Một máy đào hầm (TBM) trị giá khoảng 50 triệu USD (khoảng 1.300 tỷ đồng) từng bị mắc kẹt ở độ sâu khoảng 54m dưới sông Dương Tử, buộc các kỹ sư Trung Quốc phải sử dụng một phương án chưa từng có: Đưa một máy đào hầm khổng lồ khác từ phía đối diện, đào xuyên lòng đất để tiếp cận cỗ máy gặp sự cố.

Sự việc xảy ra trong quá trình xây dựng hầm Giang Âm - Tĩnh Giang tại tỉnh Giang Tô, một công trình giao thông ngầm lớn của Trung Quốc. Cỗ máy gặp sự cố có tên Juli số 1, đường kính 16,09m, dài khoảng 140m và nặng khoảng 5.000 tấn.

Mắc kẹt dưới lòng sông

Juli số 1 bắt đầu đào từ tháng 4/2022 và đã hoàn thành khoảng 3,2km trước khi hệ thống ổ bi chính - bộ phận quan trọng giúp đầu cắt hoạt động - gặp sự cố vào ngày 8/2/2023.

Khi dừng lại, cỗ máy vẫn còn cách đầu kia của tuyến hầm khoảng 1.725m. Vị trí này nằm ngay bên dưới luồng tàu chính của sông Dương Tử, khoảng 27 m dưới đáy sông và 54 m dưới mặt nước.

Đây là khu vực có lớp cát bão hòa nước với tính thấm cao, trong khi áp lực nước lên tới khoảng 0,76 MPa. Việc mở máy để sửa chữa hoặc tìm cách đưa toàn bộ thiết bị lên bề mặt tiềm ẩn nguy cơ nước và bùn cát tràn vào, đe dọa cả máy móc lẫn phần đường hầm đã thi công.

Các kỹ sư từng cân nhắc nhiều phương án, trong đó có việc bỏ lại một phần tuyến hầm để điều chỉnh thiết kế hoặc đào giếng đứng từ mặt đất xuống tiếp cận cỗ máy. Tuy nhiên, cả hai phương án đều gặp trở ngại lớn về kỹ thuật, chi phí và an toàn, đặc biệt do vị trí nằm ngay dưới tuyến vận tải thủy quan trọng.

Cuối cùng, một giải pháp táo bạo được lựa chọn: Đưa một máy đào hầm khác từ phía đối diện và cho máy này đào thẳng tới vị trí Juli số 1 đang mắc kẹt.

Hai cỗ máy khổng lồ gặp nhau dưới lòng sông

Máy đào hầm thứ hai bắt đầu tiến từ đầu đối diện của tuyến hầm. Hệ thống định vị, cảm biến, camera và thiết bị đo được sử dụng liên tục để kiểm soát hướng di chuyển.

Hai cỗ máy có cùng quy mô, mỗi chiếc đường kính khoảng 16m và nặng khoảng 5.000 tấn, nên yêu cầu về độ chính xác cực kỳ cao.

Khi chỉ còn khoảng 100m, việc điều chỉnh quỹ đạo được kiểm soát chặt chẽ hơn. Trong 10m cuối, tốc độ đào giảm xuống chỉ khoảng 1 cm/phút, trong khi các kỹ sư liên tục kiểm tra vị trí, độ dốc và hướng của máy.

Nỗ lực này đạt kết quả ngoài mong đợi. Cuối cùng, hai máy đào hầm gặp nhau dưới lòng sông. Kết quả đo cho thấy độ lệch theo phương ngang bằng 0 và chênh lệch theo phương đứng chỉ 2mm.

Trong khi giới hạn sai số của dự án khoảng 100mm, sai số thực tế theo phương đứng chỉ bằng khoảng 2% mức cho phép.

Tuy nhiên, việc hai cỗ máy tiếp xúc nhau mới chỉ là bước đầu. Các kỹ sư vẫn phải xử lý nguy cơ nước và bùn cát tràn vào trước khi có thể tháo dỡ thiết bị.

Làm đông đất để ngăn nước sông 

Để bảo vệ khu vực thi công, đội ngũ kỹ thuật quyết định “làm đông” lớp đất xung quanh vị trí hai máy gặp nhau nhằm tạo thành một hàng rào tạm thời ngăn nước và bùn cát.

Tổng cộng 363 mũi khoan chính xác cao được thực hiện xuyên qua các kết cấu thép để lắp đặt hệ thống phục vụ gia cố và đóng băng đất. Các mũi khoan phải xuyên qua những bộ phận thép dày khoảng 80mm.

Trước khi thi công thực tế, các kỹ sư còn dựng một mô hình tỷ lệ 1:1 để mô phỏng quy trình. Công nhân được huấn luyện trong khoảng 45 ngày, trong khi riêng quá trình khoan kéo dài hơn 5 tháng.

Sau đó, lớp đất quanh khu vực kết nối được đóng thành một lớp bảo vệ dày khoảng 3,9m, với nhiệt độ trung bình khoảng -13°C.

Tháo dỡ 2.000 tấn kết cấu ngay dưới sông

Sau khi khu vực được ổn định, các kỹ sư bắt đầu tháo dỡ hai cỗ máy. Do kích thước quá lớn và không gian hạn chế, Juli số 1 không được đưa nguyên vẹn lên mặt đất mà phải được cắt thành từng phần ngay bên trong đường hầm.

Khoảng 2.000 tấn kết cấu được cắt thành hơn 2.000 chi tiết để vận chuyển qua đường hầm. Trong đó, riêng cụm truyền động chính nặng khoảng 320 tấn. Công đoạn tháo dỡ kéo dài khoảng 120 ngày.

Được biết, hầm Giang Âm - Tĩnh Giang dài khoảng 6,445km, nằm trong một dự án có tổng chiều dài khoảng 11,8km. Công trình được thiết kế với 6 làn xe, mỗi chiều 3 làn, tốc độ tối đa 80km/h và đã chính thức đưa vào khai thác từ ngày 24/9/2026.

Tổng mức đầu tư của dự án khoảng 14,36 tỷ nhân dân tệ (hơn 55.000 tỷ đồng). Công trình được kỳ vọng cải thiện kết nối giao thông tại tỉnh Giang Tô, đồng thời cung cấp kinh nghiệm cho việc xây dựng các đường hầm ở khu vực có độ sâu lớn và áp lực nước cao.