Kế hoạch quản lý rủi ro cho dự án Metro số 3 Hà Nội
Không có công tác xây dựng phi rủi ro
Sự lún mặt đất khi khoan hầm TBM dưới ngầm là một hiện tượng thực tế, luôn xảy ra tại mọi dự án xây dựng Metro (tàu điện ngầm) trên thế giới. Hiện tượng này đã được thế giới nghiên cứu và kiểm soát từ nhiều thập kỷ qua. Các sự cố tiềm tàng luôn được dự kiến trước trong Kế hoạch quản lý rủi ro xuyên suốt dự án từ giai đoạn khảo sát, thiết kế, đến thi công, và vận hành. Mọi kịch bản sự cố đều được tiên liệu trước và có các biện pháp giảm thiểu rủi ro tương ứng.
Giới chuyên môn xây dựng tất nhiên hiểu rõ “không có công tác xây dựng nào là phi rủi ro”. Vấn đề là dự báo, kiểm soát, khống chế các rủi ro về mức chấp nhận được (rủi ro còn lại, residual risk). Mọi người dân cần được truyền thông để hiểu điều đó, và an tâm không bị bối rối, hay bất an, hoặc bị tác động tiêu cực bởi những ai đó thiếu hiểu biết, để gây khó khăn cho việc triển khai dự án.
Ngoài vấn đề lún mặt đất khi đào/khoan hầm bên dưới, ở Việt Nam còn có các lực cản lớn khác, nếu không được xử lý tận gốc, sẽ còn gây ra đủ thứ khó khăn như làm chậm trễ tiến độ, lãng phí thời gian và tiền thuế của nhân dân. Đơn cử như các vấn đề về: mượn danh phong thủy, tâm linh; mượn danh khảo cổ học, lợi dụng lỗ hổng chính sách để tác động vào quy hoạch và thiết kế, gây bất lợi cho việc lập dự án đầu tư và triển khai thi công các tuyến Metro.
Tại dự án Metro số 3 thí điểm Nhổn - Ga Hà Nội, theo Kế hoạch thi công và vận hành, Dự án được điều chỉnh năm 2027 phải đưa đoạn hầm ngầm Cầu Giấy - Ga Hà Nội đi vào hoạt động cùng đoạn đi trên cao (đoạn cầu cạn Depot Nhổn - Cầu Giấy, đã chạy tàu thương mại từ tháng 8/2024).
Hiện 2 máy khoan hầm TBM mang tên “Thần tốc” và “Táo bạo” đang hoạt động tối đa công suất, đào và lắp ghép vỏ hầm trong hai ống hầm đi song song hoặc đi chồng lên nhau. Chủ đầu tư (MRB), Tư vấn thiết kế và giám sát (SYSTRA S.A.), Liên danh nhà thầu chính thi công (Hyundai E&C - Ghella S.p.A) và các thầu phụ như: FECON, Technical World… đang ngày đêm lao động với trách nhiệm cao nhất trong một nhận thức mới.
Thiết kế kỹ thuật chi tiết đã được thực hiện cho từng khu vực, phạm vi cụ thể dựa trên kết quả khảo sát chi tiết từng tòa nhà nằm trong vùng ảnh hưởng bao gồm công trình hiện hữu trên mặt đất, công trình ngầm và kết cấu móng để có phương án xử lý dự tính trước cho từng khu vực cụ thể.
Các thiết kế bản vẽ thi công, biện pháp thi công và Kế hoạch quản lý rủi ro đã được duyệt với sự rà soát kỹ lưỡng của các chuyên gia hầm nhiều kinh nghiệm từ Tư vấn Systra và đang triển khai một cách bài bản, đúng các kịch bản quản lý rủi ro đã dự trù trước.
Trong Kế hoạch quản lý rủi ro, các điều kiện chung của công trường như: vị trí, điều kiện địa chất - thủy văn, lún dự kiến và khu vực ảnh hưởng; các chướng ngại vật như: tòa nhà móng sâu, công trình hạ tầng kỹ thuật ngầm và nổi đều được đánh giá xác định mối nguy hiểm để định lượng rủi ro, từ đó phân loại tần suất xảy ra và hậu quả để có ma trận rủi ro cũng như có kế hoạch đối phó tùy cấp độ rủi ro thực tế, kể cả sơ tán người, hay phá dỡ công trình hiện hữu, và có đền bù tương ứng cho chủ sở hữu tài sản.
Công tác khảo sát công trình hiện hữu trong phạm vi ảnh hưởng của tuyến Metro đã được thực hiện rất kỹ, bao gồm công trình hiện tại trên mặt đất, công trình nổi, công trình hạ tầng kỹ thuật ngầm, và cọc móng công trình. Đặc biệt các công trình có yếu tố nhạy cảm là các tòa nhà đặc biệt, có tính lịch sử, văn hóa, bảo tồn hoặc có kết cấu không đảm bảo đều được khảo sát, có phương án xử lý gia cố cho từng vị trí, có phương án quan trắc theo dõi kỹ lưỡng. Trong đó công tác phân tích quản lý rủi ro theo các kịch bản cũng được phân tích rất kỹ.
Tuy nhiên, công tác khảo sát đánh giá hiện trạng cũng gặp một số khó khăn, dẫn đến việc đánh giá có thể gặp phải một số thiếu sót. Các tòa nhà có tuổi đời nhiều năm, được thay đổi chủ sở hữu nhiều lần, những người chủ hiện tại cũng không rõ hết bên dưới móng tòa nhà có giếng khoan hay không. Thông tin này không đủ để đưa vào trong báo cáo khảo sát. Việc này dẫn đến khi máy khoan hầm TBM (kiểu cân bằng áp lực đất) đi qua, gặp phải các giếng khoan này, một lượng bùn áp lực trong buồng khoan sẽ bị đẩy ngược lên.
Các rủi ro này cũng đã được chủ đầu tư, đơn vị tư vấn giám sát và nhà thầu xây lắp dự trù trước trong kế hoạch kiểm soát rủi ro. Tất cả những hộ dân, công trình bị ảnh hưởng đều đã được truyền thông, thông báo các thông tin cần thiết. Người dân sẽ được thông báo kịp thời về việc di dời trong trường hợp cần thiết. Máy móc thiết bị luôn có sẵn phục vụ việc hút bùn, làm sạch.
Áp lực bùn đất của máy TBM và các phương án ứng phó rủi ro
Đối với áp lực bùn đất trong khoang đào của máy TBM (tunnel face pressure) và các phương án ứng phó rủi ro, Tư vấn Systra và Liên danh nhà thầu Hyundai - Ghella đã tính toán dự báo và mô hình hóa việc thi công hầm TBM bằng các phương pháp hiện đại nhằm kiểm soát rủi ro có thể xảy ra gây ảnh hưởng đến các công trình trong phạm vi liên quan. Có thể dùng phụ gia Sika® Stabilizer-3710 TBM và/hoặc TFA 34 NewGeneration cho các khu vực nước ngầm có áp khi đào trong lớp cuội sỏi.
Việc xảy ra hiện tượng bùn đất đẩy trồi, lún bề mặt đều được tính toán và được tư vấn giám sát, nhà thầu kiểm soát trực tiếp từ số liệu thực thu thập trực tiếp tại hiện trường.
Theo đó, trong suốt quá trình thi công hầm, hệ thống quan trắc bao gồm cả tự động và thủ công thực hiện quan trắc liên tục theo tần suất được phê duyệt với các mốc đo được gắn trên các tòa nhà nằm trong vùng ảnh hưởng, bao gồm: lún mặt đất, độ nghiêng, và rung chấn.
Các số liệu được gửi về máy chủ để quản lý và kiểm soát trực tuyến 24/24h và sẽ có cảnh báo nếu bất cứ số liệu nào vượt ngưỡng.
Nhà thầu thi công có kinh nghiệm, thực hiện theo biện pháp thi công (điều chỉnh nếu cần) và yêu cầu của chủ đầu tư và tư vấn giám sát để đảm bảo an toàn trong phạm vi cho phép, tránh hoang mang, gây bất lợi. Có thể dùng loại bọt chống bó (CLB F5AC Anti-clogging foam) khi máy TBM khoan qua các đoạn có địa chất nhiều sét, và bọt polime (CLB F5TM polymeric foam) cho các vị trí địa chất cát sỏi.
Việc sơ tán dân sẽ là cần thiết, khi mức độ ảnh hưởng đạt ngưỡng dự báo.
Khu vực Ngõ 7, phố Giang Văn Minh (phường Kim Mã, quận Ba Đình, TP Hà Nội) nằm trên đoạn hầm mà máy TBM khoan dốc lên để vào ga ngầm S10 Cát Linh. Vị trí hầm này nằm khá gần mặt đất, ngoài phạm vi bơm vữa áp lực của ga ngầm S10, cộng thêm có các giếng khoan cũ nằm ngoài hồ sơ khảo sát công trình hiện hữu.
Trưa ngày 28/02/2025, đài Truyền hình Việt Nam, kênh VTV1 đưa tin, có khoảng hơn chục ngôi nhà ở Ngõ 7, phố Giang Văn Minh bị nứt, bề rộng vết nứt tới vài chục milimet, có hiện tượng vữa bùn đào hầm trào lên mặt đất từ hộp cống thoát nước.
Sự việc đã được xác định và báo cáo ngay lập tức bởi nhân viên của nhà thầu được giao nhiệm vụ giám sát khu vực. Chủ đầu tư là Ban Quản lý đường sắt đô thị Hà Nội (MRB) cùng Tư vấn Systra, Liên danh nhà thầu Hyundai E&C - Ghella và chính quyền địa phương (phường Kim Mã) đã có mặt để kiểm tra hiện trường, phối hợp xử lý, kích hoạt Kế hoạch ứng phó.
Đến nay, Dự án đã xác định được, một trong các nguyên nhân dẫn đến sự việc trên là do dưới lòng đất còn tồn tại các đường giếng nước khoan cũ, hoặc cống thoát nước cũ không còn sử dụng, tạo thành đường đi cho dung dịch khoan hầm trào lên mặt đất. Cũng có thể là do đất nền có 2 lớp cát, nên khi có khe nứt hay vữa áp lực đi lên, thì cuốn theo cát, tạo ra lỗ rỗng, gây sụt cục bộ.
Như vậy, việc quan trắc công trình, kiểm soát vận hành máy TBM (các thông số khoan, trong đó có bơm vữa lấp đầy khoảng hở giữa vỏ hầm bêtông cốt thép và đất nền), và các biện pháp bảo đảm an toàn cho người càng phải làm kỹ hơn. Ví dụ, tốc độ xoay mâm cắt TBM có thể 0,8 - 2 vòng/phút, tốc độ tiến TBM khi tiếp cận chân tòa nhà có thể 5 - 15 mm/phút…
Nhà thầu cần thực hiện các giải pháp gia cố nền đất và gia cường kết cấu (nếu cần) để đảm bảo an toàn của các công trình liên quan.
Tiên liệu sự cố cho một số vị trí khác dọc đoạn đi ngầm của Tuyến Metro 3
Mô hình hóa, phân tích ngược
Do đã xảy ra sự cố nên việc phân tích ngược (back analysis) cũng cần tiến hành sớm. Những thứ trên bề mặt đất quan sát được chỉ là hệ quả của vùng ảnh hưởng từ lõi khoan hầm kéo xuống. Cần xét các thông số khoan TBM như: độ lún, ứng suất trong lớp đất, mực nước ngầm, ứng suất trong vòm hầm sau khi lắp đặt (TBM chạy qua) và địa chất hồi lại...; đó là tác nhân dẫn đến xáo trộn địa chất; dẫn truyền lên bề mặt đất.
Quản lý rủi ro cho đoạn khoan hầm tiếp theo
Một số vị trí nhạy cảm khác của Tuyến Metro số 3 có thể xảy ra sự cố như: Chùa Cát Linh (gần ga ngầm S10); Đền Bích Câu (gần ga ngầm S10 - Cát Linh); Chùa Phổ Giác (gần phố Nguyễn Thái Học - Giảng Võ); Văn Miếu - Quốc Tử Giám (khu vực gần ga ngầm S11); và Ga đường sắt Hà Nội.
Trong đó, tại vị trí Chùa Cát Linh (gần ga ngầm S10 Cát Linh), cần lắp đặt trang thiết bị quan trắc cụ thể và công tác theo dõi sẽ được thực hiện trước, trong và sau khi thi công hầm TBM. Nếu quan trắc thấy dịch chuyển lớn, cần dự phòng thực hiện bơm vữa áp lực để gia cố nền móng (kỹ thuật jet grouting, tạo thành cột đất mới). Sẵn sàng tuân thủ quy trình phát hiện di tích, quy trình khẩn cấp, và biện pháp dự phòng.
Đền Bích Câu (gần ga ngầm S10 - Cát Linh) là một di tích văn hóa quan trọng, có nền móng khá nông và VLXD chủ yếu là gạch, gỗ. Khi máy TBM khoan hầm qua khu vực này, rung động và dịch chuyển đất nền có thể gây nứt tường, lún nền móng hoặc mất ổn định cấu trúc.
Cần có một số giải pháp: (1) Lắp đặt cảm biến đo lún và rung động để theo dõi biến động địa chất theo thời gian thực; đường đồng mức lún theo Bowles và Hsieh&Ou có thể cần tính lại; (2) Gia cố nền đất bằng phương pháp phun vữa áp lực, bơm vữa qua ống có lỗ (TAM/Tube à Manchette Grouting) hoặc phun vữa PU trước khi TBM khoan qua; (3) Hạn chế tối đa việc giảm áp lực đất, tránh gây mất cân bằng địa chất; (4) Tuân theo quy trình phát hiện khảo cổ, quy trình khẩn cấp và biện pháp dự phòng.
Chùa Phổ Giác (gần phố Nguyễn Thái Học - Giảng Võ) nằm gần tuyến hầm và Ga S11 có nguy cơ bị rung động, lún sụt đất nền trong quá trình thi công. Do nền đất ở khu vực này có thể chứa các lớp bùn sét, nếu không kiểm soát tốt có thể xảy ra lún vi sai (lún lệch), gây ảnh hưởng đến kết cấu chùa.
Giải pháp đối với khu vực này là: (1) Tạo vùng đệm gia cố nền đất trước khi TBM khoan qua bằng cách bơm vữa ximăng - silicate để tăng độ cứng của đất nền; (2) Hạn chế tốc độ khoan hầm khi đi qua khu vực này, điều chỉnh áp suất buồng khoan TBM phù hợp để tránh mất cân bằng địa chất; (3) Có phương án bồi thường và xử lý sự cố kịp thời nếu xảy ra rạn nứt công trình.
Văn Miếu - Quốc Tử Giám (khu vực gần ga ngầm S11) là khu di tích lịch sử đặc biệt quan trọng, có nền móng lâu đời, VLXD dễ bị ảnh hưởng bởi rung động. Nếu xảy ra lún sụt, có thể gây rạn nứt bia đá, đình, đền, hoặc làm sụt lún một phần sân Văn Miếu.
Cần có giải pháp: (1) Khoanh vùng khu vực có nguy cơ cao, tiến hành các khảo sát kỹ càng, rà soát lại biện pháp thi công; có chương trình quan trắc; (2) Sử dụng các biện pháp khoan hầm giảm chấn, giảm rung động, thợ vận hành TBM có tay nghề cao kiểm soát áp suất tốt; (3) Gia cố nền móng khu vực xung quanh bằng khoan phụt vữa hoặc cọc ximăng - đất, đảm bảo ổn định lâu dài; (4) Lập phương án bảo vệ hiện vật di tích, đề xuất kế hoạch gia cố và tu bổ nếu xảy ra nứt nẻ.
Đối với vị trí Ga đường sắt Hà Nội, Tuyến Metro số 3 có hai đường ray 1 và 2 đi ngầm bên dưới khu nhà ga, nơi có nhiều kết cấu hạ tầng đường sắt hiện hữu. Nếu không kiểm soát tốt, có thể gây ảnh hưởng đến nền móng nhà ga, đường ray hiện tại và cả hệ thống vận hành đường sắt Thống Nhất.
Do đó, rủi ro chính có thể xảy ra là: (1) Dịch chuyển đất nền gây ảnh hưởng đến đường ray và nhà ga hiện hữu; (2) Nguy cơ bùn khoan TBM trồi lên mặt đất, làm mất ổn định nền móng và hạ tầng xung quanh; (3) Ảnh hưởng đến hoạt động của tàu hỏa trong thời gian thi công.
Giải pháp cho khu vực này là: (1) Lắp đặt hệ thống giám sát địa kỹ thuật đầy đủ tại Ga Hà Nội, đo độ lún, độ nghiêng và ứng suất trong quá trình khoan hầm; (2) Bơm vữa bù kịp thời nếu phát hiện bùn khoan có nguy cơ trồi lên mặt đất; (3) Dự phòng phương án điều chỉnh lịch trình vận hành tàu Thống Nhất trong giai đoạn máy TBM khoan ngầm qua.
