Đường hầm là mạch dẫn của thủy điện đường dẫn
Hầm dẫn nước thủy điện là công trình ngầm đưa nước từ hồ chứa hoặc đập đầu mối đến nhà máy, tạo dòng chảy và áp lực cần thiết để vận hành tua-bin phát điện. Với địa hình núi cao, đường hầm có thể nối những vị trí cách xa nhau mà không cần đưa tuyến dẫn vòng theo sườn núi.
Ba công trình tiêu biểu cho thấy quy mô của giải pháp này: Thủy điện A Lưới có hầm dài 11,6 km xuyên dãy Trường Sơn; Nậm Chiến 1 có tuyến dẫn áp lực 9.155 m, từng được giới thiệu là dài nhất Việt Nam khi hoàn thành; Đại Ninh có đường hầm 11.258 m. Các con số không chỉ nói về chiều dài. Chúng cho thấy hầm thủy điện là một phần cốt lõi của hệ thống, quyết định cách nước được chuyển từ hồ đến tổ máy.
Độ chênh cao khoảng 600 m là một đặc điểm của tuyến dẫn nước A Lưới; nhà máy có hai tổ máy với tổng công suất 170 MW, hồ chứa dung tích 60,2 triệu m³ và sản lượng điện trung bình 686,5 triệu kWh mỗi năm.
Ba công trình, ba cách chinh phục lòng núi
Ở A Lưới, nhà thầu đào hầm theo phương pháp Áo mới (NATM), kết hợp khoan nổ mìn. Thay vì dùng một phương án chống đỡ cố định suốt tuyến, NATM cho phép điều chỉnh gia cố theo địa chất thực tế. Nhà thầu còn mở bốn hầm phụ để đưa người, máy móc và vật liệu vào nhiều vị trí; sau thi công, các lối này được bịt kín. Khảo sát và đánh giá khối đá có ý nghĩa lớn đến mức chuyên gia SINTEF tham gia lập bản đồ địa chất và đưa ra khuyến nghị kỹ thuật.
Tại Nậm Chiến 1, hai mũi đào xuất phát từ hai sườn núi và gặp nhau ngày 8/5/2010. Sai lệch giữa hai cửa hầm khi thông tuyến chỉ 3–5 cm, kết quả đáng chú ý trong một công trình đòi hỏi kiểm soát chặt hướng đào và cao độ. Tuyến dẫn dài 9.155 m, đường kính 3,8 m; công trình do đội ngũ cán bộ, kỹ sư và công nhân Việt Nam đảm nhiệm thiết kế, thi công.
Đại Ninh kết hợp hai cách làm: 7,2 km đào bằng máy khoan hầm TBM và 4 km khoan nổ. Cỗ máy TBM có 37 mũi khoan ở đầu, cùng băng chuyền dài 190 m để chuyển đất đá, qua đó cơ giới hóa một phần đáng kể công việc.
Chiều dài chỉ có ý nghĩa khi dòng nước được kiểm soát
Không có một công nghệ đào hầm phù hợp cho mọi tuyến. NATM kết hợp khoan nổ thích ứng với điều kiện khối đá nhờ điều chỉnh gia cố; đào từ hai đầu có thể rút ngắn hướng tiếp cận nhưng đặt ra yêu cầu trắc đạc và kiểm soát tuyến nghiêm ngặt. TBM cơ giới hóa việc đào và chuyển đất đá, song Đại Ninh vẫn cần khoan nổ cho một phần tuyến. Sự lựa chọn vì thế phải dựa vào địa chất, hình dạng công trình và tổ chức thi công, chứ không phải vào danh tiếng của một cỗ máy.
Trong vận hành, đường hầm nối hồ chứa với nhà máy và giúp khai thác chênh lệch địa hình để đưa nước đến tua-bin. Đại Ninh còn đảm nhiệm điều tiết và chuyển nước liên lưu vực. Tuyến này đi qua địa hình hiểm trở, địa chất phức tạp; còn Nậm Chiến 1 có tháp điều áp để điều hòa áp lực khi chế độ phát điện thay đổi.
Độ dài và công nghệ không thể xóa bỏ rủi ro khai thác. Ngày 1/1/2021, hệ thống dẫn nước của thủy điện A Lưới xảy ra sự cố rò rỉ nghiêm trọng: nước tràn xuống sân nhà máy, kéo theo bùn đất và đá, buộc nhà máy dừng phát điện để xử lý. Đây là lời nhắc rằng chất lượng khảo sát, gia cố, lót hầm và giám sát vận hành quan trọng không kém tiến độ đào.
Các tuyến hầm dài hàng chục kilômét là thành tựu kỹ thuật, nhưng giá trị của chúng nằm ở một nhiệm vụ thiết thực: đưa nước đúng hướng, đúng áp lực và an toàn đến nhà máy. Kết hợp công nghệ đào phù hợp với quản lý rủi ro nghiêm túc mới biến đường hầm xuyên núi thành mắt xích đáng tin cậy của hệ thống thủy điện.
