Siêu cầu vượt biển dài nhất thế giới: Công trình gần 19 tỷ USD được xây suốt gần 1 thập kỷ, sở hữu kết cấu kỳ lạ giữa lòng đại dương

Dài khoảng 55km, đây là tuyến vượt biển cố định dài nhất thế giới hiện nay. Tuy nhiên, trên hành trình nối liền Hong Kong, Chu Hải và Ma Cao, phương tiện không chỉ di chuyển trên cầu mà còn phải đi xuyên qua một đoạn hầm ngầm dưới đáy biển và băng qua các đảo nhân tạo được xây dựng giữa đại dương.

Chính sự kết hợp giữa cầu vượt biển, hầm chìm và đảo nhân tạo đã biến cây cầu Hong Kong - Chu Hải - Ma Cao (thường gọi tắt là HZMB) trở thành một trong những công trình hạ tầng phức tạp nhất từng được xây dựng.

Vì sao cây cầu dài nhất thế giới lại phải "chui" xuống biển?

Ý tưởng xây dựng một tuyến kết nối trực tiếp giữa Hong Kong, Chu Hải và Ma Cao xuất phát từ nhu cầu tăng cường liên kết trong khu vực cửa sông Châu Giang - trung tâm kinh tế năng động bậc nhất Trung Quốc.

Tuy nhiên, đây cũng là một trong những tuyến hàng hải nhộn nhịp nhất châu Á. Mỗi ngày có lượng lớn tàu container, tàu hàng và tàu dịch vụ di chuyển qua khu vực.

Nếu toàn bộ công trình được xây bằng cầu nổi trên mặt biển, các nhịp cầu sẽ ảnh hưởng đến luồng hàng hải. Ngược lại, nếu lựa chọn giải pháp hầm ngầm xuyên suốt, chi phí và độ phức tạp kỹ thuật sẽ tăng lên rất lớn.

Bởi vậy, các kỹ sư đã chọn một lời giải trung hòa khi phần lớn tuyến được xây bằng cầu vượt biển, trong khi khu vực có mật độ tàu thuyền cao nhất được thay thế bằng đoạn hầm chìm dài khoảng 6,7km. Hai đầu hầm được kết nối với mặt cầu thông qua các đảo nhân tạo xây dựng ngoài khơi.

Mô hình "cầu - đảo - hầm" này giúp bảo đảm đồng thời cả giao thông đường bộ lẫn hoạt động hàng hải.

Siêu dự án 18,8 tỷ USD trên vùng biển nhiều bão

Cây cầu HZMB có tổng vốn đầu tư khoảng 18,8 tỷ USD và mất gần một thập kỷ để hoàn thành trước khi chính thức đưa vào vận hành năm 2018.

Trong toàn bộ hệ thống, phần trung tâm dài gần 30km bao gồm khoảng 22,9km cầu vượt biển cùng đoạn hầm ngầm dưới biển kết nối qua các đảo nhân tạo.

Một trong những thách thức lớn nhất là điều kiện tự nhiên tại cửa sông Châu Giang. Khu vực này thường xuyên chịu tác động của thời tiết cực đoan, trung bình khoảng 7 cơn xoáy thuận nhiệt đới mỗi năm, cùng môi trường nước biển có độ ăn mòn cao.

Để bảo đảm vận hành lâu dài, các kết cấu phải được thiết kế chịu tải trọng lớn, chống gió mạnh, chống ăn mòn và duy trì độ ổn định trong điều kiện biển động.

Đặc biệt, hạng mục hầm chìm dưới biển được xem là phần kỹ thuật phức tạp nhất của dự án bởi phải đồng thời đáp ứng yêu cầu chống thấm, chịu áp lực nước lớn và bảo đảm an toàn khai thác trong nhiều thập kỷ.

Cần đến khoảng 20.000m2 ván tre

Không chỉ gây chú ý bởi những kết cấu khổng lồ bằng thép và bê tông, công trình này còn có một chi tiết ít người biết đến.

Tại các đảo nhân tạo, khoảng 20.000m2 ván tre đã được sử dụng cho một số hạng mục nền và cảnh quan. Các vật liệu này được xử lý bằng công nghệ nhiệt nhằm tăng độ bền, hạn chế mục nát và thích nghi với môi trường biển.

Sau hơn 6 năm vận hành, các cấu kiện tre vẫn duy trì độ ổn định trước tác động của nắng nóng, hơi muối và bão biển. Dù không tham gia vào hệ kết cấu chịu lực chính, việc ứng dụng tre cho thấy xu hướng khai thác vật liệu tái tạo trong các công trình hạ tầng hiện đại.

Những kỷ lục 55km chỉ là một phần trong câu chuyện của siêu cầu HZMB.

Ý nghĩa lớn hơn nằm ở việc công trình đã rút ngắn đáng kể thời gian di chuyển giữa Hong Kong, Chu Hải và Ma Cao, tạo điều kiện tăng cường luân chuyển hàng hóa, dịch vụ và dòng người trong khu vực Vịnh Lớn Quảng Đông - Hong Kong - Ma Cao.

Từ góc độ hạ tầng, đây là ví dụ điển hình cho cách các siêu công trình hiện đại được thiết kế để giải quyết đồng thời nhiều bài toán về giao thông, hàng hải, môi trường và phát triển vùng.

Không đơn thuần là cây cầu vượt biển dài nhất thế giới, HZMB còn là minh chứng cho xu hướng tích hợp nhiều loại hình hạ tầng trong cùng một hệ thống nhằm tối ưu hiệu quả kết nối và mở rộng không gian phát triển kinh tế.

Nhìn từ HZMB, giá trị của các siêu công trình ngày nay không còn nằm ở những kỷ lục về chiều dài hay quy mô đầu tư. Điều quan trọng hơn là khả năng tạo ra không gian phát triển mới, thúc đẩy liên kết vùng và tối ưu hóa việc khai thác tài nguyên biển.

Đây cũng là hướng tiếp cận đang được Việt Nam nghiên cứu đối với dự án cầu Cần Giờ - Vũng Tàu. Theo đề xuất ban đầu, công trình không chỉ là tuyến kết nối giao thông giữa TP. HCM và khu vực Bà Rịa - Vũng Tàu cũ mà còn tích hợp 2 đảo nhân tạo trên biển. Mô hình này cho thấy các dự án hạ tầng biển thế hệ mới đang dần vượt ra khỏi vai trò của một cây cầu đơn thuần để trở thành động lực mở rộng không gian phát triển kinh tế, du lịch và đô thị ven biển.