rong hành trình xây dựng đoạn ngầm tuyến đường sắt đô thị Nhổn - Ga Hà Nội, thách thức lớn nhất không nằm ở việc đào hầm, mà là làm thế nào để di chuyển cỗ máy đào hầm khổng lồ TBM (Tunnel Boring Machine) nặng hàng trăm tấn vượt qua các nhà ga mà vẫn đảm bảo tiến độ và chi phí. Bằng một giải pháp kỹ thuật đột phá, nhóm kỹ sư của Công ty Cổ phần FECON đã chinh phục được "nút thắt" này, đem lại lợi ích kinh tế lên đến hàng chục tỷ đồng và được vinh danh tại Hội thi Sáng tạo kỹ thuật TP Hà Nội với Giải Nhất danh giá.

Thách thức nan giải của đoạn ngầm 4km 

Tuyến metro số 3, đoạn Nhổn - Ga Hà Nội, có tổng chiều dài 12,5 km, trong đó gần 4 km chạy ngầm dưới lòng đất từ Kim Mã đến Ga Hà Nội. Đây là đoạn tuyến phức tạp bậc nhất, đi qua khu vực trung tâm đông dân cư, có địa chất hỗn hợp và nhiều công trình lịch sử.

Việc thi công hầm ngầm được thực hiện bằng công nghệ TBM tiên tiến, một tổ hợp máy móc dài hơn 100m, nặng khoảng 600-850 tấn. Cỗ máy này vừa đào hầm, vừa lắp ghép các vòng vỏ hầm bê tông, giữ an toàn tuyệt đối cho các công trình bên trên.

Tuy nhiên, khi TBM tiến vào các ga ngầm, cỗ máy phải chuyển hướng theo đường cong của thiết kế. Theo phương pháp truyền thống, nhà thầu buộc phải cắt rời phần đầu máy cùng toàn bộ hệ thống đường dây điện, thủy lực, khí nén phức tạp, sau đó lắp đặt lại. Công đoạn này đòi hỏi sự tham gia của chuyên gia nước ngoài, kéo dài tới 45 ngày cho một nhà ga, với chi phí nhân công lên tới khoảng 300 USD/giờ. 

Sáng kiến "Trượt" TBM bằng hệ bánh xe: Đột phá mang tên FECON 

Trước bài toán kỹ thuật hóc búa này, nhóm kỹ sư Việt Nam của FECON, bao gồm Trần Đức Tuấn, Đoàn Hữu Khoát, Lưu Hoàng Phương, Đào Văn Hưng và Lê Thanh Bình, đã nghiên cứu và đề xuất một giải pháp hoàn toàn mới: sử dụng hệ bánh xe (trolley) tích hợp vòng bi xoay 45 độ cùng hệ kẹp (clamp) chịu lực để cỗ máy TBM có thể tự "trượt" qua ga theo bán kính cong 300m mà không cần tháo rời các bộ phận.

Cấu tạo hệ thống gồm 8 bộ phụ trợ cơ khí được kết nối trực tiếp vào thân TBM, có thể dễ dàng lắp đặt, tháo dỡ và tái sử dụng nhiều lần. Giải pháp này đã thay thế hoàn toàn quy trình tháo lắp tốn kém và mất thời gian.

Thành công của sáng kiến được minh chứng qua những con số ấn tượng:

Thời gian rút ngắn: Giảm thời gian trượt qua một ga từ 45 ngày xuống còn 28 ngày, tiết kiệm được 17 ngày cho mỗi lần trượt.

Tiết kiệm chi phí: Mỗi ngày rút ngắn tiến độ giúp tiết kiệm khoảng 500 triệu đồng chi phí vận hành. Với tổng cộng 6 lần trượt theo thiết kế, sáng kiến đã giúp tiết kiệm trực tiếp hơn 48 tỷ đồng chi phí. Sau khi trừ chi phí đầu tư cho hệ bánh xe, lợi ích kinh tế thực tế đạt khoảng 42-45 tỷ đồng.

Sáng kiến đã được áp dụng thành công tại Ga S10 (Cát Linh) và Ga S11 (Văn Miếu). Đặc biệt, việc TBM số 1 khoan xuyên vào Ga S11 Văn Miếu vào ngày 28/7/2025 là cột mốc kỹ thuật quan trọng của toàn dự án, với sự đóng góp trực tiếp từ giải pháp này.

Sáng kiến "Trượt" TBM qua ga bằng bánh xe không chỉ mang lại giá trị kinh tế và tiến độ cho tuyến metro số 3, mà còn mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi cho nhiều dự án hạ tầng ngầm trong tương lai tại Việt Nam. Đây là minh chứng rõ nét cho năng lực đổi mới sáng tạo của đội ngũ kỹ sư Việt, khẳng định vị thế làm chủ công nghệ trong lĩnh vực vốn lâu nay phụ thuộc nhiều vào nước ngoài.

Minh Hà