Kỷ niệm Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam (18/5): Ngành GTVT làm chủ công nghệ hiện đại phát triển kết cấu hạ tầng

Với chủ đề "Khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo - Đẩy nhanh quá trình phục hồi, phát triển kinh tế - xã hội", năm 2023, lĩnh vực KHCN của các bộ, ngành nói chung và GTVT nói riêng sẽ phải nỗ lực nhiều hơn, tạo động lực cho đà phục hồi và làm "bệ phóng" cho tiến trình hiện đại hóa kỷ nguyên công nghệ 4.0.

Công nghệ móng cọc ống thép dạng giếng được ứng dụng ở cầu Nhật Tân

Làm chủ công nghệ thi công cầu

Những năm 90 của thế kỷ trước, đất nước vừa bước ra khỏi chiến tranh, hệ thống hạ tầng giao thông bị tàn phá, xuống cấp nghiêm trọng, từ đó đặt ra bài toán phát triển kết cấu hạ tầng giao thông cho đất nước. Bài toán đặt ra lúc này là ứng dụng công nghệ nào trong làm cầu. Công nghệ đúc hẫng thi công cầu bê tông nhịp vượt khẩu độ lớn đã được triển khai ở nhiều nước trên thế giới, song đối với Việt Nam hoàn toàn mới mẻ. Đứng trước yêu cầu đó, đội ngũ thợ cầu Việt Nam đã tập trung nghiên cứu quyết tâm làm chủ công nghệ này.

Trong ký ức của PGS. TS. Tống Trần Tùng (nguyên Phó Vụ trưởng phụ trách Vụ KHCN, Bộ GTVT) - Tổ trưởng Tổ cố vấn Bộ trưởng GTVT vẫn khắc ghi dấu ấn đột phá đầu tiên trong công nghệ làm cầu tại Việt Nam. Giữa thời điểm đó, việc xây dựng cầu Phú Lương (Hải Dương) trên QL.5 trở nên vô cùng cấp thiết vì nhu cầu vận tải tăng cao. Với sự trợ giúp, chỉ dẫn tỉ mỉ, chuyển giao công nghệ tận tình của các chuyên gia hãng VSL Thụy Sỹ, cây cầu bê tông dự ứng lực vượt khẩu độ 102 m thi công bằng công nghệ đúc hẫng đầu tiên đã được xây dựng thành công ở Việt Nam và đưa vào khai thác vào năm 1994. Hai năm sau, cầu Sông Gianh vượt khẩu độ 120 m do Tổng công ty Xây dựng Thăng Long thi công với sự trợ giúp kỹ thuật của Pháp được cắt băng khánh thành. Có được những kết quả bước đầu đó là sự quyết tâm của lãnh đạo Bộ GTVT trong việc chọn hướng đi là đổi mới công nghệ, chủ động nghiên cứu lựa chọn công nghệ xây dựng cầu tiên tiến của các nước phát triển nhưng phải phù hợp với điều kiện thực tiễn ở Việt Nam để tiến tới tiếp nhận, nắm bắt và làm chủ các công nghệ đó.

Đi cùng tiếp nhận và làm chủ công nghệ đúc hẫng, một bước đột phá lớn khác về công nghệ làm cầu ở Việt Nam là áp dụng công nghệ thiết kế, thi công cọc khoan nhồi đường kính lớn. Đầu năm 1997, cầu dây văng Mỹ Thuận được xây dựng bằng nguồn vốn, kỹ thuật của Úc và các chuyên gia nước ngoài. Qua chương trình đào tạo và chuyển giao công nghệ, đội ngũ ngành cầu Việt Nam đã học hỏi được nhiều kinh nghiệm. Chỉ trong thời gian ngắn, chúng ta đã tự thiết kế, thi công cầu dây văng Rạch Miễu vào đầu năm 2000, tiếp đến là cầu Phú Mỹ, rồi cầu Thuận Phước, cầu Rồng, cầu Trần Thị Lý..., mới nhất là cầu Bạch Đằng với dây văng nhiều nhịp, đòi hỏi kỹ thuật rất cao.

Không chỉ có vậy, những công nghệ, kỷ lục về làm cầu luôn được đội ngũ thợ cầu Việt Nam liên tiếp lập kỷ lục như: cầu Thanh Trì - Hà Nội (2002 - 2007) sử dụng 1.339 cọc khoan nhồi đường kính các loại 1,0 - 1,5 và 2,0 m, chiều dài từ 50 - 57 m. Cầu Nhật Tân - Hà Nội (2014) bên cạnh sử dụng móng cọc ống thép dạng giếng cho các trụ tháp chính còn sử dụng đến 950 cọc khoan nhồi đường kính 1,5 m, chiều dài đến 42 m; cầu Rồng - Đà Nẵng (2013) sử dụng 157 cọc khoan nhồi đường kính 1,5 - 2,0 m, chiều dài đến 36 m; cầu Cần Thơ (2010) sử dụng 240 cọc khoan nhồi đường kính 1,2 - 2,5 m, chiều dài đến 95 m; cầu Vàm Cống (2015) sử dụng 690 cọc khoan nhồi đường kính 1,5 - 2,5 m, chiều dài đến 116 m; tuyến cao tốc Sài Gòn - Trung Lương (2010) sử dụng 4.898 cọc khoan nhồi đường kính 1,0 - 2,0 m, chiều dài đến 60 m... Những số liệu đó đủ để khẳng định công nghệ cọc khoan nhồi đang là công nghệ chủ lực cho các giải pháp móng công trình chịu tải trọng lớn, cầu nhịp lớn ở Việt Nam.

Trải dài từ Bắc vào Nam, từ miền núi Tây Bắc đến đồng bằng sông Cửu Long, từ biên giới đến hải đảo, những công trường xây dựng, những cây cầu bê tông vượt nhịp hàng trăm mét với những bộ xe đúc hẫng do các đơn vị thi công trong nước tự chế tạo hiển hiện như một minh chứng cho sự nỗ lực vượt bậc của những con người Việt Nam, được ví như những kỳ tích. Song song với thành công trong việc tiếp nhận và làm chủ công nghệ đúc hẫng nói trên, các công nghệ hiện đại và thích hợp với điều kiện xây dựng cầu ở Việt Nam cũng được triển khai có hiệu quả. Đó là công nghệ thiết kế và thi công móng sâu chịu tải trọng lớn bằng cọc khoan nhồi, bằng sự mạnh dạn nhập thiết bị và chuyển giao công nghệ.

Một trong những dấu mốc quan trọng đối với người thợ cầu đó là thi công cầu Rạch Miễu kết cấu cầu dây văng hiện đại bằng nguồn vốn và trí tuệ người Việt Nam. Nếu như cầu Quán Hàu được xây dựng trên QL.1 là nơi hội tụ những công nghệ mới trong xây dựng cầu ở Việt Nam bằng nội lực của chính mình vào cuối thế kỷ 20 thì cầu Rạch Miễu là nơi hội tụ những công nghệ đã được kế thừa kết hợp với công nghệ mới nhất trong xây dựng cầu ở Việt Nam hồi đầu thế kỷ 21. Đó là công nghệ cọc khoan nhồi đường kính lớn, dầm bê tông dự ứng lực thi công đúc hẫng, dầm super T..., đặc biệt là kết cấu dây văng vượt nhịp lớn 270 m với dầm chủ bằng bê tông dự ứng lực được thi công bằng phương pháp đúc hẫng kết hợp căng kéo dây văng và trụ tháp bê tông cao hơn 100 m được thi công bằng hệ thống ván khuôn leo - trượt. Chúng ta đã làm chủ công nghệ xây dựng cầu dây văng nhịp lớn và về đích trước 1 năm so với lộ trình công nghệ xây dựng giao thông lúc bấy giờ.

Ứng dụng nhiều vật liệu mới trong xây dựng và bảo trì đường bộ

Một vật liệu ưu việt trong bảo trì đường bộ là công nghệ bảo trì bằng vật liệu Microsurfacing. Công nghệ này có nguồn gốc từ Tây Ban Nha, Pháp. Công nghệ Microsufacing gồm việc sử dụng nhũ tương nhựa đường polimer kết hợp với cốt liệu đá kích cỡ nhỏ phù hợp với mặt đường BTN bị rạn nứt hoặc hằn lún nhỏ đã được sử dụng rộng rãi trong bảo trì dự phòng.

Thời gian qua, Bộ GTVT đã chỉ đạo các cơ quan hữu quan đẩy mạnh nghiên cứu ứng dụng và chuyển giao công nghệ như: đánh giá công nghệ dầm cánh rộng áp dụng cho các dự án hạ tầng giao thông ở Việt Nam; công nghệ mới, vật liệu mới (phụ gia Geostab để gia cố đất, hỗn hợp đất - đá làm nền, móng đường ô tô; thử nghiệm phụ gia tăng dính bám đá nhựa Tough Fix Hyper trong hỗn hợp bê tông nhựa; thử nghiệm xỉ thép trong xây dựng nền đường, kết cấu áo đường ô tô; công nghệ tái chế nóng bê tông nhựa với hàm lượng RAP từ 25 - 75% tại trạm trộn theo công nghệ của Công ty Taisei Rotec; thử nghiệm hộ lan PVC; công nghệ tái chế nóng bê tông nhựa với hàm lượng RAP từ 25 - 50% tại trạm trộn truyền nhiệt trực tiếp và sử dụng chất tái sinh).

Bên cạnh đó, ngành GTVT đã ứng dụng công nghệ gia cố nền đất yếu sử dụng hệ thống CMS theo phương pháp MITS; tổ chức tổng kết, đánh giá công tác thử nghiệm công nghệ mặt đường bán mềm; chấp thuận kết quả thử nghiệm hệ thống rào chắn bánh xoay ETI và giao Tổng cục ĐBVN (nay là Cục ĐBVN) xây dựng tiêu chuẩn cơ sở trong năm 2020 để có thể áp dụng đại trà hệ thống rào chắn bánh xoay nhằm tăng cường đảm bảo ATGT; chấp thuận kết quả dự án khảo sát kiểm chứng hỗ trợ khu vực tư nhân phổ biến các công nghệ của Nhật Bản cho giải pháp thi công neo đất phòng trượt đất đá tại mái dốc thuộc công trình đường bộ, giao Cục ĐBVN công bố Tiêu chuẩn cơ sở "Tiêu chuẩn thiết kế, thi công và nghiệm thu neo đất theo công nghệ SEEE". Thời gian qua, ngành GTVT cũng đã xem xét áp dụng công nghệ bê tông nhựa rỗng thoát nước tại Dự án đầu tư xây dựng đoạn đường bộ cao tốc Phan Thiết - Dầu Giây.

Với mục tiêu đẩy mạnh nghiên cứu ứng dụng và chuyển giao công nghệ, thời gian qua ngành GTVT đã làm chủ nhiều công nghệ hiện đại trong xây dựng cầu, vật liệu mới làm mặt đường cao tốc..., từ đó thực hiện thắng lợi mục tiêu phát triển kết cấu hạ tầng giao thông mà Đại hội Đảng lần thứ XIII đã nhấn mạnh.

Hoàng Ngân