Cỗ máy nặng 5.200 tấn được hạ xuống lòng sông, khoan liên tục trong 110 ngày, công trình đường hầm dài 5,7 km lộ diện

Trung Quốc đang tiến gần đến việc hoàn thành một trong những dự án hạ tầng ngầm tham vọng nhất thế giới khi xây dựng đường hầm Hoàng Cương - Hoàng Hà (Huanggang Yellow River Tunnel) tại thành phố Tế Nam, tỉnh Sơn Đông.

Theo chính quyền thành phố Tế Nam, vào tháng 6/2025, máy khoan Shanhe đã hoàn thành đoạn ngầm dưới nước quan trọng nhất dài 3,3 km, đi xuyên dưới các tuyến đê và khu vực bảo vệ nguồn nước uống của sông Hoàng Hà mà không làm gián đoạn dòng chảy cũng như không phát sinh sự cố khẩn cấp.

Đến tháng 8/2025, toàn bộ công tác đào hầm đã hoàn tất. Tính đến tháng 3/2026, hai tầng của đường hầm đã hoàn thành phần kết cấu bê tông và dự kiến sẽ chính thức đưa vào khai thác từ tháng 9/2026.

Thách thức lớn dưới dòng sông nổi tiếng khó trị

Hoàng Hà được xem là cái nôi của nền văn minh Trung Hoa nhưng cũng là một trong những dòng sông có điều kiện địa chất phức tạp nhất thế giới. Lượng phù sa khổng lồ từ cao nguyên Hoàng Thổ khiến đáy sông liên tục được bồi lắng, làm tăng nguy cơ đổi dòng và lũ lụt.

Chính sự thay đổi liên tục của nền địa chất khiến việc xây dựng bất kỳ công trình ngầm nào dưới lòng sông đều trở thành thách thức lớn đối với các kỹ sư.

Để giải quyết bài toán này, dự án sử dụng máy khoan Shanhe do hãng Herrenknecht (Đức) chế tạo theo công nghệ Mixshield. Thiết bị có đường kính đào 17,505 m, chiều dài khoảng 163 m và trọng lượng lên tới 5.200 tấn, thuộc nhóm máy khoan hầm lớn nhất từng được chế tạo.

Khác với các máy khoan thông thường, Shanhe được thiết kế để làm việc trong điều kiện địa chất thay đổi liên tục, từ đá granit cứng đến các lớp bùn, cát và đất sét bão hòa nước với áp suất ngầm lên tới 7,5 bar.

Công nghệ Mixshield sử dụng hỗn hợp bùn khoan kết hợp khí nén nhằm cân bằng áp lực trước đầu đào theo thời gian thực, giúp ngăn hiện tượng sụt lún hoặc nước tràn vào đường hầm.

Cứ đào 2 m lại lắp một vòng bê tông

Trong quá trình thi công, sau khi đầu cắt nghiền đất và hệ thống vận chuyển đưa đất đá lên mặt đất, máy khoan sẽ dừng lại sau mỗi khoảng 2 m để lắp đặt một vòng bê tông đúc sẵn.

Các vòng bê tông này ghép lại thành lớp vỏ chịu lực hoàn chỉnh của đường hầm, vừa đảm bảo khả năng chống thấm vừa duy trì độ ổn định kết cấu trong điều kiện áp lực nước lớn dưới lòng sông.

Theo thông tin từ dự án, riêng đoạn ngầm dưới nước dài 3,3 km đã được hoàn thành chỉ trong 110 ngày, với tốc độ đào trung bình 16-18 m mỗi ngày. Đây được xem là mức tiến độ kỷ lục đối với máy khoan hầm có kích thước lớn như Shanhe, trong khi nhiều dự án tương tự trên thế giới chỉ đạt khoảng 8-12 m/ngày.

Đáng chú ý, trong suốt quá trình thi công, dự án đã vượt qua 28 thách thức kỹ thuật liên quan đến biến động địa chất và áp suất mà không phải thay thế đầu cắt, một trong những công việc phức tạp và tốn kém nhất khi thi công đường hầm áp lực cao.

Đường hầm hai tầng với sáu làn xe

Đường hầm Hoàng Cương - Hoàng Hà có tổng chiều dài khoảng 5,75 km và được thiết kế theo cấu trúc hai tầng thay vì xây dựng nhiều hầm song song.

Tầng trên phục vụ phương tiện lưu thông theo một hướng, trong khi tầng dưới phục vụ chiều ngược lại, với tổng cộng 6 làn xe và chiều cao thông xe 4,2 m mỗi tầng. Theo đơn vị thiết kế, giải pháp này giúp tiết kiệm khoảng 15% chi phí xây dựng, đồng thời tối ưu không gian đào hầm.

Một điểm đáng chú ý khác là toàn bộ quá trình vận hành máy khoan được giám sát từ xa. Hệ thống cảm biến theo dõi liên tục tình trạng mài mòn của đầu cắt, giúp kỹ sư đánh giá thiết bị theo thời gian thực mà không cần đưa công nhân vào buồng áp suất cao để kiểm tra trực tiếp, qua đó giảm đáng kể rủi ro trong quá trình thi công.

Khánh Vy