Việc xây dựng đường sắt tại sa mạc có nhiều rủi ro. Các kĩ sư Trung Quốc đã khắc phục vấn đề cát bụi bằng cách nào?
Tuyến đường sắt mới
Một tuyến đường sắt mới chạy vòng quanh Taklimakan – sa mạc cát chuyển dịch lớn thứ 2 thế giới – đã bắt đầu đi vào hoạt động ở khu tự trị Tân Cương ở miền tây Trung Quốc , sau khi một đoạn mới được hoàn thiện giúp hoàn thành cả chặng đường. Tuyến đường này có tên là Hòa Điền – Nhược Khương (Hotan-Ruoqiang), hay còn có tên gọi tắt là đường sắt Heruo.
Công ty vận hành đường sắt quốc gia China State Railway Group thông báo rằng tổng tuyến đường sắt này dài 2.712 km, đi quanh sa mạc Taklamakan và đây cũng là tuyến đường sắt sa mạc đầu tiên trên thế giới.
Đoạn đường sắt mới dài 825 km chạy từ thành phố Hòa Điền ở tây nam Tân Cương đến huyện Nhược Khương ở đông nam, hành trình kéo dài khoảng 11 tiếng rưỡi, với tốc độ thiết kế 120 km/h. Nó có 22 nhà ga, trong đó có 11 nhà ga vận chuyển hành khách, 6 nhà ga phục vụ hàng hóa và các nhà ga phục vụ hoạt động kỹ thuật khác.
Tuyến mới kết nối với 3 tuyến đường sắt sa mạc hiện có, lần đầu tiên cho phép các chuyến tàu đi qua 5 khu vực cấp tỉnh ở Tân Cương và 5 vùng khác ở miền nam Tân Cương. Để xây dựng đoạn đường sắt đi qua khu vực cát chảy, các kỹ sư phải xây dựng 5 cây cầu với tổng chiều dài 49,7km để tàu hỏa chạy phía trên, tách biệt với địa hình cát chảy phía dưới.
Ngoài những đoạn chạy trên mặt đất, tuyến đường còn có những đoạn cầu xây cao. Cát có thể di chuyển ở bên dưới mà không gây hư hại tới tàu bên trên.
Việc hoàn thành và khai trương tuyến đường sắt sẽ hỗ trợ vận chuyển các đặc sản địa phương – bao gồm bông, quả óc chó, chà là đỏ và khoáng sản – đến các khu vực khác của Trung Quốc, Tập đoàn Đường sắt Nhà nước Trung Quốc cho hay.
Phía Trung Quốc cho biết tuyến đường sắt mới sẽ “thúc đẩy kết nối đường sắt ở các khu vực biên giới phía Tây, giúp lưu thông dễ dàng hơn cho người và hàng hóa, thúc đẩy sự phát triển của các khu vực dọc tuyến, đóng vai trò thúc đẩy đoàn kết dân tộc, củng cố quốc phòng và thúc đẩy tái sinh vùng nông thôn”.
Được biết, tuyến đường sắt chạy từ đông sang tây dọc theo rìa phía nam của sa mạc Taklimakan, đi các qua đoạn có bão cát dài 534 km, chiếm 65% chiều dài tuyến. Bão cát rất có hại cho việc xây dựng và vận hành đường sắt.
Để xây dựng thành công công trình này, các nhà xây dựng đã đưa ra khái niệm mới về “xây dựng đường sắt trên sa mạc và đầu tiên phải kiểm soát cát trước”. Dự án chống bão cát được thực hiện đồng thời với việc xây dựng đường sắt.
Tổng cộng gần 50 triệu mét vuông cỏ đã được trải. Các loại cây bụi như haloxylon ammodendron, liễu đỏ, hắc mai biển và các loại cây bụi khác cũng được trồng dọc tuyến. Có gần 13 triệu cây xanh trên cả tuyến đường, dệt nên hàng rào sinh thái xanh trong sa mạc Gobi.
Trong hơn 3 năm, các công ty xây dựng đã trồng nhiều cây xanh dọc theo Đường sắt Heruo, và xây một vành đai chắn gió và cát dài gần 300 km trên sa mạc Taklimakan. Ngày nay, cây cỏ dọc tuyến đường sắt đã xanh tốt, tạo thành lối đi dạo xanh mát bảo vệ tuyến đường sắt.
“Các cồn cát di động rất có hại cho đường sắt. Cát lọt vào các lớp đá ba lát và lấp đầy khoảng trống giữa các viên đá, qua đó có thể làm cho lớp đá này mất khả năng chịu lực,” một chuyên gia cho hay.
Làm thế nào để ngăn chặn cát mịn “tấn công” đường sắt?
Các nhà thiết kế đã áp dụng mô hình kiểm soát cát “tăng sức chống chịu ở bên ngoài và cố định bên trong, bên ngoài cao và bên trong thấp”. Các rào chắn cát được xây lắp ở cả hai bên đường sắt, sau đó các loại cây bụi được trồng ở vòng trong để hình thành các dải thực vật có bề rộng phòng hộ từ 110 mét đến hơn 400 mét.
Trước khi cây mọc lên, một rào chắn cát thẳng đứng cao 1,5 mét được lắp đặt theo hình zíc zắc ở bên ngoài để chặn cát lún, và một lớp cỏ bụi cao 0,3 mét với tổng diện tích 50 triệu mét vuông được dải gần đường sắt phía trong để hình thành mô hình kiểm soát cát 3 chiều.
Giữa các rào chắn cát và các ô cỏ thấp, các công nhân đã trồng gần 13 triệu cây bụi như tamarisk và haloxylon, và những cây dễ mọc trên sa mạc như populus euphratica.
Theo một chuyên gia Trung Quốc, với sức bào mòn gây ra bởi gió và cát, các rào chắn cát sẽ dần hỏng trong một vài năm, nhưng thực vật sẽ ngày càng cao lớn và có thể đóng vai trò ngăn cát. Những cây cao bên ngoài có thể làm giảm tốc độ gió và cản cát bay tới, và những bụi cây gần đường sắt có thể cố định cát lún.
Điều quan trọng nhất để cây có thể ngăn cát là nước. Nếu không có nước, cây khó có thể sinh tồn. “Trong quá trình khảo sát, chúng tôi nhận thấy rằng nguồn nước ngầm ở sa mạc Taklimakan thực sự rất dồi dào, và chất lượng nước cũng phù hợp để tưới cây,” một kĩ sư nói.
Các nhà xây dựng đã xây dựng tổng cộng 131 giếng cấp nước, trong đó giếng sâu nhất có độ sâu là 280 mét. Việc này giúp giải quyết vấn đề thiếu nước cho sự phát triển của thực vật trên sa mạc.
Sau khi nước ngầm được bơm lên, nó sẽ đi vào hệ thống tưới nhỏ giọt, và nhờ công nghệ điều khiển thông minh, nước sẽ được nhỏ giọt vào rễ cây, để cây có thể uống đủ nước.
Nhờ đó, vành đai chắn gió và cát cố định dài gần 300 km giờ đây tràn đầy sức sống, được ví như Vạn Lý Trường Thành Xanh, bảo vệ sự vận hành an toàn của đường sắt Heruo.
Yang Baorong, thiết kế trưởng của tuyến đường sắt Heruo, thuộc Công ty TNHH Viện Khảo sát và Thiết kế Đường sắt Tân Cương, cho biết: “Đường sắt Heruo là tuyến đường sắt sa mạc đầu tiên ở Trung Quốc áp dụng đồng thời công nghệ ‘bảo vệ thiết bị trước cát trong khi triển khai xây dựng kỹ thuật’, kết hợp kỹ thuật kiểm soát cát với bảo vệ thực vật. Đây cũng là công trình đầu tiên áp dụng hệ thống tưới thông minh trong xây dựng đường sắt nội địa”.
Heruo Railway cũng là công ty “tiên phong” trong việc nghiên cứu khoa học và thúc đẩy kỹ thuật cầu tàu đúc sẵn.
“Hầu hết các tuyến của Đường sắt Heruo đều nằm trong sa mạc và các khu vực không có người ở. Mùa bão cát kéo dài và môi trường tự nhiên khắc nghiệt. Rất khó để duy trì nước và bê tông dọc tuyến”.
Công đoạn lắp ráp giống như xây nhà cao tầng. So với phương pháp thi công tại chỗ truyền thống, công nghệ lắp ghép trụ cầu đúc sẵn có ưu điểm là tiêu chuẩn hóa sản xuất linh kiện, lắp đặt tại chỗ nhanh chóng, thuận tiện, giúp tiết kiệm 30% thời gian thi công, giải quyết tốt hơn vấn đề nứt vỡ và bảo dưỡng bề mặt trụ cầu trong thi công bê tông đúc tại chỗ ở vùng sa mạc.
T.P