Thách thức địa chất yếu và nước ngầm trong thi công hầm đường sắt Khe Nét
Đèo Khe Nét trên tuyến đường sắt Bắc - Nam từ lâu được mệnh danh là "điểm tử thần" do địa hình hiểm trở với độ dài hơn 10 km, cao trên 700 m so với mực nước biển, cùng những khúc cua gấp và độ dốc lớn. Tàu hỏa qua đây chỉ được phép chạy với tốc độ 20-25 km/h, trong khi tàu hàng thường phải bố trí thêm đầu máy phụ để vượt dốc, kéo dài hành trình và tăng chi phí vận hành.
Dự án cải tạo và những khó khăn ban đầu
Nhằm gỡ bỏ điểm nghẽn này, Bộ Xây dựng đã triển khai dự án cải tạo đường sắt khu vực đèo Khe Nét, khởi công vào ngày 22/3/2024. Dự án bao gồm hai gói thầu chính: gói thầu 1 xây dựng hai hầm đường sắt xuyên núi với chiều dài lần lượt là 580 m và 355 m, do liên danh Công ty Xây dựng Ilsung (Hàn Quốc) và Tập đoàn Đèo Cả thực hiện; gói thầu 2 thi công cầu, đường sắt và hệ thống thông tin tín hiệu do liên danh Ilsung và Tổng công ty Công trình đường sắt (RCC) đảm nhiệm.
Tuy nhiên, công trình ngay lập tức đối mặt với thách thức từ địa chất phức tạp. Khu vực này nằm trong vùng đồi núi với cấu trúc địa chất không đồng nhất, đá gốc bị phong hóa mạnh, xen kẽ các lớp đất yếu và nhiều khe nứt. Đặc biệt, hầm đi qua hai đới địa chất, chịu ảnh hưởng của đới đứt gãy và mực nước ngầm cao, biến động mạnh theo mùa mưa.
Phương pháp thi công đặc biệt để đối phó với địa chất yếu
Ông Nguyễn Duy Sông, Giám đốc điều hành gói thầu số 1, chia sẻ rằng dù có kinh nghiệm 12 năm thi công nhiều hầm đường bộ như Cù Mông và Đèo Cả, ông chưa từng gặp hầm nào có địa chất yếu và khâu xử lý khó khăn như hầm Khe Nét. Địa chất trong hầm khác biệt nhiều so với báo cáo khảo sát thiết kế trước đó, với đá phong hóa hoàn toàn thành đất, thấm nước lâu năm khiến trạng thái liên tục thay đổi và dễ sạt lở.
Để ứng phó, Tập đoàn Đèo Cả đã áp dụng phương pháp đào hầm NATM (New Austrian Tunnelling Method). Quy trình bao gồm đào từng bước 0,5-1,5 m tùy điều kiện địa chất, sau đó chống đỡ tạm thời ngay bằng neo đá, lưới thép, vòm thép và phun bêtông để ổn định khối đất đá xung quanh. Quá trình thi công được quan trắc thường xuyên để theo dõi biến dạng, và chỉ khi địa chất ổn định mới tiến hành lắp lớp chống thấm, đổ bêtông vỏ hầm và hoàn thiện bề mặt.
Những sự cố và giải pháp xử lý linh hoạt
Ngay từ khi mở cửa hầm số 1 phía Bắc, mái cơ đã xuất hiện chuyển vị do địa chất yếu, buộc nhà thầu bổ sung giải pháp gia cố so với thiết kế ban đầu. Ở phía Nam hầm số 1, địa chất phong hóa hoàn toàn, đất đá rời rạc và mạch nước ngầm chảy thành dòng làm tăng nguy cơ mất ổn định mặt gương.
Khác với hầm đường bộ thông thường có thể đào 1,2-1,5 m trước khi gia cố, tại hầm Khe Nét, lực lượng thi công chỉ đào 0,8 m đã phải dừng lại để gia cố. Mặt gương cũng được chia nhỏ thành 1/4 diện tích để đào và gia cố cuốn chiếu, kết hợp quan trắc thường xuyên. Ông Sông cho biết, trong khi các hầm đường bộ khác có thể đào 3-4 m mỗi ngày, ở hầm Khe Nét chỉ đạt 0,4-0,8 m do phải thi công thận trọng.
Một trong những thách thức lớn nhất là nước ngầm, với nhiều mạch nước chảy mạnh như thác, làm suy yếu kết cấu và kích hoạt sạt lở. Đơn vị thi công phải khoan dẫn dòng, lắp ống tạm thu nước và áp dụng giải pháp phụt vữa xi măng kèm phụ gia đông kết nhanh để tăng độ ổn định.
Vượt khó và đạt được tiến độ
Hầm số 1 đã xảy ra 5 lần sạt lở cục bộ, có đoạn sạt vài mét, buộc đơn vị thi công phải gia cố nhiều lần. Mỗi khi xảy ra chuyển vị, công tác thi công phải dừng lại để quan trắc biến dạng liên tục, sau đó áp dụng đồng thời nhiều giải pháp kỹ thuật như tăng cường thanh neo, dựng vòm thép và phụt vữa gia cố.
Dù tiến độ có thời điểm bị chậm, nhà thầu đã tăng cường nhân lực và điều chỉnh tổ chức thi công để bù đắp. Hầm số 2 dài 355 m được đào thông vào tháng 10/2024, sớm 2 tháng so với kế hoạch, trong khi hầm số 1 dài 580 m hoàn thành vào tháng 6/2025 sau hơn 16 tháng thi công. Liên danh nhà thầu đã huy động hơn 250 kỹ sư, công nhân cùng 30 thiết bị chuyên dụng, làm việc theo chế độ 3 ca, 4 kíp liên tục để giữ vững tiến độ.
Ý nghĩa và đánh giá từ chuyên gia
PGS. TS Trần Chủng, nguyên Cục trưởng Cục Giám định nhà nước về chất lượng công trình xây dựng, Bộ Xây dựng, nhận định rằng thi công hầm xuyên núi luôn tiềm ẩn rủi ro như đá phong hóa, cát chảy và túi nước lớn. Hầm đèo Khe Nét xuất hiện đầy đủ các yếu tố này, đòi hỏi nhà thầu có năng lực xử lý sự cố và đội ngũ công nhân sẵn sàng làm việc trong điều kiện nguy hiểm.
Theo ông, dự án không chỉ là một công trình xây dựng mà còn là phép thử về năng lực tổ chức, khả năng làm chủ kỹ thuật và sự linh hoạt trước điều kiện địa chất phức tạp. Khi hoàn thành, dự án sẽ rút ngắn thời gian tàu xuyên đèo từ hơn một giờ xuống còn khoảng 10 phút, góp phần nâng cao năng lực vận hành, rút ngắn hành trình và tăng cường an toàn trên tuyến đường sắt Hà Nội - TP HCM.
