Phát hiện Trung Quốc vận hành cỗ máy nặng 5.200 tấn dưới lòng sông, đủ chứa cả tòa nhà 4 tầng bên trong, hoạt động không ngừng nghỉ, gấp rút hoàn thành công trình thế kỷ

Một cỗ máy đào hầm nặng khoảng 5.200 tấn đã hoàn thành nhiệm vụ quan trọng dưới lòng sông Hoàng Hà, góp phần xây dựng công trình được giới chức Trung Quốc mô tả là đường hầm chắn ngầm có đường kính lớn nhất thế giới. Dự án không chỉ gây chú ý bởi quy mô khổng lồ mà còn bởi những thách thức kỹ thuật đặc biệt khi phải thi công dưới một trong những con sông có điều kiện địa chất phức tạp nhất Trung Quốc.

Theo chính quyền thành phố Tế Nam, thủ phủ tỉnh Sơn Đông, máy khoan hầm mang tên Shanhe đã hoàn thành đoạn đào quan trọng nhất của dự án vào tháng 6/2025. Đến tháng 8/2025, công tác đào hầm hoàn tất và đến tháng 3/2026, phần kết cấu bê tông của cả hai tầng hầm đã được hoàn thành. Công trình dự kiến đi vào vận hành trong tháng 9/2026.

Những điều kiện địa chất phức tạp khiến mọi dự án xây dựng ngầm trong khu vực trở thành bài toán kỹ thuật đầy thách thức. Các kỹ sư không chỉ phải đối mặt với nền đất không ổn định mà còn phải xử lý áp lực nước ngầm rất lớn trong quá trình thi công.

Để thực hiện dự án, Trung Quốc sử dụng máy khoan hầm Shanhe – một thiết bị đào hầm kiểu Mixshield được hãng Herrenknecht của Đức chế tạo riêng cho công trình.

Máy có đường kính đào lên tới 17,505 mét, lớn hơn đáng kể so với nhiều đường hầm giao thông truyền thống trên thế giới. Với chiều dài 163 mét và khối lượng khoảng 5.200 tấn, Shanhe được xếp vào nhóm những máy đào hầm lớn nhất từng được chế tạo.

Đường kính của đường hầm đủ lớn để bố trí kết cấu giao thông hai tầng bên trong, tương đương không gian của một tòa nhà nhiều tầng. Thiết bị được thiết kế để hoạt động trong điều kiện địa chất thay đổi liên tục, từ các lớp đá cứng đến nền đất bão hòa nước.

Một trong những thách thức lớn nhất của dự án là sự khác biệt địa chất giữa hai bờ sông. Trong khi một phía chủ yếu là đá granit, phía còn lại lại gồm đất sét, cát và bùn với áp lực nước ngầm có thể lên tới 7,5 bar.

Để xử lý điều kiện này, công nghệ Mixshield sử dụng hệ thống cân bằng áp suất theo thời gian thực. Bùn khoan bentonite kết hợp với khí nén được đưa vào mặt đào nhằm duy trì sự ổn định của nền đất, hạn chế nguy cơ sụt lún hoặc nước tràn vào hầm.

Đầu tiên, đầu cắt phía trước nghiền và phá vỡ đất đá. Vật liệu đào sau đó được trộn với dung dịch bentonite và vận chuyển lên mặt đất để xử lý.

Khi tiến thêm khoảng 2 mét, máy sẽ tạm dừng đào để lắp đặt các cấu kiện bê tông đúc sẵn. Những cấu kiện này ghép lại thành một vòng kín bao quanh đường hầm, tạo thành lớp lót vĩnh cửu có chức năng chống thấm nước và bảo đảm độ bền kết cấu.

Quy trình này được lặp lại liên tục trong suốt chiều dài công trình, cho phép đường hầm giữ được độ ổn định ngay cả khi thi công trong môi trường có áp lực nước ngầm lớn.

Đoạn thi công được đánh giá khó khăn nhất là phần đi dưới lòng sông Hoàng Hà dài khoảng 3,3 km.

Theo thông tin từ dự án, Shanhe đã hoàn thành đoạn này chỉ trong 110 ngày, đạt tốc độ đào trung bình từ 16 đến 18 mét mỗi ngày. Đây là mức năng suất rất cao đối với một máy đào hầm có đường kính lớn như vậy.

Trong quá trình thi công, dự án ghi nhận 28 thách thức kỹ thuật khác nhau liên quan đến sự thay đổi địa chất và biến động áp suất. Tuy nhiên, máy vẫn hoàn thành toàn bộ đoạn hầm mà không cần thay thế đầu cắt.

Đây được xem là một thành tựu đáng chú ý bởi việc thay đầu cắt trong môi trường áp suất cao dưới lòng đất thường là một trong những công việc phức tạp, tốn kém và tiềm ẩn nhiều rủi ro nhất của ngành kỹ thuật hầm ngầm.

Công trình được xây dựng là đường hầm Hoàng Cương – Hoàng Hà, có tổng chiều dài khoảng 5,75 km.

Khác với nhiều dự án sử dụng hai hoặc nhiều đường hầm song song, công trình này áp dụng thiết kế một đường hầm duy nhất nhưng gồm hai tầng giao thông xếp chồng lên nhau. Tầng trên phục vụ lưu thông theo một hướng, trong khi tầng dưới phục vụ chiều ngược lại.

Tổng cộng đường hầm có sáu làn xe với chiều cao thông thủy khoảng 4,2 mét ở mỗi tầng.

Theo đơn vị thiết kế, giải pháp kết cấu hai tầng giúp giảm khoảng 15% chi phí xây dựng so với phương án nhiều hầm song song, đồng thời tối ưu hóa khối lượng đào và sử dụng không gian dưới lòng đất hiệu quả hơn.

Khi đi vào hoạt động, đường hầm sẽ kết nối khu đô thị lịch sử của thành phố Tế Nam với Khu thí điểm chuyển đổi động năng cũ và mới ở phía bắc sông Hoàng Hà, góp phần tăng cường năng lực giao thông và thúc đẩy phát triển kinh tế của khu vực.

Như Quỳnh