Tính cấp thiết biên soạn tiêu chuẩn thiết kế, thi công, nghiệm thu, bảo dưỡng công trình ngầm đô thị

MTXD - Việc làm chủ không gian ngầm, đặc biệt công trình ngầm đô thị có ý nghĩa quan trọng về mặt kinh tế, kiến trúc, văn hóa và phòng thủ quốc gia. Để làm được điều đó thì việc phát triển, hoàn thiện tiêu chuẩn công trình ngầm đô thị là cấp bách và cần thiết.

Nội dung bài báo tổng hợp, phân tích một số tiêu chuẩn hầm hiện nay và khả năng áp dụng các tiêu chuẩn nước ngoài vào Việt Nam.

1. Đặt vấn đề

Các tuyến công trình đường sắt đô thị hiện nay đang thực hiện ở Thủ đô Hà Nội và TP.HCM theo nguồn vốn các dự án ODA và vay từ nhiều nước khác nhau. Việc xây dựng các tuyến đường sắt đô thị cũng theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau của các nước mà chúng ta nhận vốn: Pháp, Trung Quốc, Nhật Bản... Bởi vậy, cần thiết phải xây dựng quy chuẩn - tiêu chuẩn riêng của Việt Nam nhằm các mục đích: Kết nối các tuyến hầm, duy tu, bảo dưỡng, theo dõi, thay thế, sửa chữa, khôi phục công trình ngầm. Mặt khác, khi có tiêu chuẩn, chúng ta có thể chủ động thiết kế làm chủ công nghệ, giảm giá thành, giảm gánh nợ ngân sách.

2. Các tiêu chuẩn thiết kế công trình ngầm và hướng biên soạn tiêu chuẩn mới

Các quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế công trình ngầm đang sử dụng:

- QCVN 08:2009/BXD
- TCVN 9154:2012. Công trình thủy lợi - quy trình tính toán đường hầm thủy lợi.
- HD.TL-C.3.77. Hướng dẫn thiết kế đường hầm thủy lợi
- TCVN 11823:2017. Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ
- TCVN 4527:1988. Hầm đường sắt và hầm đường ôtô. Tiêu chuẩn thiết kế
- Luật Phòng thủ dân sự (đang trình Quốc hội).

Trên cơ sở các tiêu chuẩn trên, chúng ta đã và đang tự triển khai xây dựng các hầm giao thông đường bộ, sửa chữa hầm đường sắt. Câu hỏi đặt ra là, các tiêu chuẩn này có thể sử dụng thiết kế hầm đường sắt đô thị được không. Và, nếu còn thiếu, thì thiếu cái gì và làm thế nào để xây dựng một bộ tiêu chuẩn riêng, kết nối các chỉ tiêu kỹ thuật, công nghệ hiện có của chúng ta. 

Dựa trên những kinh nghiệm tham gia các dự án và tài liệu đang có, bài báo sẽ phân tích xu hướng xây dựng tiêu chuẩn có thể sử dụng cho các tuyến đường sắt đô thị, đường hầm giao thông một cách đồng bộ, hiệu quả. 

Ngoài ra, khi Luật Phòng thủ dân sự có hiệu lực thì yêu cầu: Trong trường hợp đất nước có chiến tranh thì công trình ngầm đô thị là nơi trú ẩn bom đạn. 
Để làm được điều này cần đảm bảo tính bí mật, cũng như phải đưa công trình ngầm đủ sâu để đảm bảo khả năng chống bom đạn. 

Với những yêu cầu trên thì việc xây dựng bộ tiêu chuẩn riêng, cũng như nắm bắt công nghệ tính toán thì mới có thể đáp ứng các yêu cầu và nhiệm vụ mới của hệ thống công trình ngầm đô thị. 

Hình 1. Phân loại các mô hình địa kỹ thuật và mục đích sử dụng [6].

Trên hình 1 là sự phân loại các mô hình địa kỹ thuật và mục đích sử dụng, để đảm bảo mục đích thi công, nghiệm thu, giám sát sức khỏe kết cấu công trình ngầm, giải thích các nguyên nhân cũng như khắc phục các sự cố hư hỏng cần có các lý thuyết chuyên sâu về cơ học đất tới hạn, từ biến, lưu biến, tải trọng động…

Những lý thuyết này dựa trên sự phát triển của khoa học công nghệ và mới hoàn thiện cách đấy vài chục năm. 

Những tiêu chuẩn hiện nay chúng ta đang sử dụng không đáp ứng được nhưng có thể làm nền tảng để hoàn thiện, ban hành các tiêu chuẩn mới. 

Theo phân tích của tác giả, lấy thí dụ về một tiêu chuẩn nước ngoài tương đương để phân tích hướng viết, dịch hoặc mua tiêu chuẩn nước ngoài. Tác giả lấy tiêu chuẩn KR Code (Tunnel) 2012 [7] của Hàn Quốc để tiến hành phân tích các điểm tương đồng. Tiêu chuẩn này của Hàn Quốc với 13 phần chính, đảm bảo thiết kế hầm đường sắt, ga ngầm với các tiêu chí rõ ràng đảm bảo về: Khảo sát địa kỹ thuật, phân loại đất đá, mô hình địa kỹ thuật, lựa chọn kết cấu chống, mô phỏng số, thông gió, chiếu sáng, chống động đất, tiếng ồn…

Một số đặc điểm tương đồng với các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam:

- Tính toán bê tông cốt thép giống với TCVN 11823:2017, do đều xuất phát từ tiêu chuẩn AASHTO.

- Các lý thuyết về tính toán hầm theo công nghệ NATM phù hợp với lý thuyết của Hội Cơ học đá, Hiệp hội Không gian ngầm quốc tế.

- Sơ đồ tính toán vỏ hầm theo HD.TL-C.3.77 và TCVN 9154:2012 phù hợp với KR Code.

- Áp lực đất/đá tính toán tác dụng lên công trình ngầm theo TCVN 4527:1988 phù hợp với KR Code.

- KR Code (Tunnel) 2012 có nhiều mô hình đất được các phương pháp số dùng và phù hợp đáp ứng theo bảng phân loại theo hình 1.

- KR Code (Tunnel) 2012 có nhiều chỉ dẫn thiết kế hầm đường sắt xuyên núi, hầm đô thị, công nghệ TBM, ga ngầm.

- Sử dụng KR Code (Tunnel) 2012 có thể đánh giá chỉ tiêu kỹ thuật các thiết bị thông gió, chiếu sáng và các phụ kiện khác. Từ đó, làm cơ sở để lựa chọn các thiết bị này trong quá trình sử dụng, thay thế, có thể lựa chọn các sản phẩm trong nước sản xuất làm giảm giá thành công trình.

3. Kết luận và kiến nghị

Qua nội dung bài báo, đã tiến hành tổng hợp một số tiêu chuẩn Việt Nam và khả năng kết nối, làm nền tảng để xây dựng bộ tiêu chuẩn mới nhằm đồng bộ hóa quá trình thiết kế, thi công, nghiệm thu, bảo dưỡng công trình ngầm đô thị tại Việt Nam. Phân tích một tiêu chuẩn nước ngoài [7] có nhiều điểm tương đồng, kết nối với các tiêu chuẩn Việt Nam.

Các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam có nguồn gốc từ nhiều nguồn khác nhau: Liên bang Nga, Mỹ, Nhật… Nhưng, về bản chất và nguyên lý, các tiêu chuẩn là giống nhau. 

Việc lựa chọn một tiêu chuẩn làm nền tảng cơ sở cho chúng ta giúp tiết kiệm được thời gian, giảm giá thành xây dựng. 

Metro các nước là giao thông công cộng, đều phải bù lỗ, do đó những kinh nghiệm khi thực hiện các dự án hầm đô thị ODA là những kiến thức quý báu giúp Việt Nam tiếp cận những kỹ thuật mới. 

Đã đến lúc, chúng ta tự xây công trình ngầm và phải đẩy nhanh tiến độ xây dựng - ban hành bộ tiêu chuẩn mới đáp ứng quá trình phát triển, đổi mới đất nước. Chúng ta có đủ công nghệ, nhân lực và kiến thức để tự xây dựng Metro.

 Nguyễn Huy Hiệp

(Trường Đại học Kỹ thuật Lê Quý Đôn)

Tài liệu tham khảo:

1. QCVN 08:2009/BXD

2. TCVN 9154:2012. Công trình thủy lợi - quy trình tính toán đường hầm thủy lợi.

3. HD.TL-C.3.77. Hướng dẫn thiết kế đường hầm thủy lợi

4. TCVN 11823:2017. Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ

5. TCVN 4527:1988. Hầm đường sắt và hầm đường ôtô.Tiêu chuẩn thiết kế

6. Nguyễn Huy Hiệp (2021). Báo cáo kết quả đề tài tổng cục hậu cần: Nghiên cứu ứng dụng phương pháp số tính toán các bài toán địa kỹ thuật. Mã số TCHC.2021.01.

7. KR Code (Tunnel) 2012. Thiết kế hệ thống hầm đường sắt Hàn Quốc, (bản tiếng Hàn).