Công Tác Kỹ Thuật Xây Dựng Nền Đường Sắt

Bối cảnh

Vào tháng 5 năm 2021, Chính phủ Vương quốc Anh đã công bố Sách trắng được mong đợi từ lâu, đề ra kế hoạch cải tổ toàn diện cho hệ thống đường sắt tại Vương quốc Anh. Mặc dù phần lớn sự thay đổi là về mặt tổ chức, kế hoạch cũng đưa ra mục tiêu đầy tham vọng nhằm tái thiết và mở rộng mạng lưới. Chính phủ cam kết xây dựng “một hệ thống đường sắt đóng vai trò chủ chốt trong hệ thống giao thông công cộng xanh sạch hơn, mang lại trải nghiệm tốt hơn cho hành khách và hiệu quả hơn cho người nộp thuế”.

Cụ thể, các mục tiêu cấp cao của kế hoạch bao gồm:

• Giải pháp đường sắt bền vững về mặt tài chính
• Đường sắt xanh, sạch hơn
• Cơ hội mới đầy táo bạo cho vận tải hàng hóa bằng đường sắt
• Tăng tốc độ triển khai giao hàng và cải tiến hiệu quả

Đây cũng chính là những mục tiêu mà các đơn vị quản lý mạng lưới đường sắt trên toàn thế giới đều đang theo đuổi. Vấn đề đặt ra là: điều đó có ý nghĩa gì đối với những người đang làm việc trong lĩnh vực xây dựng và bảo trì hạ tầng đường sắt?

Mục tiêu

Chính phủ và các Cơ quan Đường sắt trên toàn cầu đều đang nỗ lực mở rộng và vận hành mạng lưới của mình theo hướng bền vững và trung hòa khí hậu – đồng thời cải thiện hiệu quả kinh tế và vận hành. Bên cạnh đó là yêu cầu ngày càng cao về sự bền bỉ trước các tác động không thể tránh khỏi của biến đổi khí hậu. Điều này lại trông có vẻ giống như một vòng mong muốn “nhiều hơn nhưng với chi phí ít hơn”: nhiều năng lực hơn, tốc độ cao hơn, doanh thu lớn hơn, nhưng với ít tiền hơn, ít gián đoạn hơn và ít phát thải carbon hơn.

Tuy nhiên, ngày càng có nhiều quốc gia mong muốn đạt được điều đó, đồng thời có nhu cầu cấp thiết hơn trong việc đạt mục tiêu trung hòa carbon trong khi bảo đảm hiệu quả về kinh tế. Các công nghệ có thể đáp ứng yêu cầu về khả năng vận hành, bền vững và sự bền bỉ trong 10–15 năm tới hiện đã có sẵn trong tầm tay chúng ta: chúng cần phải được áp dụng ngay nếu muốn đạt được mục tiêu trong khung thời gian đó. Ngoài ra, vẫn còn nhiều cơ hội để phát triển và hoàn thiện các công nghệ mới – bao gồm cả sản phẩm, vật liệu và kỹ thuật mà sẽ tiếp tục cho phép thay đổi để đáp ứng các mục tiêu này.

Công nghệ bền vững

Vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp đang ngày càng đóng vai trò quan trọng trong hạ tầng đường sắt. Các giải pháp sử dụng vật liệu địa kỹ thuật – một số đã được phát triển trong nhiều thập kỷ – cần được triển khai nhanh chóng và rộng rãi hơn để đạt được mục tiêu về hiệu quả, bền vững và khả năng chống chịu. Đặc biệt, lưới địa kỹ thuật đã được chứng minh hiệu quả và được nhiều mạng lưới đường sắt trên thế giới chấp nhận. Tuy nhiên, chúng có thể được áp dụng rộng rãi hơn như một giải pháp thay thế cho các vật liệu và phương pháp truyền thống, nhằm theo đuổi mục tiêu về hiệu quả và tính bền vững.

Lớp đá ba lát được ổn định cơ học bằng lưới địa kỹ thuật Tensar cho Dự án Tuyến đường nối khu vực Crewe Green ở Vương quốc Anh

Hiệu quả trong xây dựng và bảo trì

Các loại lưới địa kỹ thuật hiện đang được sử dụng trong các công trình nền đường và công tác đất giúp đẩy nhanh tiến độ thi công, giảm khối lượng đất phải xử lý, giảm diện tích chiếm dụng đất và kiểm soát độ lún. Chúng cho phép sử dụng vật liệu tái chế hoặc vật liệu “phế thải” khác làm vật liệu đất đắp mà không làm giảm độ ổn định. Đồng thời, lưới địa kỹ thuật giúp tăng sự bền bỉ của kết cấu bằng cách duy trì độ ổn định dưới tải trọng động đất và trong các khu vực có nguy cơ ngập lụt.

Nền móng đường sắt đã được ổn định bằng lưới địa kỹ thuật giúp tăng khả năng chịu tải, giảm khối lượng đào, thay thế đất yếu và kiểm soát lún lệch, từ đó rút ngắn thời gian thi công, giảm tiêu hao vật liệu và chi phí. Việc ổn định nền đá ba lát đường sắt bằng lưới địa kỹ thuật còn kéo dài chu kỳ bảo trì, giảm chi phí và hạn chế gián đoạn hoạt động.

Tính bền vững

Bằng cách giảm chiều dày yêu cầu của nền móng đường sắt trên nền đất yếu và cho phép sử dụng vật liệu tái chế, lưới địa kỹ thuật sẽ giúp giảm nhu cầu sử dụng tài nguyên không thể tái tạo và giảm lượng phát thải carbon phát sinh từ việc khai thác, vận chuyển khối lượng lớn cốt liệu.

Sự bền bỉ

Việc ổn định nền đường sắt bằng lưới địa kỹ thuật sẽ giúp tăng độ cứng và khả năng chịu tải. Những cải thiện về mặt kết cấu này làm giảm ảnh hưởng tiêu cực lên nền đường sắt ở các khu vực dễ ngập lụt, dễ đóng băng-tan băng, hoặc dễ thay đổi lượng mưa, gây ảnh hưởng đến độ ẩm và độ bền của đất nền. Các kết cấu đất được gia cường bằng lưới địa kỹ thuật tại các công trình đắp nền, đường dẫn cầu và mố cầu đã được chứng minh là có khả năng chống chịu cao trước động đất và lún lệch xuất phát từ sự thay đổi của điều kiện địa chất.


'Lưới địa kỹ thuật Tensar được sử dụng để ổn định cơ học lớp đá ba lát tại Dự án Cải thiện Đường sắt của Network Rail ở Vương quốc Anh

Tạo sự khác biệt NGAY BÂY GIỜ…

Tất cả các ứng dụng của lưới địa kỹ thuật nêu trên đều đã được thử nghiệm, kiểm chứng và áp dụng thực tế. Những giải pháp này đã sẵn sàng và đang được sử dụng cho các mạng lưới đường sắt. Các kỹ sư hiểu rằng, để đạt được những mục tiêu cấp cao nêu trên, họ không thể chỉ dựa vào các phương pháp và công nghệ truyền thống. Mỗi quyết định trong thiết kế, xây dựng và bảo trì đều phải được đánh giá lại theo các mục tiêu mới. Các công cụ giúp nâng cao hiệu quả, tính bền vững và khả năng chống chịu cần được triển khai ngay từ bây giờ.

Tương lai

Các công nghệ giúp chúng ta vượt ra ngoài khung thời gian 10–15 năm đều đang được phát triển ngay bây giờ, và thực tế có nhiều triển vọng thú vị. Các công ty như Tensar đang tiếp tục đầu tư vào sản phẩm, nghiên cứu và thử nghiệm để vượt qua giới hạn hiện tại. An toàn vẫn là ưu tiên hàng đầu, vì vậy thử nghiệm nghiêm ngặt và theo dõi, quan trắc thực địa là điều cần thiết. Sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhà nghiên cứu, nhà sản xuất, đơn vị thi công và khách hàng sẽ giúp đẩy nhanh quá trình phát triển và triển khai.

Hội thảo Đường sắt của Học viện Tensar

Triết lý, mục tiêu và sản phẩm hiện tại cũng như trong tương lai của Tensar hoàn toàn phù hợp với kế hoạch cải tổ mạng lưới đường sắt của chính phủ. Chúng tôi xin mời bạn tham dự hội thảo trực tuyến miễn phí, để cùng nhau tìm cách hỗ trợ ngành đường sắt phát triển trong tương lai. Các diễn giả được công nhận toàn cầu đến từ ngành đường sắt và học viện (xem thêm bên dưới) sẽ chia sẻ kiến thức và chuyên môn của họ về thiết kế, thi công, bảo trì và quan trắc nền đường sắt.

Họ sẽ phân tích các thách thức, đồng thời đưa ra các giải pháp thực tiễn để vượt qua những vấn đề này. Tại hội thảo sẽ có các nghiên cứu tình huống, chương trình giám sát trực tiếp thực địa quy mô lớn và các giải pháp kỹ thuật, thiết kế đa dạng được trình bày và thảo luận.