Sự kết hợp hoàn hảo giữa công nghệ lặn bão hòa và máy đào hầm TBM

Sau 3 năm nghiên cứu và phát triển, Trung Quốc đã chính thức triển khai hệ thống máy đào hầm áp lực (TBM) tích hợp công nghệ lặn bão hòa tự thân - thứ được các kỹ sư ví như một "trạm vũ trụ" giữa lòng đại dương. Hệ thống này vừa hoàn thành đợt can thiệp kỹ thuật đầu tiên ở độ cao áp suất tương đương độ sâu 75 mét dưới mực nước biển tại phía Ninh Ba, thuộc dự án đường hầm xuyên biển Jintang.

Điểm cốt lõi của công nghệ này là việc tích hợp các mô-đun sinh hoạt, chuyển tiếp và điều khiển trực tiếp vào hệ thống TBM. Điều này cho phép nhân viên vận hành có thể lưu trú dài hạn trong môi trường áp suất tương đương đáy biển và di chuyển đến vị trí mũi cắt để bảo trì hoặc thay thế thiết bị mà không cần trải qua quá trình giảm áp liên tục, vốn tiềm ẩn nhiều rủi ro sức khỏe.

Hóa giải "tử địa" dưới lòng đất và áp lực nước cực đại

Dự án đường hầm Jintang (thuộc tuyến đường sắt Ninh Ba - Chu Sơn) được đánh giá là một trong những công trình khó khăn nhất thế giới. Các kỹ sư phải đối mặt với 24 lần thay đổi địa tầng giữa các lớp đất mềm và đá cứng, trong đó các đoạn địa chất phức tạp chiếm tới gần 70% tổng chiều dài.

Cường độ đá tại đây lên tới 191 MPa, gấp hơn 6 lần so với bê tông thông thường. Ở độ sâu tối đa 78 mét, áp suất hỗn hợp đất và nước đạt đỉnh 8,5 bar, tạo ra một môi trường làm việc cực kỳ khắc nghiệt. Trước đây, các hệ thống TBM sử dụng khí nén truyền thống thường bị giới hạn an toàn dưới mức 60 mét để tránh các biến chứng như nhiễm độc nitơ hoặc sốc giảm áp cho công nhân. Hệ thống mới đã nâng ngưỡng hoạt động an toàn lên tới 100 mét, mở ra khả năng thi công ở những vùng biển sâu hơn.

Tỷ lệ nội địa hóa và hiệu suất vượt trội

Dự án không chỉ là một kỳ tích về kỹ thuật thi công mà còn là minh chứng cho năng lực tự chủ công nghệ của Trung Quốc. Toàn bộ các hệ thống phụ trợ cốt lõi, bao gồm: kiểm soát áp suất, quản lý khí và hỗ trợ khẩn cấp, đều được nghiên cứu và sản xuất trong nước.

Trong đợt thử nghiệm thực tế kéo dài 22 ngày vừa qua, hệ thống đã vận hành liên tục và thay thế thành công 46 mũi cắt – một con số ấn tượng trong điều kiện áp suất cao. Được biết, chiếc máy TBM "Yongzhou" phục vụ dự án này được trang bị tới 308 mũi cắt, với số lượng đĩa cắt phá đá nhiều hơn 30% so với cấu hình tiêu chuẩn để đối phó với địa hình cực cứng.

Tương lai của những tuyến đường xuyên biển

Tính đến thời điểm hiện tại, máy đào TBM "Yongzhou" đã tiến được hơn 3.000 mét, hoàn thành hơn 60% khối lượng công việc đào hầm. Với sự hỗ trợ của "trạm vũ trụ" đặc biệt này, việc thông tuyến dưới đáy biển dự kiến sẽ hoàn thành ngay trong năm nay.

Sự xuất hiện của hệ thống "trạm vũ trụ sâu dưới lòng đất" không chỉ giải quyết bài toán kỹ thuật cho dự án Jintang mà còn thiết lập một tiêu chuẩn mới cho ngành xây dựng hạ tầng dưới nước toàn cầu, khẳng định vị thế dẫn đầu của Trung Quốc trong lĩnh vực chế tạo thiết bị hạng nặng và công nghệ biển sâu.

Việc ra mắt hệ thống TBM tích hợp lặn bão hòa là bước tiến chiến lược, giúp chuyển đổi từ phương thức can thiệp thủ công rủi ro cao sang một quy trình công nghiệp hóa, an toàn và hiệu quả hơn trong môi trường áp suất cực hạn.