“Thành phố ngầm” lớn nhất thế giới, người Thủy điện Trung Quốc bàn giao “câu trả lời đổi mới”

Tin tức từ trang web này (Du Jianwei Wang Lu) Lật lại bản đồ, khoảng cách từ Thượng Hải đến Ninh Ba là 217 km Tại Trạm thủy điện Baihetan, 217 km vừa được hoàn thành xuyên suốt “thành phố ngầm” nhân tạo xuyên suốt

“Thành phố ngầm” của thủy điện Baihetan còn hơn thế nhiều

Khối lượng khai quật là 25 triệu mét khối, quy mô của nhóm hang động đứng đầu trong các dự án thủy điện trên thế giới Hơn 160 đường hầm giao thông đan xen thành một mê cung khổng lồ giữa vùng núi hai bên sông Kim Sa

Hai nhà máy dưới lòng đất ẩn sâu trong mê cung và là nơi đặt 16 tổ máy thủy điện khổng lồ Nhà máy dưới lòng đất dài 438m, cao gần 90m, tương đương chiều cao của một ngôi nhà dân cư 31 tầng Nhịp tối đa 34 mét là kỷ lục mới cho các dự án tương tự

  

▲Chụp ảnh nhà máy ngầm bên bờ trái: Zhang Yong

Xây dựng một “thành phố ngầm” như vậy khó đến mức nào?

Điều kiện địa chất của khu vực đập rất phức tạp và độ ổn định của đá xung quanh kém Việc khai quật một thành phố ngầm khổng lồ trên núi giống như khắc trên vỏ trứng Bạn cũng phải đảm bảo rằng vỏ trứng không bị vỡ Việc này đòi hỏi rất nhiều sự khéo léo

Hãy cùng xem câu trả lời từ những người xây dựng trạm thủy điện Baihetan

“Câu hỏi đầu tiên trong cuốn sách” về xây dựng nhà máy điện dưới lòng đất là việc kiểm soát độ ổn định của đá xung quanh trong quá trình đào nhà máy điện dưới lòng đất Điều kiện địa chất phức tạp của Trạm thủy điện Baihetan đủ để khiến chủ đề này trở thành một vấn đề tầm cỡ thế giới

Khi hầu hết mọi người nghĩ đến vụ nổ, điều đầu tiên hiện lên trong đầu là cảnh tượng tàn phá kinh hoàng Tuy nhiên, việc cho nổ nhà máy điện ngầm thủy điện Baihetan lại rất “tinh tế” Điều này là do sự đào tạo cẩn thận của người xây dựng - các kế hoạch nổ mìn tùy chỉnh theo từng lớp và phân vùng Điều này không chỉ đảm bảo sự ổn định của khối đá mà còn khiến bức tường đá sau khi nổ mìn trông giống như một tác phẩm điêu khắc nhân tạo

"Một lớp khai quật, một lớp phân tích, một lớp dự đoán và một lớp chấp nhận" Duan Xingping, kỹ sư dự án nhà máy điện ngầm của Cục Xây dựng Kỹ thuật Baihetan thuộc Tập đoàn Tam Hiệp Trung Quốc (sau đây gọi là "Cục Xây dựng"), đã tóm tắt mô hình quản lý tối ưu hóa động của giai đoạn đào trong mười sáu từ

Do điều kiện địa chất phức tạp nên thời gian thi công giai đoạn đào hỗ trợ nhà máy điện ngầm của Nhà máy thủy điện Baihetan dài hơn nhiều so với các dự án tương tự, điều này cũng ảnh hưởng nhất định đến thời gian thi công phần bê tông và các bộ phận kim loại nhúng Nâng cao hiệu quả xây dựng mà không để lại bất kỳ mối nguy hiểm tiềm ẩn nào về an toàn và không ảnh hưởng đến chất lượng là “câu hỏi trắc nghiệm” khó thứ hai mà các nhà xây dựng Baihetan phải trả lời

Sun Huixiang, kỹ sư dự án nhà máy ngầm của Bộ Xây dựng, nói với các phóng viên rằng họ có "những người trợ giúp tốt"

Tháp lấy nước của nhà máy điện là lối vào hệ thống dẫn nước và phát điện Trong quá trình xây dựng tòa tháp bê tông cao hơn 100 mét và kết cấu phức tạp này, “Người Nhện” đã giúp đỡ rất nhiều "'Người Nhện' là biệt danh mà chúng tôi đặt cho mẫu thiết bị tự leo bằng thủy lực" Tôn Huy muốn nói

  

▲Hình ảnh tháp dẫn nước và đường dẫn nước ở bờ phải Nhiếp ảnh: Zhang He

Cốp pha tự leo thủy lực là thiết bị có thể di chuyển lên xuống trong quá trình thi công nhà cao tầng Nó thường được sử dụng trong xây dựng cầu và nhà cao tầng, nhưng hiếm khi được sử dụng trong xây dựng bê tông khối thủy lực Các nhà xây dựng Baihetan đã đổi mới giải pháp cốp pha tự leo thủy lực truyền thống, giúp nó thích ứng với môi trường xây dựng của một tòa tháp có chiều cao hơn 100 mét và kết cấu phức tạp, đồng thời không sợ bị ảnh hưởng bởi thời tiết gió trong khu vực làm việc quanh năm

Đó là một đối tác khác được mệnh danh là “Transformer” đã “thể hiện sức mạnh to lớn” trong việc thi công đường hầm dẫn dòng

Có tám đường hầm chuyển hướng ở hai bên của Trạm thủy điện Baihetan Chiều dài và kết cấu mặt cắt ngang của mỗi đường hầm là khác nhau Trước đây, hầu hết các thiết bị xây dựng đường hầm dẫn nước trong ngành chỉ có thể tháo rời và lắp ráp nhiều lần để đối phó với những thay đổi trong đường hầm, điều này không hiệu quả lắm

Các nhà xây dựng Baihetan đã thiết kế một thiết bị cải tiến gọi là xe đẩy di động đa năng bằng kính thiên văn thủy lực tự hành, có thể biến dạng theo cấu trúc mặt cắt ngang của các đường hầm khác nhau và cũng rất thuận tiện để di chuyển giữa các đường hầm nên được gọi là "Máy biến áp" Một “Máy biến áp” có thể đáp ứng điều kiện thi công của nhiều đường hầm

  

▲Hình ảnh thi công phần trên của hầm dẫn dòng số 1 bên bờ trái Nhiếp ảnh: Tạ Lôi

“Trước đây, để tháo dỡ và lắp ráp một thiết bị thi công đường hầm phải mất cả tháng, nhưng xe đẩy của chúng tôi chỉ mất nửa tháng để biến dạng, dịch chuyển” Tôn Huy muốn nói

Là đường ống dẫn nước từ bể chứa đến tuabin, ống thép chịu áp có vai trò quan trọng như động mạch chủ nối quả tim trong cơ thể con người Do cột nước cao của tổ máy triệu kilowatt, một số lượng lớn thép cường độ cao 800 MPa sản xuất trong nước được sử dụng trong các ống thép dẫn nước áp lực của Nhà máy thủy điện Baihetan

Đúng như tên gọi, thép cường độ cao là thép có cường độ cao hơn Nó thường được sử dụng trong kỹ thuật hàng hải, thiết bị nâng hạ, máy móc kỹ thuật, thùng chứa và bể chứa để đối phó với môi trường khắc nghiệt và nhu cầu giảm trọng lượng bản thân Số cấp càng lớn thì độ bền của thép càng tốt nhưng ngược lại, hiệu suất hàn càng kém

Do những hạn chế của quá trình hàn, thép cường độ 800 MPa không phải là ngôi sao của dòng thép cường độ cao, nhưng những lợi ích rõ ràng của nó vẫn tiếp tục thu hút sự nỗ lực từ mọi tầng lớp xã hội Việc ứng dụng quy mô lớn thép cường độ cao 800 MPa trong lĩnh vực thủy điện là lần đầu tiên ở Baihetan

Đối với Cheng Hui, kỹ sư dự án nhà máy ngầm của Bộ Xây dựng, việc bẻ khóa phần cứng này là một cuộc khám phá đầy thử thách

“Kiểm soát nhiệt độ, vật liệu hàn, phương pháp hàn và sửa chữa là những nội dung quan trọng trong quá trình hàn và liên quan trực tiếp đến chất lượng hàn ống thép” Cheng Hui nói: "Nhưng trong lĩnh vực hàn thép cường độ cao 800 MPa, không có nhiều kinh nghiệm để rút kinh nghiệm"

  

▲Hình ảnh thi công hàn ống thép áp lực Nhiếp ảnh: Xie Lei

Sau nhiều lần nghiên cứu và so sánh, các nhà xây dựng Baihetan đã phát triển quy trình hàn dành riêng cho thép cường độ cao 800 MPa và liên tục cải tiến nó trong quá trình xây dựng Kết quả nghiệm thu cho thấy tỷ lệ phát hiện khuyết tật sơ cấp đối với hàn thép cường độ cao 800 MPa tại khu vực xây dựng là trên 99%

Thành tựu này có ý nghĩa rất lớn đối với ngành thép nước ta Trải nghiệm quy trình hàn có thể nhân rộng sẽ thúc đẩy hơn nữa quá trình nội địa hóa và ứng dụng quy mô lớn thép cường độ cao 800 MPa, đồng thời được kỳ vọng sẽ giúp ngành thép nước ta đột phá trong lĩnh vực thép cường độ cao 800 MPa

Trong "thử nghiệm lớn" về xây dựng nhà máy ngầm, các phiếu trả lời do các nhà xây dựng Baihetan đệ trình là một phần quan trọng của các dự án chất lượng đẳng cấp thế giới và đã đóng góp trí tuệ của Trung Quốc vào việc xây dựng các dự án ngầm liên quan trên thế giới