kinh nghiệm thi công hầm thủ thiêm và các công trình ngầm đô thị, metro trên thế giới

112
NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM
về
công trình ngầm đô thò
hội thảo
22-10-2008
KINH NGHIỆM THI CÔNG HẦM THỦ THIÊM
VÀ CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM ĐÔ THỊ,
METRO TRÊN THẾ GIỚI
Th.s. Phạm Hoàng Nhân
Giám đốc Thương mại
Công ty Bachy Soletanche Việt Nam
TÓM TẮT
Trùc hết, Công ty Bachy Soletanche Việt Nam sẽ trình bày một số kinh nghiệm trong việc thi
công đường dẫn vào hầm Thủ Thiêm ở hai bờ của sông Sài Gòn và hầm của tháp thông gió
sử dụng công nghệ đào hở (Cut & Cover technique) dùng tường chắn đất bêtông cốt thép, cọc
barrette và hệ giằng chống. Công trình này có khối lượng công việc thi công rất lớn bao gồm
hơn 75.000m
2
tường chắn và cọc barrette được thi công trong một khu vực gần bờ sông Sài Gòn
với đòa chất rất yếu và phức tạp. Tiếp theo, chúng tôi xin được giới thiệu một số kinh nghiệm
thi công các công trình ngầm và tàu điện ngầm ở Singapore, Thái Lan, Hồng Kông, và một số
nước khác trên khắp thế giới sử dụng các công nghệ đào hở, đào ngầm bằng máy đào TBM
(Tunnel Boring Machine) và phụt vữa áp lực cao. Với hơn 70 năm kinh nghiệm trong việc thi
công nền móng và các công trình ngầm của Tập đoàn Soletanche Bachy (Pháp), Công ty Bachy
Soletanche Việt Nam mong muốn chia sẻ các kinh nghiệm của mình qua bài báo cáo này nhằm
giúp Quý đồng nghiệp và các nhà khoa học trong nước có thêm một số kiến thức thực tiễn trong
việc thi công các công trình ngầm đô thò, Metro đang và sẽ thực hiện tại Việt Nam trong tương lai.
I. CÔNG TRÌNH HẦM THỦ THIÊM
Hầm Thủ Thiêm dài 1.490m là một đường hầm vượt sông lớn nhất Đông Nam Á nằm trong dự án đại
lộ Đông - Tây nối liền trung tâm Sài Gòn với khu vực bán đảo Thủ Thiêm. Cửa hầm phía Quận 1 ở vò trí

gần cầu Khánh Hội, phía Quận 2 nằm trên đòa bàn khu vực Thủ Thiêm. Sau khi xây dựng xong, hầm
Thủ Thiêm sẽ góp phần giảm bớt mật độ giao thông ngày càng tăng trong nội thành Thành phố Hồ Chí
Minh, giúp phát triển một thành phố Thủ Thiêm mới, hiện đại bên bờ phía Đông của sông Sài Gòn,
đồng thời tạo vẽ đẹp tô điểm cho sự phát triển và phồn vinh của Thành phố trong tương lai (Hình 1).
Hình 1: Phối cảnh Hầm Thủ Thiêm
113
NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM
về
công trình ngầm đô thò
hội thảo
22-10-2008
Gói thầu xây dựng hầm vượt sông Sài Gòn và đường mới Thủ Thiêm do nhà thầu Nhật Bản
Obayashi Corporation thi công trong đó bao gồm gói thầu số 2 của dự án Đại lộ Đông Tây là công
việc thi công đường dẫn vào hầm và việc xây dựng hầm chui bên dưới lòng sông Sài Gòn. Chủ đầu
tư là Ban quản lý dự án Đại lộ Đông Tây thuộc Ủy ban Nhân dân Tp. Hồ Chí Minh. Nguồn vốn dự
án này chủ yếu từ nguồn vốn viện trợ phát triển chính thức (ODA) của Ngân hàng hợp tác quốc tế
Nhật Bản (JBIC). Công ty tư vấn của Chủ đầu tư là Công ty Pacific Consultants International (Nhật
Bản) đảm nhiệm thực hiện công việc thiết kế kết cấu chòu lực vónh cửu và nhà thầu Obayashi đảm
nhiệm công việc đúc và lắp đặt bốn (4) đốt hầm theo phương pháp đánh chìm và kết nối (Immersed
Tunnelling Method), đồng thời thiết kế biện pháp thi công bao gồm việc thi công đào hở (Cut &
Cover), lắp đặt hệ giằng chống, tường vây, móng hầm và tháp thông gió ở hai đầu hầm (Hình 2 và 3).
Nhà thầu Obayashi đã chọn Tập đoàn Soletanche Bachy là thầu phụ cho hạng mục xây
dựng tường vây và cọc barrette ở hai đầu đường dẫn vào hầm nằm hai bên bờ của sông
Sài Gòn. Công trình này đòi hỏi tính chuyên nghiệp cao và máy móc thiết bò thi công tiên
tiến nhằm thực hiện việc thi công một cách chính xác, an toàn và trong thời gian ngắn nhất.
Hình 2: Chi tiết mặt cắt hầm Thủ Thiêm sau khi hoàn thành
Hình 3: Mặt bằng và mặt cắt dọc vò trí công trình
114
NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM
về

công trình ngầm đô thò
hội thảo
22-10-2008
Gói thầu của Nhà thầu Bachy Soletanche bao gồm việc thi công (công tác đào / đổ bê tông)
56.957 m
2
/ 55.635 m
2
cho tường vây dày 1.200 mm và 5.986 m
2
/ 5.884 m
2
cho tường vây dày
1.000mm với độ sâu thiết kế tối đa -33,8m và 15.205 m
2
/ 8.341 m
2
cọc barrette kích thước 800
mm với cao sâu thiết kế tối đa -33,8m.
Do yêu cầu điều chỉnh hướng lưu thông qua cầu Khánh Hội mà vẫn bảo đảm giao thông thông
suốt vào và ra trung tâm Thành phố Hồ Chí Minh trong suốt thời gian thi công của dự án, đồng
thời với việc bố trí thời gian cho công việc cải tạo kênh Bến Nghé của Nhà thầu Obayashi, công
việc thi công dự án được tiến hành theo 3 giai đoạn khác nhau và được thực hiện liên tục cả
ngày lẫn đêm (Hình 4).
Hình 4: Thi công ca đêm bờ trung tâm Sài Gòn
Giai đoạn 1 được tiến hành ở phía bờ trung tâm thành phố Hồ Chí Minh của sông Sài Gòn bao
gồm công việc triển khai thi công một phần tường vây và cọc barrette đủ diện tích để Nhà thầu
Obayashi thực hiện việc chuyển hướng lưu thông trên cầu Khánh Hội và đường xung quanh khu
vực công trình. Công việc này được thực hiện trong khoảng thời gian từ ngày 14 tháng 11 năm
2005 đến ngày 30 tháng 12 năm 2005 (Hình 5).

Hình 5: Tường vây bờ trung tâm Sài Gòn
Giai đoạn 2 được tiến hành ở phía bờ Thủ Thiêm của sông Sài Gòn. Tất cả máy móc thiết bò thi
công của Bachy Soletanche được vận chuyển bằng sà lan ngang qua sông Sài Gòn vì vào thời
điểm đó chưa có hệ thống đường sá đủ rộng để vào khu vực công trường.
115
NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM
về
công trình ngầm đô thò
hội thảo
22-10-2008
Giai đoạn 3 được tiến hành ở bờ sông Sài Gòn nằm trong khu vực kênh Bến Nghé sau khi phần
tường vây và cọc barrette ở bờ Thủ Thiêm hoàn thành. Việc phá bỏ các móng cọc cũ của cầu
Khánh Hội được thực hiện bằng gàu đào KL và búa đục hạng nặng. Sau đó người ta cho tiến
hành san lắp lại mặt bằng trước khi thi công tường vây.
Với một tiến độ thi công gấp rút, điều kiện đòa chất gặp nhiều khó khăn và việc thiết kế lồng
thép phức tạp, Bachy Soletanche đã trực tiếp thi công 2.254m tường dẫn cho tường vây và cọc
barrette và hơn 8.000 tấn thép để làm lồng thép cùng với sự phối hợp của hơn 400 nhân công
làm việc cùng một thời điểm trong suốt thời gian thi công.
Trong gói thầu của mình, Nhà thầu Bachy Soletanche phải thi công 86 cọc barrette kích thước
0,8mx5m. Bachy Soletanche đã chọn giải pháp thiết kế riêng một gàu khoan thủy lực KS với
kích thước 0,8mx5m để có thể thực hiện việc đào một hố đào với chiều dài là 5m trong mỗi lần
ngoặm (Hình 7). Ngoài ra, theo yêu cầu của thiết kế, nhà thầu Bachy Soletanche phải lắp đặt
trong mỗi hố đào barrette dài 5m hai cột chống tạm (king post). Nhà thầu cũng đã thiết kế riêng
một hệ thống để có thể lắp đặt 2 cột chống cùng một lúc cho dự án này.
Khu vực Thủ Thiêm trước đây chủ yếu là kênh rạch và ruộng lúa. Nhà thầu Obayashi đã phải
dùng cát để san lấp mặt bằng trước khi thi công. Tuy nhiên, lớp đòa tầng bên dưới bao gồm bùn
và phù sa sâu đến -15m đã không được cải tạo hoặc di dời trước khi công việc thi công tường
vây và cọc barrette được bắt đầu. Để giải quyết vấn đề này, Bachy Soletanche phải đóng hạ
một hệ thống dầm hình chữ H liên tục bên cạnh mỗi panel và cọc barette để giữ ổn đònh phần
phía trên của rãnh đào.

Việc thi công những panel đầu tiên mất rất nhiều thời gian. Tuy nhiên Nhà thầu Bachy
Soletanche đã dần dần kiểm soát được công việc thi công theo kòp tiến độ và công việc xây
dựng tường vây và cọc barrette bên phía bờ Thủ Thiêm đã hoàn thành trước ngày 23/5/2006
(Hình 6).
Hình 6: Mặt cắt dọc Tường vây bờ Thủ Thiêm
116
NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM
về
công trình ngầm đô thò
hội thảo
22-10-2008
Hình 7: Gàu đào thủy lực 0,8mx5m
Hình 8: Đội ngũ chuyên gia, kỹ sư và công nhân trên công trường
Thiết bò thi công cho dự án được Nhà thầu Bachy Soletanche huy động từ Việt Nam, Pháp, Hong
Kong, Philippines, Singapore và Úc, cùng với đội ngũ chuyên gia, kỹ sư và lao động từ Việt
Nam, Pháp, Hong Kong, Philippines, Thái Lan và Anh Quốc (Hình 8).
Bachy Soletanche bắt đầu thực hiện công tác đào vào ngày 14/11/2005 và hoàn thành việc đổ
bêtông 403 panel tường vây và cọc barrette vào ngày 21/9/2006.
117
NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM
về
công trình ngầm đô thò
hội thảo
22-10-2008
Công việc tiếp theo là đào đất, giằng chống và thi công đường hầm được nhà thầu Obayashi thực hiện. Dưới
đây là hình ảnh thực tế của tường vây một đoạn hầm sau khi đào đất (Hình 9).
Hình 9: Bề mặt tường vây và hệ giằng chống sau khi đào đất
II. CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ METRO TRÊN THẾ GIỚI
Hiện tại, Thành phố Hồ Chí Minh đang tiến hành quy hoạch 6 tuyến Metro nội thành, trong đó
tuyến Metro đầu tiên mang tên Tuyến 1 Bến Thành - Suối Tiên dài 19,7km đã được Thành phố

chính thức mời các nhà thầu quốc tế tham gia vào tháng 9 vừa qua. Với kinh nghiệm thi công
118
NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM
về
công trình ngầm đô thò
hội thảo
22-10-2008
các công trình ngầm và Metro trên khắp thế giới, Bachy Soletanche Việt Nam xin được giới thiệu
một số công nghệ mà Tập đoàn Soletanche Bachy đã áp dụng thành công cho một số công
trình Metro tiêu biểu trong khu vực và trên thế giới nhằm giúp các nhà chuyên môn và quý đồng
nghiệp có thêm một số thông tin cần thiết cho việc chọn các phương án thi công phù hợp cho hệ
thống Metro của Thành phố.
A. Các Công Trình Metro Sử Dụng Công Nghệ
Đào Hở (Cut & Cover)
Được tiến hành khởi công từ năm 1996,
tuyến Metro đầu tiên mang tên Blue Line -
Bangkok - Thái Lan dài 20km với 18 trạm
dừng và 1 bến đỗ đã hoàn thành vào năm
2004. Liên danh nhà thầu Soletanche
Bachy trúng thầu xây dựng 9 trong tổng
số 18 trạm Metro ở trên (Hình 10).
Việc thi công các trạm Metro ứng dụng
công nghệ đào hở (Cut & Cover) tương tự
như đã được áp dụng tại công trình hầm
Thủ Thiêm của Việt Nam (Hình 11).
Các công nghệ đã được Tập đoàn
áp dụng bao gồm thi công tường vây
(180.000m
2
, dày 800-1200mm, sâu 20 -

55m), cọc khoan nhồi (120 cọc, 1000mm,
sâu 45m), cọc barrette (23 cọc, dày
1200mm, sâu 60m), lắp cột đúc sẵn (114
cột, 1500mm - 1800mm, sâu 71m) và
phụt vữa áp lực cao (20.000m3 vữa, sâu
45m).
Do yêu cầu thiết kế và thi công tại một số
khu vực bên dưới đường cao tốc với độ
cao trần dưới 6 mét, Tập đoàn Soletanche
Bachy đã chế tạo và sử dụng gàu thủy
lực mang tên “Short KS 3000” có cần
đào thấp và trang bò hệ thống điện tử
kiểm soát độ lệch của gàu đào nhằm
đáp ứng dung sai 0,5% độ thẳng đứng với độ sâu đào đến -60m (Hình 12).
Công tác phụt vữa áp lực cao sử dụng 3 hệ thống phụt CMV với bơm Techiwell được áp dụng
để tạo thành các màng chống thấm và gia cường đất xung quanh khu vực mà các máy đào hầm
TBM đi vào hoặc đi ra khỏi trạm.
Công nghệ thi công trạm Metro bằng phương pháp đào hở cũng đã được Tập đoàn Soletanche
Bachy áp dụng để thi công phần lớn các trạm Metro trong khu vực như hệ thống MTR và KCR
tại HongKong, MRT tại Singapore (Hình 13 & 14)
Hình 10: Các trạm Metro mà Bachy Soletanche thi công
119
NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM
về
công trình ngầm đô thò
hội thảo
22-10-2008
Hình 11: Mặt bằng và mặt cắt tiêu biểu một trạm Metro tại Bangkok
Hình 12: Gàu thủy lực “Short KS3000” đang hoạt động
120

NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM
về
công trình ngầm đô thò
hội thảo
22-10-2008
Hình 14: Thi công các trạm Metro ở HongKong
Hình 13: Thi công các trạm Metro ở Singpapore
121
NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM
về
công trình ngầm đô thò
hội thảo
22-10-2008
B. Các Công Trình Metro Sử Dụng Công nghệ TBM (Tunel Boring Machine)
Ngoài các trạm Metro, Tập đoàn Soletanche Bachy cũng đã tham gia thi công các tuyến Metro
ngầm sử dụng công nghệ đào bằng máy TBM. Công nghệ TBM giúp nhà thầu thi công ngầm
bên dưới lòng đất mà không làm ảnh hưởng đến các hoạt động ở phía trên mặt đất (Hình 15).
Máy đào TBM có 4 loại chính: loại cân bằng áp lực đất EBP (Earth Balance Pressure) ; loại
dùng vữa bentonite BS (Bentonite Slurry) ; loại dùng khí nén CA (Compressed Air) ; và loại TBM
khoan đá (Rock TBM). Tuỳ theo đòa chất khác nhau và đường kính hầm khác nhau mà nhà thầu
sẽ chọn sử dụng thiết bò TBM phù hợp.
Hình 15: Mô hình thi công sử dụng công nghệ TBM
Tại công trình Metro Toulouse tuyến B, Tập đoàn Soletanche Bachy sử dụng máy đào TBM BS
để thi công 3,7km đường ngầm có đường kính trong 6,8m (Hình 16).
Tại tuyến Metro COMET - Copenhagen - Đan Mạch, Tập đoàn Soletanche Bachy sử dụng 2
máy đào TBM EBP đường kính trong 4,9m với tổng cộng 2x8km = 16km hầm (Hình 17).
Ngoài ra, Tập đoàn Soletanche Bachy còn tham gia thi công các tuyến Metro sử dụng công
nghệ TBM ở Lille (Pháp), Paris (Pháp), Luân Đôn (Anh), Seoul Kokdong (Hàn Quốc)
Công ty CSM BESSAC thuộc Tập đoàn Soletanche Bachy có khả năng thiết kế, chế tạo các
máy TBM có đường kính trong từ 0,5m đến 5m và có thể thi công trong mọi điều kiện đòa chất

khác nhau trên khắp thế giới.
122
NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM
về
công trình ngầm đô thò
hội thảo
22-10-2008
Hình 14: Thi công tuyến Metro Toulouse - Pháp bằng công nghệ TBM BS
Hình 15: Thi công tuyến Metro Copenhagen - Đan Mạch bằng công nghệ TBM EBP
123
NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM
về
công trình ngầm đô thò
hội thảo
22-10-2008
III. KẾT LUẬN
1 Các kinh nghiệm rút ra từ thực tế thi công hầm Thủ Thiêm và các công trình ngầm và Metro
trên thế giới như sau :
Công nghệ thi công đào hở (Cut & Cover) rất phù hợp để xây dựng các đường dẫn cho hầm
ngầm và các trạm Metro. Công nghệ này đã được áp dụng thành công để thi công đường dẫn
hầm Thủ Thiêm và có thể ứng dụng để thi công các trạm Metro của Thành phố Hồ Chí Minh
trong tương lai.
2 Công nghệ thi công bằng máy TBM nên được áp dụng tại các tuyến đi ngầm và trong khu vực
trung tâm thương mại, hành chính và du lòch của thành phố nhằm tránh ảnh hưởng đến việc giao
thông và các hoạt động khác của khu đô thò trong quá trình thi công. Công nghệ TBM có thể
được ứng dụng để thi công các tuyến Metro ngầm trong khu vực trung tâm của Thành phố Hồ
Chí Minh trong tương lai.
3 Công việc thi công công trình ngầm và Metro đòi hỏi nhà thầu không chỉ có nhiều kinh nghiệm
thi công thực tế mà còn phải có trình độ quản lý tốt, cùng với các máy móc thi công chuyên
dụng mới có thể đảm đương được.

4 Các nhà thiết kế công trình ngầm đô thò nên tham khảo ý kiến và tư vấn của các nhà thi công
chuyên nghiệp trong vónh vực này để có thể đề xuất các biện pháp thiết kế và thi công khả khi,
hiệu quả, ít tốn kém và đạt tiến độ nhanh nhất có thể được.
Các công trình ngầm đô thò thường đòi hỏi chi phí đầu tư cao và mức độ rủi ro rất lớn. Vì vậy các
nhà đầu tư và nhà thầu cần phải dự trù trước và có kinh phí dự phòng các hình huống rủi ro, sự
cố trước khi tiến hành xây dựng để có biện pháp và kinh phí khắc phục kòp thời trong quá trình
xây dựng nếu có sự cố xảy ra.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Jonathan Hill & Pham Hoang Nhan (2007) – Ho Chi Minh City: Thu Thiem Tunnel – Travaux International
No. 841 Magazine – May 2007, Paris, France.
2 Prof. Dr Ing. Markus Thewes (2008) - Practices in construction of urban underground works by using
tunnelling boring machines – Seminar on Tunnel construction in soft soil condition - 29 February 2008, Hanoi,
Vietnam.
3 Các tài liệu chuyên ngành lưu hành nội bộ của Tập đoàn Soletanche Bachy.