Soi cỗ máy 1.000 tấn “làm mưa, làm gió” ở Trung Quốc có thể giúp Việt Nam làm đường sắt thần tốc

Sử dụng siêu cỗ máy ở Trung Quốc sẽ giúp các dự án đường sắt nhanh gấp đôi?

Dự án đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam (ĐSTĐC Bắc - Nam) là dự án hạ tầng giao thông trọng điểm của Việt Nam thời gian tới, nhận được sự quan tâm, chỉ đạo sát sao của Đảng, Nhà nước và các bộ, ngành.

Góp ý cho dự án này, Thạc sĩ Nguyễn Trọng Nghĩa, đồng Giám đốc dự án, liên danh tư vấn thẩm tra báo cáo nghiên cứu tiền khả thi dự án Đường sắt tốc độ cao Bắc Nam cho biết việc lựa chọn phương án đầu tư hệ thống đường sắt tốc độ cao nói riêng và hệ thống đường sắt quốc gia nói chung là phải áp dụng công nghệ hiện đại đã được kiểm chứng với các thông số về độ tin cậy, tính hiệu quả và khả dụng, khả năng bảo trì và an toàn được kiểm soát bởi các nguồn lực của chính người Việt Nam. 

Giải pháp công nghệ ông Nghĩa đưa ra phân tích trong cuộc hội thảo về ngành cơ khí đường sắt mới đây tại Hà Nội nhấn mạnh đến phần giải pháp thiết kế xây dựng cầu cạn, cầu vượt sông suối là dầm hộp bê tông cốt thép dự ứng lực cho cả nhịp và được lao lắp bằng thiết bị chuyên dụng có trọng lượng lớn. 

Phân tích thêm về công nghệ này, ông Nghĩa cho rằng cầu ĐSTĐC có giới hạn biến dạng và gia tốc nghiêm ngặt để đảm bảo vận hành đường sắt an toàn và sự thoải mái cho hành khách. Kinh nghiệm trong các dự án đã triển khai cho thấy tỷ lệ chiều dài nhịp / chiều cao nằm trong khoảng 10-12 là tối ưu. Do đó, cầu ĐSTĐC sẽ có chiều cao dầm hơn cầu đường bộ cao tốc có chiều dài nhịp tương đương.

Cách này có hiệu quả sản xuất rất cao, thường đạt được thời gian chu kỳ lắp dựng mặt cầu là 1 đến 2 nhịp/ ngày. Chất lượng đúc mặt cầu cũng rất cao, vì công việc đúc mặt cầu được thực hiện trong điều kiện nhà máy, với yêu cầu công tác theo dõi công trường thi công ở mức thấp nhất. 

Đây là phương pháp thích hợp nhất khi cầu cạn có nhiều nhịp với chiều dài tương tự nhau. Phương pháp đã được áp dụng trong nhiều dự án cầu đường sắt, bao gồm cả cầu cạn ĐSTĐC ở Đài Loan (Trung Quốc) và Trung Quốc. Tư vấn thẩm tra đề xuất phương pháp này là phù hợp cho thi công các cầu điển hình trên tuyến ĐSTĐC ở Việt Nam.

Phương pháp thi công trên ông Nghĩa nhắc đến, đang được sử dụng phổ biến ở Trung Quốc và nhiều quốc gia là siêu cỗ máy Kunlun.

Với siêu cỗ máy này, theo ông Nghĩa, khi nhập về Việt Nam phần công nghệ, máy điều khiển, còn các công ty trong nước có thể tự chủ về khung giàn, có giá khoảng 180 tỷ đồng/máy. Mỗi năm 1 máy có thể thi công được 30-40km, gấp 3-4 lần phương pháp thi công truyền thống.

"Ví dụ với tuyến đường sắt tốc độ cao Thủ Thiêm - Nha Trang dài gần 400km thì 4 cỗ máy này chỉ thi công trong vòng 3-4 năm, rút ngắn thời gian gấp đôi so với phương pháp thi công truyền thống, trong khi đó giảm sức người, tránh nguy hiểm, tiết giảm chi phí và đặc biệt cỗ máy này có thể thi công ở các địa hình khó khăn như núi cao, vực sâu, cầu vượt sống suối, vượt biển". ông Nghĩa nhấn mạnh.

Siêu cỗ máy Kunlun khủng thế nào?

Trung Quốc nổi tiếng với việc xây dựng 42.000km đường sắt tốc độ cao nhanh nhất thế giới. Đóng góp đáng kể cho thành tựu ấy phải kể đến máy dựng dầm cầu nặng nghìn tấn chỉ có duy nhất một chiếc trên thế giới.

Siêu cỗ máy này có tên Kunlun, được phát triển và sản xuất bởi Tập đoàn Xây dựng Đường sắt Trung Quốc (CRCC), công ty xây dựng do Hội đồng Nhà nước Trung Quốc trực tiếp giám sát.

Đặc điểm của Kunlun khiến nhiều kĩ sư xây dựng phải ngạc nhiên vì quá khủng như: dài 40m, cao 9,3m, nặng 967 tấn với hơn 15.000 bộ phận lắp ráp, có thể nâng và vận chuyển hộp cầu 1.000 tấn. 

Trong điều kiện thời tiết -20 độ C hay 40- 50 độ C, con người gần như không thể thi công ngoài trời nhưng với Kunlun lại là chuyện nhỏ. Ngoài ra, khi vận hành, nó hoàn toàn có thể đứng vững trong điều kiện thời tiết gió cấp 7.

Điều đặc biệt mà người Trung Quốc lắp cho siêu cỗ máy này là cảm biến laser radar, tự động tinh chỉnh thông số phù hợp với điều kiện ánh sáng, không khí tại khu vực xây lắp. Đồng thời, cảm biến giúp Kunlun tự động điều chỉnh sai lệch trong quá trình xây lắp.

Về cơ chế hoạt động, Kunlun có khả năng chở các dầm bê tông nặng trong quá trình di chuyển. Sau đó, nâng và đặt dầm bê tông này xuống giữa 2 cột trụ cầu một cách chính xác. Các dầm cầu tiếp theo sẽ được thực hiện với các bước tương tự.

Việc giúp Kunlun trở thành cỗ mày có 1-0-2 trên thế giới là khả năng vận chuyển và lắp ráp các dầm cầu nặng khoảng 1.000 tấn và dài 40 mét, con số vượt trội so với các công nghệ xây cầu khác. Đáng chú ý, cỗ máy được chế tạo bằng vật liệu bền hơn và nhẹ hơn, giúp quá trình vận chuyển đến công trình diễn ra thuận tiện, kĩ sư nhàn tênh.

Bên cạnh đó, dù giúp việc xây cầu nhàn hơn, tiêu tốn ít nhân lực nhưng cỗ mày này vẫn cần đội ngũ giám sát, nhân viên bảo dưỡng các bộ phận để hoạt động ưu việt nhất. Tính đến thời điểm hiện tại, trên thế giới chưa có cỗ máy xây cầu nào vượt qua Kunlun.

Nhờ phát minh có 1-0-2 này, Trung Quốc đã tăng tốc độ xây cầu lên 25% và tiết kiệm được 20% chi phí. Kunlun là công cụ chính giúp Trung Quốc đưa đường sắt tốc độ cao tới mọi địa phương, dù địa hình hiểm trở đến đâu, hiện thực hóa tham vọng xây dựng các tuyến đường sắt xuyên biển.

Công trình "khủng" mà Kunlun góp công xây dựng

Cỗ máy này lần đầu tiên được sử dụng vào tháng 11/2020 trong dự án xây dựng cầu Mai Châu, một phần của tuyến đường sắt tốc độ cao dài 277,42km chạy qua 8 ga với tổng vốn đầu tư 53,04 tỷ nhân dân tệ (khoảng 7,25 tỷ USD).

Cầu Mai Châu được Kunlun xây dựng nối thành phố Hạ Môn và Phúc Châu của tỉnh Phúc Kiến (Trung Quốc). Nếu không có siêu cỗ máy này, việc xây dựng cầu đường sắt vượt biển chắc chắn sẽ gặp nhiều khó khăn bởi các kỹ sư, công nhân phải thi công trong điều kiện địa chất phức tạp, gió và sóng biển mạnh, chênh lệch nhiệt độ ngày – đêm lớn.

Tuyến đường sắt tốc độ cao này được xây dựng với vận tốc 350km/h giúp rút ngắn thời gian di chuyển giữa Phúc Châu - Hạ Môn từ 2 tiếng xuống chỉ còn 55 phút.

Tuyến đường sắt được tích hợp nhiều công nghệ thông minh khác nhau, bao gồm điện toán đám mây, Internet vạn vật (IoT), dữ liệu lớn, trí tuệ nhân tạo, hệ thống thông tin địa lý GIS, mô hình thông tin số (BIM), hệ thống vệ tinh dẫn đường Bắc Đẩu, để thiết lập một chuẩn mực mới cho công trình xây dựng đường sắt cao tốc, đặc biệt là khả năng chống lại động đất khi đi qua những khu vực có nguy cơ cao.

Kunlun đã góp công xây dựng công trình đường sắt cao tốc xuyên biển - một bộ phận quan trọng trong mạng lưới đường sắt tốc độ cao của Trung Quốc, tạo thành một tuyến đường sắt hoàn chỉnh nối liền 3 tỉnh Chiết Giang, Phúc Kiến và Quảng Đông, kết nối chặt chẽ 3 khu vực kinh tế lớn.

Sau khi hoàn thành cầu Mai Châu, cỗ máy đã được nâng cấp với trọng lượng nhẹ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn, phục vụ xây dựng tuyến đường sắt cao tốc Xích Châu - Hoàng Sơn ở tỉnh An Huy (Trung Quốc).