Thiếu tiền mua sáng chế, Trung Quốc xây siêu công trình bằng công nghệ "nhà làm": Tàu 300.000 tấn đâm không sập

Đây là cây cầu dài nhất thế giới với chiều dài 55km, gấp 20 lần cầu Cổng vàng nổi tiếng ở San Francisco, Mỹ.

"Quy mô xây dựng và độ khó của cầu Hồng Kông - Chu Hải - Ma Cao là lớn nhất so với các dự án cụm giao thông cầu-hầm xuyên biển hiện có khác", Tô Quyền Khoa, Kỹ sư trưởng của Cơ quan quản lý cầu Hồng Kông - Chu Hải - Ma Cao nói với đài CGTN (Trung Quốc) trong cuộc phỏng vấn năm 2018. 

Đặc biệt, theo Nhân dân Nhật báo (Trung Quốc), cầu Hồng Kông - Chu Hải - Ma Cao được áp dụng kỹ thuật thi công tiên tiến - trụ cô lập địa chấn bằng cao su - chịu được lực tác động 3.000 tấn, giống như "định hải thần châm" giúp nó trụ vững trước sự tấn công của siêu bão cấp 16, động đất cấp 8 và vụ va chạm với tàu 300.000 tấn.

Cầu, đảo và đường hầm - siêu dự án 3 trong 1

Dự án trên biển dài nhất thế giới gồm bốn phần: Một cây cầu thép dài 22,9 km, hai hòn đảo nhân tạo, một đường hầm chìm dưới biển dài 6,7 km ở độ sâu 40m, cũng như các cầu nối các thành phố. 

Đối với một dự án cầu, các nhà thiết kế thường thi công tất cả các cấu trúc trên mặt đất và chỉ chọn đường hầm khi không có giải pháp thay thế nào.

Tuy nhiên, đối với cầu Hồng Kông - Chu Hải - Ma Cao, thiết kế khả thi nhất là tích hợp cầu, đảo và đường hầm để tạo thành một kênh xuyên biển hoàn chỉnh.  

"Cửa sông Châu Giang là kênh vận chuyển tiêu chuẩn thế giới, có khoảng 5.000 tàu thuyền đi qua vào thời điểm cao điểm trong ngày nên phải đảm bảo được giao thông hàng hải thông suốt. Và vị trí gần Sân bay Quốc tế Hồng Kông, với khoảng 2.000 chuyến bay cất hạ cánh mỗi ngày nên cây cầu không thể được xây dựng quá cao vì lý do an toàn", Mạnh Siêu Phàm, kỹ sư thiết kế chính dự án cho biết. 

"Nhưng không thể đào một đường hầm chìm dưới biển mà không có bất kỳ sự hỗ trợ nào. Điều đó buộc chúng tôi phải xây dựng các đảo nhân tạo".

Hai đảo nhân tạo có diện tích 200.000m2 giúp tạo sự chuyển tiếp nhịp nhàng giữa cầu và đường hầm.

Các kỹ sư "đặt 120 trụ thép có đường kính 22m xuống đáy biển, tạo ra hình dạng của một hòn đảo và lấp đầy hòn đảo bằng đất", ông Tô Quyền Khoa nói.

Cấu trúc khổng lồ này cao 55m, tương đường tòa nhà 18 tầng, nặng 550 tấn, gần bằng trọng lượng của một chiếc máy bay Airbus A-380.

Cầu Hồng Kông - Chu Hải - Ma Cao được hình thành từ các dầm hộp lên tới 420.000 tấn thép - tương đương với trọng lượng của 60 Tháp Eiffel (Pháp) hoặc 10 sân vận động  Tổ Chim (Bắc Kinh).

Nhiều thành phần thép như trụ cầu, giá treo và ống chìm được chế tạo bằng thiết bị lớn do Trung Quốc tự phát triển, sau đó được vận chuyển đến công trường.

Đơn vị thi công thậm chí còn quay một trụ tháp bằng thép cao 160m và nặng hơn 3.000 tấn 90 độ so với mặt nước biển, sự kiện chưa từng có trong lịch sử xây dựng cầu thế giới.

Đây cũng là cây cầu đầu tiên ở Trung Quốc sử dụng robot hàn. Một phó kỹ sư trưởng dự án cho biết: "Việc hàn nhiều đầu tránh sự phân bố nhiệt không đồng đều, loại bỏ ứng suất bên trong do quá trình hàn gây ra".

Công nghệ "cây nhà lá vườn"

Theo Mạng Thanh niên Trung Quốc, đây là cây cầu lập nhiều kỷ lục thế giới, được coi là công trình thế kỷ của Trung Quốc nhưng nó cũng là dự án khó khăn nhất trong lịch sử xây dựng nước này với phần đường hầm chìm 6,7km dưới đáy biển.

CGTN cho hay, các kỹ sư Trung Quốc đã đi tiên phong trong việc lắp đặt các ống chìm sâu. "Không có mô hình nào để chúng tôi tham khảo vì tất cả các trường hợp đều là ống chôn nông", ông Tô Quyền Khoa nói.

“Do thiếu kinh nghiệm, quá trình lắp đặt đoạn ống đầu tiên kéo dài 96 giờ và chúng tôi đã không nghỉ ngơi trong 4 ngày 5 đêm”, ông Doãn Hải Khanh, Phó Tổng Giám đốc kiêm Phó Kỹ sư trưởng điều hành dự án cho biết.  

Đường hầm dài 6,7 km là đường hầm chìm dưới biển dài nhất thế giới. Mục đích xây đường hầm này vì đoạn thi công thuộc tuyến đường ra biển của cửa khẩu Chu Hải, để thuận tiện cho các phương tiện lớn di chuyển, đặc biệt tránh các vụ va chạm tàu - lớn nhất là 300.000 tấn.

Tại đoạn này, nhóm thi công cần đặt các đoạn ống ngầm chôn sâu dưới đáy biển khoảng 22m và toàn bộ độ sâu tính đến bề mặt nước là 40m.

Tổng Giám đốc kiêm Kỹ sư trưởng dự án Lâm Minh cho biết, công nghệ cốt lõi trong thi công đường hầm chìm ngoài khơi được người trong ngành gọi là "công nghệ khó và phức tạp nhất thế giới", chỉ có một số quốc gia trên thế giới làm chủ được. Vào thời điểm đó, kinh nghiệm của Trung Quốc trong lĩnh vực này là bằng 0.

Sau nhiều lần tìm hiểu, ông đã tìm được một công ty tầm cỡ thế giới sở hữu công nghệ thi công ống ngầm dưới biển nhưng bên kia lại đưa ra mức giá cao vượt xa ngân sách dự án khiến các kỹ sư Trung Quốc không thể tiếp cận được công nghệ tiên tiến này.

Cuối cùng, nhóm của ông tự nghiên cứu, giải quyết bài toán khó về công nghệ đẳng cấp thế giới. Sau hàng trăm cuộc họp và thử nghiệm trong nhiều năm trời, công nghệ hoàn chỉnh để xây dựng đường hầm ống ngầm ngoài khơi đại diện cho trình độ công nghệ hàng đầu thế giới của Trung Quốc được công bố.

Ngoài ra, Trung Quốc cũng đã tạo ra một bước đột phá về tuổi thọ của cây cầu - 120 năm trong bối cảnh rất nhiều cây cầu trên thế giới chỉ có tuổi thọ khoảng 100 năm.

Huyết mạch giao thông thương mại

Theo đài CCTV (Trung Quốc), cây cầu kết nối ba khu vực phía nam cải thiện hiệu quả giao thông, cắt giảm thời gian di chuyển từ Chu Hải đến Sân bay Quốc tế Hồng Kông (Trung Quốc) từ khoảng 4 giờ xuống chỉ còn 45 phút. Nó cũng tạo điều kiện trao đổi giữa người với người và thương mại trong Khu vực Vịnh Lớn (Greater Bay Area).

Tờ China Daily cho biết, lưu lượng giao thông qua cầu Hồng Kông - Chu Hải - Ma Cao (Trung Quốc) đã tăng đáng kể kể từ tháng 7, với 6.500 phương tiện qua cầu mỗi ngày.

Hải quan cửa khẩu Củng Bắc (Chu Hải, tỉnh Quảng Đông) hôm 25/7 cho biết, tính đến 24/7 đã có 500.000 phương tiện đi qua cây cầu từ hai đặc khu hành chính.

Hiện Trung Quốc đang thi hành chính sách "phương tiện Ma Cao đi lên phía Bắc" và "phương tiện Hồng Kông đi về phía Bắc" lần lượt có hiệu lực vào ngày 1/1 và 1/7.

Kế hoạch này là một phần của sáng kiến ​​kết nối Khu vực Vịnh lớn Quảng Đông-Hồng Kông-Ma Cao và đã mang lại lợi ích cho hơn 23.000 chủ sở hữu các phương tiện ở Hồng Kông và Ma Cao (Trung Quốc).

"Từ tháng 2, tôi đã lái xe qua cầu sang Quảng Đông nhiều lần và trải nghiệm quá trình thông quan nhanh chóng thuận tiện", chủ xe từ Ma Cao cho biết.

Một quan chức hải quan quản lý cầu cho biết cơ quan hải quan sẽ tiếp tục sử dụng công nghệ tiên tiến để tối ưu hóa hệ thống thông quan "một cửa" cho các phương tiện của Hồng Kông và Ma Cao qua cầu.