Thế giới có đến 11 công nghệ quan trọng để xây dựng đường sắt tốc độ cao, trong đó, công nghệ kiểm soát lún (từ biến - lưu biến) là công nghệ lõi quan trọng bậc nhất đối với lĩnh vực đường sắt, nhưng ở Việt Nam còn rất yếu và thiếu cả về chuyên gia cũng như thiết bị quan trắc dài hạn. 
Trò chuyện cùng BTV Tạp chí Xây dựng, TS Nguyễn Huy Hiệp - Viện Kỹ thuật Công trình đặc biệt (Học viện Kỹ thuật quân sự) kiến nghị, Bộ Xây dựng sớm thiết lập các tiêu chí công nghệ lõi này để rà soát, chuẩn hóa đào tạo và đánh giá năng lực chuyên môn.
♦ Trước tiên, xin ông giúp phân biệt rõ 3 loại hình: đường sắt truyền thống, đường sắt đô thị và đường sắt tốc độ cao, về tốc độ, công năng, đối tượng phục vụ, quy mô đầu tư và vận hành?
- Đường sắt truyền thống ở nước ta vốn được người Pháp xây dựng từ hơn 100 năm trước, sử dụng khổ ray 1 m. Đây là hệ thống phục vụ cả chở hàng và hành khách, nhưng tốc độ không cao và hiện đã lạc hậu.
Đường sắt đô thị thì khác - nó được xây dựng trong nội đô, phục vụ riêng cho vận tải hành khách. Việt Nam đã có ba tuyến đường sắt đô thị được xây dựng tại Thủ đô Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Mặc dù vận tốc tương đương hoặc cao hơn một chút so với đường sắt truyền thống, nhưng đường sắt đô thị nằm ngay trong khu vực thành thị, nên dễ ảnh hưởng đến các công trình dân dụng xung quanh. Những yếu tố như lún, rung chấn, và mất ổn định theo thời gian là điều không thể bỏ qua.
Còn đường sắt tốc độ cao, loại hình vẫn chưa khởi công ở Việt Nam, có tốc độ trên 250 km/h, sử dụng khổ ray tiêu chuẩn 1.435 mm, được bố trí ngoài khu dân cư, thường chạy qua vùng ngoại thành hoặc nông thôn. Với tuyến dài Bắc - Nam khoảng 1.500 km, hệ thống này đòi hỏi khối lượng nhân lực khổng lồ trong quá trình xây dựng cũng như vận hành. Nếu không làm chủ được công nghệ lõi, chúng ta sẽ không thể đảm bảo an toàn vận hành hoặc đủ tài chính cho bảo trì lâu dài. Chúng ta đang xây dựng đường sắt đô thị và hướng tới xây dựng đường sắt tốc độ cao nên việc hiểu rõ 2 loại hình này sẽ giúp chúng ta triển khai một cách hệ thống và hiệu quả hơn.
♦ Khi xây dựng đường sắt đô thị và đường sắt tốc độ cao, cách tiếp cận về quy hoạch và kỹ thuật có gì khác nhau không, thưa ông?
- Trên thực tế, cả 2 loại hình đều cần có một cách tiếp cận tổng thể từ quy hoạch đến tổ chức thực hiện, dựa trên các bản thiết kế chi tiết, và đặc biệt là trong vai trò của đội ngũ chuyên gia kỹ thuật, nắm vững công nghệ để đảm bảo dự án hoàn thành mà không vướng mắc về vấn đề kỹ thuật.
Dẫu vậy, do đặc thù khác nhau, vẫn có một số điểm khác biệt quan trọng. Đường sắt đô thị thường chỉ triển khai trong một khu vực thành thị nhất định nên điều kiện khí hậu, nhiệt độ, địa chất ít biến động. Các yêu cầu về vật liệu và thiết kế vì thế cũng đồng nhất hơn.
Ngược lại, đường sắt tốc độ cao trải dài từ Bắc tới Nam, nghĩa là phải đi qua nhiều vùng địa chất khác nhau, với khí hậu, nhiệt độ, tải trọng thay đổi đáng kể. Tuy nhiên, chỉ có một đoàn tàu chạy xuyên suốt tuyến nên việc kết nối đường ray, vật liệu, cấu kiện... bảo đảm cho cả đoàn tàu vận hành ổn định ở tốc độ cao là một bài toán kỹ thuật phức tạp. Nhiều quốc gia phát triển đường sắt cao tốc chỉ làm được khi đã tự nghiên cứu và làm chủ công nghệ.
Bởi vậy, các công nghệ lõi, công nghệ nền đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc quản lý, triển khai, bảo trì hệ thống đường sắt tốc độ cao.
♦ Theo ông, đâu là các “công nghệ lõi” quan trọng nhất trong dự án đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam? Đường ray, đoàn tàu, điều khiển tín hiệu hay điện khí hóa?
- Thế giới tổng kết có đến 11 công nghệ quan trọng trong xây dựng đường sắt tốc độ cao. Tuy nhiên, theo tôi, hai yếu tố cốt lõi nhất là cơ sở hạ tầng và thiết bị.
Về thiết bị, chúng ta hoàn toàn có thể mua hoặc đặt chế tạo, thậm chí giao cho tư nhân triển khai thông qua liên kết - hợp tác, tạo điều kiện hình thành ngành công nghiệp phụ trợ trong nước.
Nhưng phần quan trọng và lâu dài hơn chính là cơ sở hạ tầng. Với tuyến dài 1.500 km, hệ thống nền móng, cầu cạn, ray, mặt đường… phải duy trì ổn định tuyệt đối trong suốt thời gian khai thác. Đặc biệt, độ lún và lún lệch cho phép là cực kỳ thấp, khác hẳn các công trình dân dụng thông thường, vốn cho phép lún đến 5 cm, 10 cm hoặc hơn.
Chính vì vậy, công nghệ kiểm soát lún là công nghệ lõi quan trọng bậc nhất trong dự án đường sắt tốc độ cao. Lún có thể xảy ra ở bất kỳ bộ phận nào: cầu, hầm, nền đường, ray, lớp ba lát, nền đất và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như từ biến, tải trọng, nhiệt độ, kiến tạo địa chất...
Hiện nay ở Việt Nam, công nghệ kiểm soát lún còn rất yếu, thiếu cả chuyên gia lẫn thiết bị quan trắc dài hạn. Trong khi đó, công nghệ này lại chi phối toàn bộ 10 công nghệ còn lại (công nghệ thi công nhanh cầu cạn dài, công nghệ mô phỏng phản ứng động lực giữa tàu, cầu và đường ray, công nghệ thiết kế và xây dựng cầu cho đường ray không mối nối, công nghệ thiết kế và xây dựng cầu cho đường ray không đá ba lát, công nghệ thiết kế và xây dựng có nhịp lớn, công nghệ thiết kế và xây dựng cầu tại nhà ga, công nghệ ứng dụng gối cầu trong đường sắt tốc độ cao, công nghệ ứng dụng vật liệu bê tông cường độ cao, công nghệ chế tạo, vận chuyển và lắp đặt dầm đơn nhịp 32 m loại 900 tấn).
Các chương trình đào tạo hiện nay vẫn chưa có nội dung về kiểm soát lún, biến dạng vật liệu theo thời gian (từ biến), độ mỏi (lưu biến). Do đó, Bộ Xây dựng nên sớm thiết lập các tiêu chí công nghệ lõi này để rà soát, chuẩn hóa đào tạo và đánh giá năng lực chuyên môn cho từng tổ chức, cá nhân khi tham gia xây dựng đường sắt tốc độ cao.
Một điều đáng lưu ý là các nước có thể tự chủ xây dựng đường sắt tốc độ cao đều là quốc gia đã làm chủ được công nghệ xây dựng nhà máy điện hạt nhân, vì các yêu cầu nền móng, an toàn và kiểm soát lún rất tương đồng. Ngay cả Liên Bang Nga, dù chưa có đường sắt tốc độ cao, cũng đang lên kế hoạch xây tuyến tốc độ 250 km/h nhờ vào nền tảng công nghệ tương tự. Việt Nam đang sử dụng nhiều tiêu chuẩn theo hệ thống tiêu chuẩn của Liên bang Nga nên có thuận lợi để phát triển công nghệ cho đường sắt tốc độ cao: Cầu, hầm, nền đường có kể đến từ biến - lưu biến. Rất ít nước nào mà có sơ đồ bài toán, tài liệu, tiêu chuẩn, thí nghiệm đầy đủ các bài toán tính lún phong phú như Liên Bang Nga phục vụ công tác kiểm soát lún cho nhiều dạng công trình mà chúng ta chưa cập nhật đầy đủ. Các mô hình tính lún theo thời gian của các tác giả trên thế giới có nhiều điểm tương đồng nhưng cần lựa chọn tài liệu nào đầy đủ, công bố chi tiết giúp chúng ta nắm bắt kỹ thuật một cách nhanh chóng.
♦ Vậy trong số các công nghệ đó, Việt Nam có thể làm chủ những phần nào và phần nào cần hợp tác quốc tế?
- Nếu có quyết tâm, Việt Nam hoàn toàn có thể làm chủ tất cả các công nghệ nêu trên. Vấn đề là phải xác định mục tiêu cụ thể, phân chia nhiệm vụ rõ ràng cho các trường đại học, viện nghiên cứu, doanh nghiệp tư nhân và nhà nước. Một số thiết bị như đầu tàu, toa tàu có thể mua, nhưng để làm chủ thì vẫn cần có một lộ trình bài bản và hành động ngay lập tức, nếu không sẽ mất cơ hội, bị phụ thuộc và dẫn đến gia tăng chi phí, lãng phí nguồn lực.
Chúng ta không thể trông chờ vào việc đi dịch tiêu chuẩn nước ngoài. Vì các quốc gia tiên tiến thường sẽ không chia sẻ toàn bộ công nghệ. Khi dùng tiêu chuẩn có sẵn, kỹ sư của ta có thể không tiếp cận được các phần quan trọng, dẫn đến không thể sửa chữa hoặc thiết kế lại.
Con đường duy nhất là tự nghiên cứu, đưa kỹ thuật và các nhà khoa học lên vai trò dẫn dắt, đầu tư nghiên cứu dài hạn. Việt Nam có điều kiện khí hậu, địa chất hoàn toàn khác biệt với Trung Quốc, Nhật Bản hay châu Âu, chỉ có chúng ta mới có thể tự đo đạc, quan trắc, thí nghiệm và xây dựng bộ số liệu chuẩn phục vụ duy tu - bảo trì.
Với chiều dài tuyến tới 1.500 km, việc thử nghiệm, thiết kế phải huy động cả hệ thống giáo dục, khoa học trong nước tham gia. Nhìn sang Trung Quốc, ta thấy đội ngũ giảng viên, chuyên gia đại học đóng vai trò sống còn trong việc sáng tạo và điều chỉnh công nghệ lõi. Việt Nam cũng cần làm tương tự nếu muốn tiến xa. Như vậy, cần nắm chắc công nghệ, số liệu địa chất và có bản thiết kế chi tiết từng nhà ga, từng tuyến đường sắt cao tốc mới tiến hành giải phóng mặt bằng.
♦ Vấn đề về giảm áp lực GPMB và xung đột với phát triển đô thị cũng là bài toán hóc búa đặt ra. Theo ông, nên ưu tiên chọn phương án tuyến dạng nào trong số các phương án: Đi trên cao, qua hầm hay đi mặt đất?
- Việc lựa chọn giải pháp đi trên cao, qua hầm hay mặt đất phải căn cứ vào điều kiện thực tế từng khu vực. Ví dụ, tuyến đi cầu cạn hoặc bố trí nhà ga trên cao có thể giúp giảm áp lực GPMB đáng kể. Tuy nhiên, mỗi vị trí cần tính toán cẩn trọng, điều chỉnh nhiều lần để đạt bài toán tối ưu về chi phí, kỹ thuật, vận hành và ảnh hưởng môi trường - xã hội. Bởi vậy, không nên tiến hành GPMB hàng loạt, tránh lãng phí và ảnh hưởng đến đời sống nhân dân khi chưa có bản thiết kế chi tiết và tọa độ chính xác từng vị trí.
Hiện nay, ngay cả Thái Lan vẫn chưa triển khai được đường sắt tốc độ cao, Campuchia mới chỉ xây một tuyến hợp tác với Trung Quốc chạy ở tốc độ 160 km/h. Các vấn đề quy hoạch tuyến có thể tham khảo thêm trong các tài liệu chuyên sâu như "Công nghệ xây dựng đường sắt cao tốc Trung Quốc".
Trân trọng cảm ơn ông!
