Thực trạng và tương lai phát triển ngành xây dựng đường ngầm trên thế giới
Ngày đăng: 13/01/2012

 (IDT) - Sự bùng nổ xây dựng đường ngầm trên thế giới đang gây ấn tượng mạnh trong giới chuyên môn bởi những dự án khổng lồ và hoàn hảo, bởi việc sử dụng kỹ thuật cao và hiện đại trong thi công. Nhưng điều bất hạnh nhất của ngành này là sự thiếu trầm trọng các kỹ sư, kỹ thuật viên và công nhân được đào tạo trình độ cao. Hầu như họ ít được đào tạo trong các trường đại học và trung học chuyên nghiệp và dạy nghề của châu Âu. Chính “sự đói cán bộ” có thể làm chậm tiến bộ kỹ thuật đã được dự kiến trong lĩnh vực xây dựng này. 

(IDT) - Theo đánh giá của các nhà phân tích người Anh, quá trình này có liên quan tới sự phát triển kinh tế của thế giới, trong đó có thị trường xây dựng. Để xây dựng những đường ngầm lớn cần phải giải quyết những vấn đề như bố trí các khu vực của thành phố dưới ngầm kết hợp với môi trường sống đông đúc của cư dân đô thị, các mạng lưới đường giao nhau trong đô thị, bao gồm các đường ô tô ngầm, cũng như các tuyến đường sắt cao tốc trên mặt đất. Ngoài ra, để thi công các dự án công trình ngầm có liên quan tới các cấp chính quyền cần phải quan tâm xây dựng các hệ thống thoát và cấp nước, cũng như các công trình kỹ thuật thuỷ công khác cũng như việc lắp đặt các mạng lưới cáp điện. Tất cả những vấn đề trên không thể giải quyết được nếu tách khỏi các chương trình toàn cầu trong lĩnh vực xây dựng đường ngầm. 



Một trong những sự kiện có ý nghĩa lớn trong lĩnh vực này trong năm 2007 là công ty Caterpillar đã mua công ty Lovat, một trong những công ty dẫn đầu chế tạo máy thông đường ngầm TBM trên thế giới.

Chủ tịch Công ty Caterpillar nói rằng, sự kiện này khiến cho Caterpillar gia nhập vào khối các nhà chế tạo-kinh doanh phát triển nhanh nhất các loại máy thông đường ngầm trên thế giới và trở thành một sự kiện có ý nghĩa chiến lược đối với công ty này và các khách hàng mà công ty phục vụ.

Hợp đồng giữa Caterpillar và Lovat không phải là duy nhất trong lĩnh vực này. Trước đây, một tập đoàn của Nauy là Aker Kvaerner (ngày nay có tên là Aker Solutions) đã mua 50% cổ phần của nhà sản xuất đứng hàng thứ hai về chế tạo TBM ở Đức là công ty Wirth, mặc dù sự quan tâm chủ yếu của công ty này lại ở lĩnh vực dầu mỏ, kỹ thuật biển và khoan.

Công ty-nhà sản xuất TBM lớn nhất ở Đức là Herrenknecht đã chế tạo thành công 2 máy thông hầm lớn nhất hiện nay, hiện đang hoạt động thành công trên công trình xây dựng 2 đường ngầm đường kính 15,43 m trong khuôn khổ dự án đường ngầm- cầu nối giữa khu Phố Đông của Thượng Hải và đảo Công Minh. Được biết trong tháng 4/2008, Herrenknecht đang chuẩn bị lắp đặt một máy thông hầm khổng lồ đường kính 19 m cho một công ty xây dựng của Nga.

Tuy nhiên, “Một đám mây lớn” trên bầu trời phát triển của lĩnh vực này có thể là sự thiếu hụt những kỹ sư và công nhân xây dựng ngầm giàu kinh nghiệm. Hiện tại những người có trình độ chuyên môn tương tự có thể xâm nhập vào lĩnh vực khai thác mỏ, nhưng sự nhảy vọt của giá hàng hoá nguyên liệu gây ra một hiệu ứng nghịch. Hiện nay, các nhà chuyên môn lại quay về lĩnh vực khai thác nguyên liệu, nơi có thu nhập cao hơn so với lĩnh vực xây dựng ngầm.

Mặc dù thiếu cán bộ chuyên môn, trong ngành xây dựng ngầm vẫn tiếp tục thực hiện các dự án lớn. Thí dụ như tuyến đường sắt chung thông qua dãy núi Anpơ ở Thuỵ Sỹ, nơi đang xây dựng 2 tuyến đường riêng biệt “Bắc – Nam”. Tuyến đường thứ nhất đã được xây dựng 2 năm trước đây. Ngoài ra còn tiếp tục xây dựng một tuyến thứ hai phức tạp hơn dài 57 km Saint Gotard, là tuyến đường ngầm lớn nhất thế giới hiện nay và gần 70% khối lượng công việc đã được thực hiện.


Hiện nay, đang gần hoàn thành thi công đoạn 8 km phía bắc cuối cùng của tuyến đường ngầm Ester Feld. Việc thi công tuyến đường này bị trì hoãn do những tranh chấp về hợp đồng. Trong số 5 đoạn chính của hợp đồng đường ngầm thì 2 đoạn đã hoàn thành (đoạn Amster và Bodio) cũng như đoạn Setrun. Đoạn này được thi công bằng phương pháp khai mỏ và máy thông ngầm ở độ sâu lớn nhất của khu vực Saint Gotard. Công việc hiện đang chuẩn bị hoàn thành. Việc di chuyển xuống đường ngầm phải nhờ một hệ thống giếng thẳng đứng sâu tới 800 m, ở đó dự định sẽ xây dựng ga đường sắt sâu nhất thế giới có tên Port Anpin.

Tuy nhiên, năm ngoái giải pháp này đã bị trì hoãn vô thời hạn, vì đã phát hiện ra những vấn đề nghiêm trọng, bao gồm khả năng thi công của các máy đào, khả năng mở cửa của đường sắt và hiệu quả thấp của toàn bộ dự án. Trên 2 đoạn đường ngầm còn lại- Estefeld và Faido- đang tiến hành thông đường ngầm bằng các máy của công ty Herrenknecht, trước đây đã được sử dụng để hoàn thành thi công các đoạn Amster và Bodio.

Trong tương lai cũng sẽ bắt đầu thực hiện một hợp đồng lớn khác, là một phần của dự án Alptransit. Đây là đường ngầm Ceneri dài 15 km về phía nam của Saint Gotard. Trong năm 2008, đã bắt đầu thi công đường dẫn dài 2,3 km bằng máy thông có đường kính 9,7 m của công ty Robbins. Tuy nhiên, những khảo sát sơ bộ chứng tỏ rằng, chỉ có một phần đường ngầm Caneri có thể thi công bằng máy thông tấm phẳng, còn phần đáng kể của nó sẽ được thông bằng phương pháp mỏ, tức là bằng khoan - nổ mìn.

Năm 2008, bằng phương pháp máy thông tấm phẳng đã hoàn thành một dự án khác của châu Âu trên công trình xây dựng thuỷ công Karahnjukar ở Aixơlen. Cũng trong tháng tư năm nay, một trong 3 máy thông cuối cùng của Robbins vẫn tiếp tục thi công đường ngầm thoát, sau khi thi công xong các đường ngầm dẫn. Dự án Karahnjukar trị giá 1,2 tỷ USD đòi hỏi xây dựng các đường ngầm có tổng chiều dài 72 km, một trạm phát điện ngầm và 5 con đập. Nhờ dự án này sẽ bảo đảm sản xuất điện, mà một phần lớn được sử dụng cho nhà máy luyện nhôm, sẽ đưa vào hoạt động trong năm nay.

Hiện ở Trung Quốc, đang diễn ra những hoạt động mạnh mẽ nhất trên thế giới về xây dựng đường ngầm, bao gồm những dự án giao thông đô thị lớn . Một trong những dự án lớn nhất là xây dựng tổ hợp đường ngầm-cầu, nối thành phố Thượng Hải với đảo Phố Đông. 

Từ năm 2006, các máy thông đường ngầm tấm phẳng của công ty Herrenknecht đường kính 15,43 m (hiện nay là lớn nhất thế giới) đang tiến hành thông đường ngầm Thượng Hải - Phố Đông ở độ sâu 65 m với áp lực nước lớn nhất gấp 6,5 lần áp suất khí quyển. Đây là dự án khổng lồ, có khoảng 150 người sẽ làm việc trên công trường, sẽ phải đào 2,7 triệu mét khối đất và lắp đặt gần 750 chi tiết ốp đường ngầm. Dự kiến sẽ có một máy thông đường ngầm tấm phẳng khổng lồ lần đầu tiên thông tới đảo Trường Sinh nằm trên sông Dương Tử vào cuối năm 2008.

Tại bang Andra Prades, Ấn Độ đã hoàn thành lắp đặt một máy thông ngầm kép đường kính 10 m của công ty Robbins. Đó là một trong 2 máy thông đường ngầm mặt phẳng sẽ được sử dụng để thi công đường ngầm dẫn nước dài 43,5 km cho dự án Alimineti Madhava Reddy. Đường ngầm này sẽ trở thành dài nhất trên thế giới mà không có đường ngầm trung gian thông với nó. Dự án này còn xem xét việc vận chuyển nước thừa từ bể chứa Srisailam vào thung lũng Nalgonda. Máy thông Robbins thứ hai sẽ được lắp đặt trên công trường vào cuối năm 2008 và sẽ bắt đằu thông đường ngầm này từ phía đối diện. Khi hoàn thành đường ngầm này bằng phương pháp mỏ sẽ tạo ra hầm mỏ để tháo dỡ các máy thông ngầm.

Trong những năm sắp tới, ở New York đang dự kiến thi công những dự án đường ngầm lớn: đường tầu điện ngầm số 2, mở rộng đường ngầm số 7 và dự án 6,3 tỷ USD ở East Side Access để nối đường sắt Long Island với nhà ga trung tâm




Tuy nhiên, không phải tất cả đều diễn ra trôi chảy khi thực hiện các dự án xây dựng đường ngầm lớn.

Trên thác Niagara, nơi công ty thầu của Áo Strabag đang thi công trong đá ngầm một đường ngầm lớn nhát thế giới đường kính 14,4 m, bất ngờ xảy ra sự thay đổi các điều kiện đất. Điều đó đã làm giảm 1/3 nhịp độ thông đường ngầm so với dự kiến. Vách đường ngầm và độ nghiêng có lẽ sẽ phải thay đổi để máy thông ngầm làm việc hiệu quả hơn và trong những điều kiện thuận lợi hơn. Vấn đề ở đây là có các tầng đất đá yếu, làm giảm tốc độ thông hầm. Ngoài ra, đòi hỏi thêm thời gian cho việc dọn sạch không gian phía sau máy thông. Ban đầu công việc dự kiến hoàn thành năm 2009 sẽ phải kéo dài thêm 2 năm. 

Rõ ràng là, các giải pháp thể thao cũng trở thành nguyên nhân của các dự án đường ngầm đặc biệt. Như Thế vận hội Bắc Kinh 2008 đã phát sinh nhu cầu mở rộng nhiều hơn mạng lưới đường tầu điện ngầm ở thủ đô Trung Quốc. Cũng tương tự như vậy có thể nói về phía bờ Tây Canada, nơi vào năm 2010 sẽ diễn ra Olimpic mùa đông. Sự kiện này là lý do thực hiện dự án Richmond- Airport – Vancouver. Đây là một đường ngầm kép dài 19 km dành cho đường ô tô cao tốc, sẽ nối thành phố Richmond với sân bay và trung tâm của thành phố Vancouver. Đường ngầm được thi công bằng máy thông đường ngầm tấm phẳng và phương pháp mở. Máy thông hầm đường kính 6,1 m của công ty Lovat được sử dụng. Ở phía trên sẽ xây dựng các cầu.

Đối với nhiều dự án đường ngầm khác, sự lựa chọn giữa hai phương pháp thông ngầm bằng máy tấm phẳng và phương pháp hầm mỏ là có tính nguyên tắc. Trong đó độ dài của đường ngầm và vật liệu là những thông số chìa khoá trong việc xem xét giá thành, hiệu quả thông hầm và đường kính trong những điều kiện đất đá có cường độ cao và trung bình, mà có thể sử dụng cả hai phương pháp.

Đối với những đường ngầm ngắn hơn – trên thế giới những đường ngầm ô tô và đường sắt dạng này không ít – phương pháp hầm mỏ được dùng nhiều hơn. Tuy nhiên, các nhà sản xuất thiết bị khoan muốn rằng, thiết bị được lựa chọn để thông những đường ngầm dài hơn và lớn hơn. Muốn vậy, sau nhiều năm nghiên cứu một khối lượng lớn các công trìnhvề kết cấu các giàn khoan và thiết bị bơm khí nén, thiết bị khoan với các hệ điều khiển máy tính sao cho các thiết bị thông hầm tấm phẳng có khả năng cạnh tranh cao hơn so với các thiết bị thông hầm có độ dài và đường kính lớn.

Thông số cơ bản trong trường hợp này là kích thước tiết diện, có thể thực hiện được bằng một giàn khoan. Những mô hình mới nhất của 2 nhà sản xuất lớn trong lĩnh vực này là Công ty Atlas Copco và Sandvik, cho phép nghiên cứu thiết kế các tiết diện có diện tích 180 m2, tạo ra cho chúng sức cạnh tranh so với các máy thông hầm tấm phẳng. Các hệ máy tính hiện đại điều khiển quá trình khoan cũng tạo điều kiện khoan được các lỗ sâu hơn và tăng hiệu suất thông hầm.

Tuy nhiên, việc đào liên tục khi thông hầm bằng máy thông tấm phẳng kết hợp với các tấm tường phẳng hơn và khả năng ốp bằng các cấu kiện bê tông cốt thép theo mức độ chuyển dịch của tấm phẳng thì tất cả còn tạo ra cho phương pháp này khả năng ứng dụng nhiều hơn cho việc thông các đường ngầm dài.

Ngày nay, trên thị trường đang quảng bá những kiểu giàn khoan thông đường ngầm, chúng không ngừng được hoàn thiện để nâng cao năng suất. Thuộc về nhóm này gồm xeri máy của Atlas Copco Boomer và xeri mới Sandvik DT (trước đây là xeri Tamrock Axeta).



Các kiểu máy Atlas Copco Tamrock là một xeri giàn máy khoan năng suất cao, đảm bảo tính kinh tế, năng suất thông hầm và độ an toàn. Một xeri máy Boomer có thể đáp ứng được những yêu cầu thông các đường ngầm có diện tích tiết diện từ 6 đến 206 m2. Hệ cần khoan Atlas Copco đảm bảo độ mềm dẻo và công suất của máy khoan tới 30 kw.

Ngày nay, công ty này đã cải tiến nhiều giàn khoan của mình và những thiết bị khác. Do các tiêu chuẩn của châu Âu Stage IIIA và các tiêu chuẩn Mỹ Tier 3 mà công ty đã hoàn thiện các động cơ điezen mới dùng cho thiết bị hoạt động ngầm dưới đất. 

Nhờ kết quả hiện đại hoá các động cơ, trong các giàn khoan đang sử dụng những hệ thuỷ lực và tự động , nâng cao độ an toàn công tác và tính nhân trắc, cải thiện khả năng phục vụ của thiết bị và độ ổn định của nó.

Các giàn khoan của công ty Sandvik được lắp đặt trên bộ khung vững chắc có dẫn động điezen. Chúng được trang bị dẫn động điện thuỷ lực và 2- 4 cần, các đầu khoan thuỷ lực chuyển động nhanh, các hệ thống điều khiển khoan hiện đại. Chúng có khả năng hoạt động trên địa bàn 10 – 200 m2. Tất cả các cần được dừng một cách tự động song song với nhau và được trang bị các cơ cấu để định vị chính xác. Kết quả đảm bảo được sự tối ưu của gương hầm với sự sai lệch kích thước tối thiểu của tiết diện đường ngầm.

Trên một số công trình đòi hỏi một số lượng lớn thiết bị thi công bằng phương pháp mỏ. Đó là dự án thuỷ điện AHE Simplicio ở Brazil công suất 333,7 MW, nơi có 5 giàn khoan của công ty Sandvik, bao gồm kiểu đặc biệt Axeta T11.

Đây chỉ là một số dự án xây dựng đường ngầm đang được triển khai trên thế giới ngày nay. Ngoài ra, đang xây dựng không ít đường tầu điện ngầm. Mạng lưới của chúng đang được mở rộng ở các nước như Tây Ban nha, Nga, Trung Quốc, Italy, Iran, Ấn độ và Bồ Đào nha.

Các đường ngầm ô tô đang được xây dựng ở khắp nơi trên thế giới, trước hết ở những khu vực giao nhau đòi hỏi phải xây dựng đường ngầm. Các ví dụ có thể lấy ở Na uy, Đài Loan và Bồ Đào nha.

Các công trình thuỷ năng có số lớn đường ngầm là một hiện tượng bình thường, do nhu cầu ngày một tăng phải đổi mới các nguồn năng lượng. Tất nhiên, chiếm tỷ lệ lớn vẫn là những đường ngầm của các hệ thống cống rãnh thoát nước, mà luôn cần phải cải tạo nâng cấp và làm mới ở các thành phố.



Đinh Bá Lô (Theo Báo Xây dựng Nga No35/2008)

Nguồn (viencnkhoan.vn)

 

Copyright (c) 2011 by apollohdd.com. All Rights Reserved
Công ty TNHH Công nghệ Apollo. Địa chỉ: 2 Nguyễn Thế Lộc, P.12, Tân Bình.
Điện thoại: 08 62 970 086. Fax: 08 62 970 140. Email: info@apollohdd.com. Website: www.apollohdd.com