Tại tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc, các kỹ sư đang điều khiển máy đào hầm mang tên Yongzhou từ một trung tâm trên mặt đất, cách vị trí thi công dưới biển khoảng 3,2 km. Thông qua hệ thống camera, cảm biến và cảnh báo theo thời gian thực, đội ngũ vận hành có thể theo dõi tiến độ và điều chỉnh hoạt động đào hầm từ xa.
Cỗ máy đang thi công một phần đường hầm xuyên biển Kim Đường (Jintang), kết nối hai thành phố Ninh Ba và Chu Sơn. Đến nay, Yongzhou đã đào được hơn 4.000 mét từ phía Ninh Ba, hoàn thành khoảng 83% khối lượng đào theo kế hoạch.
Khi tiến gần khu vực nằm sâu khoảng 93 mét dưới đáy biển, cỗ máy phải đối mặt với điều kiện địa chất ngày càng phức tạp. Hệ thống điều khiển từ xa cho phép các kỹ sư chỉ đạo quá trình đào từ mặt đất, trong khi nhân sự vẫn có mặt bên trong máy để giám sát hoạt động.
Nền tảng điều khiển từ xa kết nối trung tâm trên mặt đất với hệ thống vận hành ngầm của Yongzhou. Camera và cảm biến liên tục theo dõi tình trạng đầu cắt, mức độ hao mòn của các lưỡi cắt và thông số đào hầm, giúp kỹ sư phát hiện sớm những bất thường.
Hệ thống giám sát còn gửi cảnh báo trực tiếp đến điện thoại thông minh của kỹ sư khi phát hiện các vấn đề như mô-men xoắn đầu cắt bất thường, chuyển dịch các đốt vỏ hầm hoặc thay đổi áp suất dầu và áp suất tại hệ thống làm kín.
Ông Dong Bing, kỹ sư trưởng cơ khí của dự án đường sắt Yongzhou, nhận định hệ thống thông minh trên máy đào hầm có khả năng phát hiện những biến động nhạy hơn con người.
Đội ngũ kỹ thuật cũng đang hướng tới mức độ tự động hóa cao hơn. Theo trợ lý vận hành máy đào hầm Cheng Jie, trong tương lai, người điều khiển có thể chỉ cần đưa ra lệnh khởi động, sau đó cỗ máy tự tiến về phía trước theo các thông số đã được thiết lập. Tuy nhiên, khả năng này vẫn đang trong quá trình phát triển.
Yongzhou được thiết kế để hoạt động trong điều kiện địa chất phức tạp, với đường kính đào 14,57 mét và hệ thống gồm 308 lưỡi cắt. Cỗ máy bắt đầu vận hành từ tháng 5/2024.
Gần 70% tuyến đào từ phía Ninh Ba đi qua các khu vực có điều kiện địa chất bất lợi, bao gồm đá cứng trên toàn bộ tiết diện đào, đất mềm và những đoạn mà đầu cắt phải đồng thời xử lý cả hai loại vật liệu.
Theo báo cáo, cường độ chịu nén của đá tại một số khu vực lên tới 240 MPa, cao gấp hơn 8 lần bê tông thông thường. Điều kiện này khiến hệ thống lưỡi cắt bị hao mòn nhanh chóng.
Đến nay, khoảng 4.000 lưỡi cắt đã được thay thế. Trước đây, trung bình cứ đào thêm một mét, cỗ máy cần thay một lưỡi cắt. Tuy nhiên, tại những đoạn địa chất khó khăn hơn, một lưỡi cắt có thể phải thay sau khi máy chỉ tiến thêm vài chục centimet.
Ông Dong Bing cho biết Yongzhou dự kiến tiếp cận khu vực sâu nhất của tuyến hầm vào cuối năm 2026.
Việc bảo trì cỗ máy dưới đáy biển cũng đặt ra những thách thức đặc biệt, bởi công nhân phải làm việc trong môi trường áp suất cao.
Để giải quyết vấn đề này, dự án sử dụng hệ thống can thiệp áp suất bão hòa, cho phép kỹ thuật viên sinh hoạt trong buồng điều áp và luân phiên làm việc trong thời gian tối đa 28 ngày. Giải pháp này giúp hạn chế việc phải liên tục thực hiện các chu trình tăng và giảm áp suất.
Trong lần ứng dụng đầu tiên vào tháng 2, chín kỹ thuật viên lặn bão hòa được chia thành ba nhóm, làm việc trong 22 ngày để thay thế 46 lưỡi cắt tại vị trí sâu khoảng 75 mét dưới đáy biển.
Theo kế hoạch, Yongzhou sẽ tiến tới điểm gặp máy đào hầm Dinghai đang thi công từ phía Chu Sơn. Sau khi hoàn thành việc đào thông, cả hai cỗ máy sẽ được tháo dỡ ngay bên trong đường hầm.
Đường hầm xuyên biển Kim Đường có tổng chiều dài 16,18 km, trong đó đoạn thi công bằng máy đào khiên đào dài 11,21 km.
Công trình thuộc dự án đường sắt Yongzhou, dự kiến đưa vào vận hành năm 2028, lần đầu tiên đưa dịch vụ đường sắt đến Chu Sơn và rút ngắn thời gian di chuyển bằng tàu cao tốc giữa Ninh Ba và Chu Sơn xuống còn 26 phút.
Theo IE