Italy đã đưa vào hoạt động Partenope, cỗ máy đào hầm (TBM) khổng lồ nặng khoảng 4.000 tấn và dài 130m, phục vụ thi công hầm đường sắt Saginara thuộc dự án tuyến đường sắt cao tốc Battipaglia - Romagnano (35km) trên hành lang Salerno - Reggio Calabria ở miền Nam nước này.

Theo nhà thầu Webuild, Partenope được trang bị đầu cắt có đường kính lên tới 13,46m cùng 18 động cơ điện với tổng công suất đạt 10 MW. Đây là cỗ máy đào hầm lớn nhất từng được Webuild sử dụng tại Italy và châu Âu, đồng thời là TBM đầu tiên được đưa vào vận hành tại gói thầu này.

Dự án được thực hiện bởi liên danh do Webuild đứng đầu theo hợp đồng với RFI - đơn vị quản lý hạ tầng đường sắt thuộc Tập đoàn Đường sắt Quốc gia Italy (FS Italiane).

Theo kế hoạch, Partenope sẽ hoạt động liên tục để đào xuyên qua các dãy đồi tại thung lũng Sele, thuộc tỉnh Salerno.

Đường hầm Saginara nằm giữa hai đô thị Campagna và Contursi Terme, được thiết kế dạng hầm đơn nhưng bố trí hai đường ray bên trong. Điều này đồng nghĩa cả hai tuyến đường sắt sẽ cùng sử dụng một khoang hầm có đường kính lớn thay vì hai ống hầm tách biệt.

Việc lựa chọn đầu đào đường kính lớn xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật của tuyến đường. Một hầm đôi đường ray đòi hỏi không gian rộng hơn đáng kể, đồng thời phải kiểm soát chặt chẽ các yếu tố về ổn định địa chất, thông gió, vận chuyển đất đá đào thải và an toàn khai thác.

Theo Webuild, hơn 100 kỹ sư và kỹ thuật viên chuyên môn cao đang tham gia vận hành và bảo dưỡng Partenope.

Công suất 10 MW của thiết bị được sử dụng để vận hành toàn bộ hệ thống cơ khí, đồng thời cung cấp năng lượng cho đầu cắt trong quá trình đào xuyên qua các lớp đất đá.

Tốc độ thi công thực tế sẽ thay đổi tùy thuộc vào điều kiện địa chất dọc tuyến, bao gồm độ cứng của đá, sự xuất hiện của nước ngầm, đặc tính nền đất cũng như yêu cầu gia cố kết cấu hầm.

Cỗ máy đào hầm nặng 4.000 tấn hoạt động như thế nào?

Trong các dự án hạ tầng ngầm quy mô lớn, đầu cắt được xem là "trái tim" của máy đào hầm.

Bộ phận này liên tục quay với lực rất lớn để phá vỡ đất đá phía trước, trong khi hệ thống băng tải và thiết bị vận chuyển bên trong sẽ đưa vật liệu đào ra khỏi đường hầm.

Tùy theo công nghệ thi công, máy đào hầm còn kết hợp lắp đặt hoặc chuẩn bị các cấu kiện vỏ hầm ngay phía sau đầu đào, giúp quá trình thi công diễn ra liên tục và đồng bộ.

So với các phương pháp đào truyền thống, TBM cho phép tích hợp nhiều công đoạn như đào, vận chuyển đất đá và gia cố hầm trong cùng một quy trình khép kín, qua đó giảm đáng kể mức độ tiếp xúc trực tiếp của công nhân với khu vực gương đào.

Tuy nhiên, mức độ cơ giới hóa cao không đồng nghĩa với việc giảm vai trò của con người.

Các đội ngũ kỹ thuật liên tục theo dõi những thông số quan trọng như tốc độ đào, áp lực tác động lên nền đất, mô-men xoắn của đầu cắt, mức độ hao mòn thiết bị cũng như phản ứng của địa chất xung quanh. Dữ liệu này được sử dụng để điều chỉnh hoạt động của máy và bảo đảm quá trình đào hầm diễn ra an toàn.

Bốn "quái vật" đào hầm tham gia dự án

Gói thầu Battipaglia - Romagnano sẽ sử dụng tổng cộng bốn máy đào hầm cơ giới. Các thiết bị này sẽ đảm nhiệm việc thi công tám đường hầm trên toàn tuyến, bên cạnh hàng loạt cầu cạn, hầm nhân tạo và các hạng mục kết nối với mạng lưới đường sắt hiện hữu.

Partenope là cỗ máy đầu tiên được đưa vào hoạt động. Hai TBM cỡ lớn khác sẽ đảm nhận việc đào các hầm Serra Lunga, Acerra, Petrolla, Caterina và Sicignano.

Trong khi đó, một máy đào hầm từng tham gia dự án Grand Paris Express tại Pháp đã được cải tạo và nâng cấp để tiếp tục thi công các hầm Piano Grassi và Contursi.

Việc tái sử dụng thiết bị được thực hiện tại cơ sở công nghiệp của Webuild ở thành phố Terni, nơi chuyên phục hồi và tái chế các máy đào hầm cùng thiết bị xây dựng hạng nặng.

Quy trình này bao gồm tháo rời hoàn toàn máy, kiểm tra kỹ thuật, thay thế linh kiện và điều chỉnh cấu hình nhằm phù hợp với điều kiện địa chất tại công trường mới.

Đối với gói thầu số 1A, liên danh Xenia chịu trách nhiệm thi công, trong đó Webuild giữ vai trò dẫn dắt cùng các đối tác Pizzarotti, Ghella và Tunnel Pro.

Đoạn tuyến Battipaglia - Romagnano được thiết kế kết nối với tuyến đường sắt hiện hữu Battipaglia - Metaponto - Potenza thông qua nút giao tại Romagnano.

Theo Ghella, toàn bộ tuyến mới được thiết kế để cho phép tàu chạy với tốc độ tối đa lên tới 300km/h trên đoạn này. Riêng gói thầu Battipaglia - Romagnano sẽ bao gồm 19 cầu cạn và khoảng 18km đường hầm ngầm trên tổng chiều dài 35km. Vốn đầu tư dự án này vào khoảng 2 tỷ euro, hơn 61.000 tỷ đồng.