Vào thế kỷ 6 TCN, trên đảo Samos ở biển Aegea, hai nhóm thợ bắt đầu đục vào hai sườn đối diện của núi Kastro. Họ không có la bàn, không có máy đo đạc hiện đại, chỉ có dụng cụ cầm tay và những phép hình học. Vài năm sau, hai nhánh gặp nhau giữa lòng núi, tạo nên đường hầm dài 1.036 m. Theo Wikipedia, đây là đường hầm thứ hai được biết tới trong lịch sử đào từ hai đầu, và là đường hầm đầu tiên làm điều đó dựa trên tính toán hình học.

Bên trong đường hầm Eupalinos ở Pythagoreio, đảo Samos (Hy Lạp). Đường hầm dài 1.036 m, phần lớn có tiết diện khoảng 1,8 x 1,8 m

Vì sao phải xuyên qua một ngọn núi

Thành phố cổ Samos, nay là thị trấn Pythagoreio, đã lớn tới mức giếng và bể chứa trong thành không đủ nước. Nguồn nước chính lại nằm ở phía bên kia núi Kastro, gần làng Ayiades ngày nay, chảy ra khoảng 400 m³ mỗi ngày. Dẫn nước ngầm qua núi còn có lợi về phòng thủ: kẻ thù khó tìm thấy và cắt đường nước.

Sử gia Herodotus kể về đường hầm như một trong ba kỳ công lớn nhất của người Samos, và ghi tên người thiết kế là Eupalinos, con của Naustrophos, người xứ Megara. Niên đại chính xác vẫn chưa rõ. Herodotus nhắc tới công trình khi kể về bạo chúa Polycrates, người cai trị khoảng 540 - 522 TCN, nhưng không nói thẳng ông là người cho xây. Có ý kiến cho rằng công trình thuộc một chính quyền sớm hơn, đầu thế kỷ 6 TCN.

Hai đội thợ, một đường thẳng

Đường hầm hẹp, mỗi mặt đào chỉ đủ chỗ cho hai người làm việc. Nhà khảo cổ Hermann Kienast ước tính mỗi ngày thợ đục được 12 - 15 cm đá, nên toàn bộ công trình mất ít nhất tám năm. Nhà toán học Tom Apostol của Caltech đưa ra ước tính rộng hơn, từ 8 đến 15 năm. Đào từ hai đầu rút ngắn thời gian, nhưng phải làm sao để hai nhánh không đi lệch nhau.

Eupalinos làm thế nào để xác định hướng đào vẫn còn tranh luận. Trong gần 2.000 năm, người ta tin ông dùng phương pháp mà Hero xứ Alexandria mô tả sau này, đo một chuỗi đoạn thẳng vuông góc vòng quanh chân núi. Apostol và các nhà nghiên cứu trước đó cho rằng cách này khó thực hiện trên địa hình Samos và dễ tích lũy sai số. Theo Kienast và nhà nghiên cứu Åke Olson, Eupalinos dựng một đường cắm mốc vắt qua đỉnh núi ở chỗ dễ đi nhất, rồi nối hai đầu đường này với hướng đào của từng nhánh. Trên vách hầm còn các ký tự Hy Lạp sơn theo thứ tự chữ cái, cách nhau đều 20,59 m, được cho là đơn vị đo chiều dài ông dùng.

Một đoạn đường hầm được gia cố bằng mái nhọn ghép từ các tấm đá lớn để chống sụt đá

Những mẹo để chắc chắn gặp nhau

• Đi vòng tránh đá yếu: sau 273 m từ cửa bắc, nhánh bắc gặp vùng nhiều nước, đá yếu và bùn, nên phải rẽ sang tây theo một hình tam giác cân rồi quay lại. Nhánh nam đào thẳng hoàn toàn.
• Bẻ hướng gần điểm hẹn: hai đường song song sẽ không bao giờ gặp nhau, nên khi tới gần, Eupalinos cho nhánh bắc bẻ sang trái, nhánh nam bẻ sang phải. Cách này mở rộng vùng "bắt" nhau thêm 17 m, và hai nhánh gặp nhau gần như vuông góc.
• Nới chiều cao: để phòng lệch cao độ, nhánh bắc giữ sàn bằng nhưng nâng trần thêm 2,5 m, nhánh nam giữ trần bằng nhưng hạ sàn 0,6 m gần chỗ gặp.
• Nghe tiếng đục: khi hai đội cách nhau khoảng 12 m, với loại đá này họ có thể nghe tiếng của nhau và chỉnh hướng.

Sơ đồ minh họa mặt bằng: nhánh bắc phải đi vòng tránh vùng đá yếu, rồi cả hai nhánh bẻ hướng để chắc chắn gặp nhau

Các biện pháp phòng xa về độ cao hóa ra gần như không cần. Wikipedia dẫn số liệu đo đạc rằng sai số cao độ tại chỗ gặp chỉ cỡ vài tấc. Apostol tính chênh lệch sàn ở chỗ nối khoảng 60 cm, chưa tới một phần tám của một phần trăm quãng đường đã đào.

Quảng cáo

Nước không chảy trên sàn hầm

Sàn đường hầm cao hơn mực nước ở nguồn khoảng 3 m, có lẽ vì mạch nguồn bị sụt xuống sau khi người ta xây bể chứa bao quanh mạch nguồn. Thợ phải đào thêm một rãnh riêng bên dưới, sâu từ 4 m ở đầu bắc tới 8,5 m ở đầu nam, nối với hầm chính bằng các giếng đứng cách nhau khoảng 10 m. Nước chảy trong ống đất nung, mỗi đoạn dài 72 cm, đường kính 26 cm, tổng cộng khoảng 5.000 đoạn. Phần trên ống được cắt hở để nạo bùn.

Đường hầm dẫn nước suốt khoảng 1.100 năm trước khi bị bồi lấp. Từ 1971 đến 1973, nhóm của Ulf Jantzen dọn sạch toàn bộ chiều dài hầm, rồi Kienast thực hiện khảo sát đo đạc chi tiết. Năm 1992, đường hầm được UNESCO công nhận là Di sản Thế giới cùng Pythagoreion và đền Heraion, và năm 2017 được vinh danh là Công trình lịch sử về kỹ thuật xây dựng dân dụng quốc tế.

Đoạn đường hầm hiện được thắp đèn cho khách tham quan. Công trình được dùng làm cống dẫn nước khoảng 1.100 năm

Ngày nay du khách có thể đi vào một phần đường hầm, giữa những vách đá mà hơn 2.500 năm trước hai nhóm thợ đã đục bằng tay dưới ánh đèn dầu.

Nguồn:

Wikipedia

,

UNESCO

,

Caltech Engineering & Science (Tom Apostol)