Hầm đường bộ dài thứ 3 Việt Nam: Sử dụng phương pháp phổ biến trên thế giới, vượt tiến độ 8 tháng, do ‘vua hầm’ xây dựng

Sau 33 tháng thi công trong điều kiện địa chất đặc biệt phức tạp, ngày 19/12 vừa qua, Tập đoàn Đèo Cả – đơn vị được mệnh danh là “vua hầm” của Việt Nam – đã chính thức hoàn thành hầm Bình Đê, đúng cam kết với Chính phủ, góp phần quan trọng đưa tuyến cao tốc Bắc – Nam phía Đông thông tuyến vào cuối năm 2025.

Hầm Bình Đê thuộc dự án cao tốc Quảng Ngãi – Hoài Nhơn, dự án có quy mô lớn nhất trong số 12 dự án thành phần của cao tốc Bắc – Nam giai đoạn 2 (2021–2025), với tổng mức đầu tư 20.470 tỷ đồng. Tuyến cao tốc dài 88km, đi qua khu vực địa hình miền Trung phức tạp, bao gồm 3 hầm xuyên núi. Trong đó, hầm Bình Đê dài 3,2km, là hầm dài nhất trên tuyến và dài thứ ba cả nước, chỉ sau hầm Hải Vân và hầm Đèo Cả.

Theo ông Bùi Hồng Đăng, Giám đốc Ban điều hành gói thầu XL03 (Tập đoàn Đèo Cả), với kinh nghiệm thi công nhiều hầm xuyên núi trước đây, trong điều kiện địa chất thuận lợi, thời gian hoàn thành hầm Bình Đê dự kiến khoảng 48 tháng. Tuy nhiên, để bảo đảm tiến độ đồng bộ toàn tuyến Quảng Ngãi – Hoài Nhơn, Ban Quản lý dự án 2 đã yêu cầu rút ngắn tiến độ. Hợp đồng sau đó được ký với thời gian thực hiện 42 tháng, từ ngày 17/3/2023 đến 17/9/2026.

Áp lực tiếp tục gia tăng vào giữa năm 2024, khi trong chuyến kiểm tra công trường, Thủ tướng Phạm Minh Chính đặt vấn đề: nếu đến tháng 12/2025 toàn tuyến cao tốc Bắc – Nam phía Đông thông xe nhưng hầm Bình Đê chưa hoàn thành, hiệu quả khai thác sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Trước yêu cầu đó, Tập đoàn Đèo Cả cam kết hoàn thành hầm để kịp thông tuyến vào cuối năm 2025, đồng nghĩa thời gian thi công phải tiếp tục rút xuống chỉ còn khoảng 33 tháng, trong khi thời điểm đó các mũi đào mới đạt khoảng 500m từ hai đầu Bắc – Nam.

Thách thức lớn nhất nảy sinh khi điều kiện địa chất trong hầm ngày càng xấu. Nhiều đoạn đá bị phong hóa mạnh, chuyển thành đất rời, không thể nghiền tái sử dụng làm vật liệu thảm mặt đường như thiết kế ban đầu. Địa chất yếu tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn, buộc nhà thầu vừa thi công, vừa phải tính toán lại toàn bộ giải pháp kỹ thuật.

Ông Bùi Hồng Đăng cho biết, trong số các hầm có địa chất yếu mà ông từng tham gia như Núi Vung hay Trường Vinh, hầm Bình Đê là công trình có điều kiện địa chất kém nhất. “Nếu địa chất đúng như dự báo ban đầu, việc hoàn thành trong 48 tháng đã rất khó. Nay vừa gặp nền địa chất không ổn định, vừa phải rút ngắn tiến độ, áp lực đối với đội ngũ thi công là vô cùng lớn”, ông Đăng nói.

Trước tình thế đó, Tập đoàn Đèo Cả đã mời các chuyên gia hầm đầu ngành từ Đại học Xây dựng cùng các đơn vị tư vấn cầu hầm trực tiếp vào công trường. Trong nhiều ngày, các chuyên gia và kỹ sư ăn, ngủ tại hiện trường, liên tục khảo sát, đo đạc và họp bàn để đưa ra phương án thi công tối ưu.

Nhà thầu vẫn áp dụng phương pháp NATM – phương pháp thi công hầm phổ biến trên thế giới – nhưng cải tiến thành “NATM hệ Đèo Cả”. Phương pháp này tận dụng khả năng chịu lực của khối đất đá xung quanh, thi công theo từng đoạn ngắn để kiểm soát biến dạng và gia cố ngay sau mỗi bước đào.

Theo ông Đăng, khâu khó nhất là công tác nổ mìn. Với nền địa chất yếu, lượng thuốc nổ phải được tính toán cực kỳ chính xác, đủ phá đá nhưng không gây mất ổn định kết cấu. Thông thường, trong điều kiện như vậy, các nhà thầu sẽ hạn chế nổ mìn và kết hợp khoan cơ học để thăm dò. Tuy nhiên, tại những vị trí cho phép, Đèo Cả vẫn áp dụng nổ mìn diện nhỏ nhằm rút ngắn thời gian mà vẫn bảo đảm an toàn. Nhờ đó, mỗi ngày lực lượng thi công có thể đào được 4–6m hầm, thay vì 1–3m như trước, giúp tiến độ được rút ngắn đáng kể.

Song song với việc thi công từ hai đầu hầm, Đèo Cả còn mở rộng không gian bên trong hầm để tăng số lượng thiết bị và mũi thi công. Từ một mũi đào ban đầu, không gian được mở rộng dần để đưa thêm máy khoan, máy phun bêtông và thiết bị đổ bêtông vỏ hầm tại chỗ. Có thời điểm, gần 20 mũi thi công hoạt động đồng thời, giúp công suất tăng gấp 4–5 lần so với phương án truyền thống.

Một khó khăn khác là tình trạng thiếu nước thi công. Trong mùa khô, nguồn nước ngầm trên núi tại khu vực Quảng Ngãi rất hạn chế, trong khi công trường cần hàng trăm m3 nước mỗi ngày cho các thiết bị khoan hầm. Để giải quyết, ông Bùi Hồng Đăng đã đề xuất sáng kiến “tuần hoàn nước”. Nước thải từ máy khoan lẫn đất đá được dẫn về bể chứa ở cửa hầm, lọc qua vải địa và xơ dừa, sau đó bơm trở lại công trường. Giải pháp này giúp tái sử dụng khoảng 90% lượng nước, đồng thời giảm thiểu tác động đến môi trường.

Với hàng trăm kỹ sư, công nhân làm việc liên tục ba ca ngày đêm, ăn ở ngay tại công trường, cùng hàng loạt giải pháp kỹ thuật và tổ chức thi công sáng tạo, hầm Bình Đê đã được hoàn thành đúng ngày 19/12, đúng cam kết với Chính phủ, góp phần quan trọng đưa tuyến cao tốc Bắc – Nam thông tuyến vào cuối năm 2025.

Theo lãnh đạo Tập đoàn Đèo Cả, hai giải pháp “NATM hệ Đèo Cả” và “tuần hoàn nước trong thi công” đã được đăng ký sở hữu trí tuệ tại Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Doanh nghiệp sẽ tiếp tục nhân rộng các mô hình này cho các dự án hầm tiếp theo, đồng thời chia sẻ kinh nghiệm với các đối tác, hướng tới mục tiêu nâng cao năng lực của doanh nghiệp Việt Nam trong lĩnh vực thi công hạ tầng quy mô lớn.