phía sau.
- Phía điều kiện hiện trường là phần thực sự phải đối thoại với mặt bằng sau khi thiết bị đến: đường sá, độ bằng phẳng của mặt bằng, có nguồn điện ổn định hay không, vị trí nguồn nước, nơi xả mùn khoan, không gian xung quanh vị trí giếng.
Tài liệu của WR200SE trên trang này ghi rõ máy phù hợp cho cấp nước nông thôn, tưới tiêu đồng ruộng, nước chăn nuôi và thi công giếng nước khu mỏ nhỏ, sử dụng khung bánh xích, tháp khoan co giãn, động lực diesel 58 kW. Những mô tả này chỉ ra giới hạn phía thiết bị, không thể thay thế loại tài liệu phía trước.
2、Những mục cần triển khai trong giai đoạn định vị giếng
Vị trí giếng không chỉ nhìn một chỗ địa hình
Định vị giếng thường cần có: tài liệu mực nước ngầm đã có trong khu vực, độ sâu ước tính của tầng chứa nước mục tiêu, độ sâu hoàn thiện và đường kính giếng của các giếng lân cận đã có, khoảng cách và chênh cao giữa giếng với điểm sử dụng nước. Tài liệu trên trang này không đưa ra dữ liệu thủy văn của khu vực cụ thể; phần này phải được xác định bằng tài liệu địa chất thủy văn địa phương và khảo sát hiện trường.
Độ sâu giếng và đường kính giếng phải xác định cùng nhau
Độ sâu khoan tối đa của WR200SE là 200 m, phạm vi đường kính lỗ khoan là 140–254 mm. Hai giá trị này không độc lập với nhau: độ sâu khoan chỉ có hiệu lực khi nằm trong phạm vi đường kính. Cùng độ sâu giếng nhưng đường kính giếng khác nhau thì yêu cầu về lực nâng, mô-men quay và lưu lượng khí tiêu thụ của máy nén khí cũng khác nhau. Tài liệu đồng thời đưa ra lực nâng 13 T, mô-men quay 3400–4700 N·m, tốc độ quay 45–70 r/min; những thông số này đều phải kiểm tra lại sau khi xác định đường kính giếng.
3、Đường kính lỗ khoan, ống giếng và ống lọc: giai đoạn kết cấu hoàn thiện
Đường kính lỗ khoan chỉ có thể chọn trong khoảng 140–254 mm, kích thước ống giếng và ống lọc phải nằm trong khoảng này. Đối với phần này, tài liệu đưa ra nhận định: với giếng nông nghiệp cần bơm nước lâu dài, nên xác định đường kính giếng, ống lọc và loại bơm dựa trên lượng nước dự kiến, chứ không chỉ theo đuổi đường kính lỗ khoan lớn hơn.
Tài liệu cần chuẩn bị cho giai đoạn này đại khái gồm:
- Lượng nước dự kiến và phương thức bơm, dùng để suy ngược đường kính giếng và loại bơm;
- Vật liệu ống giếng, đường kính, độ sâu hạ ống;
- Vị trí đục lỗ của ống lọc có tương ứng với độ sâu tầng chứa nước hay không;
- Vị trí chống thấm và vật liệu chống thấm.
Các mục trên trong tài liệu chỉ đưa ra mô tả định hướng; kết cấu cụ thể cần xác định theo địa chất thủy văn địa phương và nhu cầu sử dụng nước, không thể chỉ suy ra từ bảng thông số thiết bị.
4、Vật liệu ổn định lỗ khoan và ống chống: xử lý đoạn lỗ khoan phía trên trước
Tài liệu có một đoạn mô tả rõ về trình tự thi công: trong tầng đất phía trên, đất sét, tầng cát hoặc tầng sỏi cát, dùng trực tiếp búa khoan ngầm không nhất thiết là phương án tốt nhất. Tầng phủ rời dễ xảy ra sập lỗ, chôn dụng cụ khoan và mở rộng đường kính lỗ khoan; nên kết hợp ống chống, dung dịch khoan hoặc phương thức ổn định lỗ khoan khác để xử lý đoạn lỗ khoan phía trên trước, rồi mới vào tầng đá ổn định để tiếp tục khoan.
Theo mô tả này, hiện trường cần chuẩn bị trước: quy cách và số lượng ống chống, vật liệu dung dịch khoan hoặc phương thức ổn định lỗ khoan, dụng cụ khoan theo ống, lịch trình nâng hạ ống chống tương ứng. Phần này thuộc vấn đề tổ chức thi công; tài liệu trên trang này không đưa ra phương án công nghệ cụ thể, cần xác định riêng theo điều kiện địa tầng thực tế.
5、Dụng cụ khoan và máy nén khí: thông số phải kiểm tra theo nhóm
Các giá trị liên quan đến phần này trong tài liệu WR200SE được liệt kê trong bảng dưới đây.
| Hạng mục | Giá trị tài liệu |
|---|---|
| Đường kính cần khoan | 76 / 89 mm |
| Chiều dài cần khoan | 1,5 / 2,0 / 3,0 m |
| Chiều dài một lần đẩy | 3,3 m |
| Áp suất làm việc tham khảo | 1,7–2,5 MPa |
| Lưu lượng khí tiêu thụ | 17–31 m³/min |
| Hiệu suất khoan tham khảo | 10–35 m/h |
Tài liệu giải thích về việc khớp máy nén khí như sau: nên chọn máy nén khí theo đường kính lỗ khoan, quy cách búa khoan ngầm, độ sâu lỗ khoan mục tiêu, độ cao so với mực nước biển và độ cứng tầng đá. Khi đường kính lỗ khoan tăng, tầng đá cứng hơn hoặc độ cao tăng, thường cần lưu lượng dồi dào hơn. Do đó mục này không chọn theo một giá trị đơn lẻ trong bảng, mà phải xem xét nhiều điều kiện cùng lúc.
Hiệu suất khoan tham khảo 10–35 m/h là giá trị tham khảo trong tài liệu; tiến độ thực tế phụ thuộc vào tính chất đá, búa khoan ngầm, mũi khoan và năng lực máy nén khí, không nên quy đổi trực tiếp thành thời gian thi công của một giếng cụ thể.
6、Mặt bằng, đường sá và điều kiện động lực
WR200SE dùng khung bánh xích, trọng lượng toàn máy khoảng 4,7 T, kích thước ngoài khoảng 3950 × 1750 × 2250 mm, tốc độ di chuyển khoảng 2,5 km/h, khả năng leo dốc tối đa tham khảo 30°, có chân chống cao 1,4 m để cân bằng. Tài liệu mô tả về mặt bằng: kết cấu bánh xích phù hợp với đường nông thôn, đồng ruộng, mặt bằng đá dăm và nền đất không bằng phẳng nhẹ.
Đưa phần này vào chuẩn bị hiện trường, tương ứng là:
- Chiều rộng đường vào, khả năng chịu tải và điều kiện quay xe, có thể cho bánh xích tự di chuyển hay cần xe vận chuyển đến rồi mới di chuyển;
- Xung quanh vị trí giếng có thể triển khai khung bánh xích và hoàn thành cân bằng chân chống hay không, nền đất yếu có cần lót tấm hay không;
- Động lực diesel 58 kW nghĩa là không phụ thuộc nguồn điện cố định, nhưng phương thức cung cấp nhiên liệu, dầu máy phải được sắp xếp trước;
- Nơi xả mùn khoan, dung dịch khoan và nước rửa;
- Mối quan hệ giữa vị trí giếng với điểm sử dụng nước và vị trí lắp đặt máy bơm.
Khung bánh xích phù hợp với đường nông thôn và mặt bằng thông thường chưa cứng hóa; đây là mô tả phù hợp, không có nghĩa mọi bờ ruộng và đất dốc đều vào được. Điều kiện đi lại cụ thể phải đánh giá theo mặt đường thực tế.
7、Các mục kiểm tra trước khi khởi công
Phạm vi kiểm tra hàng ngày được liệt kê trong tài liệu gồm: đường ống thủy lực, đầu quay, tời, bánh xích, tháp khoan và kết nối cần khoan; máy nén khí và ống gió cao áp phải kiểm tra đầu nối và thiết bị an toàn. Trong thi công phải liên tục quan sát áp suất gió, xả mùn khoan, nước hồi và nhiệt độ thiết bị; sau khi kết thúc phải vệ sinh dung dịch khoan và bụi, kiểm tra dụng cụ khoan dễ mòn.
Đây là các mục kiểm tra phía thiết bị. Nội dung liên quan đến bước thao tác cụ thể và bảo hộ an toàn chưa được quy định đầy đủ trong tài liệu trên trang này; nên thực hiện theo tài liệu kèm theo thiết bị, quy định quản lý hiện trường và quy trình vận hành.
8、Những điều kiện nào vẫn phải xác nhận riêng tại hiện trường
- Độ sâu thực tế của tầng chứa nước và lượng nước dự kiến, cần dựa vào tài liệu địa phương và ghi chép trong quá trình hoàn thiện giếng;
- Độ dày tầng rời phía trên và có cần khoan theo ống hay không, phải đánh giá theo tình hình thực tế trong lỗ khoan;
- Lưu lượng cuối cùng của máy nén khí và tổ hợp búa khoan ngầm, mũi khoan, phải tính theo đường kính mục tiêu, độ cứng tầng đá và độ cao;
- Kích thước cụ thể của ống giếng, ống lọc và kết cấu chống thấm;
- Các vấn đề phối hợp giữa vị trí giếng với công trình xung quanh và việc sử dụng thửa đất.
Tài liệu có một câu khái quát: do điều kiện địa chất thực tế, dụng cụ trong lỗ khoan, góc khoan và phương thức thao tác có khác biệt, hiệu suất khoan, độ sâu khoan và hiệu quả hoàn thiện cuối cùng phải lấy điều kiện hiện trường làm chuẩn. Câu này cũng áp dụng cho các mục chuẩn bị được liệt kê trong bài: chúng là một trình tự kiểm tra, không phải một phương án hoàn thiện có thể áp dụng trực tiếp.