Việc nâng thành công khối thép module nặng hơn 5.300 tấn ở nhà ga sân bay Long Thành là kỷ lục trong lịch sử ngành xây dựng hàng không thế giới.

Hai năm tính toán cho 8 ngày nâng

Gần một tháng trôi qua, câu chuyện nâng mái thép nhà ga sân bay Long Thành "lên đỉnh" vẫn như còn nóng hổi với các cán bộ, kỹ sư trực tiếp tham gia dự án.

Anh Mai Phước Đức, Giám đốc điều hành dự án Công ty Cổ phần Kết cấu thép ATAD kể, tôi từng tham gia rất nhiều dự án có quy mô lớn tại Việt Nam và trên thế giới. Tuy nhiên, về độ phức tạp, yêu cầu kỹ thuật cao như mái nhà ga Long Thành, đây là lần đầu tiên bản thân anh và ATAD thực hiện, nhất là với loại mái vòm cách điệu hoa sen.

Theo anh Đức, kết cấu mái thép rất đặc biệt, đa phần là những liên kết dạng kết cấu hộp, được tổ hợp từ những tấm thép dày 30-70mm, uốn cong theo hai chiều, đòi hỏi kỹ thuật cao, chính xác. Toàn bộ mối hàn bắt buộc phải hàn ngấu toàn phần, đảm bảo kết cấu chịu lực liên tục, vừa đảm bảo an toàn, vừa đạt độ thẩm mỹ cao nhất.

Quá trình thi công thêm thử thách khi môi trường làm việc hoàn toàn ngoài trời, phải đối mặt với mưa, gió nên công tác kiểm soát chất lượng được đặt lên hàng đầu. Tay nghề thợ hàn, kỹ thuật ghép nối và sự phối hợp giữa các bộ phận trong chuỗi dự án đều phải đạt độ chính xác tuyệt đối, đảm bảo khớp tới từng milimet.

Việc nâng hạ khối thép module nặng tới 5.330 tấn là kỷ lục trong lịch sử ngành xây dựng hàng không thế giới. Module kết cấu thép mái CEN của nhà ga Long Thành được các chuyên gia trong ngành đánh giá là một trong những module lớn nhất thế giới, cả về trọng lượng lẫn độ phức tạp khi kết nối.

Để chuẩn bị cho lần nâng này, từ lúc chính thức bắt tay vào dự án nhà ga sân bay, tháng 8/2023, đội ngũ kỹ sư đã nghiên cứu rất nhiều phương án nâng hạ. Khoảng tháng 4/2024, chủ đầu tư, tư vấn và nhà thầu mới chốt được phương án cuối cùng và bắt đầu thiết kế, tính toán, lắp đặt, sử dụng những công nghệ tiên tiến nhất thế giới.

Đo gió, tính mưa, chuyện chưa từng có

Lúc đầu, có ba phương án chính được cân nhắc. Thứ nhất chia module thành 5 phần nhỏ, mỗi phần khoảng 1.000 tấn, nâng từng phần lên rồi tổ hợp lại trên cao.

Thứ hai là tổ hợp toàn bộ dưới mặt đất rồi nâng lên và đẩy vào vị trí thiết kế.

Phương án cuối cùng, cũng là phương án tối ưu: Đợi các đơn vị thi công xong sàn tầng 3, sẽ tiến hành tổ hợp toàn bộ module ngay trên sàn, rồi mới nâng lên độ cao 16,8m.

Theo anh Đức, cách này vừa đảm bảo an toàn, vừa rút ngắn tiến độ cho cả phần xây dựng lẫn kết cấu thép. "Khi chọn phương án này, chúng tôi phải phối hợp chặt chẽ với các nhà thầu xây dựng trong liên danh VIETUR để đảm bảo chính xác cũng như trình tự thi công phù hợp nhất", anh Đức kể.

ATAD đã thuê công ty VSL - đơn vị hàng đầu thế giới trong việc thi công nâng hạ các kết cấu lớn để phối hợp thực hiện. Năm chuyên gia của VSL từ Thụy Sĩ đưa sang 68 bộ kích thủy lực, 16 bơm, hệ thống laser, tín hiệu điều khiển tự động, tất cả đều được cài đặt, lập trình riêng.

Bên cạnh đó, rủi ro trong quá trình nâng hạ đã được dự báo và kiểm soát chặt chẽ. Nhà thầu sử dụng phần mềm mô phỏng để tính toán trước độ trượt của khối thép khi nâng lên.

Theo tính toán, khi nhấc khỏi mặt sàn, module có thể trượt khoảng 21-22mm, nhưng thực tế chỉ trượt 18mm, nằm hoàn toàn trong giới hạn an toàn khi liên kết vào 256 điểm kết nối hiện hữu.

Ngoài yếu tố kỹ thuật, thời tiết cũng được tính toán từ trước. Đội ngũ đã quan trắc suốt một năm, theo dõi quy luật gió, mưa để chọn thời điểm an toàn nhất cho việc nâng hạ. Kết cấu thép trung tâm đã được thiết kế để chịu được gió với tốc độ 110km/h trong quá trình nâng.

Quá trình nâng, nhà thầu bố trí 16 điểm đo gió và đặt ra giới hạn nghiêm ngặt: Nếu gió vượt quá 36km/h hoặc có mưa lớn, toàn bộ quá trình nâng sẽ dừng ngay lập tức.

Thực tế, trong ngày 26/3, ngày nâng đầu tiên gặp mưa lớn nên buộc phải dừng, còn những lúc mưa nhỏ, việc nâng hạ vẫn diễn ra bình thường. Trong quá trình nâng còn xảy ra chuyện chưa từng có, đó là ảnh hưởng trận động đất ở Myanmar. Điều đó cho thấy hệ kết cấu thực sự đảm bảo an toàn theo tính toán.

3 ngày nâng được… một gang tay

Ba ngày đầu tiên của quá trình nâng là giai đoạn cực kỳ quan trọng. Sau ngày đầu tiên phải dừng vì mưa lớn, sang ngày thứ 2 và thứ 3 tiếp tục nâng lên được từ 0-300mm (khoảng một gang tay).

Sau đó, nhà thầu sử dụng các thiết bị vi chỉnh để kiểm tra kết cấu, đánh giá biến dạng, độ ổn định.

Sau một ngày cân chỉnh, tiếp tục nâng lên thêm 5m. Các chuyên gia có thêm một ngày để cân chỉnh, gia cường, kiểm soát, quan trắc, sự biến dạng của kết cấu có ảnh hưởng gì không.

Tiếp tục nâng thêm 5m nữa, sau đó dừng 1 ngày để kiểm tra. Lần thứ 3 nâng lên thêm 5,5m và cũng dừng lại 3 ngày để kiểm tra sự ổn định của kết cấu, sau đó tiếp tục nâng lên tiếp 5,7m.

"Còn 300mm cuối cùng là hồi hộp nhất, mất một ngày để nâng lên. Đặc biệt là 256 mối hàn khi nâng từ độ cao tổ hợp trên sàn lên 16,8m đến cao độ hoàn thiện thì dung sai theo phương thẳng đứng không được vượt quá 5mm, gần như chính xác tuyệt đối", anh Đức cho hay.

Cảm xúc vỡ òa

Khoảnh khắc đáng nhớ nhất, theo anh Đức, chính là khi khối thép được nâng đến cao độ 300mm đầu tiên, lúc đó khoảng 22h30, cả công trường như nín thở.

Từ chủ đầu tư, tổng thầu đến kỹ sư, công nhân đều vỡ òa trong niềm vui, bởi từng milimet di chuyển đều chứa đựng áp lực cực lớn, không có chỗ cho sai sót.

"Khi khối thép được đưa lên vị trí cao nhất 16,8m, vào khoảng 16h ngày 4/4, mọi người ôm chầm lấy nhau, vỡ òa cảm xúc, sung sướng không gì tả", anh Đức nhớ lại.

Ông Peter Siegfried, chuyên gia hàng đầu của VSL chia sẻ, dù đã từng thực hiện nhiều dự án lớn trên khắp thế giới, nhưng đây là một trong những module phức tạp và khó khăn nhất trong sự nghiệp.

Ngoài 5 chuyên gia Thụy Sĩ, trong suốt một tuần cao điểm, 30 kỹ sư của Việt Nam luôn bám sát công trường, gần như không ngủ để tính toán. Công nhân tham gia giai đoạn nâng cấu kiện không quá đông, chỉ khoảng 80 người nhưng ai nấy đều dồn hết tâm sức, dõi theo từng bước di chuyển của khối thép.

Lực lượng hậu cần cũng túc trực tiếp tế, tiếp sức cho đội ngũ kỹ sư, công nhân. Các chuyên gia Thụy Sĩ cũng cùng ăn bún, bánh mì, sinh hoạt chung với anh em kỹ sư Việt Nam ngay tại công trường.

Thành công nâng kết cấu mái vòm thép nhà ga Long Thành càng khiến đội ngũ kỹ sư Việt Nam tự hào, chứng minh được bản lĩnh, năng lực của nhà thầu nội địa. "Trong suốt sự nghiệp làm nghề của mình, không phải ai cũng có vinh dự được góp công sức cho một dự án khó và quy mô thế này", anh Đức nói.