Huy động 13.000 kỹ sư, công nhân đào 8 triệu m³ đất đá với tốc độ lên tới 2.400 tấn/giờ suốt 6 năm, xây 'siêu công trình' dài thứ 2 thế giới, vốn đầu tư hơn 320.000 tỷ

Đường hầm eo biển Manche (Channel Tunnel) là tuyến đường sắt xuyên dưới đáy biển nối Folkestone, Kent (Anh) với Coquelles, gần Calais (Pháp). Công trình dài khoảng 50,45km, trong đó 37,9km nằm dưới đáy eo biển Manche, được hoàn thành sau 6 năm thi công và chính thức khánh thành năm 1994.

Với quy mô xây dựng lớn, điều kiện thi công phức tạp và yêu cầu kiểm soát độ chính xác cao khi đào từ 2 phía, Channel Tunnel trở thành một trong những công trình kỹ thuật tiêu biểu của thế kỷ XX. Năm 1994, Hiệp hội Kỹ sư Xây dựng Hoa Kỳ (ASCE) đưa công trình vào danh sách 7 kỳ quan của thế giới hiện đại.

Ý tưởng đào hầm xuất hiện từ đầu thế kỷ XIX

Eo biển Manche nằm giữa miền Nam nước Anh và miền Bắc nước Pháp, kết nối Đại Tây Dương với Biển Bắc. Tại điểm hẹp nhất, khoảng cách giữa 2 bờ vào khoảng 34km. Trong nhiều thế kỷ, eo biển này vừa là tuyến hàng hải quan trọng vừa tạo thành ranh giới tự nhiên giữa Anh và lục địa châu Âu.

Ý tưởng xây dựng một tuyến đường hầm dưới eo biển xuất hiện từ năm 1802. Kỹ sư người Pháp Albert Mathieu-Favier khi đó đưa ra đề xuất xây dựng một đường hầm nối Anh với Pháp. Phương án này dự kiến có các điểm dừng giữa biển và sử dụng phương tiện vận chuyển chạy dưới lòng đất.

Ý tưởng tiếp tục được đề cập trong thế kỷ XIX. Năm 1856, kỹ sư người Pháp Thome de Gamond đưa ra một thiết kế khác, trong đó đề xuất xây dựng một bến cảng tại bãi cạn Varne ở giữa eo biển. Kế hoạch nhận được sự ủng hộ của Hoàng đế Napoleon III và sự quan tâm của Nữ hoàng Anh Victoria.

Đến năm 1865, cựu Thủ tướng Anh William Gladstone cũng đề cập tới dự án. Năm 1919, ý tưởng đào hầm được đưa ra tại Hội nghị Hòa bình Paris bởi Thủ tướng Anh David Lloyd George.

Tuy nhiên, kế hoạch nhiều lần bị đình lại bởi những lo ngại về kỹ thuật, tài chính và quân sự. Với Anh, một tuyến kết nối trực tiếp với lục địa châu Âu từng được nhìn nhận dưới góc độ an ninh quốc phòng. Trong Chiến tranh thế giới thứ nhất và giai đoạn đầu Chiến tranh lạnh, giới quân sự Anh từng nghiên cứu cả phương án vô hiệu hóa đường hầm trong trường hợp xảy ra xung đột.

Năm 1914, Winston Churchill từng đề xuất một đoạn cầu có thể nâng lên để kiểm soát việc kết nối với đường hầm. Đến năm 1959, Bộ Quốc phòng Anh thậm chí đề xuất nghiên cứu khả năng phá hủy đường hầm bằng vũ khí hạt nhân nếu dự án được xây dựng và tình hình quân sự buộc phải ngăn tuyến kết nối này. Những kế hoạch này sau đó không được triển khai.

Bước ngoặt đến vào thập niên 1980, khi điều kiện kỹ thuật và quan hệ giữa Anh với Pháp tạo cơ sở để dự án được triển khai.

Ngày 12/2/1986, hai nước ký Hiệp ước Canterbury, đặt nền tảng pháp lý cho việc xây dựng đường hầm. Ngày 29/7/1987, Nữ hoàng Elizabeth II và Tổng thống Pháp François Mitterrand ký thỏa thuận cho phép xây dựng công trình

6 năm xây dựng dưới đáy eo biển

Công trình bắt đầu được triển khai vào năm 1988. Channel Tunnel gồm 3 đường hầm chạy song song: 2 đường hầm đường sắt chính và 1 đường hầm dịch vụ nằm giữa.

2 đường hầm chính có đường kính khoảng 7,6m, đủ lớn để một xe buýt 2 tầng đi qua. Mỗi tuyến đảm nhận một chiều chạy tàu. Đường hầm dịch vụ có đường kính khoảng 4,8m, phục vụ bảo trì, tiếp cận và ứng phó khẩn cấp.

Toàn bộ hệ thống được đào trong lớp đá phấn xanh có đặc tính tương đối phù hợp cho việc xây dựng đường hầm dưới biển. Các kỹ sư lựa chọn tầng địa chất này nhằm hạn chế nguy cơ nước biển thấm vào công trình. Tuyến hầm chạy ở độ sâu trung bình khoảng 45m dưới đáy biển và tại vị trí sâu nhất nằm khoảng 75m dưới mực nước biển.

Các đường hầm cũng được thiết kế với những đoạn cong nhẹ theo chiều ngang và chiều dọc để bám theo lớp địa chất phù hợp thay vì tạo thành một đường thẳng tuyệt đối.

Mỗi máy được vận hành bởi một đội kỹ sư và công nhân. Ở thời điểm cao điểm, khoảng 13.000 kỹ sư, kỹ thuật viên và công nhân được huy động trên 2 công trường.

Đội thi công phải xử lý khoảng 8 triệu m³ đất đá, với tốc độ lên tới 2.400 tấn/giờ trong quá trình đào. 11 máy khoan đường hầm (TBM) được chế tạo riêng, trong đó 6 máy hoạt động từ phía Anh và 5 máy từ phía Pháp. Những cỗ máy này có kích thước rất lớn, dài khoảng 200m hoặc hơn tùy loại và nặng hàng nghìn tấn.

Lượng vật liệu cũng tạo ra một bài toán xử lý lớn. Phía Anh nghiền và sử dụng đá phấn để tạo khu đất lấn biển tại chân vách đá Shakespeare Cliffs gần Dover. Khu vực này sau đó trở thành Samphire Hoe. Phía Pháp xử lý đá phấn bằng cách nghiền, trộn với nước rồi bơm vào khu vực chứa vật liệu phía trong đất liền.

Điều kiện địa chất ở 2 phía có sự khác biệt đáng kể. Phần nền đất phía Pháp ẩm và phức tạp hơn khiến tốc độ đào chậm hơn phía Anh. Sau khoảng 1 năm, đội Anh đã đào được khoảng 4km trong khi phía Pháp mới hoàn thành khoảng 1km. Một số chuyên gia Nhật Bản và Mỹ cũng tham gia hỗ trợ xử lý các vấn đề kỹ thuật.

Ngày 12/12/1990, đường hầm dịch vụ được thông tuyến. Kỹ sư người Pháp Philippe Cozette và kỹ sư người Anh Graham Fagg là 2 người đại diện cho 2 đội thi công trong cuộc gặp lịch sử dưới đáy biển. Sự kiện được truyền hình trực tiếp tại nhiều nơi.

Đường hầm dịch vụ được hoàn thành trước để kiểm tra điều kiện địa chất và hỗ trợ thi công 2 đường hầm chính. 2 đường hầm đường sắt sau đó tiếp tục được nối thông.

Công trình được xếp vào 7 kỳ quan hiện đại

Chi phí xây dựng Channel Tunnel vượt xa dự toán ban đầu. Global Infrastructure Hub ghi nhận dự án được ước tính khoảng 4,8 tỷ bảng Anh (165.000 tỷ đồng) theo mặt bằng giá năm 1985 nhưng tổng chi phí khi hoàn thành vào năm 1994 lên tới khoảng 9,5 tỷ bảng Anh (326.000 tỷ đồng). Mức đội vốn khoảng 80% được lý giải bởi các vấn đề trong quá trình xây dựng, thiết bị, thử nghiệm và những thay đổi thiết kế nhằm tăng yêu cầu an toàn.

Ngày 6/5/1994, Nữ hoàng Elizabeth II và Tổng thống François Mitterrand dự lễ khánh thành Channel Tunnel. 6 tháng sau, dịch vụ Eurostar chính thức bắt đầu hoạt động qua đường hầm, kết nối London với Paris và Brussels.

Trước khi Channel Tunnel xuất hiện, hành trình đường sắt kết hợp phà từ London tới Paris mất khoảng 6-7 giờ. Sau khi tuyến hầm đi vào hoạt động, thời gian di chuyển bằng tàu cao tốc được rút xuống khoảng 2 giờ 30 phút đối với hành trình London - Paris, tùy lịch trình và thời điểm.

Ngoài Eurostar, hệ thống còn có dịch vụ Le Shuttle vận chuyển ô tô, xe buýt và xe tải giữa Anh và Pháp. Hành khách cùng phương tiện được đưa lên các đoàn tàu chuyên dụng để vượt qua đường hầm.

Năm 1994, Hiệp hội Kỹ sư Xây dựng Hoa Kỳ (ASCE) đưa Channel Tunnel vào danh sách “7 kỳ quan của thế giới hiện đại”. Danh sách này còn có Empire State Building của Mỹ, Cầu Cổng Vàng ở San Francisco, Tháp CN ở Toronto, Kênh đào Panama và đập Itaipu ở khu vực Nam Mỹ.

Với chiều dài 50,45km, Channel Tunnel hiện là đường hầm đường sắt dài thứ 2 thế giới, sau đường hầm Seikan của Nhật Bản (53,85km).

Tuy nhiên, nếu xét riêng phần đường hầm nằm dưới biển, Channel Tunnel vẫn giữ vị trí đặc biệt với khoảng 37,9km chạy dưới đáy eo biển Manche.

Tuyến giao thông quan trọng giữa Anh và châu Âu

Theo Getlinkgroup, kể từ ngày 31/12/2020, Eurotunnel (đơn vị được nhượng quyền khai thác cơ sở hạ tầng đường hầm eo biển Manche) đã triển khai các dịch vụ biên giới thông minh, giúp đường hầm eo biển Manche tiếp tục là lựa chọn nhanh chóng, đáng tin cậy, thuận tiện và thân thiện với môi trường nhất để di chuyển qua eo biển Manche.

Từ khi đi vào hoạt động năm 1994, đã có hơn 537 triệu lượt hành khách và hơn 109 triệu phương tiện đi qua đường hầm này. Đây là tuyến giao thông đường bộ độc đáo, đảm nhận khoảng 1/4 tổng giá trị thương mại giữa châu Âu lục địa và Vương quốc Anh, trở thành một mắt xích quan trọng trong kết nối kinh tế 2 bên.

Một hạng mục đáng chú ý khác là tuyến cáp điện ElecLink được lắp đặt bên trong Channel Tunnel. Công trình này tạo thêm một kết nối truyền tải điện giữa Anh và Pháp, nâng vai trò của đường hầm từ hạ tầng giao thông lên một phần của hệ thống kết nối năng lượng xuyên biên giới.

Đến nay, Channel Tunnel vẫn là một trong những công trình hạ tầng lớn nhất được xây dựng dưới đáy biển. Với chiều dài 50,45km, cấu trúc 3 đường hầm song song, quá trình thi công từ 2 phía và yêu cầu kiểm soát địa chất ở độ sâu lớn, công trình trở thành dấu mốc quan trọng của kỹ thuật xây dựng thế kỷ XX.