Phát hiện Trung Quốc vừa đưa 'quái thú' có khả năng 'uốn lượn' dưới đất đến một quốc gia phía Nam, thực hiện nhiệm vụ đặc biệt dưới lòng đô thị

Mới đây, một cột mốc đáng chú ý đã được ghi nhận khi cỗ máy đào hầm mang tên Patyegarang, do Tập đoàn Thiết bị Kỹ thuật Đường sắt Trung Quốc chế tạo, chính thức bắt đầu tham gia thi công dự án Đường hầm Cảng Tây tại Sydney, Úc.

Đây là máy khoan hầm có đường kính lớn nhất từng được Trung Quốc xuất khẩu ra thị trường quốc tế, đồng thời tích hợp nhiều cải tiến kỹ thuật nhằm đáp ứng những yêu cầu đặc biệt về địa chất và thiết kế tuyến hầm tại khu vực này.

Dự án Đường hầm Cảng Tây được thiết kế với tổng chiều dài khoảng 6,5 km, gồm ba làn xe cho mỗi chiều lưu thông, nâng tổng số lên sáu làn xe. Khi hoàn thành, công trình được kỳ vọng sẽ góp phần giảm áp lực lên hệ thống giao thông hiện hữu của Sydney, vốn đang chịu tác động ngày càng lớn từ tốc độ gia tăng dân số và nhu cầu đi lại.

Theo truyền thông nhà nước Trung Quốc, dự án dự kiến hoàn thành vào năm 2028. Để đáp ứng tiến độ xây dựng trong điều kiện thi công phức tạp dưới lòng cảng biển, đơn vị thực hiện cần một thiết bị không chỉ có quy mô lớn mà còn phải đảm bảo khả năng điều hướng với độ chính xác rất cao.

Trong lĩnh vực đào hầm cơ giới hóa, các máy khoan hầm truyền thống thường có cấu trúc tương đối cứng. Khi kích thước và đường kính máy tăng lên, khả năng thay đổi hướng di chuyển dưới lòng đất trở nên khó khăn hơn đáng kể. Nếu không được kiểm soát chặt chẽ, việc điều hướng các thiết bị có kích thước lớn có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của mặt cắt đào, tác động tới chất lượng kết cấu vỏ hầm và làm gia tăng rủi ro trong quá trình thi công.

Thách thức tại dự án Đường hầm Cảng Tây thậm chí còn lớn hơn khi tuyến hầm được thiết kế theo dạng hình chữ S với nhiều đoạn cong liên tiếp. Đáng chú ý, một số đoạn có bán kính cong tối thiểu chỉ khoảng 960 mét. Việc vận hành một cỗ máy đường kính tới 15,7 mét ở độ sâu hàng chục mét dưới mực nước biển trong điều kiện như vậy vượt quá khả năng của nhiều dòng máy khoan hầm thông thường.

Để giải quyết bài toán này, Tập đoàn Thiết bị Kỹ thuật Đường sắt Trung Quốc đã thực hiện một bước cải tiến đáng kể trong thiết kế cơ bản của thiết bị. Patyegarang được phát triển với thân máy dạng phân đoạn, liên kết bằng hệ thống khớp nối có độ chính xác cao.

Thiết kế trên đã cho phép thân máy có thể chủ động uốn cong tại phần giữa trong quá trình vận hành. Nhờ đó, cỗ máy có thể bám sát các đoạn cong của tuyến hầm mà không bị lệch hướng, đồng thời hạn chế ảnh hưởng đến tốc độ đào.

Hệ thống khớp nối hoạt động tương tự như một cơ cấu điều hướng linh hoạt khổng lồ, cho phép từng phần thân máy điều chỉnh vị trí theo thời gian thực. Điều này giúp thiết bị thích ứng với các thay đổi về hướng tuyến trong quá trình khoan, đồng thời duy trì ổn định đường kính cắt 15,7 mét trong suốt hành trình thi công.

Không chỉ mang ý nghĩa kỹ thuật, tên gọi Patyegarang cũng chứa đựng giá trị văn hóa. Cỗ máy được đặt theo tên của Patyegarang, một phụ nữ thổ dân nổi tiếng trong lịch sử Úc với vai trò kết nối giao tiếp giữa cộng đồng bản địa và những người định cư châu Âu đầu tiên. Việc lựa chọn tên gọi này được xem như một cách thể hiện sự gắn kết với bản sắc địa phương trong một dự án hợp tác quốc tế quy mô lớn.

Bên cạnh những yêu cầu về điều hướng, Patyegarang của Trung Quốc còn phải hoạt động trong môi trường địa chất đặc biệt phức tạp dưới đáy cảng Sydney. Khu vực này tồn tại sự đan xen giữa nhiều lớp đá, trầm tích và các điều kiện địa chất khác nhau, trong khi áp suất nước thay đổi liên tục theo vị trí thi công.

Điều đó đòi hỏi máy khoan phải duy trì áp suất ổn định tại mặt cắt đào nhằm ngăn ngừa nguy cơ sụt lún, đồng thời bảo vệ các công trình hạ tầng phía trên đáy cảng cũng như khu vực đô thị xung quanh. Đây là một trong những yếu tố quan trọng quyết định mức độ an toàn của toàn bộ dự án.

Trong ngành công nghiệp chế tạo thiết bị đào hầm, những máy có đường kính trên 14 mét thường được xếp vào nhóm thiết bị siêu lớn. Mỗi mét đường kính tăng thêm đều kéo theo những thách thức đáng kể về thiết kế, sản xuất, vận chuyển và lắp ráp.

Với đường kính 15,7 mét, Patyegarang nằm trong nhóm thiết bị có quy mô hàng đầu thế giới. Sự xuất hiện của cỗ máy này tại Úc vì thế không chỉ mang ý nghĩa của một dự án hạ tầng riêng lẻ mà còn phản ánh xu hướng xuất khẩu công nghệ xây dựng tiên tiến của Trung Quốc ra thị trường quốc tế.

Dựa trên kinh nghiệm tích lũy từ mạng lưới hạ tầng quy mô lớn trong nước, các nhà sản xuất thiết bị Trung Quốc đang từng bước mở rộng sự hiện diện tại những thị trường có yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn quản lý khắt khe. Việc một thiết bị do Trung Quốc chế tạo được lựa chọn cho dự án quan trọng tại Sydney được xem là minh chứng cho xu hướng này.

Đối với Sydney, việc hoàn thành Đường hầm Cảng Tây vào năm 2028 sẽ đánh dấu một bước chuyển đáng kể trong hệ thống giao thông đô thị. Tuyến đường ngầm mới được kỳ vọng sẽ tăng năng lực lưu thông qua khu vực cảng, giảm áp lực cho các tuyến đường hiện hữu và nâng cao khả năng kết nối giữa các khu vực trong thành phố.

Khi công trình đi vào vận hành, Sydney sẽ có thêm một tuyến giao thông huyết mạch giúp tối ưu hóa việc di chuyển của người dân cũng như hoạt động vận chuyển hàng hóa. Đây được xem là một trong những dự án hạ tầng trọng điểm của thành phố trong thập kỷ hiện nay.

Những gì đang diễn ra dưới lòng cảng Sydney với sự tham gia của Patyegarang là minh chứng rõ nét cho cách các công nghệ đào hầm thế hệ mới đang góp phần giải quyết những bài toán hạ tầng đô thị ngày càng phức tạp.