Giếng cấp nước nông thôn và giếng tưới tiêu nông nghiệp đều được gọi chung là "khoan một giếng nước", nhưng sau vài năm, hai loại giếng này bị hỏi những câu hỏi khác nhau: giếng cấp nước sinh hoạt bị hỏi liệu lượng nước có đủ cho một hộ gia đình dùng lâu dài không, chất lượng nước và thành giếng có ổn định không; giếng tưới tiêu bị hỏi liệu vào cao điểm bơm nước, sau khi mực nước trong giếng hạ xuống còn có thể bơm liên tục không. Sự khác biệt này khi truy ngược lại, khi rơi vào điều kiện thiết bị, sẽ trở thành việc có cần phân biệt đối xử với đường kính lỗ khoan, dự phòng độ sâu khoan, quy cách cần khoan và ống chống, khả năng làm việc liên tục và bố trí chuyển vị trí hay không. Thông số công khai của WR200SE tại trang này khá đầy đủ (độ sâu khoan tối đa 200 m, đường kính lỗ khoan 140–254 mm, cần khoan 76/89 mm, chiều dài cần khoan 1,5/2,0/3,0 m, lực nâng 13 T, mô-men xoay 3400–4700 N·m, động cơ Yuchai 58 kW), dưới đây lấy nó làm mẫu tham khảo để tách hai loại nhu cầu ra đối chiếu. Những phần tài liệu chưa đề cập sẽ được đánh dấu riêng.
Những điều cần phân biệt trước tiên giữa hai loại nhu cầu
Việc gộp chung giếng cấp nước nông thôn và giếng tưới tiêu nông nghiệp thường là vì cả hai đều được ghi là "nông thôn" và "giếng nước". Thực tế, điểm xuất phát cần đối chiếu là khác nhau.
- Nhịp độ sử dụng nước: cấp nước sinh hoạt là lưu lượng nhỏ liên tục, thời gian bơm dài; tưới tiêu nông nghiệp là tập trung theo mùa, lưu lượng bơm trên đơn vị thời gian lớn.
- Đường kính giếng và ống giếng: giếng sinh hoạt thường có đường kính nhỏ hơn, ống giếng và kết cấu chống thấm được cấu hình theo máy bơm gia dụng hoặc cộng đồng nhỏ; giếng tưới tiêu cần xem xét máy bơm đường kính lớn hơn và tiết diện dòng chảy lớn hơn.
- Dự phòng tìm nước: cả hai loại giếng đều bị giới hạn bởi vị trí tầng chứa nước địa phương, nhưng giếng tưới tiêu nhạy cảm hơn với mực nước hạ xuống vào mùa khô, ý nghĩa của dự phòng độ sâu giếng cũng khác.
- Bảo trì sau khi thành giếng: giếng sinh hoạt khi có sự cố sẽ ảnh hưởng đến sinh hoạt hàng ngày của hộ dân, giếng tưới tiêu ảnh hưởng đến nước dùng trong mùa vụ, hai loại giếng có trọng tâm khác nhau về yêu cầu ống lọc, chống thấm và làm sạch lỗ khoan.
Trên đây là khác biệt xuất phát từ mục tiêu dự án, không phải kết luận cấu hình thiết bị. Dưới đây sẽ đưa nó vào thiết bị bánh xích cấp 200 mét như WR200SE để xem thông số nào cần đối chiếu riêng.
Giếng tưới tiêu cần ưu tiên đối chiếu đường kính lỗ khoan và tính liên tục
Tưới tiêu đồng ruộng và cấp nước cho vườn cây ăn quả, nhà kính, vườn ươm tập trung vào lượng nước đầu ra trên đơn vị thời gian. Dải đường kính lỗ khoan của WR200SE là 140–254 mm, tài liệu ghi rõ có thể dùng cho các dự án giếng tưới tiêu đồng ruộng, giếng nước vườn cây ăn quả, cấp nước nhà kính và tưới vườn ươm, 140–254 mm có thể bao phủ cấu hình ống giếng và máy bơm thông thường. Nhưng đường kính lỗ khoan không phải càng lớn càng tốt: tài liệu cũng lưu ý rằng với giếng nông nghiệp cần bơm nước lâu dài, nên xác định đường kính giếng, ống lọc và loại máy bơm dựa trên lượng nước dự kiến trước khi thi công, chứ không chỉ theo đuổi đường kính lỗ khoan lớn hơn.
Giếng tưới tiêu còn phải xem xét khả năng làm việc liên tục. WR200SE dùng động cơ diesel Yuchai 58 kW, tốc độ di chuyển của khung bánh xích khoảng 2,5 km/h, khả năng leo dốc tham khảo 30°. Động cơ diesel giảm sự phụ thuộc vào nguồn điện cố định tại hiện trường, điều này thường gặp hơn khi làm việc trong các thửa ruộng và vườn cây ăn quả so với trong làng.
Nếu cùng một khu tưới cần bố trí nhiều vị trí lỗ khoan, tần suất chuyển vị trí sẽ tăng lên. WR200SE có trọng lượng toàn máy khoảng 4,7 T, kích thước ngoài khoảng 3950 × 1750 × 2250 mm, thuộc phạm vi máy khoan giếng bánh xích cỡ nhỏ và vừa, dễ bố trí xe vận chuyển hơn so với máy khoan lớn trên 500 mét. Điều này có ý nghĩa hơn đối với dự án tưới tiêu có vị trí lỗ khoan phân tán so với dự án một lỗ khoan có đầy đủ thủ tục. Tài liệu không đưa ra thời gian chuyển vị trí đơn vị, thời gian cụ thể cần đánh giá theo điều kiện đường sá và mặt bằng thực tế.
Giếng cấp nước sinh hoạt coi trọng ổn định lâu dài và dự phòng vị trí hơn
Cấp nước sinh hoạt nông thôn, giếng lấy nước công cộng nhỏ trong làng, lượng nước sử dụng thường nhỏ hơn giếng tưới tiêu, nhưng nhạy cảm hơn với "quanh năm có nước". Khi WR200SE dùng cho giếng gia đình, giếng nước sinh hoạt làng và giếng lấy nước công cộng nhỏ, kết cấu bánh xích phù hợp với đường làng và mặt bằng thông thường chưa cứng hóa; độ sâu khoan cấp 200 m có dự phòng độ sâu tìm nước lớn hơn thiết bị giếng nông nhỏ, đặc biệt phù hợp với vùng nông thôn có mực nước ngầm tương đối sâu.
Ở đây cần làm rõ một giới hạn: dự phòng tìm nước không có nghĩa là có thể chọn vị trí tùy tiện. Tài liệu viết "thiết bị cấp 200 m có thể cung cấp dự phòng độ sâu tìm nước lớn hơn so với máy cấp 120 mét", đồng thời nêu rõ "khi thi công nên xác định vị trí giếng hợp lý dựa trên tài liệu nước ngầm địa phương, tránh chỉ dựa vào việc mở rộng độ sâu khoan để bù đắp sai số chọn vị trí". Vì vậy, vị trí giếng cấp nước sinh hoạt vẫn phải xem tài liệu thủy văn địa phương trước, dự phòng độ sâu khoan chỉ giải quyết trường hợp "đã tìm thấy nhưng chôn sâu", không giải quyết trường hợp "vốn dĩ không có nước".
Đường kính giếng cấp nước sinh hoạt thường nằm ở phía nhỏ hơn của dải 140–254 mm, giá trị cụ thể phụ thuộc vào quy cách ống giếng và máy bơm đi kèm. Tài liệu không đưa ra đường kính giếng đề xuất theo mục đích sử dụng, mục này cần xác minh với nhà sản xuất hoặc đơn vị thi công dựa trên lưu lượng định mức của máy bơm và độ dày tầng chứa nước địa phương.
Phần điều kiện thiết bị dùng chung cho cả hai loại giếng
Dù cuối cùng là cấp nước sinh hoạt hay tưới tiêu, vai trò của các thông số WR200SE trong đoạn này là như nhau.
| Hạng mục thông số | Giá trị | Ý nghĩa chung cho cả hai loại giếng |
|---|---|---|
| Độ sâu khoan tối đa | 200 m | Giới hạn năng lực thiết bị, độ sâu thành giếng thực tế cần xác định kết hợp địa chất thủy văn địa phương, vị trí tầng chứa nước, đường kính lỗ khoan, dụng cụ khoan và công nghệ thi công |
| Đường kính lỗ khoan | 140–254 mm | Bao phủ cấu hình ống giếng và máy bơm thông thường, đường kính giếng xác định theo lượng nước dự kiến |
| Đường kính cần khoan | 76 / 89 mm | Hai quy cách tương ứng với điều kiện trong lỗ khoan khác nhau, cần kết hợp với đường kính lỗ khoan và độ sâu lỗ khoan |
| Chiều dài cần khoan | 1,5 / 2,0 / 3,0 m | Ảnh hưởng đến số lần nối tháo cần và thời gian phụ trợ |
| Lực nâng | 13 T | Dùng để nâng hạ cần khoan, xử lý cần khoan và một phần thao tác ống chống |
| Mô-men xoay | 3400–4700 N·m | Kết hợp với búa khoan thông thường để khoan trong đá phong hóa và tầng đá nguyên vẹn |
| Áp suất làm việc | 1,7–2,5 MPa | Cần đối chiếu cùng lưu lượng máy nén khí, đường kính lỗ khoan, tầng đá, độ cao đều ảnh hưởng đến nhu cầu |
| Lưu lượng khí tiêu thụ | 17–31 m³/min | Như trên, máy nén khí không khớp đủ sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tần số va đập, thải mùn và hiệu quả khoan |
Về tháp khoan, WR200SE sử dụng tháp khoan co giãn, chiều dài đẩy một lần 3,3 m. Kết cấu co giãn linh hoạt hơn trong vận chuyển và thích ứng mặt bằng, đồng thời trong trạng thái làm việc bình thường có thể cung cấp không gian làm việc cho xử lý cần khoan và khoan liên tục. Điều này có vai trò như nhau với cả hai loại giếng, không thuộc điểm phân biệt.
Điều kiện địa tầng sẽ lấn át khác biệt mục đích sử dụng
Trước khi thảo luận khác biệt cấu hình giữa hai loại giếng, còn một lớp điều kiện ảnh hưởng lớn hơn: địa tầng. Tài liệu WR200SE chia tình huống trong lỗ khoan thành nhiều loại để trình bày, các phân loại này không liên quan đến mục đích sử dụng giếng, chỉ liên quan đến địa tầng thực tế gặp phải khi khoan.
- Tầng đất, sét, sỏi cát và lớp phủ rời: dùng trực tiếp búa khoan không nhất định là phương án tốt nhất, dễ xảy ra sập lỗ, chôn cần và mở rộng đường kính lỗ khoan, nên xử lý đoạn lỗ phía trên trước bằng ống chống, dung dịch khoan hoặc các biện pháp ổn định lỗ khoan khác.
- Tầng đá phong hóa: thường tiến độ nhanh hơn, nhưng độ ổn định thành lỗ có thể kém hơn, nên quyết định có theo ống chống hay không dựa trên tình trạng rơi khối và co đường kính.
- Đá cứng nguyên vẹn: như đá vôi, đá cát, đá hoa cương, có thể dùng búa khoan và mũi khoan phù hợp để khoan khí nén, trọng tâm là kiểm soát lưu lượng gió, phối hợp xoay và đẩy.
- Đới đứt gãy và tầng nứt nẻ: có thể gây rò gió, rơi khối và kẹt cần, nên giảm tốc độ đẩy quá nhanh, duy trì làm sạch lỗ liên tục; khi đới đứt gãy dày có thể xem xét phương án theo ống hoặc ống chống.
- Tầng chứa nước và điều kiện nước phun mạnh: nước phun sẽ thay đổi trạng thái thải mùn trong lỗ và điều kiện làm việc của búa khoan, nên điều chỉnh cấp khí của máy nén và phương thức làm sạch lỗ theo lượng nước thực tế, đồng thời ghi lại độ sâu tầng chứa nước kịp thời.
Nói cách khác, cùng là giếng tưới tiêu, nằm trong tầng sỏi cát và nằm trong tầng đá cứng nguyên vẹn có thể cần công nghệ và cấu hình hoàn toàn khác nhau; giếng cấp nước sinh hoạt nếu lớp phủ phía trên dày cũng phải xử lý vấn đề ổn định lỗ khoan trước. Mục đích sử dụng quyết định giá trị mục tiêu của đường kính giếng, độ sâu giếng và kết cấu thành giếng, địa tầng quyết định đường đi thực hiện, hai điều này không thể thay thế cho nhau.
Còn một số mục tài liệu chưa trả lời trực tiếp, cần xác nhận thêm
Các mục sau đây trong tài liệu WR200SE tại trang này không đưa ra kết luận trực tiếp phân theo giếng cấp nước, giếng tưới tiêu, trước khi mua nên xác minh với nhà sản xuất hoặc đơn vị thi công:
- Đường kính giếng và quy cách ống giếng đề xuất tương ứng với hai mục đích sử dụng;
- Cách làm chiều dài ống lọc và kết cấu chống thấm dưới mục tiêu lượng nước cụ thể;
- Mức độ phù hợp giữa độ sâu chôn tầng chứa nước địa phương và độ sâu khoan 200 m, mục này phụ thuộc vào tài liệu địa chất thủy văn thực tế;
- Độ hạ mực nước dự kiến của giếng tưới tiêu vào mùa khô, và lựa chọn máy bơm tương ứng;
- Lựa chọn cuối cùng về quy cách máy nén khí, tài liệu chỉ đưa ra dải phù hợp áp suất làm việc 1,7–2,5 MPa, lưu lượng khí tiêu thụ 17–31 m³/min, model cụ thể cần chọn theo đường kính lỗ khoan, quy cách búa khoan, độ sâu lỗ khoan mục tiêu, độ cao và độ cứng tầng đá;
- Cách kết hợp dụng cụ đi kèm (búa khoan, mũi khoan, dụng cụ ống chống, ống gió, bộ phun dầu, thiết bị tạo bọt, v.v.), tài liệu lưu ý rõ không nên chỉ cấu hình tất cả hạng mục theo thông số tối đa.
Những mục cần kiểm tra trước khi thi công và sau khi kết thúc
Các mục kiểm tra hàng ngày được liệt kê trong tài liệu WR200SE không liên quan đến mục đích sử dụng giếng, áp dụng cho cả hai loại dự án: trước khi khởi công mỗi ngày kiểm tra đường ống thủy lực, đầu xoay, tời, bánh xích, tháp khoan và kết nối cần khoan; máy nén khí và ống gió cao áp cần kiểm tra đầu nối và thiết bị an toàn; trong thi công liên tục quan sát áp suất gió, thải mùn, nước hồi và nhiệt độ thiết bị; sau khi kết thúc kịp thời làm sạch bùn và bụi, đồng thời kiểm tra dụng cụ khoan dễ mòn.
Về mặt bằng, hành trình chân chống cao 1,4 m có thể dùng để hỗ trợ và cân bằng thiết bị trên mặt bằng không bằng phẳng, trước khi bắt đầu khoan nên đảm bảo khung gầm và chân chống chịu lực ổn định, nếu cần tăng thêm tấm đệm, tránh mặt đất mềm lún khiến tháp khoan nghiêng và lệch vị trí lỗ khoan. Khi thiết bị di chuyển trên dốc nên hạ thấp trọng tâm, thu hồi tháp khoan và xác nhận điều kiện bám của mặt đất, khả năng leo dốc an toàn thực tế nên đánh giá theo tình trạng mặt bằng, 30° trong tài liệu là giá trị tham khảo.
Cần lưu ý rằng, điều kiện địa chất thực tế, dụng cụ trong lỗ khoan, góc khoan và phương thức vận hành có khác biệt, hiệu quả khoan cuối cùng, độ sâu khoan và hiệu quả thành giếng nên lấy điều kiện hiện trường làm chuẩn. Hiệu quả khoan tham khảo 10–35 m/h trong tài liệu là giá trị dải, không thể dùng trực tiếp để tính thời gian thi công một lỗ khoan.