Xây dựng công trình ngầm đô thị là một thách thức lớn về mặt kỹ thuật và kinh tế của một đất nước đang phát triển như nước ta. Vấn đề là ở chỗ lựa chọn hướng nghiên cứu theo thứ tự ưu tiên các loại hình công trình ngầm phù hợp với nhu cầu phát triển của đô thị theo từng giai đoạn và phù hợp với điều kiện kỹ thuật, kinh tế của đất nước.
Công trình ngầm đô thị là một công trình đặc biệt
Công trình ngầm đô thị có nhiều loại hình khác nhau với những công năng khác nhau và có ý nghĩa kinh tế – xã hội khác nhau. Loại hình công trình đa dạng và phức tạp với nhiều công năng khác nhau. Theo công năng sử dụng, có thể phân biệt các loại hình sau:
– Các công trình giao thông ngầm đô thị như hệ thống đường ngầm bánh sắt, hệ thống đường ngầm bánh hơi, đường ngầm cho người đi bộ, các nút giao thông ngầm khác mức.
– Các công trình ngầm cơ sở hạ tầng phục vụ như kho hàng hoá, gara ô tô ngầm, các tầng hầm dưới các nhà và công trình trên mặt khác.
– Các công trình ngầm cơ sở hạ tầng kỹ thuật như các đường ống cấp nước sạch; đường cống thoát nước mưa, nước thải sinh hoạt, công nghiệp; các đường ống cấp khí đốt; các đường cáp thông tin, cáp điện. Xu hướng hiện nay cho các đô thị lớn hiện đại là xây dựng hệ thống đường hầm kỹ thuật đa năng (collector) tập trung tất cả các công trình cơ sở hạ tầng kỹ thuật nói trên.
– Các công trình ngầm phục vụ cho mục đích quân sự, quốc phòng, phòng vệ dân sự.
Công trình ngầm đô thị là một loại công trình đặc biệt:
– Không được chiếu sáng tự nhiên;
– Không được lưu thông không khí tự nhiên;
– Chỉ có một lối thoát duy nhất lên trên mặt đất;
– Tuổi thọ công trình lớn, tính cỡ trăm năm hoặc vĩnh cửu;
– Chịu các tác động trực tiếp của môi trường địa chất như áp lực đất, tác động của nước và các quá trình địa động lực khác;
– Nguy cơ tổn thất về người và vật chất rất lớn khi xảy ra sự cố;
Chính vì vậy, công trình ngầm đô thị phải được quản lý chất lượng đặc biệt liên quan đến công năng, vật liệu, kết cấu, hệ thống kỹ thuật cơ điện nhằm đảm bảo an toàn tối đa cho người làm việc và sinh hoạt trong quá trình thi công, khai thác công trình ngầm với những kịch bản tai biến tự nhiên, nhân tạo khác nhau.
Xây dựng công trình ngầm đô thị là một thách thức lớn về mặt kỹ thuật và kinh tế của một đất nước đang phát triển như nước ta. Vấn đề là ở chỗ lựa chọn hướng nghiên cứu theo thứ tự ưu tiên các loại hình công trình ngầm phù hợp với nhu cầu phát triển của đô thị theo từng giai đoạn và phù hợp với điều kiện kỹ thuật, kinh tế của đất nước.
Về nguyên tắc, các công trình ngầm cơ sở hạ tầng kỹ thuật và các công trình ngầm cơ sở hạ tầng phải được xây dựng, bổ sung và nâng cấp thường xuyên cùng với tiến trình phát triển đô thị vì chúng phục vụ và đảm bảo chất lượng cho đời sống sinh hoạt thường nhật của đô thị. Việt Nam hiện mới chỉ phổ biến xây dựng các tầng hầm cho các nhà trong khu đô thị. Nghị định của Chính phủ về xây dựng công trình ngầm quy định cần xây dựng hệ thống đường hầm kỹ thuật đa năng trong các khu đô thị mới và từng bước cải tạo và collector hóa hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật đã xuống cấp không đáp ứng được với quy mô phát triển đô thị hiện nay, nhưng chưa đi được vào thực tế xây dựng đô thị.
Giải pháp thi công nào cho công trình ngầm tại Việt Nam?
Các công trình giao thông ngầm đô thị phục vụ giao thông động và tĩnh của đô thị là những công trình không chỉ đòi hỏi kỹ thuật cao mà còn cần huy động một nguồn vốn lớn. Do vậy, việc xây dựng chúng cần được hoạch định theo từng bước phù hợp với điều kiện kinh tế – kỹ thuật. Vấn đề là cần thi công, khai thác an toàn và có hiệu quả. Nước ta hiện nay đã có quy hoạch phát triển mạng lưới đường sắt đô thị (trong đó có các đường ngầm) đến năm 2020 và một số dự án xây dựng các gara ôtô ngầm tại Hà Nội và TP.HCM. Tuy nhiên cho đến thời điểm này, chưa có một dự án nào thực sự được khởi động. Một số đường ngầm cho người đi bộ đã được xây dựng nhưng hiệu quả sử dụng hiện tại không cao song sẽ có tác dụng lớn trong tương lai gần. Nút giao thông ngầm Kim Liên đã phát huy hiệu quả và có thể được xem như là một thí điểm của loại hình công trình ngầm thuộc loại này.
Trong hoàn cảnh nước ta hiện nay, sự trợ giúp về kỹ thuật, về vốn từ nước ngoài cho xây dựng ngầm là tất yếu và sẽ có nhiều công nghệ, kỹ thuật, tiêu chuẩn rất khác nhau sẽ được nhập vào nước ta từ các nước khác nhau. Và vấn đề tạo dựng một hành lang chung, thống nhất quản lý chất lượng, công năng của các công trình ngầm đô thị là một công việc cấp bách nhằm đảm bảo hiệu quả đầu tư, trợ giúp kỹ thuật nước ngoài, đảm bảo công năng của công trình ngầm phù hợp với điều kiện tự nhiên, thói quen sinh hoạt, trình độ kỹ thuật của nước ta đồng thời hội nhập với thế giới. Tất cả các điều này có thể đạt được với Quy chuẩn công trình ngầm đô thị (QC CTNĐT).
Quy chuẩn công trình ngầm đô thị được Bộ Xây dựng giao cho Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng từ đầu năm 2007 để đáp ứng với nhu cầu của thực tế liên quan đến xây dựng các tuyến đường tàu điện ngầm và gara ôtô, Quy chuẩn về tầu điện ngầm (QC TĐN) và gara ôtô (QC GOT), có hiệu lực từ 1/11/2009. Thi công và khai thác công trình ngầm đô thị sẽ gây các ảnh hưởng xấu đến công trình và môi trường xung quanh trong một phạm vi nhất định (theo diện và theo chiều sâu) kể từ vị trí phân bố công trình ngầm. Quy mô và phạm vi ảnh hưởng này chủ yếu phụ thuộc vào công nghệ thi công được chọn lựa cho xây dựng. Do vậy, công nghệ thi công là yếu tố quan trọng hàng đầu, quyết định sự thành công của một dự án xây dựng công trình ngầm. Vấn đề là ở chỗ lựa chọn công nghệ thi công hợp lý (khả thi, chấp nhận được về kinh tế), phù hợp với điều kiện đất nền và hiện trạng công trình, môi trường xung quanh để giảm thiểu đến mức thấp nhất ảnh hưởng bất lợi đến các công trình và môi trường xung quanh. Ví dụ, đối với thi công đào mở, bề mặt đất xung quanh hố đào sẽ bị lún kéo theo sự lún không đều cho nhà và các công trình xây dựng trên mặt đất và cả các công trình ngầm khác hiện hữu, dẫn đến hư hỏng. Các sự cố công trình xảy ra khi thi công các hố móng đào sâu tại Hà Nội và TP.HCM đều xuất phát từ các sai sót về công nghệ, biện pháp thi công, quy trình đảm bảo chất lượng. Cũng như vậy với thi công đào kín. Khi thi công đào ngầm các tuyến ngầm, ví dụ các tuyến tàu điện ngầm, sẽ xuất hiện các phễu lún trên mặt đất với đỉnh phễu nằm tại đường thẳng đứng qua tâm hầm. Vấn đề là lựa chọn công nghệ thi công đào ngầm (công nghệ khiên đào TBM khác nhau) có lượng tổn thất đất ít nhất, gây phạm vi và quy mô lún ít nhất và giảm thiểu điều kiện dẫn đến hư hỏng công trình, môi trường xung quanh dọc theo tuyến hầm xây dựng.
PGS.TS Đoàn Thế Tường – Viện Khoa học công nghệ xây dựng, Bộ Xây dựng
