Giải pháp cầu cạn qua vùng lõi Đồng Nai được lựa chọn từ yêu cầu bảo tồn

Theo Quyết định số 564/QĐ-SNNMT ngày 19/6/2026 của Sở NN&MT Đồng Nai phê duyệt kết quả thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường của Dự án thành phần 1, đoạn từ cầu Mã Đà đến ngã ba Bà Hào được xác định xây dựng khoảng 13 km cầu cạn qua Khu bảo tồn thiên nhiên - văn hóa Đồng Nai, thuộc vùng lõi Khu dự trữ sinh quyển thế giới Đồng Nai.

Cầu có bề rộng khoảng 33,5 m, tĩnh không khoảng 9-12 m. Các cơ sở sản xuất, gia công, tập kết vật liệu và công trình phụ trợ chính được bố trí ngoài khu bảo tồn. 

Dự án đồng thời phải kiểm soát chặt chẽ tiếng ồn, ánh sáng, nước mặt và thực hiện giám sát đa dạng sinh học trong quá trình thi công, vận hành.

Phương án này là kết quả của quá trình Công ty CP Tư vấn đầu tư xây dựng công trình giao thông 1 (TECCO1) nghiên cứu, so sánh nhiều phương án về hướng tuyến, giải pháp kết cấu và biện pháp thi công. 

Trọng tâm của bài toán không chỉ là xây dựng một tuyến đường đi qua khu vực có điều kiện đặc biệt, mà còn là tìm cách giảm phạm vi chiếm dụng rừng, duy trì dòng chảy tự nhiên và hành lang di chuyển của động vật, đồng thời hạn chế tối đa nhân lực, vật liệu và thiết bị hoạt động trực tiếp trong vùng lõi.

Từ thực tiễn nghiên cứu dự án, ông Nguyễn Trọng Nghĩa trao đổi về những căn cứ dẫn tới lựa chọn cầu cạn, giải pháp khung cứng liên tục đúc sẵn phân đoạn, khả năng tổ chức sản xuất ngoài khu bảo tồn và triển vọng công nghiệp hóa xây dựng cầu tại Việt Nam. 

♦ Từ yêu cầu bảo vệ vùng lõi Khu dự trữ sinh quyển thế giới Đồng Nai, TECCO1 đã tiếp cận bài toán, so sánh các phương án và đi đến lựa chọn cầu cạn như thế nào?

Bài toán đầu tiên là tìm một giải pháp giao thông đáp ứng yêu cầu khai thác nhưng không biến vùng lõi thành một công trường kéo dài và không tạo ra một dải chia cắt mới trong rừng. Tư vấn phải chuyển các yêu cầu bảo tồn thành đầu vào thiết kế cụ thể: hạn chế diện tích chiếm dụng, duy trì dòng chảy và hành lang di chuyển của động vật, kiểm soát tiếng ồn và ánh sáng, không bố trí các cơ sở phụ trợ chính trong khu bảo tồn, đồng thời bảo đảm khả năng thi công trong điều kiện đường tiếp cận rất hạn chế. Vì vậy, hướng tuyến, cao độ, số trụ, loại kết cấu và biện pháp thi công phải được nghiên cứu trong cùng một bài toán, thay vì thiết kế công trình trước rồi mới bổ sung giải pháp môi trường.

Tư vấn đã xem xét nền đường đắp, phương án kết hợp cầu - đường và các dạng cầu sử dụng dầm đúc sẵn thông thường, trong đó có phương án dầm Super-T, trước khi đề xuất khung cứng liên tục đúc sẵn phân đoạn. Nền đường có lợi thế về chi phí ban đầu nhưng cần mặt bằng rộng cho ta-luy, khối lượng đất đắp và đường công vụ lớn, có thể hình thành dải ngăn dòng và chia cắt sinh cảnh. Cầu cạn chỉ tác động tập trung tại vị trí móng, trụ; giữ phần lớn không gian dưới cầu, tạo điều kiện duy trì thoát nước và đường di chuyển của động vật. Khi kết hợp sản xuất ngoài khu bảo tồn với lắp ghép, phương án còn giảm thời gian, nhân lực và hoạt động bê tông trực tiếp trong rừng.

Khó nhất là chứng minh hiệu quả tổng thể của một phương án có chi phí xây dựng ban đầu cao hơn giải pháp quen thuộc. Về kỹ thuật, phải làm rõ tính khả thi của kết cấu khung cứng không gối, kiểm soát nội lực nhiệt, phân đoạn, vận chuyển và lắp dựng trên tuyến tiếp cận hẹp. Về kinh tế, phải so sánh cả giải phóng mặt bằng, đường công vụ, bãi đúc, xử lý đất yếu, tiến độ và bảo trì vòng đời, không chỉ đơn giá kết cấu. Theo tính toán của TECCO1, việc loại bỏ gối cầu có thể tránh 3-4 chu kỳ thay thế trong vòng đời thiết kế 100 năm, qua đó tiết kiệm khoảng 150-200 tỷ đồng chi phí bảo trì. Về môi trường, phải lượng hóa phạm vi chiếm dụng, hoạt động hiện trường và sinh cảnh. Công nghệ mới cũng chưa có đầy đủ định mức, hướng dẫn mối nối và phương pháp quy đổi chi phí môi trường.

Đây là một mốc quan trọng vì các nguyên tắc cốt lõi của phương án - tuyến cầu cạn khoảng 13 km, tĩnh không 9-12 m, tổ chức sản xuất và công trình phụ trợ chính ngoài khu bảo tồn, cùng các yêu cầu kiểm soát môi trường - đã được đặt trong một hồ sơ quản lý môi trường được phê duyệt. Điều đó tạo cơ sở để bước thiết kế tiếp theo tiếp tục cụ thể hóa kết cấu và biện pháp thi công theo đúng các cam kết. Tuy nhiên, phê duyệt ĐTM không thay thế thiết kế kỹ thuật, thẩm định đầu tư hay kiểm chứng thực tế. Tư vấn vẫn phải chứng minh chi tiết vị trí trụ, móng, tổ chức lắp dựng, thoát nước, chống ồn, chắn sáng và chương trình giám sát trước khi triển khai.

♦ Giải pháp công nghệ phía sau tuyến cầu cạn được hình thành ra sao để đồng thời đáp ứng yêu cầu kết cấu, giảm số trụ, kiểm soát cấu kiện và hạn chế tác động xuống mặt đất?

Giải pháp đang được nghiên cứu là khung cứng liên tục bằng dầm hộp bê tông dự ứng lực đúc sẵn phân đoạn, liên kết cứng giữa trụ và dầm, không bố trí gối cầu tại đỉnh các trụ trong liên. Sơ đồ điển hình được đề xuất gồm 6 nhịp 40 m, tạo thành một liên dài 240 m. Dầm hộp phù hợp với mặt cầu rộng 33,5 m và có khả năng chống xoắn tốt. Hệ trụ, số thân trụ và hình thức móng phải được xác định theo địa chất từng vị trí, cao độ 9-12 m đáp ứng đủ ánh sáng cho phần rừng thấp trồng hoàn trả, móng trụ chỉ sử dụng 2 cọc khoan nhồi đường kính 1,8 m thi công nhanh và ít tác động đến môi trường sinh thái.

Khác biệt cốt lõi nằm ở hai chuyển đổi đồng thời: chuyển phần lớn hoạt động chế tạo từ hiện trường vào nhà máy cách công trường 6 km và chuyển từ hệ dầm kê trên gối sang khung cứng liên tục. Dầm được chia thành các phân đoạn ngắn, đúc khớp theo phương pháp đường ngắn, vận chuyển tới công trường rồi lắp dựng và căng kéo dự ứng lực để hình thành hệ liên tục. Theo phương án nghiên cứu, một nhịp 40 m có khoảng 16-18 phân đoạn, chiều dài phân đoạn tiêu chuẩn khoảng 2,8 m; mối nối sử dụng khóa chống cắt bảo đảm kín khít với keo epoxy. Tỷ lệ công việc chủ yếu tại nhà máy, công trường sử dụng ít nhân công cho công tác thi công móng, trụ, lắp dựng, hợp long và hoàn thiện.

Ba yêu cầu này phải được tối ưu đồng thời. Tăng nhịp giúp giảm trụ nhưng làm tăng nội lực, kích thước và yêu cầu thiết bị; ngược lại, nhịp quá ngắn làm tăng số điểm can thiệp xuống rừng. Giải pháp nhịp điển hình 40 m được lựa chọn trên cơ sở cân bằng kết cấu, khả năng tiêu chuẩn hóa và điều kiện tiếp cận. Thay vì vận chuyển nguyên dầm dài trên 30 m qua đường hiện trạng rộng khoảng 4-6 m, dầm được chia thành các đốt ngắn để khống chế kích thước và khối lượng. Trình tự lắp, tải trọng cẩu hoặc dàn lao, bán kính cong, tải trọng đường vận chuyển và năng suất bãi đúc phải được phối hợp ngay từ Báo cáo nghiên cứu khả thi.

Về nguyên lý lắp đặt kết cấu nhịp, đây là một ưu điểm quan trọng của giải pháp lắp ghép phân đoạn. Giá lao lắp các đốt dầm đi trên cao và di chuyển trên phần kết cấu đã hoàn thành tới vị trí lắp tiếp theo, qua đó hạn chế thiết bị hạng nặng di chuyển dọc mặt đất. Đây là giải pháp ít sử dụng đường công vụ so với các phương án khác.

Có thể tiêu chuẩn hóa mặt cắt dầm hộp, nhóm chiều dài phân đoạn, khóa chống cắt, bố trí ống gen và cáp dự ứng lực điển hình, cấu tạo mối nối, ván khuôn, quy trình đúc - dưỡng hộ - nghiệm thu và phần lớn thiết bị lắp dựng. Mức độ lặp lại lớn của tuyến 13 km tạo điều kiện sử dụng khuôn nhiều lần và tổ chức dây chuyền chế tạo cho khoảng 10.710 đốt dầm. Ngược lại, móng và phần dưới phải thiết kế theo địa chất từng vị trí; chiều cao. Tiêu chuẩn hóa vì vậy không đồng nghĩa với đồng nhất toàn tuyến.

♦ Yêu cầu đưa các cơ sở sản xuất và công trình phụ trợ ra ngoài khu bảo tồn đã chi phối việc thiết kế cấu kiện, tổ chức bãi đúc, vận chuyển, lao lắp và huy động năng lực doanh nghiệp Việt Nam như thế nào, thưa ông?

Yêu cầu này biến logistics thành thông số thiết kế ngay từ đầu. Cấu kiện phải đủ nhỏ để sản xuất tập trung bên ngoài, vận chuyển qua tuyến hiện hữu và lắp bằng thiết bị có thể huy động, nhưng vẫn đủ lớn để hạn chế số mối nối và bảo đảm năng suất. Phương án thi công phải đồng bộ tiến độ nhà máy với tiến độ trụ và lắp dựng; hạn chế lưu kho trong rừng; tổ chức cấp cấu kiện theo ca và đưa chất thải sản xuất về khu vực kiểm soát. Đây cũng là lý do phương án nguyên dầm dài hoặc đúc phần lớn tại chỗ kém phù hợp. Vị trí bãi đúc, tuyến vận chuyển và phương án dự phòng mùa mưa phải được xem như một phần của hồ sơ công nghệ, không phải công việc phát sinh sau thiết kế.

Bãi đúc phải được lựa chọn theo khoảng cách vận chuyển đến công trường ngoài phạm vi rừng phòng hộ 6 km, khả năng kết nối đường bộ, mặt bằng, nguồn vật liệu, điện, nước, thoát nước và công suất phù hợp với chu kỳ lắp dựng. Đối với cấu kiện, cần khống chế chiều dài, bề rộng, chiều cao và khối lượng theo tĩnh không, tải trọng cầu đường hiện hữu, bán kính cong, độ dốc và tải trọng trục của phương tiện. Thiết bị lắp dựng quyết định khối lượng đốt tối đa, trình tự nâng, bán kính làm việc và tải trọng tạm lên trụ, dầm. Đồng thời phải tính kho chứa, truy xuất đúng đốt - đúng nhịp, thời gian đạt cường độ, phương án ứng phó sự cố thiết bị và khả năng duy trì cấp cấu kiện khi thời tiết làm gián đoạn vận chuyển.

Phương án có thể giảm mạnh số công nhân thường xuyên trong rừng, thời gian vận hành trạm trộn và gia công, khối lượng ván khuôn - đà giáo, vật liệu tập kết, số lượt xe bê tông và các nguồn nước thải, chất thải bê tông tại hiện trường. Trong so sánh của dự án, phương án dầm Super-T cần khoảng 10 đoạn thi công, mỗi đoạn khoảng 1,3 km, với 1.250-1.400 công nhân và một bãi đúc trong khu bảo tồn. Phương án phân đoạn tập trung chế tạo tại 2 nhà máy, tổng diện tích khoảng 12.000 m² bên ngoài khu bảo tồn; khoảng 90% công việc được chuyển về nhà máy, còn lắp dựng tại hiện trường dự kiến khoảng 20 người/ca. Tổng thời gian dự kiến 2-2,5 năm, ngắn hơn 6-12 tháng so với Super-T. Đây là các số liệu so sánh trong quá trình nghiên cứu phương án, chưa phải kết quả thi công thực tế.

Doanh nghiệp Việt Nam đã có nền tảng về bê tông dự ứng lực, dầm đúc sẵn, cẩu lắp, quản lý chất lượng và thiết kế theo tiêu chuẩn thiết kế cầu của Việt Nam TCVN 11823-2017. Phần quan trọng là công nghệ đúc phân đoạn theo phương pháp khuôn ngắn với độ chính xác đến milimét, kiểm soát đồng thời hình học - ứng suất, dàn lao hoặc cẩu chuyên dụng, căng kéo - bơm vữa thông minh và truy xuất từng cấu kiện. Dự án tham chiếu Vành đai 4 Trịnh Châu đạt độ chính xác kiểm soát tuyến hình khoảng 2 mm, độ chính xác đo đạc khoảng 0,5 mm và năng suất lắp dựng toàn tuyến khoảng 700 m/ngày; đây là số liệu tham chiếu công nghệ, không phải chỉ tiêu đã đạt tại Đồng Nai. Lộ trình đề xuất gồm số hóa cơ bản 3-6 tháng, tự động hóa trọng điểm 6-12 tháng, sau đó AI và song sinh số 12-18 tháng, tùy hiệu quả đầu tư.

♦ Giải pháp kết cấu được chuyển hóa thành hiệu quả sinh thái cụ thể như thế nào, từ lựa chọn vị trí trụ, duy trì sinh cảnh đến kiểm soát tiếng ồn, ánh sáng và nước mặt?

Cần tổng hợp dữ liệu địa hình, địa chất, thủy văn, ranh giới vùng lõi bảo tồn, mạng lưới sông suối và vị trí hành lang di chuyển của động vật hoang dã. Trụ phải tránh tim dòng chảy xiết, khu vực địa chất bất lợi, cây hoặc quần thể thực vật cần bảo vệ và tuyến di chuyển quan trọng. Trên địa hình bằng phẳng có thể dùng nhịp điển hình 30-40 m để tiêu chuẩn hóa; nơi bị chia cắt sâu hoặc có hành lang sinh thái cần xem xét nhịp lớn hơn. Việc tối ưu phải đánh giá cả phạm vi chiếm dụng của móng, mặt bằng thi công tạm và đường tiếp cận, không chỉ diện tích thân trụ sau khi hoàn thành.

Tĩnh không 9-12 m tạo không gian dưới cầu, góp phần duy trì dòng chảy và hành lang di chuyển của động vật hoang dã. Khi bố trí trụ cần tránh các vị trí đã được xác định là hành lang di chuyển quan trọng.

Hồ sơ ĐTM xác định giải pháp bố trí tường chống ồn kiêm chắn sáng cao khoảng 4,115 m trên hai bên cầu và toàn tuyến nhằm hạn chế tác động của tiếng ồn, ánh sáng đến khu vực bảo tồn; phải thực hiện các biện pháp kiểm soát nước mặt, tiếng ồn và ánh sáng trong quá trình thi công, vận hành.

Theo kết quả tính toán của TECCO1, phương án khung cứng liên tục đúc sẵn phân đoạn được tính toán có thể giảm khoảng 60-70% diện tích đất phục vụ thi công so với phương án đối chứng. Hoạt động sản xuất tại nhà máy được ước tính giúp giảm khoảng 20-30% phát thải carbon trong giai đoạn thi công; riêng bảng so sánh phương án của dự án nêu mức giảm khoảng 50.101,06 tấn CO₂. Đây là kết quả tính toán ở giai đoạn nghiên cứu, số liệu kiểm chứng đo đạc sẽ được tiến hành trong quá trình triển khai thi công.

♦ Từ trường hợp Đồng Nai, theo ông, những nguyên tắc và thành phần nào có thể chuẩn hóa thành bộ giải pháp chung cho các tuyến giao thông qua rừng, vùng ngập nước hoặc khu dự trữ sinh quyển?

Có thể hình thành 6 nguyên tắc: (i) tránh và giảm tác động ngay từ lựa chọn hướng tuyến; (ii) so sánh phương án theo chi phí vòng đời và hiệu quả sinh thái; (iii) duy trì dòng chảy và hành lang động vật; (iv) đưa tối đa hoạt động chế tạo ra khỏi vùng nhạy cảm; (v) tổ chức thi công theo phạm vi mặt bằng tối thiểu; (vi) thực hiện giám sát đa dạng sinh học theo yêu cầu của hồ sơ môi trường được phê duyệt. Cần có sự tham gia sớm của cơ quan bảo tồn, tư vấn môi trường, tư vấn kết cấu, đơn vị sản xuất và lắp dựng. Bộ giải pháp chung nên quy định quy trình và tiêu chí, không áp đặt một kiểu cầu duy nhất. Mỗi dự án vẫn phải chứng minh rằng nhịp, trụ, móng và biện pháp thi công phù hợp với hệ sinh thái cụ thể.

Có thể chuẩn hóa theo mô-đun đối với mặt cắt dầm, nhóm phân đoạn, khóa chống cắt và mối nối, bộ khuôn, quy trình đúc khớp, căng kéo, bơm vữa, kiểm soát hình học, truy xuất cấu kiện, nhóm thiết bị lao lắp và biểu mẫu dữ liệu. Trụ và móng chỉ nên chuẩn hóa về nguyên tắc, cấu tạo điển hình và phạm vi áp dụng; kích thước cuối cùng phải theo địa chất, chiều cao và tải trọng từng vị trí. 

Bắt buộc nghiên cứu lại ranh giới và cấp độ bảo vệ; hệ động thực vật, mùa sinh sản và đường di chuyển; chế độ ngập, lũ, dòng chảy và xói; địa hình, địa chất, nguy cơ trượt lở; khí hậu, nhiệt độ, gió và mưa; hiện trạng dân cư, cảnh quan và nguồn gây ồn; cùng điều kiện tiếp cận, năng lực đường vận chuyển và vị trí bãi đúc. Đặc biệt, không thể sao chép tĩnh không 9-12 m hay nhịp 40 m cho mọi dự án. Tĩnh không cần xuất phát từ địa hình, thủy văn và loài mục tiêu; chiều dài liên khung còn phụ thuộc biên độ nhiệt và độ cứng trụ. Phần có thể kế thừa là phương pháp ra quyết định và hệ công nghệ sản xuất - lắp ghép.

Cần tổng kết theo toàn bộ vòng đời, bắt đầu từ ma trận so sánh phương án và dữ liệu nền, tiếp đến thiết kế, diện tích chiếm dụng, logistics, năng suất sản xuất - lắp dựng, chất lượng mối nối, phát thải và sự cố trong thi công, rồi theo dõi chi phí bảo trì và đa dạng sinh học sau vận hành. Hướng dẫn quốc gia nên quy định cách lựa chọn hướng tuyến, tiêu chí cầu cạn so với nền đường, yêu cầu điều tra hành lang sinh thái, giới hạn tác động tạm, thiết kế thoát nước - tiếng ồn - ánh sáng, chương trình giám sát và cơ chế điều chỉnh. Về kết cấu, cần bổ sung quy định cho khung cứng phân đoạn, chống cắt mối nối, độ bền của keo epoxy tại mối nối, kiểm soát tuyến hình, nhiệt độ và đánh giá chi phí vòng đời.

♦ Từ giải pháp cầu cạn đường bộ, những kinh nghiệm nào có thể nghiên cứu để áp dụng cho đường sắt đô thị và các dự án đường sắt trong tương lai?

Những kinh nghiệm có thể nghiên cứu để áp dụng gồm tiêu chuẩn hóa cấu kiện, sản xuất tập trung tại nhà máy, phân đoạn cấu kiện phù hợp với điều kiện vận chuyển và tổ chức lắp ghép tại hiện trường. Việc phối hợp giữa thiết kế, sản xuất, vận chuyển và lắp dựng ngay từ giai đoạn nghiên cứu khả thi cũng là một nguyên tắc có thể kế thừa.

Cầu cạn cho đường sắt đô thị thường có số lượng nhịp lặp lại lớn, vì vậy có điều kiện thuận lợi để sử dụng thiết kế điển hình, bộ khuôn và thiết bị lắp dựng chuyên dụng. Nếu có quy mô dự án đủ lớn và kế hoạch triển khai dài hạn, đây có thể là cơ sở để doanh nghiệp trong nước đầu tư dây chuyền sản xuất, nâng cao mức độ cơ giới hóa, từng bước làm chủ công nghệ và hình thành ngành công nghiệp sản xuất cấu kiện cầu cạn. 

Giải pháp cầu khung lắp ghép không gối cầu đã được áp dụng phổ biến tại Trung Quốc cho các dự án đường sắt đô thị, đường sắt liên vùng. Ngoài ra, cầu khung lắp ghép không gối cầu cũng đã được đưa vào dự án đường sắt cao tốc tại Trung Quốc với vận tốc thiết kế 200-350 km/h. Sau dự án cầu Mã Đà, chúng tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu để áp dụng cầu khung lắp ghép cho các dự án đường sắt đô thị, đường sắt liên vùng và đường sắt cao tốc tại Việt Nam.

♦ Trân trọng cảm ơn ông!