LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA BẢN ĐỒ CÔNG TRÌNH HẠ TẦNG KỸ THUẬT NGẦM
Tháng 11 năm 1896, dự án "Tàu điện ngầm đầu tiên của nước Mỹ" được triển khai tại ga Boylton trên phố Tremont và phố Park. Trước khi dự án này thi công, các kỹ sư đã phải lên phương án kỹ thuật và kế hoạch xây dựng rất cẩn thận. Tuy nhiên để triển khai một hệ thống tàu điện ngầm quy mô lớn như vậy thì việc gặp phải những khó khăn, thách thức là không thể tránh khỏi. Một trong những khó khăn đặc biệt phải kể đến là việc thành lập được một bản đồ công trình hạ tầng kỹ thuật ngầm.
Theo quy định, tất cả các dự án trước khi xây dựng đều phải lập bản đồ và mô hình hóa cơ sở hạ tầng ngầm nhằm giúp các công ty xây dựng giảm thiểu nhiều rủi ro trong quá trình xây dựng. Đây là một phần rất quan trọng trong việc thiết kế, lập kế hoạch, xây dựng và bảo trì các công trình trên mặt đất sau này.
Hạ tầng dưới lòng đất là một môi trường vô cùng phức tạp chứa các công trình ngầm rất quan trọng. Có được một bản đồ hạ tầng kỹ thuật ngầm chính là chìa khóa để thực hiện một dự án xây dựng thành công. Ngoài ra, với áp lực ngày càng tăng về không gian, giá đất mỗi ngày một cao hơn thì những dự án xây dựng công trình ngầm, đô thị ngầm là xu hướng phát triển của tương lai. Do vậy việc nghiên cứu các phương pháp để lập bản đồ công trình hạ tầng kỹ thuật ngầm đã được bắt đầu từ đây.
CÁC CÔNG NGHỆ TRONG BẢN ĐỒ HÓA CÔNG TRÌNH NGẦM
Nếu như cách đây hai thập kỷ, không có cách nào để tạo ra mô hình 3D của cơ sở hạ tầng kỹ thuật ngầm thì những năm gần đây, bằng tiến bộ của công nghệ chúng ta có thể xây dựng được bản đồ 3D cho các đường ống, đường hầm, cáp ngầm v.v.. dưới lòng đất theo thời gian thực. Các phương pháp khảo sát công trình ngầm cũ được sử dụng trong nhiều thập kỷ qua đều rất chậm và không chính xác. Sự xuất hiện của các giải pháp công nghệ tiên tiến như Radar xuyên đất (GPR), Cảm ứng điện từ (EML), LiDAR và BIM đã mở ra một bước đột phá trong việc bản đồ hóa các công trình ngầm.
Gần đây, công nghệ Radar xuyên đất (GPR) đặc biệt thu hút được sự chú ý của ngành Địa Vật Lý. GPR sử dụng các xung sóng điện từ xuyên vào lòng đất hoặc bên trong các lớp bê tông để xác định vị trí và chiều sâu của công trình hạ tầng kỹ thuật ngầm. Đây là công nghệ khảo sát không phá hủy, cung cấp một kết quả trực quan, chính xác mà phương pháp khác không thể làm được.
Việc sử dụng thêm GPS, Bluetooth, Cloud và GIS khiến cho quá trình bản đồ hóa công trình ngầm chính xác và thuận lợi hơn. Công nghệ này đang ngày càng được chú ý vì nó có khả năng phát hiện cả kim loại và phi kim, xác định vị trí độ sâu của các vật thể dưới lòng đất với độ chính xác cao.
Ngoài ra, việc kết hợp song song 2 công nghệ Radar xuyên đất (GPR) và Cảm ứng điện từ (EML) giúp chúng ta xác định rõ ràng tính chất của các đối tượng ngầm, từ đó có thể phán đoán được đối tượng ngầm đó là cái gì.
Công nghệ cảm ứng điện từ EML giúp dò tìm các hệ thống đường điện ngầm
Hiện nay trong lĩnh vực xây dựng, việc áp dụng nguyên tắc BIM là một xu hướng tăng mạnh trong thập kỷ qua do yêu cầu về tính bền vững và hiệu quả trong xây dựng ngày càng cao. Áp dụng các nguyên tắc BIM trong quy trình địa kỹ thuật sẽ giúp giảm thiểu rủi ro của dự án, tạo bản đồ địa chất dưới dạng 3D và hợp lý hóa quy trình làm việc để tiết kiệm thời gian và công sức.
Dữ liệu được chuyển đổi và hiển thị thành những hình ảnh trực quan, ba chiều giúp cho các kỹ sư và công nhân hiện trường nhìn thấy các công trình ngầm rõ ràng để đưa ra quyết định chuẩn xác trong khi thi công dự án.
CÁC TIÊU CHUẨN TRONG KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH NGẦM
Tiêu chuẩn chính là thước đo chung để đánh giá một quá trình khảo sát, nếu không có một tiêu chuẩn hoặc thông số kỹ thuật cụ thể thì không thể đo lường được chất lượng của thiết bị hoặc con người khảo sát. Mỗi quốc gia sẽ có những yêu cầu riêng biệt, và thường thì một thông số kỹ thuật sẽ cần cập nhật hoặc thay đổi để phù hợp với quốc gia đó. Ví dụ như ở Anh, tiêu chuẩn PAS128 luôn được lựa chọn để đánh giá thông số kỹ thuật của thiết bị khảo sát, còn ở Mỹ thì sử dụng tiêu chuẩn ASCE 38-02. Ngoài ra, một số quốc gia khác thì lại sử dụng cả hai tiêu chuẩn này.
TƯƠNG LAI CỦA CÔNG NGHỆ KHẢO SÁT VÀ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CÔNG TRÌNH NGẦM
Mọi quốc gia trên thế giới hiện nay đều gặp phải những vấn đề tương tự nhau đối với cơ sở hạ tầng ngầm. Những dữ liệu cũ không đảm bảo độ chính xác, các công trình ngầm ko được quản lý chặt lẽ, không theo trật tự và không thể xác định được cụ thể vị trí. Trong khi cơ sở hạ tầng ngầm đã thu hút sự chú ý của các nhà cung cấp thiết bị khảo sát thì các công ty xây dựng, chủ dự án và các đơn vị khảo sát cũng cần phải chú trọng việc cải tiến các thiết bị công nghệ mới.
Các công ty xây dựng cần làm rõ những công trình, tiện ích ngầm và đây là điều bắt buộc để thực hiện thành công một dự án xây dựng. Tóm lại, khi có được bản đồ công trình ngầm theo các tiêu chuẩn nhất định, chúng ta sẽ có nhiều cơ hội tốt hơn cho lĩnh vực xây dựng, giảm bớt những thách thức không mong muốn và đẩy nhanh tiến độ các dự án trong tương lai.
ILTech tổng hợp và biên soạn
