Huy động hàng triệu tấn đá, cát đắp đảo nhân tạo giữa biển để xây siêu sân bay, vốn đầu tư hơn 520.000 tỷ đồng

Được xây dựng trên một hòn đảo nhân tạo dài khoảng 4km giữa vịnh Osaka, Sân bay Quốc tế Kansai là một trong những công trình kỹ thuật tham vọng nhất của Nhật Bản.

Dự án có tổng mức đầu tư khoảng 20 tỷ USD (hơn 520.000 tỷ đồng), được triển khai nhằm giải quyết tình trạng thiếu quỹ đất cho hạ tầng hàng không và giảm tiếng ồn đối với các khu dân cư.

Cụ thể, Osaka và Kobe đều có mật độ đô thị cao, khiến việc mở rộng các sân bay hiện hữu gần như không khả thi. Trong khi đó, người dân sống gần sân bay liên tục phản đối tiếng ồn từ hoạt động cất hạ cánh của máy bay.

Thay vì mở rộng trên đất liền, các kỹ sư Nhật Bản quyết định xây dựng một hòn đảo nhân tạo ngoài khơi. Hàng triệu tấn đá và cát được vận chuyển đến vịnh Osaka để tạo nền cho đường băng, nhà ga và toàn bộ hạ tầng sân bay.

Do đáy biển chủ yếu là các lớp bùn mềm, quá trình thi công kéo dài nhiều năm để đảm bảo nền móng đủ khả năng chịu tải. Sau khi hoàn thành, sân bay được kết nối với đất liền bằng một cây cầu hai tầng tích hợp cả đường sắt và đường bộ, phục vụ việc vận chuyển hành khách, hàng hóa và nhân viên.

Ngay từ khi thiết kế, các kỹ sư đã dự tính hòn đảo sẽ lún dần dưới sức nặng của chính nó do các lớp bùn dưới đáy biển bị nén. Tuy nhiên, tốc độ lún thực tế diễn ra nhanh hơn so với dự báo.

Đáng lo ngại hơn, nền đất không lún đồng đều. Sự chênh lệch cao độ giữa các khu vực có thể ảnh hưởng đến cột chịu lực, sàn nhà và kết cấu của nhà ga.

Để khắc phục, hệ thống kích thủy lực được lắp đặt dưới các cột công trình, cho phép điều chỉnh độ cao khi phát hiện lún cục bộ. Song song đó, cảm biến laser liên tục theo dõi chuyển động của nền đất để các kỹ sư kịp thời đưa ra biện pháp xử lý.

Nằm giữa biển, Kansai phải đối mặt trực tiếp với gió mạnh, sóng lớn và các cơn bão thường xuyên đổ bộ vào Nhật Bản.

Năm 2018, một cơn bão lớn khiến nước biển tràn qua đường băng, gây ngập nghiêm trọng và làm gián đoạn hoạt động của sân bay. Sau sự cố, hệ thống đê bao được gia cố, đồng thời các trạm bơm và hệ thống thoát nước cũng được nâng cấp nhằm tăng khả năng ứng phó với nước biển dâng.

Ngoài bão và ngập lụt, sân bay còn được thiết kế để chịu được các trận động đất. Kết cấu nền móng có khả năng hấp thụ và phân tán năng lượng từ rung chấn, góp phần giảm nguy cơ hư hỏng đối với đường băng và các công trình bên trên.

Nhờ đó, công tác bảo trì tại Kansai không chỉ dừng ở việc vận hành một sân bay quốc tế thông thường mà còn bao gồm việc giám sát liên tục cao độ nền đất, kết cấu công trình và hệ thống bảo vệ ngoài biển.

Được biết, toàn bộ kết cấu sân bay sử dụng vật liệu có khả năng chống ăn mòn do tiếp xúc thường xuyên với nước mặn. Nhà ga chính được thiết kế theo hình cánh mở với mái cong giúp thông gió tự nhiên, trong khi các mảng kính lớn tận dụng tối đa ánh sáng ban ngày.

Bên trong nhà ga, hệ thống tàu điện nội bộ đưa hành khách đến các cửa khởi hành ở xa, còn mặt sàn và kết cấu công trình được thiết kế để chịu được lưu lượng lớn người, hành lý và phương tiện phục vụ sân bay.

Đến nay, Sân bay Quốc tế Kansai vẫn được xem là một trong những biểu tượng của kỹ thuật xây dựng hiện đại. Tuy nhiên, sự tồn tại của công trình cũng cho thấy những thách thức lâu dài khi con người mở rộng hạ tầng ra biển, nơi thiên nhiên luôn đặt ra những bài toán mới mà công nghệ phải không ngừng tìm cách giải quyết.