Nhà máy thủy điện Baihetan sông Jinsha, nhà máy thủy điện lớn thứ hai ở Trung Quốc sau Tam Hiệp xét về tổng công suất lắp đặt thiết kế, sắp nhận được sự chấp thuận của quốc gia Nhà máy điện này là nhà máy điện bậc thang thứ hai trong quá trình phát triển bậc thang ở hạ lưu dòng chính sông Kim Sa, đồng thời cũng là điểm dừng chân cuối cùng trong quá trình phát triển cuốn chiếu sông Kim Sa của Tập đoàn Tam Hiệp Việc hoàn thành sẽ đưa sức mạnh thủy điện toàn diện của Trung Quốc lên một tầm cao mới
Trạm thủy điện Baihetan nằm ở Baihetan, ngã ba thị trấn Dazhai, huyện Qiaojia, tỉnh Vân Nam và thị trấn Liuchen, huyện Ninh Nam, tỉnh tự trị Liangshan Yi, tỉnh Tứ Xuyên Thượng nguồn được kết nối với Trạm thủy điện bậc thang Wudongde, và phần hạ lưu được kết nối với Trạm thủy điện bậc thang Wudongde Youwei Shui được kết nối với Nhà máy điện Cascade Xiluodu và công suất lắp đặt của nó đã tăng từ 12,5 triệu kilowatt trong kế hoạch ban đầu lên 16 triệu kilowatt, đứng thứ hai trên thế giới Đây là một phần quan trọng trong việc sử dụng tài nguyên nước ở hạ lưu sông Kim Sa Được biết, Trạm thủy điện Baihetan cũng là dự án đập vòm cao thứ ba ở hạ lưu sông Kim Sa Chiều cao tối đa của đập vòm là 289 mét Đây là một trong những dự án đập vòm cao có điều kiện địa hình và địa chất phức tạp nhất của khu vực đập ở Trung Quốc, đồng thời độ khó kỹ thuật toàn diện của việc thiết kế và xây dựng đập vòm cao được xếp hàng đầu Những khó khăn trong quá trình thi công dự án đập vòm cao như vậy là gì và cần phòng ngừa những thảm họa thứ cấp nào? Với những câu hỏi này, phóng viên của chúng tôi đã phỏng vấn Chen Zuyu, thành viên của nhóm chuyên gia Dự án Baihetan, viện sĩ của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và kỹ sư cấp cao cấp giáo sư của Viện Khoa học Thủy điện và Bảo tồn Nước Trung Quốc
Tạo bazan nối cột
Tiền lệ thế giới về nền đập vòm cao
Trong kênh sông hẹp của hẻm núi núi cao sông Jinsha, việc sử dụng một cấu trúc tinh xảo như đập vòm để xây đập có thể giảm việc sử dụng bê tông và tiết kiệm đầu tư một cách hiệu quả Đây là hình thức xây dựng tiết kiệm và an toàn Đập vòm sử dụng hoạt động của vòm để truyền một phần áp lực nước đến nền đá ở hai bên thung lũng sông Đặc tính ứng suất của nó quyết định độ ổn định của thân đập dưới tác dụng của áp lực nước đòi hỏi phản lực của nền đá đầu vòm phải được đỡ Nếu có bề mặt kết cấu trong thân chịu lực không đảm bảo ổn định thì lực đẩy của đầu vòm có thể gây trượt và mất ổn định khối đá trên mố
Khu vực đập Baihetan có các điều kiện địa chất như địa hình hẻm núi không đối xứng, thạch học phức tạp và mặt phẳng cấu trúc yếu với đặc tính kém “Trạm thủy điện Baihetan có một hiện tượng địa chất độc đáo hiếm thấy trong xây dựng trạm thủy điện, đó là các khớp nối cột bazan” Viện sĩ Chen Zuyu nói với các phóng viên Các khe nối cột bazan là cấu trúc đứt gãy kéo căng chính trong quá trình phát triển đá bazan và hình dạng của chúng thường là một cột dài đa giác không đều "Hình dạng trông giống như khoai tây chiên của McDonald Sau khi khai quật, nó dễ bị giãn ra, sụp đổ và các hiện tượng khác" Viện sĩ Chen Zuyu nói với các phóng viên rằng đá bazan nối cột đôi khi được tìm thấy trong các dự án trong và ngoài nước, nhưng vị trí phân phối của nó không liên quan đến tòa nhà chính nên có rất ít nghiên cứu về đặc điểm của nó Baihetan là dự án đập vòm cao đầu tiên ở Trung Quốc sử dụng đá bazan nối cột làm nền đập Lần đầu tiên, nghiên cứu chuyên sâu và có hệ thống về đặc tính kỹ thuật của đá bazan nối cột đã được thực hiện Việc nghiên cứu đặc tính giãn và biện pháp xử lý của đá bazan nối cột được thực hiện xuyên suốt toàn bộ quá trình thiết kế kỹ thuật
Là một chuyên gia đã từng tham gia trình diễn dự án Baihetan, Viện sĩ Chen Zuyu cho biết các mối nối cột bazan là một trong những vấn đề kỹ thuật quan trọng trong cuộc trình diễn Baihetan Sau nhiều lần chứng minh của các chuyên gia trong nước, cuối cùng họ tin rằng mặc dù có các mối nối cột bazan ở Baihetan nhưng do đá rắn và độ bám chặt nên nó vẫn thích hợp để xây dựng một tòa nhà đập cao 289 mét
Được biết, dự án Baihetan hiện đang sử dụng đá bazan nối cột siêu nhỏ làm bề mặt móng và lớp bảo vệ, neo trước, phun vữa tăng cường và các phương pháp xử lý khác được dành riêng cho khối đá bề mặt đào Một nền bê tông mở rộng đã được bố trí ở phần lộ thiên của đá bazan nối cột để giảm một cách hiệu quả mức ứng suất nén ở chân đập Đây đã trở thành dự án đập vòm có phần móng mở rộng lớn nhất trong số các dự án đập vòm cao trong và ngoài nước "Hiện tại, công việc đào mố đập Baihetan đã hoàn thành Từ tình hình thực tế, tình hình tốt hơn nhiều so với ước tính trước đây của chúng tôi, đó là một điều tốt Tuy nhiên, các liên kết yếu về địa chất của nền đập vẫn còn tồn tại Chúng ta cần thi công cẩn thận trong toàn bộ quá trình thi công và tăng cường kiểm tra, nghiên cứu tại chỗ để đảm bảo an toàn cho dự án" Viện sĩ Chen Zuyu cho biết
Thiết lập hệ thống cảnh báo sớm
Ứng phó với thảm họa dòng mảnh vụn
Có nhiều ngọn núi sâu và hẻm núi ở hạ lưu sông Kim Sa Trong điều kiện tự nhiên phức tạp, nếu có lượng mưa tập trung, dòng vụn vụn rất dễ xảy ra Ngoài ra, địa điểm dự án rất hẹp Một khi dòng rác thải xảy ra sẽ đe dọa trực tiếp đến sự an toàn của công trình và sự an toàn về tính mạng, tài sản của người dân "Việc ngăn chặn rủi ro dòng chảy mảnh vụn tại địa điểm Baihetan là mối quan tâm thứ hai của tôi" Viện sĩ Chen Zuyu nói với các phóng viên
Khu vực dự án Nhà máy thủy điện Baihetan nằm trong khu vực hẻm núi cao, có khe núi sâu, độ dốc thẳng đứng lớn, khối đá bốc dỡ mạnh, khối đá nguy hiểm và đá hai bên bờ sông, cùng các hiện tượng địa chất bất lợi Hầu hết các rãnh dốc là rãnh dòng chảy mảnh vụn Các dòng mảnh vụn với quy mô khác nhau đã xảy ra ở Thung lũng Aizi, Thung lũng Liangshui, Thung lũng Yanji và Niulugou ở bờ trái, và Thung lũng Haizi, Thung lũng Dazhai và Thung lũng Baihetan ở bờ phải Đối với các thảm họa địa chất đã xác định, dựa trên các điều kiện địa hình và địa chất, đối tượng nguy hiểm và mức độ nguy hiểm, Sở Kỹ thuật và Xây dựng Baihetan đã áp dụng các biện pháp kiểm soát tương ứng, tập trung vào việc ngăn chặn và kiểm soát dòng mảnh vụn Aizigou, ngăn chặn và kiểm soát dòng mảnh vụn Dazhaigou và các dự án xử lý nước mương Haizigou Đối với việc tái định cư, những nơi có hệ số an toàn cao hơn được chọn để bố trí “Mặc dù chúng tôi đã tái định cư hợp lý những người nhập cư và gia cố các mương thoát nước thải này trong thiết kế kỹ thuật, nhưng biện pháp quan trọng nhất là thiết lập hệ thống cảnh báo sớm và sơ tán ngay lập tức trong trường hợp nguy hiểm” Viện sĩ Chen Zuyu cho biết
Năm 2006, một vụ tai nạn dòng chảy vụn đã xảy ra ở lưu vực Aizigou Vụ tai nạn dòng mảnh vụn không phải do lượng mưa tại công trường mà do mưa lớn trên khu đất cao cách công trường 1000-2000 mét "Vì vậy, khi thiết lập hệ thống giám sát và cảnh báo sớm, chúng tôi không chỉ tập trung vào lượng mưa ở Mizoguchi mà còn phát hiện môi trường vĩ mô ở các vùng sương mù dày đặc và lạnh giá Việc sử dụng nền tảng giám sát từ xa hiện có của Bộ Đất đai và Tài nguyên sẽ giúp chúng tôi nắm bắt kịp thời thông tin về lượng mưa ở các vùng núi cao và sương mù dày đặc và đưa ra các kế hoạch ứng phó kịp thời" Viện sĩ Chen Zuyu cho rằng chỉ bằng cách thiết lập một hệ thống quản lý rủi ro phù hợp để ngăn chặn và kiểm soát thảm họa dòng mảnh vụn trong các dự án thủy điện tích hợp xác định rủi ro, đánh giá rủi ro và xử lý rủi ro, chúng ta mới có thể đảm bảo an toàn hơn cho dự án và tài sản của người dân
"Dự án Baihetan là một đỉnh cao khác trong việc xây dựng thủy điện của đất nước tôi Mặc dù còn nhiều khó khăn về mặt kỹ thuật, nhưng sau hơn mười năm khảo sát, thiết kế, nghiên cứu thực nghiệm và rút kinh nghiệm của Xiluodu, Xiaowan và các dự án khác, một số lượng lớn các vấn đề kỹ thuật trọng điểm của Nhà máy thủy điện Baihetan đã được giải quyết và không có yếu tố nào hạn chế việc xây dựng dự án" Viện sĩ Chen Zuyu bình luận về việc phê duyệt dự án Baihetan Ông cho biết Tập đoàn Tam Hiệp Trung Quốc có nhiều kinh nghiệm trong việc xây dựng và quản lý phát triển và vận hành thủy điện quy mô lớn Với sự phát triển và xây dựng của một doanh nghiệp trung tâm như vậy, ông tin rằng Dự án Baihetan sẽ nâng cao hơn nữa trình độ xây dựng các nhà máy thủy điện khổng lồ của nước tôi và trở thành một dự án thủy điện quan trọng trong sự phát triển thủy điện thế giới
(Bài viết này ban đầu được đăng trong số đặc biệt về xây dựng toàn diện dự án chính Nhà máy thủy điện Baihetan do China Three Gorges Project News xuất bản vào ngày 3 tháng 8 năm 2017)