Công nghệ thi công hầm Top-Down: Giải pháp cho bài toán phát triển không gian ngầm TP.HCM

Công nghệ thi công hầm Top-Down sử dụng cừ thép chữ C dẹt làm tường vây được đánh giá cao về cơ sở khoa học, yêu cầu kỹ thuật cũng như khả năng ứng dụng trong phát triển không gian ngầm đô thị.

Ngày 19/6, tại Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP.HCM, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (HUCE), Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP.HCM và Công ty TNHH Xây dựng Tài Lộc phối hợp tổ chức hội thảo khoa học "Công bố và phản biện sáng chế: Phương pháp thi công hầm từ trên xuống dưới (Top-Down) sử dụng cừ thép chữ C dẹt làm tường vây cho các công trình dân dụng, giao thông".

Đưa kết quả nghiên cứu vào thực tiễn xây dựng

Phát biểu tại hội thảo, GS.TS Nguyễn Hoàng Giang, Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, cho biết đổi mới sáng tạo, nghiên cứu và phát triển sáng chế đang trở thành yêu cầu quan trọng đối với các cơ sở đào tạo, nghiên cứu.

Theo ông Giang, vai trò của các trường đại học hiện nay không chỉ dừng lại ở hoạt động nghiên cứu, mà còn phải đưa các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn thông qua sự phối hợp giữa nhà trường, doanh nghiệp và cơ quan quản lý.

"Đối với các đô thị lớn, vấn đề đặt ra là làm thế nào để thi công, xây dựng không ảnh hưởng đến các công trình bên cạnh nhưng vẫn tận dụng tối đa diện tích. Đây là những bài toán cần sự tham gia của các nhà khoa học và doanh nghiệp để nghiên cứu, hoàn thiện giải pháp", ông Giang nói.

Theo ông, Hà Nội và TP.HCM là hai đô thị lớn đang có nhu cầu phát triển mạnh về hạ tầng, trong đó không gian ngầm là lĩnh vực cần được quan tâm trong quy hoạch, xây dựng đô thị.

Các công nghệ mới trong xây dựng cần được đánh giá từ nhiều góc độ, gồm điều kiện thi công, hiệu quả sử dụng và khả năng áp dụng với từng loại công trình. Sự phối hợp giữa nhà trường, doanh nghiệp và cơ quan quản lý sẽ góp phần hoàn thiện nghiên cứu, đáp ứng yêu cầu thực tiễn.

TP.HCM trước bài toán phát triển công trình ngầm

Ông Lê Ngọc Linh, Phó Giám đốc Sở Xây dựng TP.HCM, đánh giá cao sáng chế và cho rằng đây có thể là một trong những giải pháp góp phần tháo gỡ các thách thức trong phát triển hạ tầng ngầm đô thị, đặc biệt trong bối cảnh TP.HCM đang đẩy mạnh đầu tư các công trình giao thông và hạ tầng kỹ thuật quy mô lớn.

Theo ông Linh, việc tổ chức hội thảo công bố và phản biện sáng chế là hoạt động có ý nghĩa, không chỉ góp phần đánh giá tính khoa học, khả năng ứng dụng của công nghệ mà còn tạo môi trường để các nhà khoa học, doanh nghiệp và sinh viên trao đổi, hình thành những ý tưởng nghiên cứu mới.

Ông Linh cho biết, thành phố đặt mục tiêu trở thành đô thị hiện đại, văn minh, giữ vai trò đầu tàu kinh tế của cả nước, đồng thời hướng tới trung tâm kinh tế, tài chính, khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo hàng đầu khu vực Đông Nam Á.

Để đạt được mục tiêu này, theo ông Linh, việc phát triển hệ thống hạ tầng đô thị đồng bộ, hiện đại, trong đó có các công trình ngầm, cần được triển khai đi trước một bước.

Cùng với hệ thống đường sắt đô thị, TP.HCM cũng đang có nhu cầu lớn về xây dựng các công trình ngầm như nhà ga ngầm, hầm giao thông, hệ thống thoát nước và công trình chống ngập. Điều này đặt ra yêu cầu nghiên cứu, ứng dụng các giải pháp thi công phù hợp với điều kiện đặc thù của thành phố.

Theo ông Linh, một trong những vấn đề cần lưu ý là điều kiện địa chất của TP.HCM có nhiều điểm khác biệt so với các địa phương khác.

"Thành phố đang đối mặt với tình trạng lún nền, trung bình khoảng 2cm mỗi năm, cá biệt có khu vực lún từ 5–7 cm/năm. Khi nền đất thay đổi, các quy hoạch liên quan đến thủy lợi, thoát nước và cao độ nền cũng chịu ảnh hưởng", ông Linh cho biết.

Từ thực tế này, ông Linh cho rằng các giải pháp thi công công trình ngầm tại TP.HCM cần được nghiên cứu kỹ lưỡng, đặc biệt là các vấn đề về quan trắc, giới hạn kỹ thuật trong quá trình thi công, tác động của môi trường đô thị và điều kiện giao thông phức tạp.

Đánh giá về phương pháp thi công Top-Down, ông Linh cho rằng đây không chỉ là một công nghệ thi công đơn thuần mà còn có thể trở thành một trong những lời giải cho bài toán tổ chức thi công trong môi trường đô thị mật độ cao.

"Điều kiện địa chất khác nhau không có nghĩa là không thể triển khai. Chúng ta cần có các giải pháp kỹ thuật bổ trợ, nghiên cứu để công nghệ phù hợp với từng loại công trình và từng điều kiện địa chất cụ thể", ông Linh nói.

Ông cũng cho biết phương pháp Top-Down hiện đang được áp dụng trong một số dự án đường sắt đô thị như tuyến metro số 2 Bến Thành - Tham Lương và Bến Thành - Thủ Thiêm. Trong thời gian tới, công nghệ này sẽ tiếp tục được xem xét mở rộng phạm vi ứng dụng.

Cần hoàn thiện cơ sở khoa học, tiêu chuẩn kỹ thuật

TS Đinh Quốc Dân, Phó Viện trưởng Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng (Bộ Xây dựng), cho rằng việc đánh giá công nghệ mới cần dựa trên quá trình nghiên cứu và phản biện khoa học.

Theo ông, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng là đơn vị nghiên cứu về quy chuẩn, tiêu chuẩn và định hướng công nghệ xây dựng, do đó việc hoàn thiện cơ sở khoa học và yêu cầu kỹ thuật đối với các công nghệ mới là cần thiết.

TS. Đinh Quốc Dân, Phó Viện trưởng Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng (Bộ Xây dựng).

Ông Dân cho rằng mỗi công nghệ đều đặt ra câu hỏi về phạm vi áp dụng, yêu cầu kỹ thuật và mức độ chuẩn mực. Các trao đổi tại hội thảo sẽ góp phần hoàn thiện và đưa công nghệ vào thực tiễn.

Ông nhấn mạnh phát triển không gian ngầm tại các đô thị lớn như TP.HCM và Hà Nội đòi hỏi lựa chọn giải pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện địa hình, địa chất.

Tại hội thảo, TS Lê Xuân Thành, đại diện nhóm sáng chế Công ty TNHH Xây dựng và Thi công nền móng Tài Lộc, công bố các nội dung chính của sáng chế.

Ông cho biết nhóm nghiên cứu đã tổng kết các phương pháp thi công hầm phổ biến như Larsen, tường vây, tường Barrette, cọc nhồi… Tuy nhiên, các phương pháp này còn tồn tại hạn chế, đặc biệt là khó kiểm soát địa chất và ảnh hưởng đến công trình lân cận.

Ông dẫn chứng một số sự cố trong thực tiễn thi công tại TP.HCM và Hà Nội, cho thấy nguy cơ nứt, sập công trình xung quanh khi thi công.

TS Lê Xuân Thành, đại diện nhóm sáng chế Công ty TNHH Xây dựng và Thi công nền móng Tài Lộc công bố các nội dung chính của sáng chế.

Theo ông Thành, sáng chế mới có thể khắc phục vấn đề này, đồng thời rút ngắn thời gian trả lại mặt bằng cho xã hội từ vài năm xuống còn khoảng 4 - 6 tháng, trong khi vẫn đảm bảo thi công.

Về kết cấu, ông cho biết hệ thống được đổ toàn khối nên có độ bền cao, hạn chế thấm và sự cố kỹ thuật so với các phương pháp truyền thống.

Về kinh tế, ông nhận định phương pháp có chi phí tương đương hoặc thấp hơn các phương pháp hiện hành, đồng thời tăng hiệu quả sử dụng diện tích công trình.