Khí hậu nhiệt đới và cuộc chơi không gian ngầm đô thị

42

Không gian ngầm đô thị ngày càng được xác định có vai trò không thể thay thế trong một đô thị hiện đại với vai trò xác lập đẳng cấp và tính tiện nghi cho đô thị, đặc biệt với một đô thị hiện đại. Khác với các nước tiên tiến ở châu Âu, xây dựng và phát triển công trình ngầm cho các đô thị ở châu Á được xác định là một cuộc chơi không dễ dàng bởi những ảnh hưởng trước hết của các yếu tố khí hậu. Cần có những ý tưởng cụ thể và hiện thực để biến việc xây dựng hầm ngầm ở Việt Nam thực sự là công cuộc đổi mới, hiện thực và không lãng phí.

Chỉ mới xuất hiện vào những năm đầu thế kỷ 20, không gian ngầm đô thị đã trở thành một trào lưu được ưa chuộng ở các nước phát triển đặc biệt là tại châu Âu và Mỹ. Không gian ngầm đô thị được coi là giải pháp hữu hiệu, lối ra cứu cánh cho việc nâng cấp hạ tầng đô thị khi mà quỹ đất tại các đô thị ngày càng trở nên hạn hẹp và đắt đỏ. Với các đô thị châu Á, khi bước vào tiến trình đô thị hóa, các nước NIC – nước công nghiệp mới phát triển như Hàn Quốc, Nhật Bản, Đài Loan, Thái Lan… cũng hăng hái tham gia xây dựng hệ thống không gian ngầm đô thị cho riêng mình như các hệ thống tàu điện ngầm, hệ thống bãi đỗ xe ngầm, không gian công cộng ngầm tại các tòa tháp cao ốc…Tuy vậy sau một thời gian thực hiện, phần lớn các quốc gia này đều nhận ra những ảnh hưởng to lớn của các điều kiện địa chất và khí hậu nhiệt đới đối với hệ thống không gian ngầm đô thị.

Vấn đề đầu tiên là hiện tượng úng ngập vào các mùa mưa thường xuyên xảy ra. Không gian đô thị ngầm là các không gian xây dựng nằm dưới mặt đất nên chịu tác động mạnh của nước thấm qua kết cấu bao che do áp lực của nước ngầm tăng, bị mưa lớn tràn vào, bị ngập chìm trong úng ngập đô thị và do lũ lụt tràn qua. Trận lũ lịch sử lớn nhất trong vòng 50 năm qua tại Thái Lan đã làm tê liệt toàn bộ hệ thống tàu điện ngầm của thủ đô Bangkok, biến hệ thống ngầm trong đô thị thành những lạch nước ngầm khổng lồ, thiệt hại về tài chính và nguồn lực để khắc phục lại về cơ bản là chưa thể tính toán được. Sẽ mất nhiều thời gian để rút nước khỏi hệ thống metro cũng như sửa chữa lại các trang thiết bị hư hỏng. Như vậy đối phó với lụt ngập và dột nước là bài toán quan trọng hàng đầu trong việc xây dựng hệ thống công trình ngầm ở các nước châu Á vùng nhiệt đới.

Ngoài ra, sụt lún đất đô thị còn gây ra nứt nẻ công trình do các tác động của nguồn nước ngầm, đặc biệt vào mùa mưa, nền đất trước sức cuốn mạnh của các mạch nước ngầm, làm rỗng và hổng các tầng địa chất tạo áp lực mạnh lên phần vỏ của kết cấu ngầm gây nên rạn nứt ban đầu, thậm chí là gãy đứt. Đây là những hiện tượng mà các không gian ngầm đô thị thường xuyên phải đối mặt. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, các mối nguy này càng gia tăng trong khi không gian ngầm lại càng được phổ biến tận dụng ở đô thị.

Cũng còn rất nhiều những khó khăn khác nữa do các điều kiện khí hậu và địa chất mang lại cho quá trình xây dựng hệ thống không gian ngầm đô thị tại các quốc gia châu Á như: Tất cả các trở ngại này làm tăng chi phí đầu tư lên rất nhiều, ảnh hưởng đến quá trình đầu tư và nguồn vốn hạn hẹp của các quốc gia đang phát triển.

Việt Nam là một đất nước nằm trong đới khí hậu nhiệt đới gió mùa. Lượng mưa hàng năm trên 3.000mm. Bên cạnh đó, các điều kiện địa chất thủy văn cũng ít thuận lợi cho công việc đầu tư, thiết kế và xây dựng công trình ngầm đô thị. Các công trình ngầm đa số được đầu tư tại các đô thị lớn như Hà Nội và TP.HCM. Đây là các đô thị nằm trên các vùng đồng bằng do phú sa bồi tụ bên cạnh những con sông lớn nên có nền đất địa chất yếu, không đồng nhất, khả năng sạt lở cao, tầng đá gốc có độ chịu lực tốt cho thi công nằm sâu. Mạch nước ngầm trong lòng đất có mật độ lớn, lượng nước nhiều. Nên biết rằng, xây dựng các tòa nhà cao tầng tại các thành phố lớn như Hà Nội và TP.HCM do các điều kiện nền đất và khí hậu, chi phí đầu tư tăng theo cấp số nhân với tỉ lệ chiều sâu của tầng hầm.

CT-XH-ham-di-bo2.jpg

Khí hậu nóng và oi bức về mùa hè, lạnh về mùa đông cũng đặt ra những vấn đề hết sức cấp bách trong việc thiết kế và tổ chức thông gió. Hiệu quả cao trong việc sử dụng năng lượng cho thông gió, điều hòa nhiệt độ, chiếu sáng cưỡng bức cũng là những bài toán khó do phải đầu tư lắp đặt các thiết bị điều khiển hiện đại.

Chính vì vậy cần có một bài toán chủ động trong việc đầu tư, thiết kế và thi công công trình ngầm đô thị sao cho đạt được hiệu quả kinh tế, thẩm mỹ và sử dụng cao nhất. Tránh tình trạng sau khi đầu tư xây dựng xong mới phát hiện ra những vấn đề gây lỗi, hỏng hóc trong quá trình vận hành do những ảnh hưởng đặc thù của khí hậu nhiệt đới mang lại. Định hướng đúng đắt nhất hiện nay là cần phát triển và xây dựng hệ thống công trình ngầm Việt Nam dựa trên nền tảng các công nghệ mới hiện đại và tiên tiến nhất hiện nay. Đi tắt đón đầu luôn là một khẩu hiệu đúng trong trường hợp này.

Bài toán đầu tư chủ động cũng phải được đặt ra ngay từ đầu, biến cuộc chơi đầu tư xây dựng công trình ngầm cho các đô thị Việt Nam thành một hướng giải tỏa, bổ trợ thêm các chức năng còn thiếu cho đô thị. Hướng chung là tích hợp thêm các chức năng phụ cho hệ thống công trình ngầm đô thị để có thể ứng phó tốt với điều kiện khí hậu nhiệt đới. Tận dụng hết khả năng sử dụng cho đô thị sẽ giúp nâng cao hiệu suất và hiệu quả đầu tư. Sử dụng các loại vật liệu mới, tiên tiến. Bài học ở các quốc gia trên thế giới đã có nhiều. Chúng ta đều có thể lựa chọn và ứng dụng lại cho Việt Nam.

Kualalumpua (Malaysia) là một ví dụ cụ thể trong việc thiết kế và xây dựng công trình hầm đường bộ ngầm mang tính chủ động. Được xác định là nằm ở các vùng đất thấp, có tần suất ngập nước lụt nhiều vào mùa mưa, chính quyền Kualalumpua ngay từ đầu đã có ý tưởng sử dụng hệ thống hầm đường bộ như một hệ thống cống khổng lồ tiêu nước ngập khi có lụt lớn. Điều này đặt ra vấn đề gia tăng kinh phí đầu tư ban đầu vì phải lắp đặt các thiết bị điện tử điều khiển và chiếu sáng thông gió trong hầm cao cấp, chịu được ngập nước nhưng lại tránh được hoàn toàn ảnh hưởng của khí hậu nóng ẩm, giảm tần suất phải sửa chữa và thay thế. Sau khi hoàn thành, bên cạnh việc đáp ứng nhu cầu giao thông đi lại, công trình hầm đường bộ này còn đáp ứng được nhu cầu thoát nước cho thành phố Kualalumpua với tần suất ngập 30 năm 1 lần. Chính quyền thành phố thực sự vừa có một công trình hiệu quả, vừa hân hoan vì giờ đây đã giảm được lụt lội cho đô thị. Đây chỉ là một trong những ví dụ cụ thể mà công trình ngầm mang lại bên cạnh giá trị sử dụng danh định của nó.

Với Việt Nam, vấn đề vẫn còn ở phía trước. Trong công tác quy hoạch, cần thực hiện lập được bản đồ hiện trạng tổng hợp các công trình hạ tầng kỹ thuật ngầm cho hầu hết các đô thị, để tránh được sự chồng chéo khi mỗi công trình lại được quản lý bởi nhiều cơ quan khác nhau, lắp đặt bố trí ở các độ sâu khác nhau.

Xây dựng hệ thống hành lang pháp lý hoàn chỉnh đối với các công trình ngầm. Tránh tình trạng coi việc từ giải phóng mặt bằng, lập dự án, đầu tư xây dựng là mỗi công trình là một sự vụ nóng ảnh hưởng lớn đến tiến độ và hiệu quả đầu tư của dự án.

Xây dựng công trình ngầm tại các đô thị Việt Nam đã là một cuộc chơi gần ngay trước mắt, là một giải pháp tất yếu của các đô thị đang phát triển với tốc độ nhanh. Song để công trình ngầm thực sự có hiệu quả, thích ứng với biến đổi khí hậu, cần bảo đảm tính kiên cố, bền vững trước các tác động biến dạng, sụt lún của nền đất, tăng khả năng chống thấm của công trình, ngăn ngừa nước mưa, nước ngập úng tràn vào và tăng cường hệ thống bơm thoát nước cho các công trình ngầm.

Với công trình ngầm cho tòa nhà cao tầng, để hiệu quả kinh tế đầu tư được cao hơn, tránh xây các tòa nhà cao tầng chỉ có hai tầng hầm bởi chi phí đào đắp là rất cao, nên tính tới đầu tư theo các nhóm nhà cao tầng có trên ba tầng hầm được kết nối với nhau. Công năng của tầng hầm không chỉ dùng làm bãi đậu xe và kỹ thuật như hiện nay mà cần được bố trí cả các chức năng công cộng lớn như siêu thị, nhà hàng, trung tâm dịch vụ, vui chơi… Coi không gian ngầm của tòa nhà là một lợi thế cạnh tranh, một tiện nghi lớn về giao thông dịch vụ hơn là một cái “kho” lớn để xe như hiện nay. Cần hướng đến việc kết nối các không gian ngầm của tòa nhà, khu công cộng lại với nhau để dành đất mặt cho không gian sống, tạo nên tiện nghi “ngầm” cho các đô thị trong tương lai.

Xây dựng công trình ngầm tại các đô thị Việt Nam đã là một cuộc chơi gần ngay trước mắt, là một giải pháp tất yếu của các đô thị đang phát triển với tốc độ nhanh. Song để công trình ngầm thực sự có hiệu quả, thích ứng với biến đổi khí hậu, cần bảo đảm tính kiên cố, bền vững trước các tác động biến dạng, sụt lún của nền đất, tăng khả năng chống thấm của công trình, ngăn ngừa nước mưa, nước ngập úng tràn vào và tăng cường hệ thống bơm thoát nước cho các công trình ngầm.

KTS Nguyễn Đức Nam
Nguồn ảnh: Internet – Theo Tạp chí Kiến trúc VN