Để thiết kế và xây dựng tuyến đường sắt qua sa mạc cát dịch chuyển lớn thứ 2 trên thế giới là một thử thách không hề đơn giản đối với các chuyên gia.

Sa mạc Tháp Khắc Lạp Mã Can (Taklamakan) nằm ở khu tự trị Tân Cương, Trung Quốc. Rộng khoảng 330.000km, Taklamakan là sa mạc cát dịch chuyển lớn thứ hai trên thế giới. Sa mạc này có các cồn cát dịch chuyển cao hàng chục đến hàng trăm mét.

Mặc dù có địa hình phức tạp nhưng có một tuyến đường sắt đặc biệt tên là Hòa Điền – Nhược Khương được xây dựng qua sa mạc Taklamakan. Theo ông Yang Baorong, thiết kế trưởng của tuyến đường sắt Hòa Điền – Nhược Khương: "Chiều dài của tuyến đường sắt này là 825km. Chúng tôi đã sử dụng gần 2 tấn giấy vẽ để lập bản đồ thiết kế".

Khoảng 1.300 năm sau chuyến hành trình đi thỉnh kinh của nhà sư Đường Huyền Trang, tuyến đường sắt duy nhất vòng quanh sa mạc ở Trung Quốc đã được xây tại đây.

Taklamakan là sa mạc cát dịch chuyển lớn thứ hai trên thế giới. (Ảnh: Shutterstock).

Sa mạc Taklamakan được coi là một điểm dừng quan trọng dọc theo Con đường Tơ lụa cổ đại. Tuy nhiên, việc xây dựng một tuyến đường sắt trên sa mạc này lại không hề dễ dàng.

Theo đó, nước rất cần thiết để xây lớp đất nền của một tuyến đường sắt như vậy. Nhưng nguồn nước lại cách địa điểm xây dựng tới 130km. Hơn nữa, khi rải xuống sa mạc, nước sẽ nhanh chóng bị cát hấp thụ. Do đó, việc xây đường sắt ở đây gần như là bất khả thi.

Vậy, tại sao Trung Quốc lại muốn xây dựng đường sắt ở sa mạc khắc nghiệt như Taklamakan?

Trên thực tế, trong 7 tháng từ tháng 3 đến tháng 8 hàng năm, các chuyến bay bị hủy, các xa lộ cũng đóng cửa vì bão cát. Người dân sống ở phía nam của sa mạc Taklamakan gần như bị cô lập với thế giới bên ngoài. Do đó, trong môi trường tự nhiên khắc nghiệt này, đường sắt là phương thức vận tải ổn định duy nhất.

Thách thức khi xây dựng đường sắt trên sa mạc

Tuy nhiên, để xây dựng đường sắt cần có lớp đất nền chắc chắn. Vậy, lớp đất nền rắn được xây trên sa mạc cát dịch chuyển như thế nào?

Theo các chuyên gia, trên sa mạc, cát rất mềm nên rất khó để xây dựng. Ông Wang Jinzhong, phụ trách xây dựng đường sắt Hòa Điền – Nhược Khương, cho biết: "Cách đơn giản nhất là biến cát mềm trở nên chắc chắn hơn".

Các kỹ sư nhận thấy rằng, khi nền cát với hàm lượng nước 12 – 16% được xe lu liên tục cán qua thì một lớp đất nền rắn chắc sẽ hình thành. Sau đó, các kỹ sư cần trải khung lưới trên lớp nền với khoảng cách 60 cm để gia cố. Quá trình này sẽ được lặp lại vài lần.

Để xây dựng tuyến đường sắt dài 825km qua sa mạc Taklamakan, các chuyên gia phải vượt qua nhiều khó khăn. (Ảnh: Globaltimes)

Khi bề mặt của lớp đất nền chịu được áp suất 150 kPa mỗi mét, nó sẽ đủ rắn chắc để tàu chạy qua. Truy nhiên, các kỹ sư vẫn vẫn còn phải đối mặt với nhiều thách thức khác. Bởi 65% của tuyến đường sắt dài 825km này lại nằm trong khu vực có nhiều gió và cát, nơi các đụn cát dịch chuyển với tốc độ trung bình 20m mỗi năm.

Do đó, để phòng tránh nguy cơ từ cát lún, 5 cây cầu trên cao (dài 49,7 km) từ 15 – 30 m được xây tại những nơi có gió mạnh nhất. Bằng cách này, cát dịch chuyển ở bên dưới đường sắt sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động của tàu.

Bên cạnh đó, các chuyên gia còn dùng 50 triệu m2 lưới trồng cỏ và trồng khoảng 13 triệu cây chịu được môi trường sa mạc để bảo vệ tuyến đường sắt.

Tuyến đường sắt Hòa Điền – Nhược Khương bắt đầu đi vào hoạt động từ ngày 16/6/2022. Tuyến đường này bắt đầu từ thành phố Hòa Điền (thuộc phía tây nam) và kết thúc tại huyện Nhược Khương (ở phía đông nam khu tự trị Tân Cương). Với việc di chuyển với vận tốc 120 km/h và đi qua 22 ga, thời gian đi từ Hòa Điền và Nhược Khương mất khoảng 11 giờ 26 phút.