Đường hầm được xây dựng bằng nhiều phương pháp khác nhau, tùy thuộc vào loại, mục đích và vật liệu của đường hầm. Phương pháp phổ biến nhất là xây một đường hầm trên mặt đất và sau đó đặt nó dưới nước. Điều này được thực hiện bằng cách xây dựng các đoạn đường hầm trên mặt đất và sau đó bịt kín chúng bằng các vách ngăn. Những đoạn này sau đó được đặt trong một rãnh dài và hẹp đã được nạo vét và phân loại trước khi thi công.
Trước đây, những chuyến đi dưới nước tuy thú vị nhưng thường có thể nguy hiểm đến tính mạng. Một con tàu hoặc một chiếc phà dễ bị thủy triều dâng cao và bão dữ dội. Năm 1954, năm chiếc phà du lịch đi vào eo biển Tsugaru, vùng biển nằm giữa đảo Hokkaido và tỉnh Aomori của Nhật Bản, đã gặp nạn khi gặp bão.
Và trước tình hình này, việc xây cầu không được coi là giải pháp thay thế hiệu quả, bởi gió bão vẫn có thể phá hủy nó. Phương án an toàn nhất và cũng là giải pháp khó khăn nhất cho tình huống này là xây dựng một đường hầm dưới nước.
Có nhiều cách để xây dựng đường hầm dưới nước.
Nhưng vào năm 1998, chính phủ Nhật Bản đã quyết định xây dựng một đường hầm dưới nước và nó được coi là đường hầm sâu nhất và dài nhất vào thời điểm đó. Đường hầm Seikan nằm ở độ sâu 140m dưới đáy biển và trải dài gần 54km! Tất nhiên, câu hỏi đặt ra là những tuyệt tác kỹ thuật này được chế tạo như thế nào?
Đường hầm dưới nước đầu tiên trên thế giới được xây dựng dưới sông Thames chảy qua London. Vào đầu thế kỷ 19, London là trung tâm thương mại ở châu Âu và phần lớn thế giới vào thời điểm đó. Các bến cảng bị tắc nghẽn do tàu chở than và hàng hóa khác và những con đường đầy xe ngựa khiến tình trạng tắc nghẽn ngày càng đáng lo ngại, đặc biệt là khi ngành công nghiệp đang phát triển. Vì vậy, họ cần tìm cách tăng tỷ lệ thương mại và du lịch mà không làm tăng lưu lượng đi lại.
Hồi đó, ý tưởng xây dựng một đường hầm dưới nước vô cùng khó khăn, có thể nói nó được coi là thứ xuất hiện trong khoa học viễn tưởng thời bấy giờ. Tuy nhiên, các kỹ sư nhận ra rằng đó cũng là giải pháp hiệu quả nhất. Tất nhiên, việc xây dựng một đường hầm dưới nước cũng có những rủi ro, bùn đại dương và áp lực nước sinh ra có thể xuyên qua các khoảng trống và làm sập toàn bộ đường hầm, đây rõ ràng sẽ là một vấn đề. thảm họa.
Đường hầm dưới nước đầu tiên trên thế giới được xây dựng dưới sông Thames.
Tuy nhiên, vào năm 1818, Marc Brunel, được biết đến như một trong những kỹ sư tài giỏi nhất nước Anh, đã phát triển một thiết bị có thể đào hầm xuyên đáy biển mà không để bùn hoặc nước lọt vào! Ông đã sử dụng cái mà ngày nay được gọi là “lá chắn đường hầm”.
Đường hầm Thames giữa Wapping và Rotherhithe không được đào bằng mũi khoan lớn mà do người ta đục đá và cát theo đúng nghĩa đen. Khi tấm chắn đường hầm di chuyển về phía trước, những người công nhân phía trước sẽ đào đường hầm, những người phía sau sẽ đặt gạch dọc theo đường hầm mới hình thành, sau đó những viên gạch được gia cố bằng bê tông và một đường hầm được phát triển có khả năng chứa được xe ngựa – và sau này xe lửa. Công nhân phải xây dựng hai cửa xả, một để xử lý bùn và cát và một để lấy nước.
Ban đầu, đường viền hàm được dự đoán chỉ mất 3 năm để hoàn thành nhưng trên thực tế, quá trình này mất khoảng 18 năm để hoàn thành. Cho đến ngày nay, đường hầm này vẫn là một phần quan trọng của mạng lưới đường sắt London. Trong một thời gian ngắn, nơi đây từng được coi là kỳ quan thứ 8 của thế giới.
Tấm chắn đào hầm, hay máy đào hầm khiên , là một cấu trúc bảo vệ, được sử dụng trong đào hầm xuyên qua đất mềm hoặc bùn lỏng, để duy trì sự ổn định của tường đất hầm trong thời gian cần thiết để xây dựng kết cấu tường bê tông cốt thép đỡ đường hầm. Ban đầu, nó có chức năng đơn giản là tấm chắn để giữ tường đất khi đào hầm thủ công. Sau này với việc cơ giới hóa việc đào hầm đã được cải tiến thêm chức năng đào đất. đường hầm và trở thành một dạng máy xúc chuyên dụng. Trên thực tế, tấm chắn đường hầm đóng vai trò là cấu trúc hỗ trợ tạm thời cho đường hầm khi nó được đào.
Tuy nhiên, khi khoa học công nghệ phát triển, thay vì xây và đào đường hầm cùng lúc, người ta chuyển sang xây đường hầm trên mặt đất rồi đặt dưới nước.
Một đường hầm như vậy sẽ được xây dựng theo từng phần. Các phần bê tông được bịt kín bằng vách ngăn sau đó sẽ được ngâm trong nước và được đặt trong một hốc dài và hẹp chạy dọc theo chiều dài của đường hầm cần xây dựng. Những hốc này được phát triển bằng cách nạo vét và phân loại rãnh trước khi thi công các mặt cắt. Mỗi đoạn sau đó được nối lại để tạo thành đường hầm.
Ngày nay, khi khoa học phát triển hơn, người ta sẽ xây dựng đường hầm theo từng đoạn.
Đường hầm Ted Williams , nối phần phía nam của Boston và Sân bay Logan, được xây dựng theo kiểu này. Đường hầm bao gồm mười hai phần, mỗi phần dài 325 feet, được nối với nhau để tạo thành đường hầm. Điều đáng ngạc nhiên hơn nữa là mỗi đoạn này đều có đường được xây dựng hoàn chỉnh!
Phương pháp này tuy tiết kiệm chi phí nhưng cũng có nhiều nhược điểm:
- Đầu tiên , các kỹ sư phải cực kỳ cẩn thận khi đánh chìm các phân đoạn, vì ngay cả một sai lệch nhỏ cũng có thể dẫn đến hậu quả tàn khốc.
- Thứ hai , trong khi các đường hầm ngập nước được xây dựng dưới rãnh, có khả năng một số đoạn hướng ra nước có thể bị lộ ra ngoài. Những khoảng trống này có thể gây ra những tai nạn khủng khiếp nếu bị tàu hoặc mỏ neo đâm phải.
- Thứ ba , việc đào đất trên lòng kênh có những tác động bất lợi rõ ràng và do đó ảnh hưởng đến môi trường và hệ sinh thái.
Tuy nhiên, phương pháp thuận tiện nhất là sử dụng máy khoan, ngoại trừ việc nó phải rất lớn. Đường hầm Kênh nối Vương quốc Anh và miền bắc nước Pháp được xây dựng bằng cách sử dụng những cỗ máy khổng lồ gọi là Máy khoan đường hầm (TBM) . Máy TBM, còn được gọi là “chuột chũi”, là loại máy đào đường hầm bằng cách cắt xuyên qua đá và địa tầng bằng các lưỡi dao quay nhanh.
Quy trình xây dựng đường hầm dưới nước.
Tất nhiên, nhược điểm của phương pháp này là nó rất tốn kém. Hơn nữa, một cỗ máy trị giá hàng triệu đô la là không đủ để tự mình xây dựng một đường hầm. Đường hầm Kênh nối Vương quốc Anh và miền bắc nước Pháp cần 11 chiếc để xây dựng. Vì vậy, có thể nói không có kỹ thuật nào có thể coi là tốt nhất tuyệt đối.
- Khám phá đường hầm dưới nước dài nhất thế giới
- Fehmarnbelt – Đường hầm dưới biển dài nhất thế giới
- Khám phá lối đi bí mật dẫn đến thế giới 1.600km dưới lòng đất
