Ứng dụng năng lượng nổ giúp giảm thiểu chi phí, nâng cao hiệu quả thi công

Trực thuộc Viện, Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng và Kiểm định chất lượng công trình là một trong những đơn vị hạt nhân tiêu biểu, có chức năng nghiên cứu, thử nghiệm, kiểm định và triển khai các ứng dụng công nghệ xây dựng mang tính đặc thù, đặc biệt là trong môi trường khắc nghiệt như biển, đảo, vùng sâu, vùng xa.

Trong giai đoạn hiện nay, Trung tâm đã triển khai một số hướng nghiên cứu có chiều sâu và định hướng ứng dụng rõ ràng, bám sát yêu cầu thực tiễn phục vụ các công trình đặc thù của Quân đội và đất nước. Trong đó, hướng nghiên cứu về ứng dụng năng lượng nổ trong xây dựng công trình và khai thác tiềm năng biển, đảo đã được Trung tâm xác định là mũi nhọn. Các đề tài theo hướng này không chỉ mang tính đột phá về công nghệ mà còn có ý nghĩa trong giảm thiểu chi phí, nâng cao hiệu quả thi công, bảo đảm an toàn cho người lao động trong môi trường thi công đặc biệt.

Các đại biểu dự Hội thảo về kết quả nghiên cứu phục vụ nghiệm thu tại tỉnh Quảng Ninh.

Các đại biểu tham quan trình diễn sản phẩm Hội thảo về kết quả nghiên cứu phục vụ nghiệm thu tại tỉnh Quảng Ninh.

Từ đó, mô hình kết hợp chặt chẽ giữa đào tạo - nghiên cứu khoa học - ứng dụng thực tiễn đã được Trung tâm triển khai hiệu quả. Đến nay, nhóm nghiên cứu công tác nổ đã và đang hướng dẫn 3 nghiên cứu sinh, trong đó 2 nghiên cứu sinh đã bảo vệ thành công luận án tiến sĩ, 12 học viên cao học đã hoàn thành luận văn thạc sĩ, đồng thời công bố 35 bài báo khoa học trên các tạp chí khoa học trong nước và quốc tế, biên soạn - phát hành - ứng dụng 3 quy trình công nghệ thi công nổ đào sâu đáy biển, chế tạo thành công 4 nhóm sản phẩm kỹ thuật chuyên ngành, đặc biệt là đăng ký và được Cục Sở hữu trí tuệ, Bộ Khoa học và Công nghệ cấp 6 bằng độc quyền sáng chế, đánh dấu một bước tiến lớn trong việc chuyển hóa các ý tưởng sáng tạo thành giải pháp công nghệ có giá trị thực tiễn cao.

Điểm nổi bật đáng ghi nhận là các đề tài luận án, luận văn không chỉ dừng lại ở nghiên cứu lý thuyết mà đều có xuất phát điểm từ thực tiễn và quay trở lại phục vụ thực tiễn, tạo thành một vòng tuần hoàn khép kín và hiệu quả: “Phát triển đào tạo để phục vụ nghiên cứu khoa học - nghiên cứu khoa học hỗ trợ và nâng cao chất lượng đào tạo - khoa học công nghệ tạo ra sản phẩm ứng dụng vào thực tế - sản phẩm ứng dụng lại tiếp tục làm nền tảng đào tạo thế hệ mới”. Mô hình đào tạo - nghiên cứu - ứng dụng tuần hoàn này không chỉ giúp nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, mà còn tạo môi trường cho đổi mới sáng tạo, hun đúc tinh thần thực học - thực làm - thực chiến lược, đúng với định hướng phát triển Học viện Kỹ thuật Quân sự trở thành đại học nghiên cứu hàng đầu của Quân đội và đất nước.

Trong các bằng độc quyền sáng chế được cấp, tiêu biểu là văn bằng số 40621 về “Hệ thống thiết bị tạo màn chắn bọt khí làm suy giảm cường độ sóng nổ trong môi trường nước”. Màn chắn bọt khí này có thể được bố trí tại vị trí ngăn cách giữa nguồn sóng nổ với mục tiêu cần bảo vệ dưới nước và hoạt động theo nguyên tắc tạo ra một bộ thông số tối ưu đặc trưng đặc tính kỹ thuật của màn chắn bọt khí thích ứng với từng hộ chiếu nổ bao gồm: Hàm lượng bọt khí trong màn chắn đơn, số lượng màn chắn đơn, khoảng cách giữa các màn chắn đơn, tần số xuất hiện bọt khí… Việc áp dụng sản phẩm này vào thực tiễn sẽ góp phần làm suy giảm và có thể triệt tiêu hoàn toàn sóng xung kích do nổ lan truyền trong môi trường nước tác dụng lên các đối tượng bảo vệ như người, công trình, phương tiện và thảm động thực vật dưới nước. Giải pháp công nghệ này mở ra triển vọng mới trong bảo vệ công trình, con người, môi trường sinh thái biển trước các tác động có hại từ các vụ nổ.

Thử nghiệm tại hiện trường giá rải lượng nổ.

Trước đây khi thi công bố trí các lượng nổ đặt ngoài dưới đáy nước, việc bố trí các lượng nổ cần phải sử dụng thợ lặn bố trí và thậm chí phải đóng cọc sắt để định vị cố định các lượng nổ dưới đáy nước. Với các công nghệ thi công truyền thống này đòi hỏi chi phí rất lớn. Xuất phát từ thực tiễn triển khai thi công phá đá dưới đáy biển, nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu thành công hệ thống giá rải lượng nổ định hướng dưới đáy nước. Hệ thống này đã nhận được văn bằng sáng chế số 42139. Việc áp dụng hệ thống trang bị này không chỉ giúp thay thế nhiều công đoạn sử dụng thợ lặn trong thi công đào sâu đáy biển, mà còn đảm bảo các thông số bãi nổ được tối ưu, tăng khả năng mở rộng quy mô thi công bãi nổ và góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất. Trang bị này cho phép bố trí toàn bộ bãi mìn hay một phần bãi mìn theo đúng hộ chiếu nổ mìn từ trên cạn hay trên phương tiện nổ, sau đó lai dắt hệ thống đã lắp lượng nổ di chuyển trên mặt nước về đúng vị trí bãi nổ và tiếp theo cho nhấn chìm, điều chỉnh cố định dưới đáy nước đúng vị trí cần nổ. Hệ thống hoạt động ổn định trong điều kiện thủy văn phức tạp, giảm thiểu rủi ro, tiết kiệm chi phí và thời gian thi công.

Không chỉ dừng lại ở môi trường dưới nước, hai văn bằng sáng chế khác (số 42160 và 42161) đã đưa ra giải pháp mới về lượng nổ định hướng có mặt lõm bằng kim loại hình côn và hình chỏm cầu phục vụ phá đá trên cạn. Với cấu tạo đặc biệt, hai loại lượng nổ này có thể phá hủy hiệu quả các khối đá hay kết cấu bê tông cốt thép trên cạn, góp phần giảm thiểu ô nhiễm, tăng độ an toàn thi công so với lượng nổ truyền thống.

Từ thành công của hướng nghiên cứu, có thể thấy, nghiên cứu khoa học không còn là “công việc trên giấy” mà thực sự bước ra ngoài phòng thí nghiệm, thâm nhập vào công trường, góp phần giải quyết những bài toán thực tiễn phức tạp. Những sáng chế, mô hình, thiết bị mới do cán bộ Học viện Kỹ thuật Quân sự phát triển không chỉ mang lại hiệu quả kỹ thuật mà còn góp phần tiết kiệm chi phí, nâng cao năng lực thi công, bảo đảm an toàn cho người lao động và mở rộng khả năng ứng phó với điều kiện thi công khắc nghiệt.

NINH HOAN