Phát hiện công trình bê tông 125.000 tấn được dựng ngay giữa biển, siêu công trình lá chắn bảo vệ ‘vàng đen’ lộ diện

Khi đáy biển tại mỏ dầu Ekofisk ở Biển Bắc bắt đầu sụt lún do quá trình khai thác dầu kéo dài, các kỹ sư đã triển khai một trong những dự án kỹ thuật ngoài khơi quy mô lớn nhất nhằm bảo vệ cơ sở hạ tầng trọng yếu mà không làm gián đoạn hoạt động sản xuất.

Giải pháp được lựa chọn là xây dựng một bức tường bê tông hình tròn nặng khoảng 125.000 tấn, cao 106 mét và có đường kính 140 mét để bao quanh bể chứa trung tâm có sức chứa khoảng 1 triệu thùng dầu. Công trình được thiết kế nhằm giảm tác động của sóng biển khi nền đáy biển dần hạ thấp.

Theo Viện Kỹ sư Xây dựng Anh (Institution of Civil Engineers), hiện tượng sụt lún được phát hiện vào năm 1984 sau khi các kỹ sư nhận thấy tầng đá phấn nằm dưới khu mỏ bị nén lại trong quá trình khai thác. Khi dầu được hút khỏi các lỗ rỗng trong đá, áp suất bên trong thay đổi, khiến lớp đá chứa dầu giảm thể tích và kéo theo sự hạ thấp dần của địa hình phía trên.

Các tính toán khi đó cho thấy tổng mức sụt lún tích lũy trong suốt quá trình khai thác có thể lên tới khoảng 6 mét. Tuy nhiên, con số này là dự báo về mức sụt lún tích lũy, không phải toàn bộ khu phức hợp Ekofisk đã lún đúng 6 mét vào thời điểm năm 1984.

Việc đáy biển hạ thấp khiến các công trình ngoài khơi nằm gần mực nước hơn, đồng nghĩa với việc sóng lớn có thể tác động trực tiếp đến những khu vực trước đây vốn được bảo vệ. Đặc biệt, bể chứa trung tâm của Ekofisk được đánh giá là hạng mục quan trọng nhất khi có khả năng lưu trữ khoảng 1 triệu thùng dầu. Bất kỳ sự cố nào xảy ra với công trình này đều có thể ảnh hưởng đến quá trình lưu trữ cũng như hoạt động khai thác của toàn bộ khu mỏ.

Thay vì di dời bể chứa hoặc nâng toàn bộ kết cấu, các kỹ sư lựa chọn xây dựng một hệ thống chắn sóng độc lập bao quanh công trình.

Do quy mô quá lớn, bức tường không được đúc thành một khối hoàn chỉnh mà được chia thành hai nửa hình bán nguyệt. Hai phần này được chế tạo riêng, sau đó vận chuyển đến hiện trường để lắp ráp quanh bể chứa.

Bên trong mỗi cấu kiện được bố trí các khoang chứa sỏi. Sau khi lắp đặt, các khoang này được bơm đầy vật liệu dằn nhằm tăng trọng lượng, giúp công trình bám chắc vào đáy biển và nâng cao khả năng chống lại tác động của sóng.

Công tác vận chuyển cũng là một thách thức lớn. Hai nửa bức tường phải được đưa tới mỏ dầu gần như cùng thời điểm để phục vụ quá trình lắp ráp. Chiến dịch này huy động tổng cộng 18 tàu kéo, đưa các cấu kiện bê tông nặng hàng chục nghìn tấn di chuyển giữa các giàn khai thác vẫn đang vận hành.

Sau khi đến vị trí, hai phần bán nguyệt được đặt ở hai phía đối diện của bể chứa, ghép nối thành một vòng tròn hoàn chỉnh. Lớp sỏi được bổ sung vào các khoang bên trong giúp gia tăng độ ổn định, đảm bảo công trình có thể chịu được tác động liên tục của môi trường biển.

Một trong những yêu cầu quan trọng nhất của dự án là không làm gián đoạn hoạt động khai thác dầu. Để đáp ứng mục tiêu này, phần lớn quá trình chế tạo được thực hiện trên bờ, giúp giảm đáng kể khối lượng thi công ngoài khơi. Khi các cấu kiện được đưa đến hiện trường, đội ngũ kỹ sư chỉ cần tiến hành định vị, ghép nối và hoàn thiện hệ thống dằn.

Nhờ phương án này, hoạt động khai thác, lưu trữ và vận chuyển dầu tại Ekofisk vẫn được duy trì trong suốt quá trình lắp đặt công trình bảo vệ.

Bức tường bê tông không ngăn chặn được hiện tượng sụt lún của đáy biển, bởi nguyên nhân xuất phát từ sự thay đổi cấu trúc địa chất dưới lòng đất. Tuy nhiên, công trình đã giảm đáng kể một trong những rủi ro lớn nhất do sụt lún gây ra, đó là việc sóng biển tác động trực tiếp đến bể chứa dầu.

Dự án Ekofisk được xem là ví dụ tiêu biểu về cách các giải pháp kỹ thuật hàng hải quy mô lớn có thể bảo vệ cơ sở hạ tầng năng lượng đang vận hành. Việc kết hợp thiết kế kết cấu, vận tải siêu trường siêu trọng và tổ chức thi công đã cho phép xây dựng một "pháo đài" bê tông giữa Biển Bắc, đồng thời duy trì liên tục hoạt động của một trong những mỏ dầu quan trọng trong khu vực.

Như Quỳnh