Thống kê các dự án hầm được thi công bằng máy đào TBM

Trong lịch sử phát triển hạ tầng giao thông và công trình ngầm, máy đào hầm TBM (Tunnel Boring Machine) đã trở thành biểu tượng của sự tiến bộ kỹ thuật, biến những ý tưởng bất khả thi thành hiện thực. Từ những con đường hầm xuyên qua dãy núi hùng vĩ, những tuyến đường sắt nối liền các lục địa, đến các lối đi dưới lòng biển sâu thẳm, TBM không chỉ rút ngắn thời gian thi công mà còn nâng cao độ chính xác và an toàn trong xây dựng. Với khả năng chinh phục các địa chất khắc nghiệt – từ đất mềm bão hòa nước đến đá cứng như granite – TBM đã đóng vai trò quan trọng trong việc định hình cơ sở hạ tầng hiện đại trên toàn cầu.

Bài báo này sẽ đưa bạn vào hành trình khám phá các dự án hầm tiêu biểu trên thế giới sử dụng công nghệ TBM, từ những công trình mang tính lịch sử như Channel Tunnel nối Anh và Pháp, đến những kỳ tích kỹ thuật hiện đại như Tuen Mun–Chek Lap Kok Link ở Hong Kong với chiếc TBM lớn nhất thế giới. Chúng tôi sẽ cung cấp một cái nhìn toàn diện về các dự án này qua các thông số chi tiết: chiều dài hầm, đường kính hầm, loại TBM, chi phí xây dựng, suất đầu tư trên mỗi mét dài hầm, và nhiều yếu tố khác. Đặc biệt, các dự án được phân loại theo loại TBM – bao gồm Earth Pressure Balance (EPB), Slurry Shield, Hard Rock, Single Shield, Double Shield, và Mixshield – để làm nổi bật tính ứng dụng đa dạng của công nghệ này.

TBM: Công nghệ thay đổi cuộc chơi

Máy đào hầm TBM ra đời từ thế kỷ 19, với tiền thân là “khiên đào” của Marc Brunel, được sử dụng trong Thames Tunnel tại London. Tuy nhiên, TBM hiện đại đã tiến hóa vượt bậc nhờ các cải tiến về cơ khí, tự động hóa, và vật liệu. Từ những chiếc máy đường kính vài mét, ngày nay TBM có thể đạt kích thước khổng lồ như Bertha (17,45 m) tại Seattle hay máy ở Hong Kong (17,63 m), cho phép đào những đường hầm rộng lớn phục vụ giao thông đô thị, thủy điện, và hệ thống thoát nước. Chi phí của một chiếc TBM dao động từ vài triệu USD cho các máy nhỏ đến hơn 100 triệu USD cho những “quái vật” khổng lồ, phản ánh độ phức tạp và năng lực vượt trội của chúng.

Mục tiêu của bài viết

Bài viết không chỉ đơn thuần là danh sách các dự án, mà còn là một phân tích sâu sắc về cách công nghệ TBM đã định hình các công trình ngầm trên thế giới. Chúng tôi sẽ:

- Trình bày thông tin chi tiết: Chiều dài hầm, đường kính hầm, đường kính máy TBM, hãng sản xuất, chi phí máy TBM, chi phí xây dựng, và suất đầu tư (chi phí trên mỗi mét).

- Phân loại theo loại TBM: Mỗi loại TBM được thiết kế cho địa chất và mục đích sử dụng riêng, từ đất mềm (EPB, Slurry Shield) đến đá cứng (Hard Rock, Double Shield) và địa chất hỗn hợp (Mixshield).

- So sánh và đánh giá: Các dự án được đặt trong bối cảnh kinh tế và kỹ thuật để làm rõ tại sao suất đầu tư giữa các quốc gia và dự án lại khác biệt lớn – từ vài chục nghìn USD/m tại các nước đang phát triển như Ấn Độ, đến hơn 1 triệu USD/m tại các đô thị phát triển như Úc hay Singapore.

Tầm quan trọng của dữ liệu

Dữ liệu trong bài báo được tổng hợp từ nhiều nguồn uy tín, bao gồm báo cáo kỹ thuật của các hãng sản xuất TBM hàng đầu (Herrenknecht, Robbins, Hitachi Zosen), tài liệu dự án công khai (như HS2, Gotthard Base Tunnel), và các nghiên cứu ngành từ Tunnel Business Magazine, ASME, và Webuild Value. Một số thông số – như chi phí máy TBM hoặc suất đầu tư – được ước tính dựa trên xu hướng ngành khi dữ liệu chính xác không có sẵn, đảm bảo cung cấp cái nhìn thực tế và đáng tin cậy nhất.

Hành trình xuyên lòng đất

Hãy cùng chúng tôi bước vào thế giới của những đường hầm được đào bằng TBM – nơi công nghệ và thiên nhiên giao thoa. Từ những con đường hầm dưới biển như Eurasia Tunnel nối hai lục địa Á-Âu, đến những tuyến đường sắt xuyên núi như Gotthard Base Tunnel dài 57 km, mỗi dự án là một câu chuyện về sự sáng tạo, kiên trì, và tham vọng của con người. Các bảng dữ liệu dưới đây sẽ là bản đồ dẫn lối, giúp bạn khám phá từng chi tiết của những kỳ quan kỹ thuật này.

- Earth Pressure Balance (EPB) TBM: Các dự án như Bertha, Crossrail, Delhi Metro.

- Slurry Shield TBM: Metro Tunnel Melbourne, Doha Metro, Shanghai Metro.

- Hard Rock TBM: Gotthard Base Tunnel, Niagara Tunnel, Seikan Tunnel.

- Single Shield TBM: Caucasus Tunnel, Lisbon Metro.

- Double Shield TBM: Sparvo Tunnel, Tapovan-Vishnugad.

Mixshield TBM: Tuen Mun–Chek Lap Kok Link, HS2 Chiltern Tunnels, North East Link.

Phương pháp tính toán và ước tính:

- Đường kính hầm và máy TBM: Lấy từ báo cáo dự án hoặc thông số kỹ thuật của nhà sản xuất (Herrenknecht, Robbins, v.v.).

- Chi phí máy TBM: Dựa trên quy tắc chung $1 triệu USD/m đường kính (theo TunnelContact.com), điều chỉnh theo kích thước và phức tạp (ví dụ: $80 triệu USD cho Bertha 17,45 m).

- Chi phí xây dựng: Sử dụng số liệu từ tài liệu bạn cung cấp hoặc báo cáo dự án công khai. Khi không có số liệu chính xác, tôi ước tính dựa trên suất đầu tư trung bình (ví dụ: $100,000–$1,500,000 USD/m cho hầm đường bộ, $50,000–$500,000 USD/m cho hầm đường sắt).

Suất đầu tư: Tính bằng cách chia Chi phí xây dựng cho Chiều dài hầm, quy đổi sang USD/m. Với các dự án lớn (như Shanghai Metro), tôi lấy chiều dài tiêu biểu để ước tính.

Xem file thống kê chi tiết trên google sheets

Nguồn tài liệu tham khảo:

Herrenknecht AG (Website chính thức và báo cáo kỹ thuật):

- Thông tin về đường kính máy TBM, loại TBM (EPB, Slurry, Mixshield, v.v.), và hãng cung cấp máy TBM cho nhiều dự án lớn như Gotthard Base Tunnel, HS2, Tuen Mun–Chek Lap Kok Link, và Eurasia Tunnel.

- URL tham khảo: https://www.herrenknecht.com/

The Robbins Company (Website chính thức và tài liệu dự án):

- Dữ liệu về các dự án như Niagara Tunnel và thông số kỹ thuật của TBM (đường kính, chi phí máy ước tính).

- URL tham khảo: https://www.robbinstbm.com/

Wikipedia – Tunnel Boring Machine:

- Thông tin tổng quan về lịch sử TBM, các loại TBM, và một số dự án nổi bật như Channel Tunnel, Seikan Tunnel.

- URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Tunnel_Boring_Machine

Tunnel Business Magazine (TBM: Tunnel Business Magazine):

- Bài viết “Why Tunnels in The US Cost Much More Than Anywhere Else in The World” cung cấp thông tin về chi phí xây dựng hầm, bao gồm suất đầu tư trung bình và so sánh giữa các quốc gia.

- URL: https://tunnelingonline.com/why-tunnels-in-the-us-cost-much-more-than-anywhere-else-in-the-world/

The Boring Company (Website chính thức):

- Thông tin về chi phí xây dựng hầm (ước tính $4-6 triệu USD/mile), đường kính hầm nhỏ hơn (12 ft), và các dự án như Las Vegas Convention Center Loop.