Hơn hai thập kỷ trước, khi quyết định xây dựng hầm đường bộ Hải Vân 1 dài 6,2 km nối Thừa Thiên Huế với Đà Nẵng, Việt Nam đã chọn áp dụng công nghệ đào hầm NATM đến từ Áo. Vào thời điểm đó, do chưa có đủ kinh nghiệm, Việt Nam đã thuê các kỹ sư Nhật Bản để thi công và các kỹ sư trong nước chỉ đảm nhận vai trò hỗ trợ.
Hầm Hải Vân 1 được phát lệnh khởi công từ tháng 8/2000 và chính thức khánh thành vào ngày 5/6/2005, với chiều dài 6.280 m, chiều rộng 11,9 m, chiều cao 7,5 m và có 18 điểm mở rộng đỗ xe khẩn cấp. Lúc đó, công trình được xem là hầm dài và hiện đại nhất tại Đông Nam Á.
Với dự án hầm Hải Vân 1, phần hầm phía bắc thuộc địa phận Thừa Thiên Huế, được thực hiện bởi liên danh Hazama (Nhật Bản) và Cienco 6 (Bộ Giao thông Vận tải), trong khi phần hầm phía nam ở Đà Nẵng, do liên danh Công ty xây dựng Dong Ah (Hàn Quốc) và Tổng Công ty Sông Đà (Bộ Xây dựng) đảm nhiệm.
Với tổng mức đầu tư vượt hơn 127 triệu USD (tương đương hơn 3.000 tỷ đồng), hầm Hải Vân được xây dựng nhằm triệt để giải quyết các khó khăn và nguy hiểm cho người tham gia giao thông cũng như phương tiện trên tuyến Quốc lộ 1A qua đèo Hải Vân, thuộc ranh giới giữa tỉnh Thừa Thiên Huế và TP. Đà Nẵng.
Đáng chú ý, chỉ sau 5 tháng thi công, đầu hầm phía Nam sạt lở, kéo theo một tảng đá mồ côi hơn 20 tấn cùng 600m³ đất đá đổ sập, tạo lỗ hổng dài 6m trên nóc hầm chính. Vết sụt lún tạo thành hang hình ống thông lên mái dốc với đường kính 3m, rộng trên 100m².
Các chuyên gia nước ngoài hoài nghi khả năng xử lý nền đất yếu của Việt Nam, khiến chủ đầu tư buộc phải thuê Công ty Kend Tunneling (Hồng Kông) khắc phục với giá 1 triệu USD. Thế nhưng, chỉ sau một tuần, Kend Tunneling rút lui. Tổng Công ty Sông Đà chính thức vào cuộc.
Nhóm kỹ sư trẻ của Công ty Sông Đà 10 nhận trọng trách xử lý. 4 tháng nỗ lực, đội ngũ kỹ sư Việt Nam đã xử lý thành công phần hầm chính gặp đất yếu, không chỉ đảm bảo tiến độ mà còn giúp tiết kiệm đáng kể chi phí: chỉ tốn 300.000 USD thay vì 1 triệu USD, chưa kể khoản vật liệu chỉ 12 tỷ đồng, so với mức 2 triệu USD mà Kend Tunneling yêu cầu.
Ngay sau khi sự cố ở phía Nam được khắc phục, phía Bắc lại gặp phải thách thức mới khi vào tháng 3/2002 xảy ra sự cố mạch nước ngầm tại hầm thông gió. Về quá trình xử lý sự cố, kỹ sư Việt Nam đã tự xử lý.
Vào lúc xảy ra sự cố, nhóm kỹ sư với hơn 10 kỹ sư trẻ đã có mặt tại hiện trường và áp dụng phương pháp bơm hút để hỗ trợ công nhân tiếp tục khoan đào. Sau đó, nhóm đã tiến hành gia cố bằng cách bơm trực tiếp vữa hóa chất vào “hang ổ” của mạch nước ngầm, xử lý thành công một số vị trí triền đứt gãy. Khi sự cố được khắc phục, nhóm kỹ sư do anh chỉ đạo đã được liên danh nhà thầu HAZAMA (Nhật Bản) - Tổng Công ty Xây dựng công trình giao thông 6 (Việt Nam) cấp chứng chỉ thi công hầm.
Sau 5 năm thi công, bằng phương pháp định vị qua vệ tinh GPS và công nghệ NATM, công trình đã chính thức hoàn thành. Sau khi hầm đường bộ qua đèo Hải Vân hoàn thành, ngành GTVT Việt Nam đã tiếp thu thành công các công nghệ trong phương pháp đào hầm NATM như công tác khảo sát, phân loại đất đá, quan trắc sự chuyển vị. Các kỹ sư Việt Nam cũng đã làm chủ phần mềm máy tính và nắm bắt quy trình quản lý một dự án hầm lớn.
NATM là một phương pháp đào hầm hiện đại được phát triển từ những năm 1950 đến 1960 tại Áo. NATM được thiết kế để tận dụng sức mạnh vốn có của khối đá xung quanh để ổn định hầm, thay vì gia cố toàn bộ cấu trúc như các phương pháp truyền thống. Điều này giúp giảm chi phí và tăng tính linh hoạt trong quá trình thi công.
Phương pháp này yêu cầu lắp đặt các thiết bị đo lường tinh vi để theo dõi biến dạng và ứng suất trong hầm cũng như khối đá xung quanh. Dữ liệu giám sát được sử dụng để điều chỉnh các biện pháp hỗ trợ kịp thời.
Phương pháp đào hầm này sử dụng hệ thống phần mềm tích hợp giám sát, theo dõi tiến độ và phân bổ tài nguyên tự động. Công nghệ này giúp đảm bảo tiến độ, phối hợp các giai đoạn thi công như phun bê tông, cắm neo, và đặt lưới thép được thực hiện đúng lúc và đúng chỗ.
Cùng với đó, áp dụng công nghệ số, tính toán lượng kíp nổ tối ưu, có thể giảm 10-15% chi phí. Công nghệ thiết bị mới cũng áp dụng cho việc khoan đào, hệ thống GPS cho phép định vị chính xác khi đào từ hai đầu núi dù khoảng cách hàng km, giúp đo tâm đường hầm hai phía có lệch nhau hay không.