33 tháng vượt địa chất xấu để thi công hầm Bình Đê

Hầm Bình Đê thuộc dự án cao tốc Quảng Ngãi – Hoài Nhơn, dự án có quy mô lớn nhất trong 12 dự án thành phần của tuyến cao tốc Bắc Nam giai đoạn 2 (2021-2025), với tổng mức đầu tư 20.470 tỷ đồng. Tuyến cao tốc dài 88 km, đi qua địa hình miền Trung phức tạp, gồm 3 hầm xuyên núi. Trong đó, hầm Bình Đê là hầm dài nhất, dài 3,2 km.

Theo ông Bùi Hồng Đăng, Giám đốc Ban điều hành gói thầu XL03 (Tập đoàn Đèo Cả), với kinh nghiệm thi công nhiều hầm xuyên núi trước đây, thời gian dự kiến để hoàn thành hầm Bình Đê trong điều kiện địa chất thuận lợi là khoảng 48 tháng. Tuy nhiên để bảo đảm tiến độ đồng bộ toàn tuyến Quảng Ngãi – Hoài Nhơn, Ban Quản lý dự án 2 yêu cầu rút ngắn thời gian. Hợp đồng sau đó được ký với thời hạn 42 tháng, thi công từ ngày 17/3/2023 đến 17/9/2026.

Giữa năm 2024, trong chuyến kiểm tra công trường, Thủ tướng Phạm Minh Chính đặt vấn đề: nếu đến tháng 12/2025 toàn tuyến cao tốc Bắc Nam phía Đông thông xe nhưng hầm Bình Đê chưa hoàn thành sẽ ảnh hưởng lớn đến hiệu quả khai thác. Tập đoàn Đèo Cả vì vậy cam kết hoàn thành hầm để cùng các dự án khác thông tuyến vào cuối năm 2025. Điều đó đồng nghĩa thời gian thi công tiếp tục phải rút xuống còn khoảng 33 tháng, trong khi lúc đó các mũi đào mới đạt khoảng 500 m từ hai đầu Bắc và Nam.

Khó khăn lớn nhất phát sinh khi địa chất trong hầm ngày càng xấu. Nhiều đoạn đá bị phong hóa mạnh, chuyển thành đất rời, không thể nghiền tái sử dụng làm vật liệu thảm mặt đường như thiết kế ban đầu. Địa chất yếu tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn, buộc nhà thầu vừa thi công, vừa tính toán lại toàn bộ giải pháp kỹ thuật.

Ông Bùi Hồng Đăng cho biết trong số các hầm có địa chất yếu mà ông từng tham gia như Núi Vung hay Trường Vinh, hầm Bình Đê là kém nhất. Nếu địa chất đúng như dự báo ban đầu, việc hoàn thành trong 48 tháng đã rất khó, nay vừa gặp nền địa chất không ổn định, vừa phải rút ngắn tiến độ, áp lực càng lớn đối với đội ngũ thi công.

Trước tình thế này, Tập đoàn Đèo Cả mời các chuyên gia hầm đầu ngành từ Đại học Xây dựng, các đơn vị tư vấn cầu hầm trực tiếp vào công trường. Trong nhiều ngày, các chuyên gia và kỹ sư ăn, ngủ tại hiện trường để khảo sát, đo đạc và liên tục họp bàn nhằm đưa ra phương án tối ưu.

Nhà thầu vẫn áp dụng phương pháp NATM – phương pháp thi công hầm phổ biến trên thế giới, nhưng cải tiến thành “NATM hệ Đèo Cả”. Phương pháp này tận dụng khả năng chịu lực của khối đất đá xung quanh, đào từng đoạn ngắn để kiểm soát biến dạng và gia cố ngay sau mỗi bước đào.

Theo ông Đăng, khâu khó nhất là nổ mìn. Với nền địa chất yếu, lượng thuốc nổ phải được tính toán cực kỳ chính xác, đủ phá đá nhưng không gây mất ổn định kết cấu. Thông thường, với địa chất như vậy, các nhà thầu sẽ hạn chế nổ mìn và kết hợp khoan cơ học để thăm dò. Tuy nhiên ở những vị trí cho phép, Đèo Cả vẫn sử dụng nổ mìn diện nhỏ nhằm rút ngắn thời gian mà vẫn bảo đảm an toàn. Nhờ đó, mỗi ngày lực lượng thi công đào được 4-6 m hầm, thay vì 1-3 m như trước, giúp rút ngắn đáng kể tiến độ.

“Chúng tôi không làm cảm tính mà dựa trên tính toán khoa học, phương án cân não này được Hội đồng nghiệm thu nhà nước và các chuyên gia đầu ngành hầm chấp thuận”, ông Bùi Đồng Đăng nói.

Sau mỗi bước đào, thay vì chờ theo dõi biến dạng rồi mới gia cố, công nhân tiến hành phun bêtông ngay, lắp dựng vòm thép và tiếp tục gia cường, đổ bêtông vỏ hầm theo quy trình khép kín.

Bên cạnh việc thi công từ hai đầu hầm, Đèo Cả còn mở rộng không gian trong hầm để tăng số lượng thiết bị và mũi thi công. Từ một mũi đào ban đầu, không gian được mở rộng dần để đưa thêm máy khoan, máy phun bêtông và thiết bị đổ bêtông vỏ hầm tại chỗ. Có thời điểm, gần 20 mũi thi công hoạt động đồng thời, giúp công suất tăng gấp 4-5 lần so với phương án truyền thống.

Một khó khăn khác là thiếu nước thi công. Trong mùa khô, nguồn nước ngầm trên núi ở khu vực Quảng Ngãi rất hạn chế, trong khi công trường cần hàng trăm m3 nước mỗi ngày cho các thiết bị khoan hầm. Để khắc phục, ông Bùi Hồng Đăng đưa ra sáng kiến “tuần hoàn nước”. Nước từ máy khoan lẫn đất đá được dẫn về bể chứa ở cửa hầm, lọc qua vải địa và xơ dừa rồi bơm trở lại công trường, giúp tái sử dụng khoảng 90% lượng nước, đồng thời giảm tác động môi trường.

Với hàng trăm kỹ sư, công nhân làm việc liên tục ba ca ngày đêm, ăn ở ngay tại công trường cùng nhiều giải pháp kỹ thuật và tổ chức thi công sáng tạo, hầm Bình Đê đã hoàn thành vào ngày 19/12, đúng cam kết với Chính phủ, góp phần đưa cao tốc Bắc Nam thông tuyến vào cuối năm 2025.

Theo lãnh đạo Tập đoàn Đèo Cả, hai giải pháp “NATM hệ Đèo Cả” và “tuần hoàn nước trong thi công” đã được đăng ký sở hữu trí tuệ tại Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Doanh nghiệp sẽ tiếp tục nhân rộng các mô hình này cho các dự án hầm tiếp theo, đồng thời chia sẻ kinh nghiệm với các đối tác, hướng tới mục tiêu nâng cao năng lực của doanh nghiệp Việt Nam qua các công trình hạ tầng lớn.

Đoàn Loan