Phát hiện 120 khối cọc thép khổng lồ liên tục bị cắm sâu xuống đáy biển, siêu công trình đường hầm dài bằng 33 dãy nhà lộ diện

Tuyến cầu Hồng Kông - Chu Hải - Ma Cao (Trung Quốc) dài 55 km không chỉ gây ấn tượng bởi quy mô mà còn bởi cách giải bài toán giao thông phức tạp: thay vì xây một cây cầu rất cao để vượt luồng hàng hải, các phương tiện được đưa xuống một đường hầm dài 6,7 km nằm dưới biển.

Công trình kết nối Hồng Kông, Chu Hải và Ma Cao, tạo thành một trong những tuyến giao thông xuyên biển quy mô lớn của Trung Quốc.

120 khối trụ thép khổng lồ dạng rỗng được đưa ra biển, bố trí thành hai vòng khép kín, sau đó hạ sâu xuống nền đáy biển. Vật liệu được đổ vào bên trong các khối trụ, từng bước hình thành hai đảo nhân tạo. Một trong những đoạn đặc biệt nhất của tuyến đường là đường hầm dưới biển dài khoảng 6,7 km. Thay vì khoan toàn bộ đường hầm dưới đáy biển, công trình được lắp ghép từ 33 cấu kiện hầm đúc sẵn, mỗi cấu kiện dài khoảng 180 m.

Các cấu kiện khổng lồ được đưa ra biển, hạ xuống vị trí đã chuẩn bị và liên kết với nhau để tạo thành một tuyến đường liên tục cho phương tiện. Một số cấu kiện có khối lượng lên tới khoảng 80.000 tấn, đòi hỏi quá trình vận chuyển, định vị và lắp đặt với độ chính xác cao.

Theo Hiệp hội Đường hầm và Không gian ngầm Quốc tế, đoạn hầm được hình thành giữa hai đảo nhân tạo. Các cấu kiện sau khi được ghép nối phải bảo đảm khả năng chịu lực cũng như chống thấm, trong điều kiện địa chất và thủy văn phức tạp.

Việc đưa tuyến đường xuống dưới biển xuất phát từ yêu cầu duy trì hoạt động hàng hải trong khu vực.

Tuyến đường đi qua vùng có mật độ tàu thuyền lớn. Nếu xây cầu vượt toàn bộ khu vực, công trình sẽ phải có độ cao đủ lớn để các tàu chở hàng và tàu cỡ lớn có thể đi qua. Tuy nhiên, khu vực này đồng thời nằm gần các sân bay, khiến chiều cao của công trình bị hạn chế nhằm bảo đảm an toàn hàng không.

Đường hầm dưới biển trở thành phương án giải quyết đồng thời hai bài toán. Tàu thuyền tiếp tục di chuyển trên mặt nước, trong khi ô tô đi bên dưới, nhờ đó hai loại hình giao thông không phải chia sẻ cùng một không gian.

Đoạn hầm nằm ở độ sâu khoảng 45 m dưới mặt nước biển, tạo đủ khoảng không cho các phương tiện đường thủy đi qua phía trên.

Thách thức của công trình không chỉ nằm ở kích thước các cấu kiện. Đáy biển trong khu vực có cả nền đất cứng và đất mềm, với khả năng chịu tải khác nhau. Vì vậy, phần móng phải được chuẩn bị để phân bổ tải trọng của các cấu kiện và hạn chế tình trạng lún hoặc dịch chuyển không đồng đều.

Các cấu kiện sau khi được hạ xuống phải được căn chỉnh chính xác với đoạn liền kề. Chỉ một sai lệch nhỏ cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình ghép nối và khả năng chống nước của toàn bộ đường hầm.

Hai đảo nhân tạo ở hai đầu cũng đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối đoạn hầm với hệ thống cầu trên biển.

Tuyến Hồng Kông - Chu Hải - Ma Cao có tổng chiều dài khoảng 55 km, bao gồm hệ thống cầu, đảo nhân tạo và đường hầm dưới biển. Việc kết hợp nhiều loại kết cấu cho phép công trình vượt qua những khu vực có điều kiện khác nhau mà không làm gián đoạn các tuyến giao thông hiện hữu.

Thay vì tìm cách đưa toàn bộ tuyến đường lên cao, các kỹ sư đã thay đổi cao độ của tuyến, đưa phương tiện xuống dưới biển tại khu vực nhạy cảm nhất rồi kết nối trở lại với phần cầu trên mặt nước.

Đường hầm dài 6,7 km vì thế trở thành một trong những cấu phần quan trọng nhất của toàn tuyến, cho phép đường bộ đi bên dưới trong khi tàu thuyền vẫn lưu thông phía trên, giải quyết đồng thời các yêu cầu về hàng hải, giao thông đường bộ và giới hạn chiều cao hàng không.