Khối đá lớn bất ngờ đổ sập từ trên cao, Việt Nam vẫn thành công đưa công trình có hầm đặc biệt về đích và lập kỷ lục Đông Nam Á

Nằm xuyên qua dãy núi Hải Vân, giữa TP. Huế và TP. Đà Nẵng, Hầm đường bộ Hải Vân là một trong những công trình giao thông ngầm quy mô lớn và phức tạp nhất Việt Nam.

Thay vì phải vượt cung đèo quanh co dài hơn 21 km, phương tiện có thể đi xuyên lòng núi qua hai ống hầm song song, mỗi ống dài hơn 6 km. Công trình không chỉ rút ngắn đáng kể thời gian di chuyển từ khoảng 1 giờ xuống còn 10-15 phút, mà còn hạn chế những rủi ro do địa hình dốc, sương mù, mưa lớn và sạt lở.

Đằng sau hệ thống hầm hiện đại này là hành trình xây dựng kéo dài, qua hai giai đoạn phát triển. Trong đó, hầm Hải Vân 1 sử dụng nguồn vốn vay ODA của Nhật Bản, khánh thành năm 2005. Đến năm 2021, hầm Hải Vân 2 được đưa vào khai thác, với sự tham gia đầu tư và thi công của Tập đoàn Đèo Cả.

Hơn 127 triệu USD xây dựng đường hầm xuyên dãy núi hiểm trở

Dự án hầm đường bộ xuyên đèo Hải Vân được triển khai nhằm thay thế cung đường đèo dài hơn 21 km với địa hình dốc, nhiều khúc cua gấp, thường xuyên có sương mù và chịu ảnh hưởng của thời tiết khắc nghiệt. Công trình chính thức khởi công tháng 8/2000, với tổng vốn đầu tư hơn 127 triệu USD, chủ yếu từ nguồn vốn vay ODA của Nhật Bản.

Sau gần 5 năm thi công, ngày 5/6/2005, Hầm Hải Vân chính thức khánh thành. Tại thời điểm đó, đây là hầm đường bộ dài nhất Đông Nam Á, đánh dấu bước tiến quan trọng của hạ tầng giao thông Việt Nam.

Theo thiết kế, toàn tuyến công trình dài 12,047 km, bao gồm hầm chính, đường dẫn và các hạng mục phụ trợ. Riêng ống hầm chính dài 6.280 m, rộng khoảng 10 m, cao 7,5 m, bố trí hai làn xe lưu thông hai chiều.

Song song với hầm chính là hầm cứu nạn dài gần tương đương, rộng khoảng 4,7 m. Hai đường hầm được kết nối bằng các hầm ngang, tạo lối thoát hiểm cho người và phương tiện trong trường hợp xảy ra sự cố.

Một trong những điểm đáng chú ý về kỹ thuật là việc áp dụng phương pháp NATM (New Austrian Tunnelling Method), hay phương pháp đào hầm tiên tiến của Áo. Công nghệ này dựa trên nguyên tắc tận dụng khả năng tự chịu lực của khối đá xung quanh, kết hợp các biện pháp gia cố như phun bê tông, neo đá và lắp đặt kết cấu chống đỡ phù hợp với điều kiện địa chất thực tế.

Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào kết cấu chống đỡ cứng, NATM cho phép khối đá xung quanh tham gia vào quá trình chịu lực của công trình. Vì vậy, trong suốt quá trình đào hầm , kỹ sư phải liên tục khảo sát, phân loại địa chất và quan trắc biến dạng để điều chỉnh biện pháp gia cố theo từng khu vực.

Tuy nhiên, quá trình thi công Hầm Hải Vân 1 đã gặp phải một thách thức lớn. Chỉ sau khoảng 5 tháng khởi công, khu vực cửa hầm phía Nam xảy ra sự cố sạt lở nghiêm trọng. Một khối đá nặng hơn 20 tấn cùng khoảng 600 m³ đất đá đổ sập, tạo hốc sụt dài khoảng 6 m trên nóc hầm . Khu vực sạt lở hình thành một hố sâu thông lên mái dốc, khiến công tác xử lý và thi công tiếp theo gặp nhiều khó khăn.

Trước tình hình này, chủ đầu tư mời Công ty Kend Tunneling (Hong Kong) tham gia tư vấn xử lý sự cố, với chi phí dự kiến khoảng 1 triệu USD. Tuy nhiên, sau khoảng một tuần, đơn vị này rút lui.

Nhiệm vụ sau đó được giao cho Tổng công ty Sông Đà, với lực lượng kỹ sư Công ty Sông Đà 10 trực tiếp tiếp quản hiện trường. Sau khoảng 4 tháng, đội ngũ trong nước xử lý thành công điểm sạt lở, đưa công trường trở lại hoạt động.

Theo thông tin được công bố, phương án xử lý do phía Việt Nam thực hiện có chi phí khoảng 300.000 USD, thấp hơn mức 1 triệu USD dự kiến thuê đơn vị tư vấn nước ngoài. Chi phí vật liệu của phương án này được nêu ở mức khoảng 12 tỷ đồng, thấp hơn đáng kể so với mức 2 triệu USD được đề xuất trước đó.

Sự cố không chỉ đặt ra bài toán về địa chất và kỹ thuật xây dựng mà còn trở thành dấu mốc trong quá trình tiếp nhận, làm chủ công nghệ đào hầm tại Việt Nam. Thông qua quá trình trực tiếp tham gia thi công Hầm Hải Vân 1, các kỹ sư trong nước từng bước tích lũy kinh nghiệm khảo sát, phân loại đất đá, quan trắc chuyển vị và tổ chức thi công theo phương pháp NATM.

Ở giai đoạn đầu, các nhà thầu Nhật Bản và Hàn Quốc đảm nhận nhiều phần việc quan trọng, phối hợp với các đơn vị xây dựng trong nước. Quá trình tham gia thực tế và tiếp nhận chuyển giao kỹ thuật đã tạo nền tảng kinh nghiệm để đội ngũ kỹ sư Việt Nam tiếp tục tham gia những dự án hầm có yêu cầu kỹ thuật phức tạp hơn.

Hàng nghìn mét khối đất đá vùi lấp hầm , thử thách lớn trước ngày đào thông

Sau khi Hầm Hải Vân 1 đi vào khai thác, lưu lượng phương tiện qua khu vực tăng cùng nhu cầu vận tải và giao thương Bắc – Nam. Tuy nhiên, việc chỉ có một ống hầm với hai làn xe lưu thông hai chiều dần bộc lộ hạn chế về năng lực thông hành.

Năm 2016, dự án mở rộng Hầm Hải Vân 2 được triển khai theo hình thức BOT, với nhà đầu tư là Công ty Cổ phần Đầu tư Đèo Cả thuộc Tập đoàn Đèo Cả. Tổng mức đầu tư được công bố khoảng 7.295 tỷ đồng.

Điểm đặc biệt của dự án là ống hầm thứ hai được hình thành trên cơ sở chuyển đổi hầm lánh nạn hiện hữu thành hầm giao thông, thay vì đào mới hoàn toàn từ đầu. Phương án này giúp tận dụng công trình đã xây dựng, đồng thời hình thành hệ thống hai ống hầm song song, mỗi ống phục vụ một chiều lưu thông với hai làn xe.

Dù tận dụng được hầm lánh nạn cũ, quá trình mở rộng vẫn đặt ra những yêu cầu kỹ thuật phức tạp. Trong suốt thời gian thi công, Hầm Hải Vân 1 vẫn phải duy trì hoạt động, buộc nhà đầu tư kiểm soát chặt chẽ hoạt động khoan, nổ mìn và đào đất đá để tránh ảnh hưởng đến kết cấu cũng như an toàn khai thác của ống hầm hiện hữu.

Đặc biệt, ngày 21/6/2018, công trường xảy ra sự cố sụt đất và phun mạch nước ngầm. Hàng nghìn mét khối đất đá đổ xuống, lấp toàn bộ một đoạn hầm dài hàng chục mét, khiến tiến độ thi công đứng trước thách thức lớn. Khi ấy, đội ngũ thi công phải tính toán phương án khắc phục phù hợp để vừa xử lý khu vực bị vùi lấp, vừa bảo đảm an toàn cho công trình mới và ống hầm cũ đang khai thác.

Sau sự cố, nhà đầu tư tổ chức khắc phục hiện trường, tiếp tục triển khai các hạng mục đào hầm , gia cố kết cấu và lắp đặt thiết bị. Phương pháp NATM tiếp tục được áp dụng, kết hợp các công đoạn khoan, nổ mìn, phun bê tông và neo đá để gia cố khối đá xung quanh.

Với phương pháp này, biện pháp gia cố không được áp dụng đồng nhất trên toàn tuyến mà phải điều chỉnh theo điều kiện địa chất của từng đoạn. Kỹ sư cần tính toán trình tự đào, chiều dày lớp bê tông phun, mật độ neo đá và kết cấu chống đỡ nhằm hạn chế biến dạng, duy trì khả năng chịu lực của khối đá và bảo đảm ổn định lâu dài cho công trình.

Ngày 7/10/2019, mũi khoan cuối cùng chính thức đào thông Hầm Hải Vân 2, đánh dấu việc hoàn thành công đoạn đào xuyên núi – một trong những khâu phức tạp nhất của dự án. Sau cột mốc này, công trường chuyển sang giai đoạn hoàn thiện kết cấu, lắp đặt thiết bị và kiểm tra vận hành.

Ở giai đoạn nước rút, hàng trăm kỹ sư, công nhân được huy động làm việc trên công trường. Theo thông tin được công bố, có thời điểm lực lượng thi công lên tới gần 500 người, tập trung hoàn thành các hạng mục cuối cùng.

Sau hơn 4 năm xây dựng, ngày 11/1/2021, Hầm Hải Vân 2 chính thức khánh thành. Việc đưa ống hầm thứ hai vào khai thác không chỉ hoàn thiện hệ thống hai chiều riêng biệt mà còn nâng cao đáng kể năng lực thông hành qua khu vực.

Hầm Hải Vân 2 đi vào khai thác đã thay đổi căn bản cách tổ chức giao thông qua khu vực. Nếu trước đây, phương tiện phải lưu thông hai chiều trên cùng một ống hầm , hệ thống mới cho phép phân tách dòng xe theo hai hướng riêng biệt, mỗi ống có hai làn xe.

Hai ống hầm được kết nối bằng hệ thống 15 hầm ngang, phục vụ thoát hiểm và hỗ trợ xử lý sự cố. Các thiết bị vận hành cũng được đầu tư đồng bộ, gồm hệ thống chiếu sáng, thông gió, báo cháy tự động, chữa cháy và giám sát giao thông.

Đáng chú ý, hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) được sử dụng để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu vận hành. Thông qua hệ thống này, trung tâm điều hành có thể theo dõi tình trạng thiết bị, điều kiện môi trường và các thông số an toàn bên trong hầm .

Hệ thống chiếu sáng được điều chỉnh theo cường độ ánh sáng bên ngoài, hạn chế sự thay đổi đột ngột về độ sáng khi phương tiện đi vào hoặc ra khỏi hầm . Trong trường hợp mất điện lưới, nguồn điện dự phòng và hệ thống ắc quy có thể duy trì hoạt động của các thiết bị thiết yếu.

Đối với công tác phòng cháy, chữa cháy, hệ thống cáp báo cháy tự động được bố trí dọc vòm hầm nhằm phát hiện và xác định vị trí xảy ra sự cố. Các nút báo cháy bằng tay cũng được lắp đặt tại những vị trí bố trí thiết bị chữa cháy dọc tuyến.