Giới thiệu
Công nghệ 推進工法 (Pipe Jacking / Microtunneling Method) là công nghệ thi công đường ống ngầm không đào hở (Trenchless Technology), sử dụng máy đào hầm cỡ nhỏ 推進機（トンネル掘削機材） kết hợp hệ thống kích thủy lực (油圧ジャッキ) để đẩy từng đoạn ống bê tông hoặc ống thép xuyên dưới lòng đất.
Vì đào hầm không yêu cầu gián đoạn giao thông lâu dài, nên nó được sử dụng rộng rãi trong phát triển cơ sở hạ tầng, từ hệ thống cấp nước và thoát nước đến viễn thông. Trong đào hầm, máy đào hầm được tạo lực đẩy (lực tiến về phía trước) bằng cách đẩy tuần tự các ống bê tông đã được đặt, từ đó đào được đường hầm. Nó cũng có thể đi theo các đường cong phù hợp với đường bộ, và chiều dài đoạn có thể dao động từ vài trăm mét đến một km.
Đặc điểm nổi bật
✔ Không đào hở (No Dig Technology) :
Không cần đào toàn bộ mặt đường, phá vỉa hè, di dời giao thông, giảm rất nhiều chi phí xã hội.
✔ Độ chính xác cực cao :
Máy sử dụng Laser Guidance, Gyroscope, PLC, Camera, sai số thường chỉ ±20~30 mm trong chiều dài hàng trăm mét, một số máy cao cấp chỉ ±10 mm
✔ Làm việc trong địa chất phức tạp :
Có thể thi công qua Đất mềm, Sét, Bùn, Cát, Sỏi, Đất pha đá, Đất ngập nước, các đầu cắt được thay đổi theo địa tầng.
✔ Thi công dưới công trình hiện hữu :
Có thể đi dưới Đường cao tốc, Đường sắt Shinkansen, Sân bay, Sông, Kênh, Nhà cao tầng, Cầu mà gần như không gây lún.
✔ Giảm tác động môi trường :
Ít gây bụi, tiếng ồn, rung động, giảm phát thải CO₂ do giảm vận chuyển đất đào.
✔ An toàn cao :
Hầu hết thao tác điều khiển từ xa, tự động hóa, người vận hành không phải xuống hầm trong quá trình đào.
✔ Năng suất cao :
Có thể đạt 5–20 m/ngày tùy địa chất. Một số hệ thống slurry hiện đại có thể tới 30–40 m/ngày.
✔ Tuổi thọ thiết bị lớn :
Máy Nhật thường thiết kế 20–30 năm với khả năng thay thế đầu cắt và đại tu.
✔ Hệ thống số hóa :
Máy mới tích hợp PLC, IoT, Cloud Monitoring, BIM, GIS, AI hỗ trợ điều khiển, có thể theo dõi thời gian thực.
✔ Chi phí vòng đời thấp :
Mặc dù đầu tư ban đầu cao nhưng ít sửa chữa mặt đường, ít nhân công, ít bồi thường, thi công nhanh, nên tổng chi phí thấp hơn đào mở.
Thiết bị này ít gây ảnh hưởng đến môi trường trên mặt đất, đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc phát triển hạ tầng đô thị lớn (như hệ thống cấp thoát nước, đường cáp điện, cáp viễn thông, đường ống khí, tuyến Metro, hạ tầng Smart City…).
Máy đào hầm này (thiết bị đào hầm) được sử dụng rộng rãi trên khắp Nhật Bản như là “Phương pháp Đào Hầm Hai Chiều”. Ngoài việc đào hầm thông thường, nó còn là thiết bị chuyên dụng để kết nối với các công trình ngầm và đường ống chôn ngầm.
Với các môi trường Đô thị hóa cao hoặc Hạ tầng đã cũ thì đều có mật độ công trình ngầm cực lớn, không còn không gian để đào mở nhưng nhu cầu thay thế lớn thì Máy đào hầm (thiết bị đào hầm) rất thích hợp cho các công trình :
・Hệ thống cấp thoát nước trên đường phố
・Hệ thống cáp điện, cáp viễn thông
・Hệ thống đường ống khí, đường ống công nghiệp
・Hệ thống các tuyến ngầm Metro, Sông ngòi, kênh rạch, hạ tầng khu đô thị
Máy đào hầm (thiết bị đào hầm) thích hợp với nhiều mô hình kinh doanh :
・Bán thiết bị :
Nhà sản xuất -> Nhà thầu -> Chủ đầu tư
・Cho thuê thiết bị :
Rất phổ biến bao gồm máy, kỹ sư, vận hành, bảo trì
・EPC :
Nhà sản xuất -> Thi công trọn gói -> Bàn giao công trình
・Dịch vụ kỹ thuật :
Bao gồm khảo sát địa chất, thiết kế, lập phương án, BIM, đào tạo, bảo trì
Hiện tại Máy đào hầm (thiết bị đào hầm) của Nhật Bản đã được xuất khẩu sang Việt Nam, Thái Lan, Indonesia, Philippines, Singapore, Malaysia, Trung Đông, Châu Âu với khách hàng chính là : Chính phủ, Thành phố, Công ty cấp nước, Công ty điện lực, Viễn thông, Metro, EPC Contractor
Chứng nhận trong nước và quốc tế
・JIS (Japanese Industrial Standards) : Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật. Đánh giá vật liệu, chế tạo, an toàn, kích thước
・JSWA Japan Sewage Works Association : Tiêu chuẩn cho cống, thiết bị đẩy ống, đường ống thoát nước, là chứng nhận rất quan trọng đối với các dự án hạ tầng thoát nước tại Nhật.
・MLIT (Bộ Đất đai, Hạ tầng, Giao thông và Du lịch Nhật Bản) : Các thiết bị và phương pháp thi công phải đáp ứng hướng dẫn kỹ thuật của MLIT để được sử dụng trong các dự án công.
・NETIS (New Technology Information System) : Hệ thống đánh giá công nghệ mới của MLIT. Nhiều công nghệ 推進工法 được đăng ký trong NETIS để chứng minh hiệu quả, tính đổi mới và khuyến khích áp dụng trong các công trình công.
・ISO theo yêu cầu đấu thầu : ISO 9001 (Quản lý chất lượng), ISO 14001 (Quản lý môi trường), ISO 45001 (An toàn và sức khỏe nghề nghiệp)
・CE Marking : Đối với thiết bị xuất khẩu sang Liên minh Châu Âu, chứng minh sự phù hợp với các yêu cầu về an toàn, sức khỏe và môi trường của EU.
・IEC : Đối với tủ điều khiển, PLC, hệ thống điện (phải đáp ứng các tiêu chuẩn IEC liên quan khi xuất khẩu)
・ASTM / EN : Khi tham gia các dự án quốc tế, vật liệu đường ống và một số cấu kiện có thể cần đáp ứng các tiêu chuẩn ASTM (Hoa Kỳ) hoặc EN (Châu Âu), tùy theo yêu cầu của chủ đầu tư.
Xu hướng phát triển trong 10 năm tới
Các nhà sản xuất Nhật đang tập trung vào các hướng công nghệ sau :
・Tự động hóa và AI : tăng mức độ vận hành tự động, tối ưu lực đẩy và quỹ đạo đào.
・IoT & Cloud Monitoring : giám sát thiết bị, cảnh báo bảo trì và theo dõi tiến độ từ xa theo thời gian thực.
・BIM/CIM và Digital Twin : tích hợp dữ liệu thiết kế với mô hình số để quản lý toàn bộ vòng đời dự án.
・Tiết kiệm năng lượng : sử dụng động cơ hiệu suất cao, hệ thống thủy lực thông minh nhằm giảm tiêu thụ điện năng.
・Đầu đào đa địa chất : phát triển cutter head có khả năng thích ứng nhiều loại nền đất, giảm thời gian thay đổi thiết bị.
Giảm phát thải CO₂ : phù hợp mục tiêu trung hòa carbon của Nhật Bản, giảm tác động môi trường trong thi công hạ tầng.
