Chuyện những người dựng làng trên biển (Kỳ 2)

Kỳ 2: Chắc từ móng, vượt chiều cao sóng

Tiếp tục câu chuyện về các nhà giàn DKI, Đại tá Nguyễn Bá Hiểu cho biết, một nhà giàn DKI chắc chắn, an toàn là nhà có móng vững chắc, cọc ổn định, có ma sát tốt với nền san hô, chân đế vững vàng, thiết kế có chiều cao sóng phù hợp (khoảng từ 17m đến 20m), và một khối thượng tầng được thiết kế hợp lí. Sở dĩ mấy nhà giàn DKI xây dựng từ những năm đầu bị đổ, ngoài yếu tố thời tiết, gió bão quá khắc nghiệt, một phần cũng do buổi ban đầu còn lạc hậu, chưa có đủ số liệu tính toán chính xác, các số liệu về khảo sát địa hình địa chất, số liệu khí tượng thủy văn còn rất sơ sài... Số liệu về độ cao sóng, hệ số ma sát giữa cọc thép với nền san hô chưa phản ánh đúng thực tiễn. Trên thực tế, các nhà giàn DKI bị đổ chỉ được tính toán cho chiều cao sóng là 7,5 đến 14m, trong khi chiều cao sóng thực tế lúc "quật đổ" nhà giàn đã lên tới 17-18m.

Khắc phục các yếu tố trên, từ năm 1990, khi ban DKI ra đời, cán bộ, sĩ quan trong Ban đã phối hợp chặt chẽ với các đơn vị thiết kế, các viện nghiên cứu Biển trong cả nước để tổ chức lấy số liệu, từ đó thiết kế nhà giàn phù hợp với tình hình thực tế. Đảm bảo an toàn cho bộ phận cán bộ, chiến sĩ sống trên nhà giàn, ngay từ ban đầu, công tác thiết kế được thẩm định chặt chẽ thông qua hội đồng các cấp phê duyệt.

Sau khi hồ sơ thiết kế được phê duyệt, quá trình thi công được chia làm hai giai đoạn, thi công trên bờ và thi công trên biển. Thi công trên bờ bao gồm hàn lắp ghép các mô-đun của chân đế, khối thượng tầng. Thi công trên biển gồm công đoạn đóng móng cọc, hàn ghép... để hình thành một nhà giàn DKI hoàn chỉnh. Quá trình triển khai công trình đã dần đi vào chính quy và nề nếp. Các vấn đề về cấp độ sóng, gió, dòng chảy, nước biển dâng, độ mặn nước biển… từng bước được chính xác dần. Riêng về chiều cao sóng đã điều chỉnh tăng dần từ 6,9m lên 9m, đến 10,5m và 14m, và hiện là 15,8m.

Về kết cấu nền san hô, lúc đầu chỉ khảo sát địa hình, sau này vừa khảo sát địa hình, vừa khoan thăm dò địa chất. Qua khoan thăm dò địa chất, đã xác định được một số đặc điểm địa chất và tính chất cơ lí của nền san hô.

Bão cấp 16 chẳng ngại đâu

DK sừng sững vững bền lâu

Sóng 15 mét nhà vẫn đứng

Với Trường Sa trường cửu mai sau...

(Còn mãi với Trường Sa, Phạm Ngọc Nam, nguyên Trưởng ban DKI)

Tôi hỏi: "Công trình với hàng nghìn tấn sắt thép, thi công cách xa bờ 500-600km làm thế nào có thể thi công trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, sóng to gió lớn?". Ông Hiểu cho biết: Một công trình nhà giàn DKI cơ bản có 3 phần: Móng, chân đế và khối thượng tầng (nhà ở và sân bay). Đầu tiên phải khảo sát, tìm được chỗ thích hợp để hạ chân đế rồi lồng cọc vào ống chân đế, sau đó đóng cọc sâu vào nền đá san hô. Khi đã tạo thành móng chắc chắn, hàn khối chân đế với cọc có gắn khối thượng tầng ở trên.

Móng công trình có 3 loại móng là móng trọng lực, móng trọng lực kết hợp với cọc và móng cọc đều đã được áp dụng. Trong giai đoạn xây dựng mới, loại móng 4 cọc được lấy làm chủ đạo. Đã đưa ra ứng dụng nhiều loại cọc khác nhau, cọc có mũi vát, mũi đầu đạn. Cọc có ống lồng, buồng bơm trám xi-măng, tăng dính bám cọc và nền. Cọc có một ống lồng, 2 ống lồng để tăng cứng cho ngàm… Khối móng của mỗi công trình gồm có 4 cọc thép. Cọc được cấu tạo bằng thép ống hợp kim chịu mặn, có đường kính 720mm, dày 20mm được đóng sâu vào nền san hô từ 13 đến 24m, có ống lồng nhằm tăng cứng tại phần ngàm và tạo buồng áp lực bơm bê-tông tạo dễ với nền san hô. Tổng trọng lượng sắt thép cho một công trình từ 450 tấn đến 700 tấn, tùy theo từng vị trí nông sâu nơi đặt công trình.

Về chân đế, lựa chọn dạng kết cấu chân đế khung nối, dầm chịu lực. Chân đế được chế tạo bằng thép ống, hợp kim chịu mặn, có đường kính từ 273mm đến 812mm, được tổ hợp theo cấu tạo khung giàn dạng giắc-két.

Khối thượng tầng gồm có nhà ở hình bát giác, phục vụ cho ở, làm việc và công tác sinh hoạt của bộ đội. Mái nhà ở là sân bay trực thăng hoặc dùng để lắp đặt thiết bị khí tượng thủy văn, đèn báo hiệu vật cản, ra-đa cảnh giới. Toàn bộ khối nhà ở được tổ hợp lên sàn công tác và khung nối công trình, tạo thành khối thượng tầng, rất thuận lợi cho thi công lắp dựng trên biển. Khối thượng tầng cũng được nâng dần mức độ hợp lí theo quá trình tích lũy kinh nghiệm từng công trình theo từng năm.

Trong quá trình thi công, chủ yếu kết nối các kết cấu mô-đun để giảm thiểu thời gian thi công trên biển. Dựa theo sức nâng của tàu cẩu, lúc đầu chế tạo 6 mô-đun, sau còn 3 mô-đun cho một công trình khi đi thi công trên biển. Công tác thi công chế tạo công trình DKI trên bờ tuân thủ theo đúng quy trình quy phạm chế tạo giàn khoan biển theo tiêu chuẩn hiện hành của ngành dầu khí Việt Nam. Giai đoạn thi công trên bờ được giám sát nghiệm thu chặt chẽ theo đúng quy định ở tất cả các bước, các công đoạn thi công và tuân thủ đúng trình tự nghiệm thu công trình. Tất cả các công đoạn thi công trên biển, trên bờ và trong lòng biển đều được quay ca-mê-ra, giám sát trực tiếp và chuyển cho các cơ quan chức năng.

Sau khi từng khối lượng công việc và từng hạng mục công trình hoàn thành, ban nghiệm thu cơ sở do ban DKI chủ trì phối hợp với giám sát thiết kế và cán bộ giám sát kỹ thuật của đơn vị thi công tiến hành nghiệm thu cả trên hiện trường và hồ sơ hoàn công công trình. Trên cơ sở kết quả nghiệm thu của Ban nghiệm thu cơ sở, Hội đồng nghiệm thu cơ sở do Tư lệnh Công binh làm chủ tịch, tiến hành nghiệm thu công trình và sau đó hội đồng nghiệm thu cấp trên tiếp tục kiểm tra, đánh giá để đưa vào sử dụng.

Tôi hỏi: "Vậy là toàn bộ cấu kiện được lắp ghép xong mới đưa ra biển thi công?". "Đúng", ông Hiểu cho biết. "Nhưng mỗi khối mô-đun nặng vài trăm tấn làm thế nào đưa lên tàu để vận chuyển ra vị trí tập kết". Ông hiểu trả lời: "Phải dùng cần cẩu chuyên dụng của liên doanh dầu khí Vietsopetro (VSP), các tàu này có đủ sức nâng, tuy nhiên giá thuê rất đắt. Quá trình thi công trên biển diễn ra như sau: Toàn bộ các cấu kiện công trình gồm khối chân đế, khối thượng tầng và khối móng cùng các trang thiết bị, vật tư thi công biển và lực lượng thi công, được tập kết lên tầu cẩu có trọng tải xấp xỉ 15.000 tấn, sức nâng lớn nhất 1.200 tấn để vận chuyển và thi công một hoặc hai công trình DKI trong cùng một đợt thi công biển. Hỗ trợ cho hai tàu cẩu có hai tàu kéo dịch vụ có công suất từ 5.000 đến 8.000 mã lực, làm nhiệm vụ thả neo, cung cấp vận chuyển xi măng bơm trám và chở nước ngọt, đồng thời sẵn sàng cứu hộ khi có sự cố xảy ra trên công trường hoặc trên đường hành quân.

Trước khi tàu cẩu nhổ neo ra biển thi công, một tàu dịch vụ xuất phát trước một ngày, ra vị trí xây dựng, thợ lặn kiểm tra tìm vị trí đã được khảo sát, có địa hình bằng phẳng, tiến hành thả phao dấu, định vị vị trí đặt chân đế công trình. Chân đế được hạ thủy theo vị trí đã được định vị, thợ lặn kiểm tra sự tiếp xúc của 4 ống chính chân đế với nền sao cho 4 ống chính đều tiếp xúc tốt với nền mới cho phép thả cọc vào chân đế. Cọc được cẩu thả luồn vào chân đế bằng thiết bị cẩu chuyên dụng. Thời gian thả mỗi cọc vào chân đế trung bình mất vài giờ, tuy nhiên trong điều kiện thời tiết không thuận, sóng cao trên 3m, việc thả cọc vào chân đế gặp rất nhiều khó khăn, thời gian để đóng mỗi cọc từ 4 đến 6 giờ cho một cọc. Công việc vừa khó lại vừa nguy hiểm, bởi khi sóng lên cao trên 3m, cho dù tàu thi công rộng bằng cả sân đá bóng, với hệ thống dây neo dài vài km, nặng hàng trăm tấn cũng vẫn bị rung lắc. Để công việc có độ chính xác cao, rất cần sự ổn định của mặt biển.

Sau khi cọc được luồn vào chân đế, tiến hành đóng cọc bằng búa MRS1800 hoặc MRS 3000 có tải trọng quả búa 18 tấn và 30 tấn, cọc được đóng sâu vào nền san hô từ 13 đến 24 mét. Cọc được liên kết với chân đế qua hệ thống mặt bích, mã phần trên chân đế và bơm trám xi măng vào vành khuyên giữa cọc và ống chân đế, sau khi thi công xong hệ thống liên kết giữa cọc và chân đế, đến công đoạn cẩu khối thượng tầng lắp lên chân đế và hàn liên kết chân đế với khối thượng tầng.

"Chân đế hàng trăm tấn

Cọc năm mươi mét dài

Đang cẩu bão ập tới

Văng, giật, lắc, liên hồi

Hai hai giờ vật lộn

Cẩu xong bốn cọc thôi

Búa đầu cọc thình thịch

Xuyên đá san hô rồi

Mặc sóng gầm, dông bão...

DK pháo đài thép

Chiến công đáng tự hào..."

(Công trình DKI/5,6-Khám phá mới, Phạm Ngọc Nam, nguyên Trưởng ban DKI)

"Vì chưa từng có đơn vị nào, chưa có nước nào từng làm, do vậy sau mỗi công trình là một kinh nghiệm xương máu được đúc rút kịp thời để công trình sau hoàn thiện, chắc chắn hơn công trình trước", ông Phạm Ngọc Nam, nguyên Trưởng ban DKI, là chủ nhiệm thiết kế của các công trình DKI, người đã thuộc hết các thuộc "tính" của từng nhà giàn DKI, thuộc từng mùa biển, thuộc cả tính cách con người, yêu thơ, yêu biển, yêu DKI đến mức đã ra một tập thơ... cho biết thêm: "Ở mỗi vùng san hô khác nhau, độ cứng các lớp san hô cũng có sự thay đổi, vì vậy không thể đưa ra quy chuẩn của nhà giàn này áp dụng cho nhà giàn khác. Mỗi công trình lại có sự sáng tạo riêng để chất lượng công trình luôn đạt được cao nhất. Với những lớp đá bình thường, quả búa nặng 30 tấn có sức giáng 1.200 tấn có thể khiến cọc móng xuyên đá san hô, nhưng trong nhiều trường hợp, do đá quá cứng gây ra rất nhiều khó khăn cho quá trình đóng cọc. Ví dụ ở công trình DKI/7, ngay ở lớp mặt đầu đã rất cứng, độ chối của búa tương đương sức giáng 1.200 tấn mà cọc vẫn không xuống được; ở DKI/15, khi đóng xuống độ sâu 14-19m, gặp lớp đá rất rắn, phải rất cố gắng, liên tục thay đổi, cải tạo hình dạng các đầu cọc mới có thể đóng sâu được vào lớp san hô. Với các bãi đá quá cứng phải huy động cả những quả búa nặng 45 tấn, mới bảo đảm đóng xuyên được cọc qua lớp san hô rắn đến độ sâu thiết kế.

Rút kinh nghiệm của các năm trước, khi công trình DKI/3 bị đổ, từ năm 1991, ban DKI đã đề xuất lồng ống vào trong cọc để tăng độ cứng vững cho công trình. Sau khi dùng một ống lồng, chưa thấy vững, dùng hai ống lồng. Khắc phục được cách đóng cọc tại các núi san hô cứng, lại xảy ra những trường hợp oái oăm khi đóng cọc vào những khu vực núi san hô quá xốp. Cọc đóng đến đâu, "tút tùn tụt..." đến đó. Càng nối cọc, càng thấy "mất hút"... Từ thực tế trên cho thấy nếu không mang đủ cọc dự trữ theo để nối cọc, đóng đến độ sâu và độ chối đúng quy định thì toàn bộ chuyến đi với chi phí hàng tỉ đồng sẽ "đổ xuống biển".

Ngoài ra, việc thi công chỉ có mùa nhất định, thường là trong tháng tư đầu tháng năm. Biển lặng trong vài tuần, không thi công nhanh, khi vào mùa biển động, vừa mất an toàn, vừa không chính xác, lại vô cùng nguy hiểm. Từ kinh nghiệm của người lính thi công trên biển, sau những đúc rút buổi ban đầu, ông Nam cùng các đồng đội trong ban DKI và các nhà khoa học đã tính toán và đưa ra độ cao nhà giàn tại từng khu vực để phù hợp với mức sóng từ 17 đến 20m. Sửa chữa kịp thời, những công trình từ trước, để công trình sau ngày càng vững chắc hơn, an toàn hơn, tiện dụng hơn"...

Gia cố hết lắc, nghiêng

Mặc sóng dữ triền miên

Bão gầm biển xoắn vặn

DK vẫn đứng nguyên...

(Gia cố thành công DKI/8, 12; Phạm Ngọc Nam)