Máy khoan đá thủy lực giảm thanh: Độ ồn thấp cho xây dựng đô thị, thiết yếu cho các dự án tại khu vực thành thị

Khoan đá trong thành phố không chỉ là vấn đề kỹ thuật mà còn là vấn đề cấp phép. Mức độ tiếng ồn cho phép theo quy định của OSHA đối với ca làm việc 8 giờ là 90 dBA tại vị trí người vận hành—đây là tiêu chuẩn bảo vệ người lao động. Trong khi đó, tòa nhà dân cư liền kề cách đó 30 mét lại chịu sự điều chỉnh hoàn toàn khác: nhiều chính quyền địa phương giới hạn mức tiếng ồn xây dựng ở mức 70–80 dBA tại đường ranh giới bất động sản trong khung giờ được phép thi công, và tại Manhattan, khung giờ này kết thúc lúc 18 giờ các ngày trong tuần, trừ khi có giấy phép thi công ngoài giờ.

Một máy khoan đá thủy lực tiêu chuẩn hoạt động trong hố móng xây dựng đô thị có thể phát ra mức độ tiếng ồn lên tới 110–114 dBA ở khoảng cách gần. Ngay cả ở khoảng cách 15 mét, mức độ này hiếm khi giảm xuống dưới 80 dBA khi khoan trên nền đất cứng. Các hệ thống khoan được cách âm giúp thu hẹp khoảng chênh lệch này không phải bằng cách làm giảm tiếng ồn do va đập tại nguồn phát, mà bằng cách kiểm soát cách thức tiếng ồn lan truyền—và ở một số thiết kế, bằng cách thay đổi cơ bản cơ chế phá vỡ đá.

Tiếng ồn thực tế phát sinh từ đâu

Khoan đập tạo ra âm thanh qua ba kênh khác nhau, mỗi kênh có đặc tính riêng và đòi hỏi các giải pháp giảm thiểu khác nhau. Thứ nhất là tiếng ồn va chạm truyền trong không khí—sóng xung âm phát sinh khi piston va vào phần thân khoan, lan truyền trực tiếp qua thân máy khoan vào không khí xung quanh. Thứ hai là rung động truyền qua kết cấu: khung đỡ, dầm đẩy và cần khoan truyền năng lượng đập dưới dạng rung động cơ học, sau đó tái phát ra âm thanh từ mọi bề mặt tiếp xúc với mặt đất hoặc các công trình lân cận. Thứ ba là tiếng ồn xả khí từ luồng khí làm sạch bằng khí nén; đối với các máy khoan thủy lực sử dụng nước làm chất làm sạch, tiếng ồn này gần như được loại bỏ hoàn toàn—đây là một lợi thế cụ thể của hệ thống thủy lực so với hệ thống khí nén trong môi trường đô thị.

Các biện pháp kiểm soát kỹ thuật nhắm vào hai kênh đầu tiên. Các bộ cách ly rung đặt giữa giá đỡ máy khoan và dầm dẫn giảm truyền rung qua kết cấu từ 8–10 dB—mức giảm đã được chứng minh trong thực tế thương mại ngay từ giai đoạn đầu phát triển máy đục phá mặt đường công nghiệp. Các buồng cách âm bao quanh thân máy khoan tạo thêm một lớp bảo vệ, định hướng phần tiếng ồn còn lại truyền qua không khí đi lên trên thay vì lan theo phương ngang về phía các tòa nhà lân cận. Hệ thống truyền động thủy lực vốn tạo ra ít tiếng ồn xả hơn so với hệ thống điều khiển bằng khí nén; vì vậy, sổ tay về tiếng ồn trong xây dựng của Cục Đường cao tốc Liên bang Hoa Kỳ (FHWA) nêu rõ rằng thiết bị vận hành bằng thủy lực yên tĩnh hơn các thiết bị tương đương sử dụng khí nén.

Mức độ tiếng ồn của các thiết bị xây dựng đô thị

Việc giảm âm 6 dBA mỗi khi khoảng cách tăng gấp đôi (quy tắc nguồn điểm) có nghĩa là một máy khoan đã được lắp thiết bị giảm thanh phát ra mức 70 dBA tại khoảng cách 15 feet sẽ giảm xuống còn khoảng 64 dBA tại 30 feet và 58 dBA tại 60 feet — nằm thoải mái trong giới hạn 65 dBA cho khu vực thương mại ban ngày do các cơ quan quản lý như Washington D.C. áp dụng. Trong khi đó, một máy khoan tiêu chuẩn tại cùng các khoảng cách nêu trên vẫn duy trì mức độ ồn cao hơn nhiều so với ngưỡng này.

Thủy lực so với Khí nén: Vấn đề tại khu đô thị đã được giải quyết

Các máy khoan đá khí nén cần một máy nén khí. Tại một công trường đô thị chật chội, máy nén khí này được đặt ở đâu đó trong khu vực, hoạt động liên tục và làm tăng mức độ ồn nền thêm 80–90 dBA bất kể máy khoan có đang hoạt động hay không. Hệ thống thủy lực lấy năng lượng từ bộ nguồn điện nhỏ gọn hoặc từ mạch điện sẵn có trên thiết bị mang — không cần máy nén khí riêng biệt, không phát sinh tiếng ồn xả khí thải động cơ liên tục, cũng không tạo thêm một nguồn gây ồn thứ hai để quản lý.

Những người thử nghiệm thực địa so sánh các máy khoan đá thủy lực và khí nén trên đá granit liên tục báo cáo rằng các đơn vị thủy lực mang lại cảm giác ổn định hơn khi chịu tải và yêu cầu ít nỗ lực hơn từ người vận hành để giữ cố định vị trí. Tính ổn định đặc biệt quan trọng trong thi công đào đất tại khu vực đô thị, nơi độ thẳng hàng của lỗ khoan ảnh hưởng trực tiếp đến độ sâu của cọc móng hoặc thanh neo; một lỗ khoan bị lệch trong quá trình đào hầm tầng hầm sẽ dẫn đến việc phải thi công lại—điều này gây xáo trộn cho hàng xóm nhiều hơn đáng kể so với công tác khoan ban đầu.

Lập kế hoạch và Chiến lược Rào cản: Các Biện pháp Kiểm soát Kỹ thuật Thôi Chưa Đủ

Ngay cả một máy khoan đã được cách âm tốt nhất cũng cần phải tuân thủ khung giờ quy định của chính quyền địa phương. Thành phố New York yêu cầu phải có giấy phép làm việc ngoài giờ đối với mọi hoạt động diễn ra ngoài khung giờ từ 7 giờ sáng đến 6 giờ chiều từ thứ Hai đến thứ Sáu. Thành phố San Diego cấm thi công khoan trong khu dân cư trước 7 giờ sáng và sau 7 giờ tối từ thứ Hai đến thứ Bảy. Việc lựa chọn thiết bị tối ưu nhất không thể thay thế các khung giờ quy định này—mà thay vào đó là tối đa hóa số giờ làm việc hiệu quả trong phạm vi khung giờ đó bằng cách giảm thiểu rủi ro bị khiếu nại do tiếng ồn.

Các rào cản âm thanh tạm thời được đặt giữa máy khoan và điểm tiếp nhận gần nhất—các tấm vách chắn đặc có khả năng giảm tiếng ồn hoặc các tường cách âm dạng mô-đun—giúp tăng thêm mức suy giảm âm thanh từ 5–10 dB tại ranh giới. Khi kết hợp với máy khoan thủy lực đã được lắp bộ giảm thanh, mức suy giảm này thường giúp mức độ tiếng ồn tại công trường đáp ứng giới hạn quy định của địa phương, ngay cả trong các khu dân cư có mật độ cao. Việc bố trí chiến lược cụm động cơ (power pack) phía sau văn phòng công trường hoặc tấm vách chắn còn mang lại thêm mức suy giảm từ 3–5 dB nhờ hiệu ứng che chắn cấu trúc.

Bảo dưỡng gioăng làm kín trong điều kiện đô thị: Ca làm việc ngắn, số lần thiết lập nhiều

Máy khoan xây dựng đô thị không hoạt động liên tục trong ca 10 giờ. Thay vào đó, chúng chỉ vận hành thực tế từ 2–3 giờ để thực hiện tác động (percussion), sau đó dừng lại để kiểm tra tòa nhà lân cận hoặc kiểm tra mức độ tiếng ồn, thiết lập lại và tiếp tục vận hành. Số lần khởi động nguội (cold start) trên mỗi giờ tác động cao hơn nhiều so với tại các mỏ khai thác. Các chu kỳ khởi động nguội—khi mạch tác động được tăng áp từ áp suất môi trường—gây ra một dạng ứng suất khác lên gioăng piston so với chu kỳ vận hành liên tục ở nhiệt độ cao.

HOVOO cung cấp bộ phớt khoan đá với các hợp chất PU giữ được độ đàn hồi trong dải nhiệt độ rộng, chịu được chu kỳ thay đổi nhiệt độ từ lạnh sang nóng đặc trưng cho các hoạt động trong đô thị. Đối với các máy khoan phải ngừng hoạt động qua đêm và khởi động lại vào buổi sáng ở nhiệt độ môi trường, khả năng linh hoạt ở nhiệt độ thấp của vật liệu làm phớt quan trọng không kém độ bền ở nhiệt độ cao. Các mã tham chiếu bộ phớt chuyên dụng theo từng model có sẵn tại hovooseal.com.