Buzz
Xây dựng đường hầm dưới nước đòi hỏi sự áp dụng nhiều phương pháp khác nhau, tuỳ thuộc vào loại hình, mục đích và vật liệu sử dụng. Phương pháp phổ biến nhất là xây dựng đoạn đường hầm trên mặt đất trước, sau đó đặt nó xuống dưới nước. Quá trình này bao gồm xây dựng các đoạn đường hầm trên mặt đất và sau đó bịt kín chúng bằng các vật liệu chắn nước, đặt chúng trong một rãnh dài và hẹp đã được nạo vét và phân loại trước khi thi công.
Trong quá khứ, việc du hành trên biển có thể đầy rủi ro vì thủy triều và cơn bão. Một số tai nạn đã xảy ra, như năm 1954 khi một số du thuyền gặp nạn ở eo biển Tsugaru, Nhật Bản, trong một cơn bão dữ dội.
Trong những hoàn cảnh như vậy, việc xây dựng cây cầu không phải là giải pháp an toàn, vì cơn gió mạnh vẫn có thể phá hủy chúng. Đối với những tình huống như vậy, xây dựng đường hầm dưới nước là lựa chọn an toàn nhất, mặc dù đây cũng là một giải pháp khó khăn.
Năm 1998, Nhật Bản quyết định xây dựng đường hầm Seikan, được xem là đường hầm dưới nước sâu nhất và dài nhất thế giới vào thời điểm đó. Với độ sâu 140m dưới đáy biển và chiều dài gần 54km, đây là một trong những công trình kỹ thuật kỳ vĩ nhất được thực hiện.
Đường hầm dưới nước đầu tiên trên thế giới được xây dựng dưới dòng sông Thames ở London. Ý tưởng này được hình thành vào đầu thế kỷ 19, khi nhu cầu về giao thông vận tải tăng cao ở London do sự phát triển công nghiệp. Xây dựng đường hầm dưới nước được coi là giải pháp tối ưu nhất cho vấn đề này.
Trong quá khứ, việc xây dựng đường hầm dưới nước là một thách thức lớn đối với kỹ sư, nhưng lại được coi là giải pháp hiệu quả nhất. Tuy nhiên, việc này cũng mang lại nhiều rủi ro, như bị áp lực nước và bùn đại dương xâm nhập, có thể gây ra sự sụp đổ của toàn bộ công trình.
Tuy nhiên, vào năm 1818, Marc Brunel, được biết đến như một trong những kỹ sư xuất sắc nhất của Anh, đã phát triển một thiết bị có thể đào hầm dưới đáy biển mà không để nước hoặc bùn thấm vào! Ông đã sử dụng thiết bị này sau này được gọi là 'Khiên đào đường hầm - tunnel shield'.
Đường hầm Thames giữa Wapping và Rotherhithe không được đào bằng máy khoan lớn mà do con người đục đá và cát theo cách truyền thống. Khi khiên đào đường hầm di chuyển về phía trước, những công nhân ở phía trước sẽ đào hầm, còn những người ở phía sau sẽ xếp gạch dọc theo đường hầm vừa mới hình thành, sau đó các viên gạch được gia cố bằng bê tông. Đây là cách phát triển đường hầm có khả năng chứa các phương tiện từ xe ngựa - và sau này là tàu hỏa. Các công nhân còn phải xây dựng hai cửa xả, một để xử lý bùn và cát, và một để thoát nước.
Ban đầu, dự kiến mất 3 năm để hoàn thành đường hầm, nhưng thực tế quá trình này mất khoảng 18 năm mới hoàn tất. Cho đến nay, đường hầm này vẫn là một phần quan trọng của mạng lưới đường sắt của London. Trong một thời gian ngắn, nó từng được coi là một trong những kỳ quan thứ 8 của thế giới.
Tuy nhiên, khi tiến bộ khoa học kỹ thuật, thay vì xây dựng và đào hầm đồng thời, người ta đã chuyển sang phương pháp xây dựng đường hầm trên mặt đất trước, sau đó đặt nó xuống nước.
Một đường hầm như vậy sẽ được xây dựng từng phần. Các phần bê tông sau đó được bịt kín bằng vách ngăn, nhấn chìm xuống nước và đặt trong một khoang dài, hẹp dọc theo đường hầm cần xây dựng. Những khoang này được phát triển bằng cách nạo vét và phân loại trước khi xây dựng các phần. Mỗi phần sau đó được nối lại để tạo thành đường hầm.
Đường hầm Ted Williams, nối phần phía nam của Boston và Sân bay Logan, được xây dựng theo cách này. Nó bao gồm mười hai phần, mỗi phần dài 325 feet, được nối lại với nhau để tạo thành đường hầm. Điều đặc biệt là mỗi phần trong số đó đều có sẵn con đường đã hoàn chỉnh!
Mặc dù phương pháp này có hiệu quả về chi phí nhưng cũng có nhiều nhược điểm. Đầu tiên, kỹ sư phải rất cẩn thận khi đánh chìm các phân đoạn, vì một sai số nhỏ cũng có thể dẫn đến hậu quả khôn lường. Thứ hai, trong khi các đường hầm chìm được xây dựng dưới lòng kênh, có thể có một số đoạn hướng ra mặt nước, gây nguy cơ tai nạn nếu bị tàu chìm hoặc neo đâm vào. Và thứ ba, là ảnh hưởng tiêu cực của việc đào đất trên lòng kênh, ảnh hưởng đến môi trường và hệ sinh thái.
Tuy nhiên, phương pháp thuận tiện nhất là sử dụng máy khoan, mặc dù chúng phải rất lớn. Đường hầm Kênh giữa Vương quốc Anh và miền bắc nước Pháp được xây dựng bằng những cỗ máy khổng lồ gọi là Máy khoan đường hầm (TBM). Máy TBM, còn được biết đến là 'mole', là loại máy đào đường hầm bằng cách cắt xuyên qua đá và địa tầng bằng các lưỡi dao quay nhanh.
Tất nhiên, nhược điểm của phương pháp này là đắt tiền. Hơn nữa, một chiếc máy có giá hàng triệu đô la không đủ để tự xây dựng một đường hầm. Đường hầm Kênh giữa Vương quốc Anh và miền bắc nước Pháp cần 11 chiếc máy để xây dựng. Do đó, có thể nói không có kỹ thuật nào có thể được coi là tuyệt đối tốt nhất.
