Cửa hầm là vị trí kết nối tuyến đường bên ngoài và bên trong đường hầm. Đây là vị trí quan trọng và thường khó thi công cũng như tốn kém về mặt chi phí nếu không lựa chọn được vị trí tối ưu, loại cửa hầm cũng như giải pháp thi công phù hợp [1,2,3,4]. Nước ta đã thiết kế và thi công nhiều tuyến đường hầm xuyên núi. Tuy nhiên, các cửa hầm được thực hiện với nhiều kiểu khác nhau, như đào phá phần bờ dốc sườn núi đến vị trí có chiều dày đủ ổn định của khối đất đá bên trên nóc hầm, sau đó tiến hành cắt cơ, bạt mái và gia cố mái dốc cửa hầm. Cách làm này gây tốn kém, đồng thời phá hủy thảm thực vật tự nhiên và làm mất ổn định tự nhiên của khối đất đá ở mái dốc sườn núi. Bài viết nêu tác dụng, phân loại và điều kiện áp dụng của cửa hầm xuyên núi; đồng thời phân tích hiện trạng và những tồn tại trong thiết kế, thi công các cửa hầm đã thực hiện tại Việt Nam. Trên cơ sở đó, bài viết kiến nghị việc lựa chọn vị trí, loại cửa hầm và công nghệ, giải pháp thi công cửa hầm xuyên núi cho tuyến đường sắt tốc độ cao ở Việt Nam.

Cửa hầm là bộ phận lộ ra bên ngoài khối đất đá, tác dụng chủ yếu của cửa hầm bao gồm:

- Tác dụng che chắn: Bộ phận kết cấu cửa hầm có tác dụng che chắn đất đá, thân cành cây bị đổ gãy lăn từ trên sườn dốc xuống, ngăn chặn nước, đất đá chảy vào bên trong đường hầm khi có mưa lũ xảy ra;

- Tác dụng chịu lực, giảm thiểu tác động đến khối đất đá xung quanh: Hình dạng, kiểu dáng và kết cấu cửa hầm có tác dụng giảm áp lực khối đất đá xung quanh tác dụng lên kết cấu cửa hầm, ổn định khối đất đá xung quanh cửa hầm, bảo đảm cho khối đá xung quanh không bị trượt lở;

- Tác dụng chuyển tiếp ánh sáng: Làm thay đổi dần ánh sáng từ bên ngoài vào trong hầm tránh cho người điều khiển phương tiện khi đi vào trong hầm bị thay đổi ánh sáng đột ngột gây ra tâm trạng căng thẳng hoặc có cảm giác chóng mặt;

- Tác dụng cảnh quan: Thông qua hình dạng và kết cấu của cửa hầm để thể hiện tính mỹ quan, đặc trưng vùng miền và bản sắc dân tộc. Thiết kế cửa hầm cần hài hòa với cảnh quan tự nhiên xung quanh; trong quá trình thi công, phải tránh gây phá hoại hoặc giảm thiểu tối đa sự tác động đến trạng thái nguyên sinh của khối đất đá, cũng như cảnh quan và thảm thực vật tự nhiên khu vực cửa hầm.

- Tác dụng ghi thông tin: Cửa hầm là bộ phận duy nhất lộ ra ngoài có tác dụng ghi các chỉ dẫn như: tên đường hầm, chiều dài hầm, kích thước hầm, ngày khởi công, ngày khánh thành đưa vào sử dụng, cơ quan tài trợ…vv.

Trên cơ sở phân loại cửa hầm, điều kiện áp dụng, kết quả thống kê hiện trạng và đánh giá những tồn tại của các cửa hầm đã thi công tại Việt Nam, bài viết kiến nghị trong quá trình thiết kế và thi công các cửa hầm trên tuyến đường sắt tốc độ cao Bắc Nam cần chú ý đến các yếu tố sau:

- Khi thiết kế lựa chọn vị trí mở cửa hầm, cần dựa trên các tài liệu khảo sát địa hình, địa chất, địa chất thủy văn, thảm thực vật khu vực cửa hầm, môi trường xung quanh, điều kiện dân cư, yếu tố lịch sử, công nghệ và giải pháp thi công. Ngoài ra, nhóm thiết kế cần trực tiếp khảo sát hiện trường để xác định vị trí cửa hầm tối ưu, bảo đảm các yêu cầu về kỹ thuật, kinh tế và an toàn, đồng thời hạn chế rủi ro trong quá trình khai thác, vận hành công trình.

- Khi thiết kế cửa hầm, cần căn cứ vào điều kiện cụ thể tại hiện trường và điều kiện áp dụng của từng kiểu cửa hầm để phân tích, lựa chọn phương án phù hợp. Ưu tiên sử dụng loại cửa hầm không chịu lực, kiểu mở rộng từ trong ra ngoài (dạng loa kèn).

- Khi lựa chọn công nghệ và giải pháp thi công cửa hầm, cần tiến hành so sánh các phương án về mặt kỹ thuật và kinh tế, bao gồm: giải pháp cắt bạt mái dốc, gia cố mái dốc cửa hầm, kéo dài đoạn hầm hở nhằm giảm khối lượng đào bạt mái dốc và khối lượng gia cố khối đất đá khu vực cửa hầm.