Hầm vượt sông lớn nhất Việt Nam: Vốn đầu tư hơn 2.200 tỷ, thi công trong điều kiện đặc biệt, hội tụ công nghệ hiện đại nhất thế giới

Giữa khu vực trung tâm TP. HCM, nơi sông Sài Gòn chia cắt hai bờ đô thị, một công trình giao thông đặc biệt đã hoạt động suốt gần 15 năm qua. Không có những trụ cầu vươn cao hay kết cấu thép nổi bật trên mặt nước, hầm Thủ Thiêm nằm dưới lòng sông, tạo nên tuyến kết nối trực tiếp giữa khu vực trung tâm thành phố và bán đảo Thủ Thiêm.

Được đưa vào khai thác năm 2011, đây là hầm đường bộ vượt sông đầu tiên của Việt Nam, đồng thời là một trong những công trình hạ tầng có yêu cầu kỹ thuật phức tạp bậc nhất tại thời điểm xây dựng.

Điều khiến hầm Thủ Thiêm trở nên đặc biệt không chỉ nằm ở vị trí dưới đáy sông Sài Gòn, mà còn ở phương pháp thi công. Thay vì đào xuyên qua nền đất dưới lòng sông, các kỹ sư chế tạo những đốt hầm bê tông khổng lồ trên bờ, sau đó lai dắt đến vị trí lắp đặt, đánh chìm có kiểm soát và ghép nối thành một đường hầm hoàn chỉnh. Đằng sau tuyến giao thông dài gần 1,5km là quá trình thi công đòi hỏi sự phối hợp giữa hàng nghìn nhân sự, thiết bị chuyên dụng và những giải pháp kỹ thuật tiên tiến.

Công trình hơn 2.200 tỷ đồng, đưa đường giao thông xuống dưới đáy sông

Theo tìm hiểu, hầm Thủ Thiêm có tổng chiều dài khoảng 1.490m, nối khu vực trung tâm TP. HCM với bán đảo Thủ Thiêm. Công trình là hạng mục quan trọng của dự án đại lộ Đông - Tây, tuyến giao thông dài khoảng 22km với tổng mức đầu tư được công bố khoảng 9.800 tỷ đồng.

Riêng hầm Thủ Thiêm có vốn đầu tư hơn 2.200 tỷ đồng, được khởi công xây dựng năm 2005 và chính thức thông xe ngày 20/11/2011. Công trình được thiết kế gồm hai chiều lưu thông với tổng cộng 6 làn xe, trong đó mỗi chiều có 2 làn dành cho ô tô và 1 làn dành cho xe máy. Tốc độ tối đa được quy định là 60km/h đối với ô tô và 40km/h đối với xe máy.

Theo thiết kế, hầm có tuổi thọ 100 năm và được tính toán khả năng chịu động đất cấp 7. Đáng chú ý, phần hầm nằm dưới lòng sông dài khoảng 371m, được hình thành từ 4 đốt bê tông cốt thép đúc sẵn. Mỗi đốt dài 92,75m, rộng 33,3m, cao 9,1m và nặng khoảng 27.000 tấn.

Độ dốc dọc hầm được thiết kế ở mức 4%, tương đương cứ đi thêm 100m, cao độ tuyến đường thay đổi khoảng 4m. Ở vị trí sâu nhất, tuyến hầm nằm ở độ sâu khoảng 27m so với mốc cao độ được sử dụng trong thiết kế, với kết cấu nằm thấp hơn đáy sông khoảng 12-15m theo thông tin từ đơn vị quản lý dự án.

Quy mô của các đốt hầm đặt ra thách thức lớn về chế tạo, vận chuyển và lắp đặt. Chỉ một sai lệch nhỏ tại vị trí tiếp giáp cũng có thể ảnh hưởng đến yêu cầu kín nước và sự ổn định của toàn bộ công trình.

Đưa 4 khối bê tông 27.000 tấn xuống lòng sông, sai số cho phép chỉ 10mm

Khâu phức tạp nhất trong quá trình xây dựng hầm Thủ Thiêm là lai dắt và dìm các đốt hầm xuống sông Sài Gòn. Các cấu kiện được chế tạo tại bể đúc, kiểm tra chất lượng và độ kín nước trước khi đưa ra vị trí thi công. Sau đó, từng đốt được làm nổi, lai dắt theo tuyến vận chuyển đã tính toán và hạ dần xuống rãnh chuẩn bị sẵn dưới lòng sông.

Thử thách lớn nằm ở việc kiểm soát một khối bê tông có trọng lượng hàng chục nghìn tấn trong điều kiện dòng chảy và thủy triều liên tục thay đổi. Theo thông tin từ Ban Quản lý đầu tư xây dựng hầm Thủ Thiêm, yêu cầu về độ chính xác tại các vị trí kết nối đặc biệt nghiêm ngặt, với sai số cho phép chỉ khoảng 10mm.

Để phục vụ quá trình này, khoảng 20 thợ lặn được bố trí luân phiên kiểm tra điều kiện dòng chảy, với tần suất có thời điểm lên tới 30 phút một lần. Công tác lai dắt và dìm hầm huy động hơn 1.500 người thuộc 16 cơ quan, đơn vị và sở, ngành. Việc phối hợp giữa lực lượng thi công, chuyên gia kỹ thuật và các đơn vị bảo đảm an toàn đường thủy đóng vai trò quyết định.

Đặc biệt, quá trình lắp đặt đốt hầm cuối cùng được đánh giá là một trong những công đoạn khó nhất, bởi cấu kiện phải được đưa vào vị trí giữa các phần kết cấu đã cố định. Nhà thầu Nhật Bản đã sử dụng giải pháp dẫn hướng bằng hệ thống trượt, hỗ trợ điều chỉnh vị trí đốt hầm trong giai đoạn ghép nối cuối cùng.

Trong quá trình thi công, có thời điểm đốt hầm bị kẹt do tác động của dòng chảy, khiến việc dịch chuyển gần như dừng lại. Các kỹ sư phải theo dõi điều kiện thủy lực và chờ thời điểm phù hợp để tiếp tục thao tác.

Cuối cùng, đốt hầm số 4 được lắp đặt thành công, hoàn tất việc kết nối 4 cấu kiện dưới lòng sông Sài Gòn vào năm 2010. Thành công này có ý nghĩa đặc biệt đối với ngành xây dựng Việt Nam, bởi công nghệ hầm dìm khi đó còn rất mới, đòi hỏi kinh nghiệm chuyên sâu trong kiểm soát nổi, chìm, định vị và xử lý các mối nối chống thấm.

Dự án được triển khai với sự tham gia của các nhà thầu, chuyên gia Nhật Bản cùng đội ngũ kỹ sư, công nhân Việt Nam. Quá trình thi công cũng tạo cơ hội để nhân lực trong nước tiếp cận và tích lũy kinh nghiệm với một trong những công nghệ xây dựng công trình ngầm phức tạp.

Bên trong hầm vượt sông: Hệ thống vận hành được giám sát liên tục

Không chỉ gây ấn tượng bởi kỹ thuật thi công, hầm Thủ Thiêm còn được đầu tư hệ thống thiết bị phục vụ quản lý và vận hành theo các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện đại. Theo thiết kế ban đầu, công trình có khả năng đáp ứng lưu lượng khoảng 45.000 ô tô và 15.000 xe máy mỗi ngày.

Trong không gian khép kín dưới lòng sông, việc bảo đảm thông gió, chiếu sáng, phòng cháy chữa cháy và xử lý sự cố được đặt ra với yêu cầu đặc biệt nghiêm ngặt. Hầm được trang bị hệ thống quạt thông gió, cảm biến giám sát chất lượng không khí, thiết bị đo lưu lượng phương tiện, chiếu sáng, cấp nước phục vụ chữa cháy và hệ thống phát thanh cảnh báo.

Các thiết bị được kết nối với trung tâm điều khiển, cho phép nhân viên vận hành theo dõi tình trạng giao thông và điều chỉnh hoạt động của những hệ thống kỹ thuật khi cần thiết.

Chẳng hạn, khi nồng độ khí thải tăng, hệ thống thông gió có thể được điều chỉnh công suất để bảo đảm chất lượng không khí bên trong. Khi lưu lượng phương tiện vượt ngưỡng an toàn, công tác điều tiết giao thông được triển khai nhằm hạn chế nguy cơ ùn tắc.

Theo thông tin về hệ thống giám sát ban đầu, bên trong hầm được bố trí 54 camera, truyền hình ảnh về trung tâm điều hành để theo dõi hoạt động của phương tiện và phát hiện sự cố.

Hai bên hầm còn có các lối thoát hiểm rộng khoảng 2m, phục vụ việc sơ tán khi xảy ra tình huống khẩn cấp. Sự kết hợp giữa kết cấu công trình, hệ thống cơ điện và các thiết bị giám sát cho thấy yêu cầu an toàn của hầm vượt sông không dừng lại ở khả năng chịu lực hay chống thấm, mà còn phụ thuộc vào năng lực vận hành trong suốt vòng đời khai thác.

Từ công trình kỹ thuật đặc biệt đến trục kết nối quan trọng của TP. HCM

Ngày 20/11/2011, hầm Thủ Thiêm chính thức thông xe, mở ra hướng lưu thông trực tiếp giữa trung tâm TP. HCM và khu vực Thủ Thiêm bên kia sông Sài Gòn.

Trước khi công trình hình thành, việc kết nối giữa hai khu vực phụ thuộc chủ yếu vào các tuyến cầu và đường vòng hiện hữu. Sự xuất hiện của đường hầm đã bổ sung một hướng vượt sông mới, góp phần phân bổ lưu lượng phương tiện và rút ngắn hành trình giữa hai bờ.

Cùng với đại lộ Đông - Tây, hầm Thủ Thiêm đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối giao thông theo trục Đông - Tây của thành phố, tạo điều kiện thuận lợi cho vận chuyển hàng hóa, hoạt động thương mại và đi lại của người dân. Đối với bán đảo Thủ Thiêm, công trình còn góp phần cải thiện khả năng tiếp cận khu vực từ trung tâm đô thị, hỗ trợ quá trình phát triển hạ tầng và hình thành không gian đô thị mới.

Sau gần 15 năm khai thác, hầm Thủ Thiêm không chỉ là một tuyến giao thông quen thuộc của người dân TP. HCM mà còn là dấu mốc trong lịch sử xây dựng công trình ngầm tại Việt Nam.

Từ những đốt bê tông nặng 27.000 tấn được đưa xuống lòng sông với yêu cầu sai số chỉ tính bằng milimet, đến hệ thống điều hành và giám sát trong không gian khép kín, công trình cho thấy khả năng ứng dụng các giải pháp kỹ thuật phức tạp vào điều kiện thực tế. Đây cũng là kinh nghiệm quan trọng đối với việc nghiên cứu, phát triển những công trình hầm vượt sông và hạ tầng giao thông ngầm trong tương lai.