Kansai ở Osaka và Chek Lap Kok ở Hồng Kông là hai sân bay nổi tiếng nhất được xây trên đảo nhân tạo. Kansai mở năm 1994 trên một hòn đảo đắp hoàn toàn giữa vịnh Osaka và đã lún hơn chục mét từ khi bắt đầu đắp; Chek Lap Kok mở năm 1998 trên nền hai hòn đảo nhỏ bị san phẳng rồi lấn biển xung quanh. Cả hai ra biển vì cùng một lý do: trong đất liền không còn chỗ cho một sân bay chạy suốt ngày đêm.
Vì sao phải ra biển
Sân bay cũ của Osaka là Itami, nằm giữa khu dân cư. Từ thập niên 1960, cư dân quanh Itami kiện vì tiếng ồn, và sân bay phải giới hạn giờ bay đêm. Vùng Kansai, với Osaka, Kobe, Kyoto, cần một cửa ngõ quốc tế lớn mà không có đất bằng đủ rộng trên bờ. Phương án được chọn là đắp một hòn đảo cách bờ khoảng 5 km trong vịnh Osaka. Ở khoảng cách đó, tiếng ồn máy bay không tới khu dân cư, và sân bay có thể khai thác 24 giờ.
Hồng Kông còn chật hơn. Sân bay Kai Tak nằm giữa Cửu Long, máy bay hạ cánh sát mái nhà, và chỉ có một đường băng nhô ra biển. Đầu thập niên 1990, Hồng Kông chọn đảo Chek Lap Kok, một hòn đảo đồi núi nhỏ sát bờ bắc đảo Lantau, làm nền cho sân bay mới.
Kansai: đắp một hòn đảo trên nền bùn
Đáy vịnh Osaka ở vị trí sân bay sâu khoảng 18 m, và bên dưới là lớp sét biển mềm dày hàng chục mét. Đắp đất lên lớp sét ấy giống như đặt vật nặng lên miếng bọt biển ướt: nước trong sét bị ép ra từ từ, và mặt đất chìm xuống theo năm tháng.
Kỹ sư Nhật biết trước điều này. Trình tự xây dựng gồm:
- Xử lý nền: cắm hàng triệu cọc cát thẳng đứng vào lớp sét để nước thoát ra nhanh hơn, giúp nền lún nhanh trong giai đoạn đầu.
- Đắp tường biển: dựng đê bao quanh đảo bằng đá và các khối bê tông.
- Đổ đất lấp: hàng trăm triệu mét khối đất đá lấy từ núi ở các vùng lân cận, chở bằng xà lan ra đổ vào trong đê.
Việc đắp đảo bắt đầu năm 1987. Đảo thứ nhất rộng khoảng 510 ha, dài khoảng 4 km. Sân bay mở cửa ngày 4 tháng 9 năm 1994 với một đường băng dài 3.500 m. Đảo thứ hai, nằm sâu hơn ra biển, được đắp sau đó để làm đường băng thứ hai dài 4.000 m, đưa vào khai thác năm 2007.
Lún nhiều hơn dự tính
Đảo thứ nhất lún nhanh và nhiều hơn tính toán ban đầu. Tính từ khi bắt đầu đắp, tổng độ lún đã vượt hơn chục mét; tốc độ lún giảm dần theo thời gian và nay chỉ còn vài centimet mỗi năm. Nhà khai thác phải nâng đê biển nhiều lần để giữ khoảng cách an toàn với mặt nước.
Nhà ga được thiết kế để sống chung với chuyện lún không đều. Chân các cột có thể được kê thêm bằng kích thuỷ lực và tấm thép để chỉnh lại độ cao khi một phần nhà ga lún nhiều hơn phần khác. Đó là phương án kỹ thuật được tính từ đầu, không phải biện pháp chữa cháy.
Thử thách từ biển
Tháng 9 năm 2018, cơn bão Jebi đẩy nước biển dâng tràn qua một phần đê, làm ngập đường băng và tầng hầm nhà ga. Một tàu chở dầu bị gió đánh trôi đâm vào cầu nối đảo với đất liền. Hàng nghìn hành khách và nhân viên bị kẹt trên đảo, sân bay đóng cửa nhiều ngày. Sau đó Kansai nâng cao đê biển, chuyển thiết bị điện quan trọng lên cao và làm lại kế hoạch ứng phó bão. Sự kiện cho thấy điểm yếu tự nhiên của một sân bay trên đảo: chỉ có một cây cầu và tuyến phà làm lối ra vào.
Chek Lap Kok: san đảo, lấn biển, chuyển sân bay trong một đêm
Hồng Kông làm theo cách khác. Thay vì đắp đảo hoàn toàn mới giữa biển sâu, họ san phẳng hai hòn đảo có sẵn là Chek Lap Kok và Lam Chau, rồi lấn biển xung quanh. Đất đá từ việc phá núi được dùng làm vật liệu lấp. Mặt bằng mới rộng khoảng 1.250 ha, trong đó phần lớn là đất lấn biển.
Sân bay là trung tâm của chương trình hạ tầng lớn nhất Hồng Kông thời đó, gồm cả cầu treo Thanh Mã, đường cao tốc và tuyến đường sắt sân bay. Đêm 5 rạng sáng 6 tháng 7 năm 1998, toàn bộ hoạt động được chuyển từ Kai Tak sang sân bay mới: xe kéo, thiết bị mặt đất và máy bay di chuyển trong vài giờ.
Đường băng thứ ba lấn biển không nạo vét
Năm 2016, Hồng Kông khởi công hệ thống ba đường băng, lấn thêm khoảng 650 ha ở phía bắc đảo. Vùng biển này có lớp bùn đáy bị nhiễm bẩn, nếu nạo vét lên sẽ gây ô nhiễm. Kỹ sư dùng phương pháp trộn xi măng sâu: trộn xi măng trực tiếp vào lớp bùn tại chỗ để gia cố nền, rồi đắp lên trên, hạn chế đào bùn. Đường băng thứ ba đi vào khai thác năm 2022, và hệ thống ba đường băng hoàn chỉnh từ cuối năm 2024.
Gió vượt núi Lantau
Ngay phía nam sân bay là núi Lantau cao gần 1.000 m. Khi gió thổi qua núi, không khí bị xáo trộn và có thể sinh gió đứt, tức gió đổi hướng hoặc tốc độ đột ngột trên đường tiếp cận. Đài Thiên văn Hồng Kông đặt hệ thống cảnh báo gió đứt dùng lidar, tia laser đo chuyển động của bụi trong không khí, và là một trong những nơi đầu tiên trên thế giới đưa công nghệ này vào sân bay từ đầu thập niên 2000. Phi công nhận cảnh báo qua đài kiểm soát khi có gió đứt trên đường tiếp cận hoặc cất cánh.
So sánh hai sân bay
| Tiêu chí | Kansai (KIX) | Hồng Kông (HKG) |
|---|---|---|
| Mở cửa | 4/9/1994 | 6/7/1998 |
| Cách tạo mặt bằng | Đắp đảo hoàn toàn giữa vịnh | San hai đảo nhỏ, lấn biển quanh |
| Đường băng | 2 đường, trên hai đảo nối với nhau | 3 đường (hoàn chỉnh từ 2024) |
| Nối đất liền | Cầu dài khoảng 3,75 km chở đường bộ và đường sắt | Cầu, cao tốc, đường sắt sân bay; cầu Hồng Kông – Chu Hải – Ma Cao |
| Thách thức chính | Lún nền sét, bão và nước dâng | Gió đứt từ núi, bão nhiệt đới |
| Sân bay thay thế | Itami vẫn chạy bay nội địa | Kai Tak đóng hẳn |
Những sân bay biển khác
Kansai và Chek Lap Kok không đơn độc. Nhật Bản có thêm Chubu Centrair ở Nagoya mở năm 2005 và sân bay Kobe mở năm 2006, cả hai trên đảo nhân tạo. Haneda ở Tokyo có đường băng D xây một phần trên đảo đắp và một phần trên hệ cột thép để dòng sông chảy qua bên dưới. Macau có đường băng chạy trên đất lấn biển. Ở châu Âu, đường băng sân bay Madeira của Bồ Đào Nha được kéo dài trên một hệ cột bê tông cao hàng chục mét bên sườn biển.
Mỗi nơi chọn một giải pháp tuỳ độ sâu nước, loại đất đáy và ngân sách. Điểm chung: sân bay ra biển vì đất liền không còn chỗ, và vì ở ngoài biển máy bay có thể bay đêm mà không làm ai mất ngủ.
Góc nhìn hôm nay: đi đảo sân bay thế nào
Với khách tới Osaka, tàu nhanh Haruka của JR và tàu Nankai chạy từ trung tâm ra Kansai qua cây cầu nối đảo, chừng nửa giờ tới hơn một giờ tuỳ ga. Ngồi bên cửa sổ khi qua cầu có thể thấy rõ hình dáng đảo và đê biển. Ở Hồng Kông, tàu Airport Express chạy từ ga Hong Kong ra sân bay khoảng 24 phút, chạy dọc bờ biển Lantau.
Người quan tâm kỹ thuật có thể tìm đọc tài liệu của các hội kỹ sư địa kỹ thuật về lún nền ở Kansai, vốn được dùng làm bài học kinh điển trong giáo trình cơ học đất, và các báo cáo dự án ba đường băng của Cơ quan Sân bay Hồng Kông.
Câu hỏi thường gặp
Sân bay Kansai có bị chìm không?
Đảo sân bay Kansai lún liên tục từ khi đắp, tổng cộng hơn chục mét, nhưng tốc độ lún đã giảm còn vài centimet mỗi năm. Đê biển được nâng nhiều lần và nhà ga có cơ chế chỉnh độ cao cột, nên sân bay vẫn khai thác an toàn.
Sân bay Hồng Kông xây trên biển phải không?
Sân bay quốc tế Hồng Kông nằm trên mặt bằng tạo từ việc san phẳng hai đảo nhỏ Chek Lap Kok và Lam Chau rồi lấn biển xung quanh. Phần lớn diện tích là đất lấn biển, thêm khoảng 650 ha cho hệ thống ba đường băng.
Vì sao sân bay Kansai xây ngoài biển?
Sân bay Itami cũ nằm giữa khu dân cư và bị giới hạn giờ bay vì tiếng ồn. Đặt sân bay mới cách bờ khoảng 5 km giúp tiếng ồn không tới nhà dân, cho phép khai thác suốt 24 giờ.
Sân bay Kansai mở cửa năm nào?
Kansai mở cửa ngày 4 tháng 9 năm 1994 với một đường băng dài 3.500 m. Đường băng thứ hai dài 4.000 m trên đảo thứ hai đưa vào khai thác năm 2007.
Sân bay Hồng Kông có mấy đường băng?
Tính tới cuối năm 2024, sân bay quốc tế Hồng Kông có ba đường băng song song. Đường thứ ba nằm trên phần đất lấn biển phía bắc, khai thác từ năm 2022, và hệ thống ba đường băng hoàn chỉnh từ cuối năm 2024.
