Quy hoạch không gian ngầm cho các đô thị lớn ở Việt Nam dựa trên kinh nghiệm quy hoạch và sử dụng không gian ngầm tại Nhật Bản (phần 1)

Quy hoạch xây dựng không gian ngầm ở Nhật Bản có lịch sử hình thành phát triển lâu đời với trình độ kĩ thuật nằm trong nhóm đầu thế giới. Ngược lại ở Việt Nam, sau hơn 16 năm đưa ra đề án quy hoạch tàu điện ngầm cho 2 thành phố lớn là Hà Nội và Hồ Chí Minh, hiện nay công việc quy hoạch xây dựng công trình ngầm còn gặp nhiều khó khăn về mặt phương pháp quy hoạch, thiết kế cũng như kĩ thuật thi công… Nghiên cứu này phân tích lịch sử phát triển, hiện trạng và tiềm năng phát triển không gian ngầm tại Nhật Bản với mong muốn trở thành một cơ sở tham khảo cho ngành quy hoạch xây dựng công trình ngầm Việt Nam trong thời gian tới.

fgdfh
Nhà máy phát điện ngầm ở Tokyo

Bối cảnh và mục đích nghiên cứu
Sau khi thực hiện chính sách đổi mới kinh tế năm 1986, Việt Nam đã có những bước tăng trưởng tích cực về kinh tế, cùng với đó là sự phát triển của những thành phố lớn như Hà Nội và Tp. Hồ Chí Minh thành các cực thu hút dân số cực mạnh trong phạm vi cả nước (1). Tuy nhiên do lượng dân số từ các vùng nông thôn tập trung về quá lớn nên hai thành phố đang phải đối mặt với nhiều vấn đề như ùn tắc giao thông, sự quá tải khu đô thị trung tâm, sự xuất hiện của các khu nhà ổ chuột ven kênh rạch, sự xây dựng nhà cửa mang tính tự phát không theo quy hoạch, môi trường sống ô nhiễm, không gian công cộng, không gian xanh ngày càng bị thu hẹp. Tại vùng ngoại ô, hiện tượng đô thị hoá dàn trải và nhảy cóc làm lãng phí nguồn tài nguyên đất…

Một trong những giải pháp để ứng phó với những vấn đề nêu trên là quy hoạch xây dựng không gian ngầm để giảm bớt gánh nặng cho không gian mặt đất, cải thiện sự thông thoáng cho môi trường khu trung tâm đô thị, tiết kiệm tối đa không gian tư hữu, qua đó tạo ra đô thị nén (compact city) mà về cơ bản không làm thay đổi mật độ dân số sẵn có, hạn chế giải phóng mặt bằng với quy mô lớn để xây dựng cơ sở hạ tầng, ít làm xáo trộn đời sống sinh hoạt của người dân(2)., và quan trọng hơn cả là góp phần giải quyết hiệu quả vấn đề ùn tắc giao thông. Trong nội dung đồ án quy hoạch chung thành phố Hồ Chí Minh năm 1998 (Quyết định số 123/1998/QĐ-TTg) và năm 2010 (số 24/QĐ-TTg) và trong nội dung đồ án quy hoạch chung thành phố Hà Nội năm 1998 (số 108/1998/ QĐ-TTg) và năm 2011 (số 1259/QĐ-TTg) được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại đã đề xuất quy hoạch xây dựng hệ thống tàu điện ngầm nhằm giải quyết những vấn đề nói trên. Tuy nhiên đã 16 năm trôi qua, hiện nay việc xây dựng đường tàu điện ngầm nói riêng và không gian ngầm nói chung vẫn chỉ dừng ở bước khởi động và phải cần đến sự hỗ trợ kĩ thuật của các nhà tư vấn nước ngoài .

Tại Nhật Bản, đường tàu điện ngầm đầu tiên được quy hoạch năm 1906 và bắt đầu đi vào vận hành từ năm 1915( 3).. Từ đó đến nay quy hoạch xây dựng tàu điện ngầm cũng như không gian ngầm ở Nhật Bản ngày càng trở nên tiên tiến, hoàn thiện, nâng cao hơn về mặt kĩ thuật và chất lượng. Bề dày kinh nghiệm xử lý các vấn đề liên quan tới tàu điện ngầm, không gian ngầm trong suốt lịch sử hình thành và phát triển lâu đời của Nhật Bản là bài học quý báu để các thành phố lớn của Việt Nam tham khảo. Vì vậy, nhóm tác giả mong muốn rằng bài báo này – với tư cách là một tài liệu tham khảo có tính học thuật – có thể đóng góp cho công cuộc nâng cao kĩ thuật quy hoạch xây dựng không gian ngầm ở các thành phố lớn tại Việt Nam.

Phương pháp nghiên cứu
Hiện nay ở Việt Nam chưa có nhiều nội dung nghiên cứu liên quan đến quy hoạch không gian ngầm . Một số nội dung tiêu biểu đã được đề cập trong mục 8 “Tài liệu tham khảo” như sau: hiện trạng công tác quy hoạch ngầm(4), hiện trạng công trình xây dựng ngầm(5), hiện trạng sử dụng không gian ngầm khu phố cổ(6).

Trong bài báo này nhóm tác giả tham khảo, trích dẫn các nguồn tài liệu, sách, hình vẽ, biểu đồ bằng tiếng Nhật, tiếng Anh của các cơ quan kiến trúc quy hoạch, các tạp chí khoa học, các hội thảo khoa học tại Nhật Bản và nước ngoài. Trong phần 1 của nghiên cứu này nhóm tác giả sẽ trình bày và làm sáng tỏ một số vấn đề nhìn từ góc độ phát triển không gian ngầm Nhật Bản để rút ra bài học kinh nghiệm cho công tác quy hoạch và hoạch định chính sách về không gian ngầm của Việt Nam trong tương lai, cụ thể như sau:
– Vai trò của không gian ngầm;
– Lịch sử hình thành không gian ngầm trên thế giới;
– Nguyên nhân hình thành không gian ngầm đô thị ở Nhật Bản;
– Sự cần thiết của công tác hoạch định, quy hoạch không gian ngầm từ kinh nghiệm của Nhật Bản;

Vai trò của không gian ngầm
Chức năng của không gian ngầm

Bước vào kỉ nguyên phát triển vượt bậc của kĩ thuật xây dựng, trên mặt đất các tòa nhà siêu cao tầng đua nhau mọc lên, không gian sinh hoạt dần được ‘’cao hóa” lên không trung với nhiều loại hình giao thông công cộng được xây dựng trên cao. Trái với không gian trên cao, không gian ngầm, như đã nêu ở phần trên, có mối quan hệ mật thiết và lâu đời với đời sống sinh hoạt đô thị. Có thể nêu ra một số ví dụ như không gian ngầm được sử dụng vào mục đích nhà ở, không gian sinh hoạt (khu mua sắm ngầm, đường ngầm, thính phòng ngầm…), bãi đỗ xe ngầm, kho dự trữ ngầm (thức ăn, rượu, xăng dầu…), cơ sở hạ tầng đô thị ngầm (đường tàu điện ngầm, đường ống cấp thoát nước ngầm, đường điện, khí gas, thông tin liên lạc, máy phát điện ngầm, máy biến áp ngầm…), căn cứ quân sự (hầm trú ẩn, doanh trại ngầm ), hệ thống thủy lợi ngầm, nhà máy điện địa nhiệt (geothermal power)…

Gần đây không gian ngầm còn được sử dụng cho mục đích xây dựng các cơ sở xử lý chất thải công nghiệp và chất thải phóng xạ, thiết bị siêu dẫn, nén không khí, cơ sở lưu trữ các nguồn năng lượng mới… Trong tương lai không gian ngầm sẽ hướng đến các vai trò mới như công trình lưu trữ nhiệt (dầu, khí nén… ), công trình chưng cất nước ngầm nóng và lạnh, hệ thống lưu trữ nhiệt siêu dẫn, nhà máy phát điện khoan ngầm (underground cavity power plant), nhà máy điện nguyên tử ngầm, tuyến đường sắt cao tốc ngầm, tuyến đường vận chuyển chất thải ngầm, xử lý chất phóng xạ địa ngầm(8).

Đặc tính của không gian ngầm
Mặt tích cực: Không gian ngầm được che phủ bởi các lớp đất mặt nên cách âm tốt, yên tĩnh, nhiệt độ quanh năm ổn định, không chịu nhiều ảnh hưởng từ khí hậu và môi trường xung quanh, khả năng chịu độ rung lắc tốt, có khả năng cách ly tốt với không gian bên ngoài, có hiệu quả sử dụng tương tự công trình trên mặt đất , không chịu tác động của vật rơi từ trên xuống.

Mặt tiêu cực: Không gian ngầm thiếu không khí tươi, thiếu ánh sáng, từ trong công trình không thể nhìn thấy cảnh quan bên ngoài, không gian đóng kín gây nhiều khó khăn cho công tác phòng chữa cháy và phòng chống lũ lụt, nóng, chịu áp lực của nước ngầm, chịu trọng lực của đất, chi phí xây dựng cao, cần có biện pháp xử lý lượng đất phát sinh do khoan đào(8)

Như vậy việc sử dụng không gian ngầm không chỉ bao gồm mặt tích cực mà còn ẩn chứa những nguy cơ tiêu cực. Tuy nhiên, nếu biết khai thác và phát triển kĩ thuật sử dụng không gian ngầm thì đây sẽ là một trong những giải pháp tối ưu để phát triển đô thị trong tương lai.

Lịch sử hình thành không gian ngầm trên thế giới
Trong phần này nhóm tác giả sẽ làm rõ quá trình hình thành và phát triển của không gian ngầm trên thế giới và liên hệ tới lịch sử phát triển không gian ngầm tại Nhật Bản.

Con người có mặt trên mặt đất từ khoảng 3.000.000 năm trước, và với nhiều cách thức khác nhau con người tiền sử đã biết cách sử dụng không gian ngầm. Như đã thấy ở các di tích khai quật được trong hang động Altamira và Lascaux, con người tiền sử đã biết sử dụng các hang động tự nhiên hoặc dùng cành cây và mảnh xương đào hố để tạo thành nơi trú ẩn an toàn trước những mối đe dọa từ thiên nhiên và kẻ thù bên ngoài.

Thời kỳ tiếp theo từ nền văn minh Ai Cập, Lưỡng Hà, Hy Lạp – La Mã đến thế kỷ thứ 5 sau công nguyên là buổi bình minh của văn minh nhân loại. Trong thời kỳ này những kỹ thuật được coi là nền tảng của công nghệ sử dụng không gian ngầm ngày nay đã được hình thành. Ví dụ như những lăng mộ ngầm được xây dựng trong các Kim Tự Tháp, hệ thống thủy lợi “Qanat” được xây dựng vào khoảng năm 2.000 trước công nguyên tại Lưỡng Hà, hệ thống cấp thoát nước với hình thái gần giống như ngày nay được xây dựng trong thời kỳ La Mã cổ đại…

Trong thời kỳ Trung cổ, nền văn minh phương Tây bị bao trùm bởi bóng đêm kìm hãm sự phát triển. Vì vậy các kỹ thuật sử dụng không gian ngầm trong thời kỳ này, ngoại trừ một số kỹ thuật khai thác quặng, hầu như không phát triển.

Thời kỳ Phục Hưng ra đời từ thế kỷ thứ 14 đã đặt dấu chấm hết cho hơn một nghìn năm Trung cổ trì trệ. Thuốc súng được phát minh và cải tiến trong thời kì này không chỉ được sử dụng với mục đích quân sự mà còn được dùng để phá hủy tầng đá gốc, mang tới bước tiến mới trong việc sử dụng không gian ngầm đối với lĩnh vực xây dựng như xây dựng kênh đào và khai thác mỏ. Kênh đào Languedoc được xây dựng tại Pháp vào thế kỷ 17 là kênh đào đầu tiên sử dụng thuốc súng trong thi công.

Đến thế kỷ thứ 19, cùng với tốc độ đô thị hóa cao ở các đô thị lớn của châu Âu, để có chỗ chứa các công trình hạ tầng thiết yếu trong đời sống sinh hoạt đô thị như đường tàu điện ngầm, đường ống khí gas, đặc biệt là đường ống cấp nước vốn được xây dựng từ sớm để phòng chống dịch tả thì kỹ thuật sử dụng không gian ngầm đa tầng đã phát triển mạnh mẽ. Như vậy, mối quan hệ giữa không gian ngầm và
con người đã phát triển từ mức độ phục vụ cá thể lên mức độ duy trì, nâng cao chức năng đô thị và ngày càng được mở rộng cùng với các bước tiến bộ trong kỹ thuật sử dụng không gian ngầm (7).

Tại Nhật Bản, do khí hậu nóng ẩm, mực nước ngầm cao cũng như đặc thù địa chất nên cho tới thời kỳ Minh Trị (1868-1912) hầu như không có công trình sử dụng không gian ngầm đáng kể nào được xây dựng. Tuy nhiên, sau thời kỳ Minh Trị, với nhu cầu cấp thiết về hệ thống hạ tầng đô thị, Nhật Bản đã tiếp thu các kỹ thuật xây dựng tiên tiến của châu Âu để phát triển các công trình ngầm như hệ thống cấp thoát nước, hệ thống tàu điện ngầm… Hiện nay Nhật Bản có mức độ sử dụng không gian ngầm vào loại lớn trên thế giới với hệ thống công trình đa dạng bao gồm các công trình hạ tầng được xây dựng trong các khu dân cư đô thị mật độ cao như hệ thống tàu điện ngầm, công trình giao thông đường bộ, công trình thương mại, khu phố ngầm, hào kỹ thuật và trạm biến áp ngầm.

5. Nguyên nhân hình thành không gian ngầm đô thị ở Nhật Bản
5Không gian ngầm đô thị ra đời do giá đất tăng vọt

Trong thời kỳ kinh tế Nhật Bản tăng trưởng cao độ (từ nửa sau những năm 1950 đến nửa đầu những năm 1970) giá đất cũng gia tăng một cách mạnh mẽ.

Thậm chí, câu chuyện “Nếu bán nước Nhật đi thì có thể mua được nước Mỹ hay không” đã từng là một chủ đề được thảo luận sôi nổi. Do giá đất tăng quá cao nên còn có tin đồn rằng nếu xét trên con số thì có thể mua được tới 2 hay 3 nước Mỹ. Xét trên thực tế rằng diện tích nước Mỹ rộng gấp gần 25 lần Nhật Bản thì có thể thấy đất của Nhật từng đắt giá đến cỡ nào. Hiện tượng tăng nhanh giá đất làm phát sinh vô số trở ngại ở trong đô thị. Có thể nêu ra ở đây một ví dụ về việc giá đất tăng cao gây ra ảnh hưởng không tốt tới việc xây dựng đường xá. Đường vành đai số 2 thành phố Tokyo tuy được phê duyệt trong Quy hoạch đô thị từ năm 1950 nhưng đoạn qua trung tâm Tokyo từ Toranomon tới Shimbashi (được quy hoạch với mặt cắt ngang là 40m, bao gồm 4 làn xe mỗi chiều) sau hơn 40 năm, cho tới tận những năm 90 vẫn chưa được hoàn thành(8)..

Nguyên nhân chính của những khó khăn này là do giá đất tăng quá cao khiến để xây dựng chưa đến 1400m đường từ Toranomon tới Shimbashi mà cần tới 1000 tỷ yên (khoảng 10 tỷ đô la Mĩ) tiền đền bù giải phóng mặt bằng. Đây là số tiền tương đương với ngân sách dành cho công tác xây dựng đường xá trong khoảng 4 năm của thủ đô Tokyo. Trong khi chi phí thi công chỉ chiếm 1% tổng số tiền đền bù thì phần lớn ngân sách xây dựng được dùng vào việc thu mua đất đai. Cuối cùng vào năm 1998, phương thức thi công được chuyển đổi từ xây đường giao thông trên mặt đất sang xây dựng hầm đường bộ. Nhờ sự thay đổi này, đoạn Toranomon ~ Shimbashi đã hoàn thành vào tháng 3 năm 2014 và để kỷ niệm sự kiện này, chính quyền Tokyo đã tổ chức Lễ hội đi bộ, theo đó toàn thể người dân có thể tự do đi lại trong đường hầm vốn chỉ cho phép xe ô tô chạy qua sau khi thông tuyến.

Trong thời kỳ mà chi phí giải phóng mặt bằng chiếm từ 40~90% tổng chi phí một dự án xây dựng hạ tầng tại các thành phố lớn thì việc thi công thường không thể đảm bảo được tiến độ, kế hoạch đã đề ra. Công tác chuẩn bị đất đai để xây dựng các công trình hạ tầng đô thị như đường sắt, đường bộ, hệ thống thoát nước, công viên, bãi đỗ xe ở Nhật Bản đều gặp khó khăn ở những mức độ khác nhau do ảnh hưởng từ việc giá đất tăng. Giá đất tăng vọt như vậy khiến ngày càng có nhiều nghiên cứu hướng tới khả năng khai thác các không gian mới chưa được sử dụng nhiều. Không gian ngầm nhờ đó đã thu hút được sự quan tâm ngày càng lớn. Do chi phí xây dựng cơ bản của các công trình ngầm nói chung là cao nên cho tới trước thời kỳ tăng trưởng cao độ của kinh tế Nhật Bản việc sử dụng không gian ngầm một cách tích cực vẫn gặp nhiều trở ngại. Tuy nhiên, trong bối cảnh giá đất đắt đỏ như lúc bấy giờ thì việc xây dựng không gian ngầm cho dù tốn kém nhiều chi phí nhưng lại có khả năng thu hồi vốn và sinh lời cao hơn hẳn so với việc giải phóng mặt bằng và xây dựng trên mặt đất. Như vậy, có thể nói rằng chính thực tế giá đất tăng cao đã đem lại những kỳ vọng mới cho không gian ngầm đô thị tại Nhật Bản 8).

Nạn ùn tắc giao thông và cơ hội cho không gian ngầm đô thị
Ngày nay, tại Nhật Bản, bất kể là ở thành thị hay nông thôn thì cuộc sống hàng ngày cũng không thể thiếu vắng chiếc xe ô tô. Xe ô tô đã đi sâu vào mọi lĩnh vực đời sống từ kinh doanh, vui chơi giải trí đến vận tải hàng hóa, vận chuyển hành khách… Có thể nói tuy đã nỗ lực xây dựng hệ thống giao thông công cộng với năng lực vận tải cao, nước Nhật vẫn đang ở trong thời kỳ “xã hội ô tô” khi mà hầu như toàn bộ quốc dân đều cần có bằng lái xe. Như rất nhiều nơi khác trên thế giới, việc xây dựng các công trình hạ tầng đô thị như đường xá không theo kịp tốc độ gia tăng của xe ô tô đang dẫn đến tình trạng ùn tắc giao thông tại Nhật Bản. Đặc biệt, tình trạng ùn tắc giao thông tại các đô thị lớn đã trở nên “mãn tính” và thường xuyên diễn ra trên diện rộng.

Tuyến đường Cao tốc thủ đô được xây dựng để phục vụ Thế vận hội Tokyo năm 1964 là tuyến đường lập thể, hoàn toàn không có nút giao bằng nhằm đảm bảo giao thông đô thị xuyên suốt. Vận tốc thiết kế của tuyến đường cao tốc này tương đối thấp, tuy nhiên các nút giao lập thể tạo ra lợi ích lớn khi giúp các xe ô tô không phải dừng chờ tín hiệu đèn giao thông tại mỗi ngã tư. Do đó vào thời kì mới thông đường, tuyến đường này hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ đảm bảo giao thông thủ đô được thông suốt. Tuy nhiên, chỉ sau chưa đầy 30 năm khi lưu lượng giao thông đạt mức 1.000.000 xe/ngày thì tuyến đường đã bị quá tải, biến thành một ví dụ điển hình về “tuyến đường cao tốc tốc độ thấp”. Từ năm 1985, trên đường Cao tốc thủ đô trung bình mỗi ngày đã xảy ra khoảng 36 lần ách tắc giao thông, chiếm tới 80% tổng chiều dài của tuyến đường. Thiệt hại kinh tế do tắc nghẽn giao thông hàng năm khoảng vài tỷ yên, xu hướng tắc nghẽn mỗi năm một gia tăng8) .

Có rất nhiều nguyên nhân gây ách tắc giao thông trên tuyến đường Cao tốc thủ đô, trong đó nguyên nhân chủ yếu là sự gia tăng lượng giao thông ngoài dự kiến do hiện tượng tập trung đơn cực từ các khu vực khác vào Tokyo. Các tuyến đường cao tốc thủ đô nối từ các tỉnh lân cận như Kanagawa, Chiba, Saitama đến trung tâm Tokyo đều được thiết kế để đổ vào đường vành đai trung tâm thủ đô. Do vậy ô tô bị tập trung với mật độ cao vào đây, từ đó phát sinh tắc nghẽn tại đường vành đai và phần giao giữa đường cao tốc với đường vành đai. Các cơ quan hữu quan đã đưa ra giải pháp quyết liệt là xây thêm đường vành đai mới nhằm giải quyết triệt để vấn đề ách tắc. Tuy nhiên như đã nêu ở trên, giải pháp này mất quá nhiều thời gian, nhân lực và đặc biệt là vốn để hoàn thành. Chính những tuyến đường giao thông hiệu quả thấp như vậy đã đem lại cho không gian ngầm đô thị nói chung và tàu điện ngầm nói riêng có cơ hội được tỏa sáng để giải quyết vấn đề ùn tắc giao thông đô thị, đồng thời góp phần phát triển đô thị theo hướng thân thiện với môi trường .

Sự cần thiết của công tác hoạch định, quy hoạch không gian ngầm từ kinh nghiệm của Nhật Bản
Để một đô thị có thể thực hiện trọn vẹn các chức năng của mình, điều kiện tiên quyết là cần phải trang bị cho đô thị ấy đầy đủ các công trình hạ tầng như đường bộ, đường sắt, công trình năng lượng, khu xử lý nước thải – rác, công viên, bãi đỗ xe… Các công trình này là nền móng, là vốn, là tài sản của đô thị. Tuy vậy, trong bối cảnh xã hội Nhật Bản phát triển theo hướng tập trung đơn cực vào một số ít đô thị lớn thì như đã trình bày ở trên, tốc độ xây dựng công trình hạ tầng không bắt kịp được với tốc độ phát triển đô thị gây ra những vấn đề nghiêm trọng như ách tắc giao thông, thiếu bãi đỗ xe trong thành phố, thiếu nhà ở, … Trong khi việc chuẩn bị quỹ đất và không gian xây dựng trên mặt đất cho các công trình hạ tầng đô thị này gặp nhiều hạn chế thì nhiều hạng mục công trình có thể xây dựng với tốc độ nhanh hơn thông qua sử dụng không gian ngầm. Nhờ đó, sử dụng không gian ngầm đã trở thành đầu mối để giải quyết vấn đề vấn đề mất cân bằng giữa quy mô đô thị và quy mô các công trình hạ tầng. Hơn nữa, đối với các đô thị đất chật người đông, việc phân định rõ chức năng của mặt đất và không gian ngầm theo tính chất của công trình xây dựng, từ đó chuyển đổi các công trình có thể xây dựng ngầm từ không gian truyền thống trên mặt đất xuống không gian ngầm còn có tác dụng tạo ra môi trường đô thị xanh sạch đẹp do có thể giữ được nhiều diện tích trên mặt đất để bố trí cây xanh và không gian mở.

Những công trình nào có thể xây dựng dưới đất ngầm nhưng không tạo ra cảm giác bất tiện, và ít phải lo lắng về mức độ an toàn? Các công trình hạ tầng kỹ thuật như thoát nước thải, cấp nước, cấp điện, công trình giao thông như đường sắt, đường bộ, bãi đỗ xe,… hay các công trình khác như cửa hàng, thư viện, nhà thi đấu thể thao, bể bơi, kho tàng, trạm phát điện, nhà xưởng…? Nhiều cửa hàng thực phẩm, nhu yếu phẩm tại Nhật được chủ động xây dựng theo dạng ngầm nhằm tránh ánh sáng mặt trời lọt vào làm thay đổi chất lượng sản phẩm. Ở nhiều đô thị mới xây dựng, việc đi ngầm đường điện giúp cải thiện đáng kể cảnh quan đô thị khi tạo ra các dãy phố gọn gàng sạch đẹp, đồng thời việc giải phóng đô thị khỏi hệ thống dây điện chằng chịt còn giúp nâng cao khả năng phát triển các khu nhà cao tầng. Ngược lại, các công trình như công viên, quảng trường, bệnh viện thì được ưu tiên xây dựng trên mặt đất. Việc phân định hạng mục công trình nào có thể xây dựng ngầm, hạng mục nào nên ưu tiên xây dựng trên mặt đất tại Việt Nam cần có những nghiên cứu chi tiết. Trong bài viết này, nhóm tác giả trình bày về thực tế tại các đô thị lớn của Nhật Bản, theo đó không gian ngầm đang được sử dụng cho 3 nhóm hạng mục công trình hạ tầng cơ bản như sau: Nhóm thứ nhất gồm đường cấp khí gas, nước, điện, thông tin liên lạc…, nhóm thứ hai bao gồm các công trình giao thông đô thị như tàu điện ngầm, đường giao thông ngầm, bãi đỗ xe ngầm… và nhóm thứ ba là các công trình thương mại dịch vụ như các khu phố mua sắm ngầm…

Ở các đô thị, đặc biệt là các đô thị lớn đất chật người đông, phần không gian có thể sử dụng để xây dựng các hạ tầng đô thị đều có giới hạn, dù là trên mặt đất hay dưới đất ngầm. Đối với công trình ngầm, việc sử dụng phần không gian bị giới hạn này sao cho có hiệu quả cao nhất cũng mang ý nghĩa quan trọng. Hiện nay việc xây dựng công trình hạ tầng ngầm tại khu vực trung tâm đô thị ở Nhật Bản gần như đã đi đến mức giới hạn với hàng loạt đường ống đường dây được chôn ngầm khắp mọi nơi và mạng lưới tàu điện ngầm phân bố chằng chịt như mạng nhện ở dưới lòng đô thị. Tuy vậy không thể nói rằng tình trạng sử dụng không gian ngầm tại Nhật đã đạt tới trật tự hoàn hảo. Về mặt không gian, phần ngầm tương đối nông phía dưới đường bộ được sử dụng thường xuyên nhất để xây dựng công trình ngầm vì các lý do như dễ thi công, dễ bảo dưỡng và đòi hỏi ít chi phí. Ngoài ra phần ngầm nông liên kết dễ dàng hơn với mặt đất nên thuận tiện cho sử dụng. Nếu xét tới tính an toàn trong trường hợp cần sơ tán khẩn cấp lên trên mặt đất thì phần ngầm nông cũng được ưa thích sử dụng hơn. Do đó, dù vị trí, chiều sâu chôn lấp công trình được quy định trong các chủ trương, định hướng thì tình trạng “trâu chậm uống nước đục” vẫn xảy ra, theo đó các dự án tiến hành trước có xu hướng chiếm trước phần ngầm nông. Vì vậy, nếu muốn sử dụng các phần từ nông tới sâu của không gian ngầm cho từng loại công trình sao cho đạt được hiệu quả cao nhất thì sẽ cần có định hướng quy hoạch chiều sâu công trình ngầm một cách hợp lý. Ví dụ, các công trình như hầm giao thông ngầm dành cho ô tô dù xây dựng ở tầng ngầm sâu cũng không ảnh hưởng nhiều tới người sử dụng. Tuy nhiên, nếu tàu điện ngầm hay khu phố mua sắm ngầm được xây dựng ở vị trí quá sâu thì sẽ gây ra nhiều bất tiện cho người sử dụng là khách bộ hành…

Về mặt thời gian, các công trình hạ tầng ngầm đô thị nói trên không được xây dựng trong cùng một thời điểm mà phát triển theo một tiến trình liên tục phụ thuộc vào hình thái đô thị và tình hình phát triển kinh tế xã hội. Khi đường ống cấp nước được chôn ngầm, dưới lòng đường bộ Nhật Bản chưa có gì cả, sau đó đường ống dẫn gas, dẫn điện, điện thoại và ống nước thải bắt đầu được chôn lấp. Tiếp theo đó các tuyến đường tàu điện ngầm và hầm đường bộ được xây dựng. Sau đó, đáp ứng nhu cầu mới của thời đại, các công trình ngầm như đường cáp Internet, hệ thống sưởi ấm khu vực, được xây dựng. Trong tương lai chắc chắn sẽ có thêm nhiều nhu cầu mới ra đời như đã nêu tại mục 3-1. Từ thực tế của Nhật Bản, các đô thị lớn tại Việt Nam cần phải tính toán kỹ những loại hình công trình ngầm có thể được xây dựng trong tương lai để dành đủ quỹ không gian ngầm cho các loại hình này.

Ngoài ra, việc tu sửa, di dời các công trình được xây dựng dưới ngầm có thể đe dọa nghiêm trọng sự ổn định của các tầng đất và nước ngầm trong khu vực lân cận chứ không đơn giản như ở trên mặt đất. Do vậy, cần phải nghiên cứu kỹ trước khi tiến hành thi công.

Việc thi công riêng rẽ, thiếu đồng bộ các công trình cấp nước, thoát nước thải, cấp điện, thông tin liên lạc ngầm… cũng gây ra ảnh hưởng lớn tới giao thông trên mặt đất. Để giảm thiểu việc đào đi đào lại nhiều lần một tuyến đường thì việc xây dựng cần được tiến hành một đồng bộ, đảm bảo sự phối hợp liên kết giữa các bên liên quan, dưới sự hoạch định và chỉ đạo tích cực của Nhà nước.
Cuối cùng, ở những thành phố mà người dân ý thức được sự quan trọng của cảnh quan đô thị cũng như có tình yêu, lòng tự hào đối với thành phố mình sinh sống thì họ sẽ tự nguyện và tích cực xây dựng thành phố của mình tốt đẹp hơn, ví dụ người dân trong cùng một dãy phố sẽ xây dựng các ngôi nhà có chiều cao tương đồng và kiến trúc hài hòa với nhau nhằm tạo ra bộ mặt đẹp cho cảnh quan dãy phố như thường thấy tại các đô thị châu Âu. Ngược lại, việc xây dựng các công trình ngầm quy mô lớn như đường tàu điện ngầm có thể ảnh hưởng tới đời sống của đông đảo quần chúng nhân dân. Vì vậy, cần có những chính sách hợp lý nhận được sự đồng thuận của người dân cũng như khiến người dân tích cực tham gia vào công tác phát triển không gian ngầm đô thị.

Tổng kết
Bài báo này đã làm sáng tỏ một số vấn đề về không gian ngầm như được tổng kết ở dưới đây. Các nội dung này sẽ làm cơ sở cho phần nghiên cứu tiếp theo của nhóm tác giả.
1) Không gian ngầm có lịch sử hình thành lâu đời với những hình thái sơ khai xuất hiện từ thời tiền sử và phát triển bùng nổ từ cuối thế kỷ 19. Mối quan hệ giữa không gian ngầm và con người đã phát triển từ mức độ phục vụ cá thể lên mức độ duy trì, nâng cao chức năng đô thị và ngày càng được mở rộng cùng với các bước tiến bộ trong kỹ thuật sử dụng không gian ngầm.
2) Từ sau thời Minh Trị (1868-1912) với nhu cầu cấp thiết về hệ thống hạ tầng đô thị, Nhật Bản đã tiếp thu các kỹ thuật xây dựng của châu Âu để phát triển kỹ thuật quy hoạch sử dụng các công trình ngầm lên tầm cao mới. Trong đó việc giá đất tăng vọt trong thời kỳ kinh tế Nhật Bản tăng trưởng cao độ gây ra khó khăn lớn trong việc đền bù giải phóng mặt bằng để xây dựng công trình hạ tầng đô thị, cũng như nạn ùn tắc giao thông do hiện tượng tập trung dân số đơn cực vào số ít đô thị lớn không giải quyết được bằng các tuyến đường giao thông trên mặt đất đã đem lại cho không gian ngầm cơ hội phát triển để giải quyết các vấn đề này.
3) Hiện nay Nhật Bản có mức độ sử dụng không gian ngầm vào loại lớn trên thế giới với hệ thống công trình đa dạng về cơ bản được chia thành 3 nhóm: Nhóm thứ nhất gồm đường cấp khí gas, nước, điện, thông tin liên lạc…, nhóm thứ hai bao gồm các công trình giao thông đô thị như tàu điện ngầm, đường giao thông ngầm, bãi đỗ xe ngầm… và nhóm thứ ba là các công trình thương mại dịch vụ như các khu phố mua sắm ngầm…
4) Tham khảo kinh nghiệm của Nhật Bản, tại Việt Nam cần sớm tiến hành tổ chức quy hoạch sử dụng không gian ngầm một cách toàn diện và chi tiết nhằm đạt được hiệu quả sử dụng ngầm cao nhất về mặt không gian và thời gian, trong đó bao gồm việc xây dựng quy định về những loại hình công trình khuyến khích xây ngầm, quy hoạch độ sâu thi công tùy theo đặc tính của công trình và chuẩn bị đủ quỹ không gian ngầm cho tương lai. Các giải pháp mềm như sự phối hợp liên kết giữa các đơn vị thi công, sử dụng công trình ngầm và xây dựng cơ chế giúp người dân tích cực tham gia vào công tác phát triển không gian ngầm cũng rất quan trọng.
5) Trong phần tiếp theo của nghiên cứu này, nhóm tác giả sẽ trình bày sự phát triển của kĩ thuật quy hoạch xây dựng không gian ngầm, hệ thống luật, quy định về không gian ngầm, phương pháp xử lý các vấn đề của không gian ngầm như hỏa hoạn , lũ lụt… và các vấn đề khác có liên quan.

KS Nguyễn Công Giang
Tiến Sĩ ,Chuyên Viên CTy Nikken Sekkei Civil, Giảng Viên Đại Học Kiến Trúc Hà Nội
KS Nguyễn Lâm
Nghiên Cứu Sinh Tiến Sĩ, Trường Đại Học Công Nghiệp Nagoya
KS Nguyễn Hoàng Long
Thạc Sĩ , Kỹ Sư Công Ty Nikken Sekkei Civil