Tin tức

Ứng dụng công nghệ quét Laser 3 chiều trong công tác cứu nạn sự cố công trình ngầm 16/03/2015

0
Qua các Bản tin Công nghệ đã đăng trong năm 2014, Nhóm Kỹ thuật của Công ty TNHH ANTHI Việt Nam đã giới thiệu tới Quý Độc giả cả nước những khái niệm cơ bản liên quan tới công nghệ quét laser 3 chiều mặt đất (Terrestrial 3D Laser Scanning).





 Khả năng ứng dụng trong thực tiễn của công nghệ này gần như không hạn chế, chúng ta có thể triển khai trong tất cả các ứng dụng thu thập số liệu với những lợi thế kỹ thuật mà khó có giải pháp công nghệ nào so sánh được tới thời điểm hiện tại. Một trong những nhiệm vụ mà Công ty TNHH ANTHI Việt Nam triển khai gần đây sử dụng công nghệ quét laser 3 chiều mặt đất liên quan tới sự cố sập hầm dẫn nước công trình thuỷ điện Đạ Dâng và các hoạt động tìm kiếm cứu nạn diễn ra trong thời gian 82 giờ sau khi xảy ra sự cố đặc biệt nghiêm trọng này. Bản tin Công nghệ tuần này và các Bản tin tiếp theo, chúng tôi sẽ giới thiệu tới Quý Độc giả toàn bộ quá trình triển khai ứng dụng công nghệ quét laser 3 chiều mặt đất tại hiện trường tai nạn hầm Đạ Dâng.

7 giờ sáng ngày 16/12/2014 khi các công nhân đang làm việc tại đường hầm dẫn nước phía thượng lưu công trình thuỷ điện Đạ Dâng – Đạ Chomo, thôn Păng Tiêng, xã Lát, huyện Lạc Dương, tỉnh Lâm Đồng thì đoạn đường hầm bất ngờ bị sập. Vụ sập hầm đã cô lập 12 người trong số hơn 30 công nhân đang thi công bên trong.

Theo thông tin từ các phương tiện thông tin đại chúng, đường hầm thuỷ điện Đạ Dâng – Đạ Chomo có thiết kế dài 700 mét, tới thời điểm sập hầm đã thi công được 600 mét. Vị trí hầm bị sập cách cửa hầm phía thượng lưu khoảng 500 mét và về phía hạ lưu khoảng 200 mét, trong khi đó cửa hầm phía hạ lưu mới thi công đào được 20 mét.

Vụ sập hầm này được đánh giá là vụ việc đặc biệt nghiêm trọng, ngay sau khi sự cố xảy ra các cơ quan chức năng, đặc biệt là Bộ Xây Dựng đã nhanh chóng bắt tay vào triển khai công tác cứu hộ, kêu gọi sự tham gia nhân vật lực của các cơ quan, tổ chức và cá nhân có kinh nghiệm trong lĩnh vực cứu hộ mang tính đặc thù cao này.

Ngày 17/12/2014 sau nhiều cố gắng liên lạc với Ban Chỉ Huy Cứu Nạn tại công trường, Công ty TNHH ANTHI Việt Nam đã nhận được sự ủng hộ nhiệt tình của Bộ trưởng Bộ Xây Dựng Trịnh Đình Dũng và Thứ trưởng Bộ Xây Dựng Lê Quang Hùng liên quan tới đề xuất triển khai áp dụng công nghệ quét laser 3 chiều dựng lại toàn bộ mô hình 3D đường hầm thuỷ điện cũng như phần thân đồi nơi đường hầm chạy qua.

Sáng sớm ngày 18/12/2014, Công ty TNHH ANTHI Việt Nam điều động nhóm kỹ thuật thứ nhất với 2 chuyên gia tới hiện trường. Nhóm thứ nhất tới hiện trường và bắt đầu triển khai quét thu số liệu từ trong điểm cuối của hầm tại vị trí sập ra hết ngoài cửa hầm phía thượng lưu. Thời gian thu số liệu thực địa toàn bộ tuyến hầm diễn ra trong vòng 2 giờ đồng hồ liên tục, số liệu sau đó đã được xử lý kỹ thuật và dựng mô hình 3 chiều toàn bộ vào cuối ngày 18/12/2014. Với việc sử dụng máy quét laser FARO FOCUS3D 120, nhóm kỹ thuật chỉ có thể hoàn thành được mô hình 3D phần hầm chứ chưa triển khai được các trạm quét vượt đồi để tạo mô hình bề mặt quả đồi nơi hầm chạy qua.

Sáng sớm ngày 19/12/2014, nhóm kỹ thuật thứ hai với 2 chuyên gia tiếp tục được Công ty TNHH ANTHI Việt Nam điều động tới hiện trường chậm hơn so với kế hoạch mất 1 ngày do phải hoàn tất các thủ tục nhập khẩu thiết bị theo quy định. Nhóm thứ hai được trang bị máy quét laser FARO FOCUS3D X330 có khả năng quét với bán kính lên tới hơn 300 mét. Nhiệm vụ của nhóm thứ hai là hoàn thiện trục chính vượt đồi phủ trùm diện tích phần hầm chạy phía bên dưới.

Danh mục thiết bị và nhân lực mà Công ty TNHH ANTHI Việt Nam đã sử dụng trong quá trình triển khai nhiệm vụ tại công trình thuỷ điện Đạ Dâng – Đạ Chomo.






 
Sau khi rút các nhóm kỹ thuật cùng thiết bị máy móc từ hiện trường về Hà Nội, toàn bộ thông tin thu thập số liệu thực địa và thời gian xử lý sau số liệu quét (không bao gồm thời gian di chuyển và công tác chuẩn bị khác) được chúng tôi thống kê dưới đây:

   •  Tổng số trạm máy FOCUS3D 120 quét trong đường hầm: 36 trạm
   •  Tổng số trạm máy FOCUS3D X330 quét ngoài trời: 14 trạm
   •  Tổng số trạm quét cả trong hầm và ngoài trời: 50 trạm
   •  Tổng thời gian quét thu số liệu trên thực địa: 4 giờ liên tục
   •  Tổng thời gian xử lý dựng mô hình hầm: 2 giờ liên tục
   •  Tổng thời gian xử lý số liệu quét ngoài trời: 4 giờ liên tục
   •  Tổng thời gian ghép mô hình hầm và đồi: 2 giờ liên tục
   •  Tổng thời gian xử lý nội nghiệp (kiểm tra, lập mô hình số liệu dẫn xuất…): 8 giờ

Các kết quả đạt được tới thời điểm hiện tại được ghi rõ như danh mục dưới đây. Tuy vậy các kết quả này có thể được tạo ra thêm theo những yêu cầu cụ thể khi cần thiết, điểm mấu chốt chính là việc hình thành được cơ sở dữ liệu không gian 3 chiều thể hiện toàn bộ công trình:

   •  Số liệu của 50 trạm quét độc lập chưa ghép nối;
   •  Ảnh chụp toàn cảnh panorama độ phân giải cao của 14 trạm quét trên mặt đất;
   •  Cơ sở dữ liệu đám mây điểm tổng thể của 50 trạm quét sau khi ghép nối;
   •  Các mô hình đám mây điểm đã lọc và đặt hiển thị theo mục tiêu;
   •  Bản vẽ 2 chiều mẫu trích xuất một số điểm quan trọng trong hầm;
   •  Mô hình số liệu 3 chiều dẫn xuất phục vụ tính toán các mặt cắt hầm;
   •  Mô hình số liệu 3 chiều dẫn xuất phục vụ xác định hiện trạng hầm;
   •  Mô hình số liệu 3 chiều dẫn xuất phục vụ xác định mối liên hệ công trình;
   •  Và các sản phẩm dẫn xuất khác.
Một số hình ảnh về các kết quả tạo ra từ cơ sở dữ liệu 3 chiều toàn bộ khu vực xảy ra sự cố sập hầm:

 


Tương quan khoảng cách từ vị trí lỗ khoan trên đỉnh đồi tới vị trí hầm sập




Với khả năng dựng mô hình 3 chiều chính xác dựa trên đám mây điểm do máy quét FARO FOCUS3D tạo ra, đồng thời nếu chúng tôi biết sớm để được phép tham gia ngay từ thời gian đầu, mô hình dữ liệu 3 chiều sẽ giúp chúng ta thực hiện được những nhiệm vụ cơ bản sau:

-   Hình dung một cách tổng quan cấu trúc của toàn bộ công trình dưới dạng mô hình 3 chiều hoàn chỉnh;
-   Xác định mối tương quan giữa hợp phần ngầm (đường hầm) và hợp phần nổi (bề mặt đồi phủ phía trên đường hầm);
-   Xác định khoảng cách chính xác tới bất kỳ điểm đo nào từ trên bề mặt đồi xuống tới vách hầm (độ sâu tính từ bề mặt quả đồi tới các vị trí hầm đã đào ở các khu vực quét được số liệu);

-   Xác định vị trí tương đối theo các chiều (thẳng đứng, ngang, nghiêng …) từ mặt đồi xuống tới vách hầm theo yêu cầu;
-   Đo và xác định bất kỳ khoảng cách nào trong hầm trong trường hợp cần thiết theo yêu cầu phục vụ công tác cứu hộ;
-   Thử nghiệm các phương án lựa chọn phục vụ cho công tác tìm kiếm cứu nạn một cách trực quan. Có khả năng mô phỏng tình huống thông qua đồ hoạ máy tính dựa trên mô hình 3 chiều hầm với khả năng đo đạc chính xác tại mọi vị trí trong hầm;
-   Xuất các số liệu mô tả, số liệu đo cũng như các bản vẽ 2 chiều một cách chính xác.

Toàn bộ mô hình đã được 2 nhóm kỹ thuật hoàn thành ngay đúng thời điểm 12 công nhân bị kẹt của vụ sập hầm được cứu thoát. Tuy chưa góp phần trực tiếp vào công việc cứu hộ, nhưng tính tới thời điểm này, chúng ta đang có trong tay cơ sở dữ liệu 3 chiều rất quan trọng, thể hiện gần như toàn bộ cảnh quan công trình thuỷ điện Đa Dâng – Đa Chomo từ trên đồi xuống tới đường hầm, ngoại trừ phần hầm sập mà chúng tôi không được tiếp cận khi các cơ quan chức năng niêm phong để phục vụ công tác điều tra. Với cơ sở dữ liệu 3 chiều hoàn chỉnh này, không chỉ tốt cho các cơ quan chức năng tính toán, xem xét đánh giá mà còn thực sự hữu ích cho chính chủ đầu tư cũng như các nhà thầu thi công xem xét lại toàn bộ các hạng mục công việc đã triển khai tại công trường, nhìn lại thành quả đã tạo ra trong thời gian qua một cách trực quan nhất. Chúng ta có thể sử dụng cơ sở dữ liệu 3 chiều này phục vụ cho những mục đích sau:

-   Tạo ra mô hình tổng quan hiện trạng khu vực xảy ra sự cố sập hầm;
-   Xác định mối liên hệ giữa đường hầm đang thi công với bề mặt đồi nơi hầm đi qua;
-   Sử dụng làm cơ sở dữ liệu phục vụ cho quá trình thi công tiếp tục đường hầm của công trình thuỷ điện, đặc biệt quan trọng đối với khu vực có cấu trúc địa chất yếu như ở đây;

-   Cung cấp các số liệu đo quan trọng độ chính xác cao và rất chi tiết phục vụ cho công tác nghiên cứu, điều tra và đánh giá toàn bộ sự cố sập hầm;

-   Trích xuất các bản vẽ và mặt cắt dọc ngang hầm theo yêu cầu;
-   Xác định các điểm bất thường các đoạn hầm đã thi công, gia cố và chưa gia cố;
-   Xây dựng phương án cứu nạn trong trường hợp có sự cố tương tự xảy ra, đặc biệt quan trọng đối với đường hầm.

Được sự ủng hộ nhiệt tình của lãnh đạo Bộ Xây Dựng, cụ thể là Bộ trưởng Trịnh Đình Dũng và Thứ trưởng Lê Quang Hùng trực tiếp tại hiện trường cứu nạn, nhóm kỹ thuật của Công ty TNHH  ANTHI Việt Nam đã hoàn thành nhiệm vụ, toàn bộ hiện trạng hầm dẫn nước bị sập ngày 16/12/2014 của công trình thuỷ điện Đa Dâng – Đa Chomo đã được ghi lại một cách đầy đủ, chính xác dưới dạng 3 chiều hoàn chỉnh. Từ mô hình này chúng ta có thể thực hiện các phép phân tích, đo đếm, tính toán thông số, xác định mặt cắt, xác định kích thước, đánh giá hiện trạng cũng như xây dựng các mô hình ứng phó với sự cố phát sinh, đặc biệt là các sự cố tương tự như vừa xảy ra tại đây.

Quét Laser 3D là kỹ thuật mới tại Việt Nam mà trước thời điểm này chưa có đơn vị nào áp dụng trong thực tiễn thi công. Kết quả thực hiện nhiệm vụ trên đã cho thấy, nếu chúng ta tiến hành định kỳ quét ghi nhận số liệu về hiện trạng hầm thì toàn bộ mô hình 3 chiều cũng như các số liệu liên quan sẽ được lưu trữ một cách an toàn, trong trường hợp có biến cố xảy ra đây sẽ là những dữ liệu tối quan trọng hỗ trợ cho các cơ quan chức năng xây dựng các phương án ứng cứu, đưa ra các quyết định một cách có cơ sở khoa học, ngay cả các quyết định đào đường hầm giải cứu tương tự như đã tiến hành tại đường hầm thuỷ điện Đa Dâng – Đa Chomo sẽ có độ tin cậy cao hơn nhiều.

 

Mô hình 3 chiều tổng quan khu vực xảy ra sự cố sập hầm


Nguồn tin:Theo anthi.com.vn

VĂN BẢN TRỰC TUYẾN
QUẢN LÝ VB&HSCV
HỆ THỐNG QUẢN LÝ CÁN BỘ