Khám phá robot 'khủng' đang khoan ngầm dưới lòng Hà Nội

Ở đoạn đi ngầm từ ga Cầu Giấy đến ga Hà Nội, tầng trung chuyển sẽ có chiều rộng 20 mét, chiều dài hơn 180 mét. Tầng ke ga bên dưới sẽ phục vụ thi công, sau khi hoàn thiện sẽ có một khối kết cấu khác trên bê tông khoảng hơn một mét.

Anh Nguyễn Anh Tuấn, bộ phận kế hoạch - Dự án Metro Nhổn - ga Hà Nội, giới thiệu: “Ở tầng trung chuyển, chiều cao thông thủy theo thiết kế là 4,6 mét. Khu vực này sau sẽ là nơi đón trả khách. Hành khách có nhu cầu đi tàu sẽ đến đây mua vé và làm thủ tục”.

Tuyến metro Nhổn - ga Hà Nội đã đón lượng khách kỷ lục đến hơn 100.000 lượt.

Hai máy TBM là TBM Thần Tốc và TBM Táo Bạo đang làm nhiệm vụ khoan tầng trung chuyển. Máy khoan Thần Tốc đã bắt đầu từ 30/7, còn TBM Táo Bạo sẽ triển khai khoan hầm vào ngày 30/9.

Ngoài ra, có các thiết bị phụ trợ đi kèm làm nhiệm vụ cung cấp các trang thiết bị cần thiết để phục vụ máy khoan hầm, ví dụ như các tấm vỏ hầm sẽ qua hệ thống băng tải để lắp ráp.

Hai máy khoan đều được sản xuất và lắp ráp tại Đức, của nhà sản xuất Herrenkecht, một hãng chuyên sản xuất TBM lớn nhất thế giới. TBM là từ viết tắt của Tunnel Boring Machine, máy đào hầm có công nghệ tân tiến nhất hiện nay.

Hai máy TBM là TBM Thần Tốc và TBM Táo Bạo đang làm nhiệm vụ khoan tầng trung chuyển.

TS. Vũ Thế Mạnh, Kỹ sư chính phụ trách thi công hầm, Liên danh Hyundai - Ghella, cho biết: “Chúng ta có hai máy TBM có thiết kế tương tự nhau. Về cơ bản, TBM có thiết kế độ dài khoảng 90 mét, bao gồm ba phần chính. Phần thứ nhất là phần lưỡi cắt, phần thứ hai là khiên đào dài tầm 10 mét, phần thứ ba là phần phụ trợ phía sau nhằm cung cấp điện, thủy lực”.

TBM hay còn gọi là máy khiên đào, gồm EPB (Earth Pressure Balance) - cân bằng áp lực đất và SS (Slurry Shield), cân bằng áp lực đất bằng vữa bùn. Máy TBM dùng trong tuyến ngầm Nhổn - ga Hà Nội là EPB.

Trong đất yếu, khi chúng ta đào mà không có một biện pháp phòng chống lại áp lực gương đào phía trước sẽ gây mất ổn định gương đào. Từ đó, làm ảnh hưởng lên bề mặt đất và ảnh hưởng môi trường xung quanh".

Hai máy TBM là TBM Thần Tốc và TBM Táo Bạo. Máy khoan thần tốc đã bắt đầu từ 30/7, còn TBM Táo Bạo sẽ triển khai khoan hầm vào ngày 30/9

Những máy đào hầm ngày xưa có thiết kế hở nên sẽ không có biện pháp để phòng chống nhằm ổn định gương đào và không được sử dụng trong đất yếu. Sau này người ta mới phát triển thêm máy đào hầm thế hệ mới là EPB và SS.

Về nguyên lý của máy đào hầm, sau đầu cắt có một buồng đào được liên thông phần sau bằng vít tải và có cửa phía sau để đóng vít tải nhằm tạo một hệ kín hoàn toàn phí trước.

Trong quá trình đào, đất đá phía trước gương đào sẽ tích vào bên trong buồng đào. Đất đá càng tích tụ nhiều bên trong buồng đào sẽ tạo một áp lực ngày càng lớn cho đến khi cân bằng áp lực với bên ngoài gương đào, sẽ làm hạn chế tối đa sự mất ổn định và không làm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.

Máy TBM sẽ được thiết kế đặc thù riêng cho từng dự án bởi vì địa chất của từng dự án, từng vị trí khác nhau.

Máy đào hầm có đường kính lưỡi cắt là 6,55 mét; phần đuôi có đường kính 6,53 mét; phần thân máy có thiết kế hơi thon lại so với phần khiên đào. Các vỏ hầm đúc sẵn sẽ được lắp trong khiên đào với đường kính ngoài là 6,3 mét, đường kính trong là 5,7 mét. Những tấm vỏ hầm được chế tạo sẵn tại nhà máy Amaccao tại Hà Nam.

Bởi vì hai hầm song song với nhau, khi tiến hành đào thì một máy sẽ đào trước và một máy đào sau. Nếu hai máy tiến hành đào song song sẽ tạo vùng ảnh hưởng rất lớn. Sau khi máy thứ nhất kết thúc đào khoảng hơn 200 mét thì sẽ dừng lại để máy thứ hai tiến hành đào.

Về cơ bản, máy TBM sẽ được thiết kế đặc thù cho từng dự án bởi vì địa chất của từng dự án, từng vị trí khác nhau. Địa chất khu vực Hà Nội độ sâu khoảng từ 10 - 28 mét. Vị trí sâu nhất tại tuyến thoát hiểm của ngã tư Kim Mã - Núi Trúc. TBM có thể đi qua 8 lớp địa chất khác nhau tại khu vực Hà Nội.

Sau hơn hai tuần vận hành thương mại, tuyến metro Nhổn - Cầu Giấy đã đón hàng trăm nghìn lượt khách tham quan, trải nghiệm.

TS Mạnh giải thích: Nguyên lý của máy đào hầm là sẽ luôn tạo ra một áp lực cân bằng trước gương đào. Một khi đảm bảo được áp lực cân bằng theo như tính toán thiết kế, sẽ hạn chế một cách tối đa ảnh hưởng của gương đào hầm đến môi trường xung quanh.

Ngoài ra, để có thể kiểm soát ảnh hưởng của máy TBM, các nhà thầu cũng lắp đặt hệ thống quan trắc dọc tuyến ngầm, theo dõi trong suốt quá trình thi công nhằm ghi nhận kịp thời các ảnh hưởng (nếu có).

Kết nối giữa đoạn trên cao và đoạn ngầm sẽ thông qua đoạn dốc chuyển tiếp nối từ S8 - S9. Đường dẫn cung cấp khí tươi vào bên trong hầm, được cung cấp thông qua hệ thống ống cứng và hệ thống ống bền bên trong. Bên cạnh đó, hệ thống trao đổi nhiệt giúp làm mát, bởi vì TBM sử dụng hệ thống động cơ điện nên động cơ bên trong sẽ phát nhiệt lớn, cần có một hệ thống làm mát.

Càng đi vào sâu bên trong TBM, nhiệt độ sẽ càng cao bởi vì đây là một không gian kín cho nên điều kiện làm việc bên trong sẽ khắc nghiệt hơn so với bên ngoài. Trong quá trình làm việc bên trong TBM phải luôn cung cấp đủ khí tươi, đảm bảo lượng oxy cần thiết cho hơn 20 công nhân, kỹ sư làm việc. Ngoài ra, hệ thống tủ biến tần sẽ cung cấp nguồn điện cho mũi khoan phía trước.

Sau hơn hai tuần vận hành thương mại, tuyến metro Nhổn - Cầu Giấy đã đón hàng trăm nghìn lượt khách và nhận được rất nhiều sự quan tâm của người dân Thủ đô cũng như du khách. Có ngày tuyến metro này đã đón lượng khách kỷ lục lên đến hơn 100.000 lượt. Phần đi ngầm dự kiến hoàn thành, nối thông toàn tuyến từ Nhổn tới ga Hà Nội vào năm 2027.

Trà My