Vấn đề ban đầu phát sinh vào tháng 2/2023 trong quá trình xây dựng hầm đường bộ Giang Âm - Tĩnh Giang dài 6,4 km bên dưới sông Dương Tử. Công trình được thực hiện bằng máy đào hầm dạng khiên đường kính 16 m, trị giá 50 triệu USD. Tuy nhiên, khi đang đào ở độ sâu 54 m, nó đột ngột dừng hoạt động.
Sự cố xảy ra ngay bên dưới luồng giao thông chính của sông Dương Tử. Áp lực nước tại vị trí này trong lòng đất lên tới gần 0,76 megapascal, tác động lên khiên của máy với lực khoảng 76.000 kg mỗi m2. Trong điều kiện này, cỗ máy không thể lùi lại và cũng không thể tháo dỡ an toàn để thu hồi hay sửa chữa tại chỗ.
Tình huống vô cùng nan giải, có nguy cơ biến dự án đào hầm quy mô lớn thành thảm họa. Nhóm kỹ sư phải đối mặt với hai phương án: từ bỏ cỗ máy và chấp nhận thua lỗ, thiết kế lại hoàn toàn hoặc hủy dự án đường hầm. Phương án nào cũng sẽ dẫn đến nhiều năm chậm trễ và gây rắc rối không nhỏ cho mọi bên liên quan.
Sau nhiều cuộc thảo luận sâu rộng do các thành viên của Viện hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc chủ trì, nhóm dự án quyết định thực hiện phương án thứ ba, một kế hoạch "giải cứu" chưa từng có tiền lệ: Triển khai máy đào hầm dạng khiên thứ hai đào từ hướng ngược lại và gặp gỡ giữa lòng đất, bên dưới sông Dương Tử.
Dự án hầm đường bộ Giang Âm - Tĩnh Giang từng gặp sự cố nghiêm trọng với máy đào hầm. Ảnh: China First Highway Engineering
"Thách thức lớn nhất là đảm bảo máy đào hầm mới điều hướng đến vị trí chính xác trong môi trường đất có áp suất cao, nhiều nước và cát chảy", chuyên gia Yao Zhanhu tại công ty China First Highway Engineering nói với Science and Technology Daily.
6 tháng sau sự cố, máy đào hầm thứ hai bắt đầu tiến chậm rãi từ phía đối diện, hướng đến cỗ máy mắc kẹt. Để đạt độ chính xác cần thiết, nhóm dự án phát triển một hệ thống dẫn đường trực quan theo thời gian thực. Các camera và cảm biến của cỗ máy thu thập dữ liệu đào hầm và môi trường, cho phép giám sát toàn diện.
Ngày 21/7/2024, hai cỗ máy ghép nối thành công bên dưới sông Dương Tử, gần như hoàn toàn thẳng hàng. Độ lệch ngang tại điểm nối là 0 mm, độ lệch dọc là 2 mm - nằm trong giới hạn dung sai thiết kế 10 cm và vượt xa mọi kỳ vọng.
Sau bước thành công đầu tiên, nhóm dự án cần làm đông cứng khu vực ghép nối để giữ ổn định, tránh đổ sụp và ngập đường hầm. Chuyên gia Chen Xiangsheng từ Viện hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc, đề xuất phương pháp bơm vữa trước, đóng băng sau. Các công nhân đã khoan 363 ống từ bên trong các máy đào hầm để bơm vữa vào đất, sau đó lắp đặt các ống đóng băng, tạo thành một bức tường đất đông cứng dày 3,9 m lạnh trung bình -13 độ C.
Bước quan trọng cuối cùng là tháo dỡ hai máy đào hầm khổng lồ. Do bị kẹt đối đầu nhau, chúng không thể được kéo ra nguyên vẹn. Các công nhân tách mỗi máy thành khoảng 2.000 bộ phận, mỗi bộ phận nặng một tấn. Do lớp ngoài đã đóng băng, mọi công đoạn tháo dỡ và xử lý đều phải thực hiện thủ công để tránh làm mất cân bằng nhiệt độ. Trong quá trình này, bêtông được bơm vào vành ngoài của đường hầm để ổn định lâu dài.
Ngày 26/3/2025, hai năm sau sự cố, lớp lót kết cấu chính ở hai đầu đường hầm được kết nối hoàn toàn, các đội thi công từ hai hướng cũng gặp nhau. Cuối tháng 11 năm ngoái, đoạn ghép nối dưới nước của hầm đường bộ Giang Âm - Tĩnh Giang dưới sông Dương Tử chính thức hoàn thành.
Đường hầm dự kiến mở cửa hoàn toàn vào giữa năm nay. Được xây dựng theo tiêu chuẩn xa lộ 6 làn kép, đây sẽ là hầm có đường kính lớn nhất Trung Quốc với khả năng chịu áp lực nước cao nhất sau khi hoàn thành.
Interesting Engineering đánh giá, kỳ tích của các kỹ sư Trung Quốc cho thấy việc "giải cứu" một dự án gặp sự cố lớn với máy đào hầm sâu trong lòng đất, thậm chí bên dưới sông, hoàn toàn khả thi. Kinh nghiệm từ việc giải quyết sự cố có thể ứng dụng cho những dự án tương lai như đường hầm dưới biển, hệ thống tàu điện ngầm và công trình trong môi trường địa chất rủi ro cao.
Thu Thảo (Theo Interesting Engineering, Science and Technology Daily)
