Mỹ chỉ đào 20m, Nhật cũng chỉ xuống 40m, còn lý do Nga đào ga tàu điện ngầm sâu tận 70m được giải thích thế này

Tại sao ga tàu điện ngầm Moscow sâu thăm thẳm?

Hệ thống tàu điện ngầm Moscow vốn nổi tiếng khắp thế giới bởi vẻ đẹp tráng lệ như những "cung điện dưới lòng đất", nhưng điểm khiến bất kỳ du khách nào cũng phải ngỡ ngàng chính là độ sâu thăm thẳm của các sân ga.

Hầu hết tất cả các nhà ga thuộc khu vực trung tâm thủ đô nước Nga đều nằm ở độ sâu vô cùng ấn tượng, trung bình dao động từ 40, 50 cho đến 60 mét dưới mặt đất. Hệ thống này sở hữu sự phân hóa rõ rệt: các nhà ga ở khu vực nội đô đều là ga sâu với độ sâu vượt quá 20 mét, trong khi các ga thuộc vùng ngoại ô lại nằm nông hơn nhiều.

Trong đó, nhà ga Park Pobedy đang nắm giữ kỷ lục của thành phố khi nằm ở độ sâu lên tới 73 mét, theo sau là Maryina Roshcha với 72 mét, Chekhovskaya ở mức 62 mét và Sretensky Bulvar là 60 mét. Sự khác biệt này chỉ có một vài ngoại lệ hiếm hoi rơi vào những công trình đầu tiên được xây dựng từ thập niên 1930 như Kropotkinskaya chỉ sâu 13 mét hay Alexandrovsky Sad nằm sát mặt đất ở độ sâu vỏn vẹn 7 mét.

Xét trên góc độ kỹ thuật xây dựng và tối ưu hóa ngân sách, việc thi công các nhà ga đào nông gần mặt đất rõ ràng luôn là giải pháp đơn giản, tiết kiệm và ít rủi ro hơn rất nhiều. Tuy nhiên, đối với khu vực trung tâm Moscow vào thời điểm bắt đầu xây dựng, đây lại là nhiệm vụ hoàn toàn bất khả thi.

Nguyên nhân đầu tiên bắt nguồn từ tốc độ đô thị hóa và quy hoạch phát triển vô cùng mạnh mẽ của thủ đô Moscow trong thời kỳ Xô Viết. Mật độ kiến trúc công trình dày đặc bên trên cùng nhu cầu mở rộng hạ tầng không cho phép việc xới tung các tuyến đường huyết mạch để làm giao thông ngầm theo cách truyền thống.

Nguyên nhân thứ hai mang tính quyết định hơn chính là điều kiện địa chất vô cùng khắc nghiệt của Moscow. Phương pháp thi công đào mở nông vốn chỉ đạt hiệu quả tối ưu trên nền đất khô ráo và vững chắc. Trái lại, lòng đất bên dưới khu vực trung tâm Moscow là một "mê cung" địa chất cực kỳ phức tạp với mật độ sông ngầm dày đặc và đặc biệt là các tầng cát chảy – tức những lớp đất ngập nước tích tụ có tính chất kém ổn định.

Việc đào các hầm nông trong điều kiện địa chất này nguy cơ cao sẽ dẫn đến sạt lở, sụt lún nghiêm trọng toàn bộ các công trình lịch sử phía trên. Do đó, các kỹ sư thời đó bắt buộc phải lựa chọn giải pháp đào sâu xuống tận tầng đá cứng ổn định nằm bên dưới các mạch nước ngầm để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình.

Bên cạnh yếu tố kỹ thuật, nguyên nhân cốt lõi thứ ba khiến các nhà ga Moscow mang độ sâu kỷ lục chính là tầm nhìn quốc phòng. Tính đến cuối những năm 1930, khi nguy cơ xung đột quân sự quy mô lớn gia tăng tại Châu Âu, giới chức trách đã xác định rõ một yêu cầu chiến lược: toàn bộ các nhà ga tàu điện ngầm bắt buộc phải kiêm luôn vai trò của những hầm tránh bom kiên cố.

Mức độ sâu từ 40 đến hơn 70 mét cho phép các nhà ga này chịu đựng được những đợt không kích dữ dội nhất, bao gồm cả nguy cơ từ vũ khí hạt nhân trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh sau này. Hệ thống cửa khóa áp suất, bộ lọc không khí và không gian rộng lớn tại đây đã biến Metro Moscow thành pháo đài ngầm bảo vệ hàng triệu người dân.

Bước sang thời đại ngày nay, dù bối cảnh lịch sử đã thay đổi, việc triển khai các nhà ga sâu vẫn tiếp tục được Nga ứng dụng tại những khu vực có nguy cơ sụt lún địa chất cao, đặc biệt là dưới tác động của mật độ xây dựng nhà cao tầng ngày càng dày đặc.

Đơn cử như một số nhà ga thuộc Tuyến Vòng Lớn chạy xuyên qua bên dưới các khu dân cư sầm uất buộc phải đặt ở độ sâu an toàn tối đa để tránh ảnh hưởng đến móng của các tòa nhà. Bên cạnh đó, phần lớn các nhà ga hiện đại ngày nay vẫn tiếp tục duy trì và đảm bảo đầy đủ chức năng của một hầm trú ẩn an toàn trong các tình huống khẩn cấp quốc gia.

Nhà ga tàu điện ngầm thời nay nên nông hay sâu?

Đặt hệ thống tàu điện ngầm Moscow lên bàn cân so sánh với các cường quốc giao thông khác trên thế giới như Mỹ, Nhật Bản hay Trung Quốc, chúng ta sẽ thấy sự khác biệt rõ rệt về độ sâu cũng như tư duy thiết kế, xuất phát từ lịch sử phát triển và đặc điểm địa hình riêng biệt của từng quốc gia.

Tại Mỹ, đại diện điển hình nhất là hệ thống tàu điện ngầm thành phố New York, nơi phần lớn các nhà ga được xây dựng theo phương pháp đào mở nông từ đầu thế kỷ 20 với độ sâu trung bình chỉ từ 10 đến 15 mét. Lý do là bởi vào thời điểm New York xây dựng tàu điện ngầm, quy hoạch thành phố chưa bị quá tải và địa tầng nền tảng của đảo Manhattan chủ yếu là đá phiến schist cực kỳ vững chắc ngay sát mặt đất. Điều này cho phép Mỹ thi công nhanh chóng và tiết kiệm bằng cách đào hào ngay dưới lòng đường rồi lợp mái lại, thay vì phải khoan sâu vào lòng đất như Moscow.

Trong khi đó, Nhật Bản lại đại diện cho một tư duy thiết kế hoàn toàn khác do chịu ảnh hưởng trực tiếp từ thiên tai động đất và mật độ đô thị hóa siêu dày đặc. Các nhà ga tại Tokyo có độ sâu trung bình khoảng 20 đến 40 mét.

Nhật Bản không thể xây quá nông vì không gian ngầm sát mặt đất đã bị chiếm lĩnh bởi hệ thống cáp, cống rãnh và trung tâm thương mại, nhưng họ cũng hạn chế đào quá sâu nếu không thực sự cần thiết nhằm giảm thiểu rủi ro khi có động đất lớn.

Tuy nhiên, đối với các tuyến mới xây dựng sau này như tuyến Oedo, độ sâu đã phải tăng lên tới hơn 40 mét, chẳng hạn như ga Roppongi sâu 42 mét, để chui qua đáy của hàng loạt tuyến tàu điện ngầm đã tồn tại trước đó. Lý do khác biệt của Nhật Bản nằm ở kỹ thuật chống chấn động và sự tối ưu hóa không gian đa tầng chứ không mang tính chất hầm trú ẩn chiến tranh như Nga.

Khác với Mỹ và Nhật Bản, Trung Quốc lại sở hữu những kỷ lục về độ sâu tiệm cận hoặc thậm chí vượt qua Moscow, tiêu biểu là hệ thống tàu điện ngầm tại thành phố Trùng Khánh. Nhà ga Hongtudi ở Trùng Khánh nằm ở độ sâu kinh hoàng 94 mét, hay ga Lijiatuo vượt mốc 100 mét.

Sự khác biệt về độ sâu kỳ vĩ này ở Trung Quốc không xuất phát từ lý do quân sự hay địa chất cát chảy như Moscow, mà chủ yếu do địa hình đồi núi hiểm trở của "thành phố sương mù" Trùng Khánh bị chia cắt bởi vô số thung lũng và sông lớn. Để đảm bảo độ dốc an toàn cho đoàn tàu di chuyển, các đường hầm bắt buộc phải đâm xuyên qua lòng núi, tạo nên những nhà ga sâu thẳm dưới các khối đô thị hiện đại.

Tựu trung lại, độ sâu của các hệ thống tàu điện ngầm trên thế giới là tấm gương phản chiếu rõ nét sự tương tác giữa con người và thiên nhiên. Nếu như Mỹ lựa chọn sự tiện lợi kinh tế trên nền đá vững chắc, Nhật Bản luồn lách khoa học để thích ứng với thiên tai và không gian hẹp, Trung Quốc chinh phục địa hình đồi núi hiểm trở bằng công nghệ hiện đại, thì Moscow lại đứng riêng biệt như một biểu tượng của sự kiên cố, nơi lòng đất sâu không chỉ giải quyết bài toán địa chất phức tạp mà còn là lá chắn bảo vệ sự sống qua những biến động lịch sử.