Một cỗ máy khiên đào khổng lồ dài 165 mét vừa được triển khai tại dự án cầu Hạ Kim ở Hạ Môn, Trung Quốc, đánh dấu bước đột phá công nghệ khi tích hợp robot thay dao tự động hoàn toàn do nước này phát triển. Cỗ máy mang tên "Hạ Môn" đã phá kỷ lục về đường kính đầu cắt trong số các máy khiên đào áp lực bùn từng sử dụng tại tỉnh Phúc Kiến.
Hành trình từ phụ thuộc đến tự chủ công nghệ TBM
Cách đây hơn hai thập kỷ, Trung Quốc gần như phụ thuộc hoàn toàn vào các nhà sản xuất nước ngoài để nhập khẩu máy khoan hầm TBM với chi phí lên tới hàng chục triệu USD mỗi chiếc, kèm điều khoản bảo dưỡng độc quyền nghiêm ngặt. Bước ngoặt xảy ra khi các tập đoàn nhà nước như Tập đoàn Đường sắt Trung Quốc (CRCC) và Tập đoàn Công nghiệp Thiết bị Đường sắt Trung Quốc (CREG) thực hiện chiến lược "đảo ngược công nghệ", tập trung nội địa hóa linh kiện và nghiên cứu các công nghệ lõi: hệ thống truyền động thủy lực áp lực cao, hệ thống điều khiển thông minh bằng AI và robot tự động hóa.
Đến nay, Trung Quốc không chỉ tự chủ 100% công nghệ chế tạo TBM từ hầm đất mềm, hầm đá cứng đến hầm cân bằng áp lực bùn xuyên biển, mà còn chiếm thị phần máy khiên đào toàn cầu.
Thách thức cực hạn nơi bờ biển Hạ Môn
Dự án cầu Hạ Kim là tổ hợp hạ tầng giao thông quy mô lớn, tích hợp cầu vượt biển, hầm ngầm đô thị và nút giao lập thể. Để bảo tồn cảnh quan ven biển đảo Hạ Môn, toàn bộ tuyến chính và đường nhánh nội đô được thiết kế đi ngầm sâu dưới lòng đất.
Nhánh hầm bên phải dài 1,04 km đã thông hầm thuận lợi vào tháng 3/2026 sau gần một năm thi công. Trong khi đó, nhánh hầm bên trái dài 1,33 km vừa khởi công đặt ra nhiều thách thức hơn. Tuyến hầm này nằm áp sát bờ biển, đối mặt với mực nước ngầm cao, địa tầng đá gốc biến động mạnh và hệ thống công trình kiến trúc, mạng lưới đường ống đô thị dày đặc phía trên.
Đặc biệt, khoảng cách tĩnh giữa hai nhánh hầm trái và phải tại điểm hẹp nhất chỉ vỏn vẹn 5 mét. Mũi khoan phải xuyên qua nhiều tầng đất đá hỗn hợp phức tạp, các khối đá mồ côi chưa thể định vị và hệ thống neo cáp ngầm của các tòa nhà cao tầng xung quanh.
Bước tiến công nghệ từ siêu máy đào
Để giải quyết bài toán địa chất phức tạp, Công ty Đầu tư và Phát triển Kỹ thuật Đường bộ Cầu đường Hạ Môn đã tiến hành khảo sát địa chất tinh vi và dò tìm hệ thống neo ngầm từ sớm nhằm tối ưu hóa thiết kế mặt cắt dọc của hầm, loại bỏ từng chướng ngại vật trước khi kích hoạt máy đào.
Siêu máy khiên đào cân bằng áp lực bùn "Hạ Môn" dài 165 mét, đường kính đầu cắt thiết lập kỷ lục mới về kích thước đối với dòng máy khiên đào áp lực bùn tại Phúc Kiến. Sức mạnh của nó cho phép duy trì tiến độ ổn định ngay cả khi đối đầu với tầng địa chất khắc nghiệt nhất.
Robot thay dao "made in China"
Điểm sáng công nghệ mang tính đột phá của dự án là robot thay dao khiên đào tải trọng nặng, có khả năng co giãn, được nghiên cứu và phát triển hoàn toàn trong nước đầu tiên tại Trung Quốc. Trong công nghệ thi công hầm bằng TBM, việc thay thế đĩa dao cắt bị mài mòn là hoạt động bảo dưỡng định kỳ bắt buộc nhưng tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn cao do không gian chật hẹp, áp lực lớn.
Theo dữ liệu vận hành từ công trường, robot thay dao tự động đã rút ngắn thời gian thay một đĩa dao cắt đơn lẻ xuống chỉ còn từ 25 đến 40 phút, tối ưu hóa hiệu suất tổng thể lên hơn 50%. Giải pháp này triệt tiêu hoàn toàn rủi ro an toàn lao động vốn là nỗi ám ảnh của phương pháp thủ công truyền thống, tạo bệ phóng kỹ thuật vững chắc cho công trình duy trì tiến độ xuyên suốt.
Việc khởi công thuận lợi mũi đào bên trái của hầm đường bộ vòng đảo đánh dấu dự án cầu Hạ Kim bước vào giai đoạn công trường tổng lực. Sự kết hợp giữa quy mô cơ giới hóa của siêu máy đào TBM và trí tuệ nhân tạo từ robot thay dao tự động không chỉ bảo chứng cho chất lượng công trình trọng điểm, mà còn khẳng định bước tiến làm chủ công nghệ cốt lõi của ngành xây dựng hạ tầng ngầm hiện đại.
