Đánh chìm 18 khối bê tông nặng hơn 60.000 tấn xuống biển hoàn thiện dự án đường hầm dài 5,1km, rút ngắn thời gian di chuyển từ 1 giờ xuống còn 5 phút
Đường hầm dưới biển vịnh Đại Liên được thiết kế với tuổi thọ kết cấu dự kiến 100 năm.
Thay vì sử dụng máy khoan để đào xuyên toàn bộ đáy biển, Trung Quốc lựa chọn một phương án khác khi xây dựng Đường hầm dưới biển vịnh Đại Liên: chế tạo các cấu kiện bê tông khổng lồ trên đất liền, kéo chúng ra biển rồi lắp ghép trực tiếp dưới đáy vịnh.
Phần đường hầm ngập nước dài 3.035m được cấu thành từ 18 đốt hầm chính. Mỗi đốt tiêu chuẩn dài khoảng 180m, rộng 33,4 m, cao 9,7m và nặng tới 60.000 tấn.
Tính tổng cộng, khối lượng của 18 cấu kiện có thể vượt 1 triệu tấn. Theo China Communications Construction Company (CCCC), lượng choán nước của mỗi đốt hầm tương đương một tàu sân bay cỡ trung.
Với kích thước và trọng lượng như vậy, việc dùng cần cẩu để nâng từng cấu kiện rồi đặt xuống đáy biển gần như không khả thi. Các kỹ sư vì thế lựa chọn một giải pháp dựa trên chính lực nổi của nước.
Các đốt hầm được thiết kế dạng rỗng và tạm thời bịt kín để có thể nổi trên mặt biển. Sau khi hoàn tất tại khu vực chế tạo, chúng được tàu kéo đưa qua vịnh Đại Liên tới vị trí lắp đặt.
Tại đây, nước được đưa vào hệ thống dằn theo tính toán để từng khối bê tông từ từ chìm xuống rãnh đã chuẩn bị sẵn dưới đáy biển. Trong suốt quá trình này, tàu hỗ trợ, dây cáp và hệ thống định vị liên tục kiểm soát phương hướng, độ sâu và vị trí của cấu kiện.
Sau khi hạ xuống đúng tọa độ, từng đốt hầm được kết nối với phần đã lắp đặt trước đó.
Quá trình thi công các cấu kiện ngập nước bắt đầu từ cuối năm 2020 và kéo dài khoảng 20 tháng. Đến ngày 5/8/2022, đốt hầm E18, mảnh ghép cuối cùng trong số 18 cấu kiện chính, được lắp đặt thành công.
Bài toán khó không chỉ nằm ở trọng lượng 60.000 tấn
Khó khăn của dự án không chỉ đến từ kích thước khổng lồ của các cấu kiện.
Khác với nhiều đường hầm ngập nước chạy gần như theo đường thẳng, tuyến hầm dưới vịnh Đại Liên có một đoạn cong với bán kính chỉ 1.050m.
Theo CCCC, tại thời điểm xây dựng, đây là đoạn cong có độ cong lớn nhất và bán kính nhỏ nhất trong số các đường hầm ngập nước tại Trung Quốc.
Đặc điểm này khiến yêu cầu về độ chính xác trong thi công trở nên đặc biệt khắt khe. Với mỗi đốt hầm dài tới 180 m, chỉ một sai lệch nhỏ ở một vị trí cũng có thể ảnh hưởng tới khả năng lắp ghép của toàn bộ các cấu kiện tiếp theo.
Thách thức lớn nhất xuất hiện ở đốt hầm E18.
Đây là cấu kiện cuối cùng phải được đưa vào khoảng trống giữa E17 và khu vực kết nối cuối tuyến, trong khi khoảng cách giữa hai đầu chỉ còn khoảng 1m.
Điều đó đồng nghĩa đội ngũ thi công phải đưa một khối bê tông nặng khoảng 60.000 tấn xuống đúng vị trí, đồng thời kiểm soát cực kỳ chính xác góc, hướng và cao độ để bảo đảm khớp với toàn bộ hệ thống đường hầm đã hình thành.
Sau khi 18 đốt hầm chính hoàn tất, phần mối nối cuối cùng tiếp tục được xử lý bằng kỹ thuật phân đoạn kết hợp phương pháp đẩy ống, một giải pháp chưa từng được áp dụng tại Trung Quốc vào thời điểm đó.
Theo CCCC, sai số lắp đặt tại khu vực này được kiểm soát ở mức khoảng 3mm.
Trong quá trình triển khai, dự án tạo ra 197 đơn đăng ký bằng sáng chế, trong đó có 77 đơn liên quan đến sáng chế.
Công trình được thiết kế hoạt động trong 100 năm
Yêu cầu kỹ thuật của đường hầm không dừng lại ở quá trình thi công.
Toàn bộ kết cấu phải duy trì độ bền trong môi trường nước biển có độ mặn cao và nhiệt độ thấp trong thời gian dài. Theo CCCC, Đường hầm dưới biển vịnh Đại Liên được thiết kế với tuổi thọ kết cấu dự kiến 100 năm.
Sau khi hoàn thiện, 18 đốt hầm từng nổi trên mặt biển như những “con tàu bê tông” khổng lồ đã trở thành một phần của kết cấu nằm sâu dưới đáy vịnh.
Phần đường hầm ngập nước dài hơn 3km được kết nối với các đoạn hầm trên bờ, hình thành tuyến đường hầm dài khoảng 5,1km.
Công trình có 6 làn xe, gồm 3 làn mỗi chiều, với tốc độ thiết kế 60km/h.
Đường hầm chính thức đi vào hoạt động vào tháng 5/2023, cùng một tuyến đường bộ dài khoảng 7km, tạo thêm trục giao thông kết nối phía Bắc và phía Nam thành phố Đại Liên.
Theo China Daily, tuyến đường mới có thể giúp rút ngắn thời gian di chuyển trên một số hành trình từ khoảng 1 giờ xuống chỉ còn khoảng 5 phút.
