Nhà máy thủy điện trị giá 34 tỷ USD được xây dựng 'không hề có một vết nứt nào': Bí mật chỗ ẩn nằm ở đâu?

(Tổ Quốc) - Sử dụng nhiều công nghệ đặc biệt, nhà máy thủy điện Bạch Hạc Than, là dự án lớn thứ hai trên thế giới, đã phá vỡ một số kỷ lục và được đảm bảo hoạt động an toàn.

Đặt tại sông Kim Sa, một nhánh của sông Trường Giang ở Tây Nam Trung Quốc, nhà máy thủy điện Bạch Hạc Than là một trong những dự án lớn và phức tạp nhất trên toàn cầu.

Nhà máy này trang bị 8 tổ máy phát thủy điện ở mỗi bên của đập, tổng công suất sản xuất lên đến 16 triệu kWh. Bắt đầu hoạt động từ tháng 7/2022, chi phí xây dựng tổng cộng lên tới 220 tỷ NDT (tương đương hơn 34 tỷ USD).

Theo các chuyên gia, khi hoàn thành, nhà máy Bạch Hạc Than sẽ là nhà máy thủy điện lớn thứ hai trên thế giới về tổng công suất, chỉ sau đập Tam Hiệp ở tỉnh Hồ Bắc (Trung Quốc). Điều đặc biệt, lượng điện mà nhà máy này sản xuất dự kiến sẽ giúp giảm 19,68 triệu tấn than đá, tương đương với việc cắt giảm 51,6 triệu tấn CO₂, góp phần quan trọng vào mục tiêu trung hòa carbon của Trung Quốc vào năm 2060.

Đập thủy điện thông minh 

Việc xây dựng đập thủy điện Bạch Hạc Than trong thung lũng hẹp hình chữ V của sông Kim Sa cũng đối mặt với nhiều rắc rối về không gian và điều kiện địa chất phức tạp.

Ngay từ khi bắt đầu xây dựng vào năm 2017, đập Bạch Hạc Than đã vượt qua những thách thức kỹ thuật khó khăn và phá vỡ nhiều kỷ lục thế giới, như hang ngầm lớn nhất, đập tràn lớn nhất và khả năng chống địa chấn lớn nhất cho đập cao khoảng 300 m.

Hiện nay, kỹ sư tại đập Bạch Hạc Than đang sử dụng công nghệ định vị vệ tinh để đảm bảo sự chính xác trong thi công. Hệ thống định vị bằng vệ tinh Bắc Đẩu của Trung Quốc, hoạt động ở độ cao 20.000 km trên Trái Đất, đã giám sát quá trình đổ 8 triệu tấn xi măng vào đập cao 289 m.

Các kỹ sư cho biết, độ chính xác cao là cần thiết để đảm bảo đập thủy điện này có thể chịu áp suất nước lên tới 16,5 triệu tấn và chống địa chấn, đặc biệt khi phần đỉnh hình vòm kéo dài hơn 700 m. Bạch Hạc Than được thiết kế để chống địa chấn do nằm trong một khu vực địa chấn của Trung Quốc.

Tuy nhiên, trong quá trình thi công, hai thách thức lớn nhất mà các chuyên gia phải đối mặt là kiểm soát nhiệt độ của bê tông và ngăn chặn ngay cả những vết nứt nhỏ nhất trên bề mặt.

Ông Sun Minglun, kỹ sư cao cấp của đội thi công, nói: 'Việc xây dựng đập Bạch Hạc Than yêu cầu phải đổ lượng lớn bê tông. Tuy nhiên, phản ứng thủy hóa của xi măng trong bê tông sinh ra nhiệt, làm tăng nhiệt độ của bê tông sau khi đổ. Nếu không kiểm soát nhiệt độ hiệu quả, sẽ không thể tránh khỏi việc xuất hiện các vết nứt'.

Vì vậy, kỹ sư này cùng đồng đội đã áp dụng một loại xi măng đặc biệt để giảm thiểu phát nhiệt khi xây dựng đập Bạch Hạc Than và giảm nguy cơ nứt vỡ do nhiệt độ.

Ông Zhang Chaoran, người từng là kỹ sư trưởng của Tập đoàn dự án Tam Hiệp Trung Quốc, người điều hành chính của các nhà máy thủy điện, cho biết dự án này đã mở ra cơ hội để sử dụng rộng rãi hơn xi măng ít tỏa nhiệt.

Thực tế, 16 máy phát điện của Bạch Hạc Than được trang bị một số công nghệ tiên tiến nhất. Cụ thể, các tuabin được sản xuất bằng công nghệ kỹ thuật số thông minh và chính xác đến mức độ dao động quanh trục của chúng chỉ bằng chiều rộng của một sợi tóc.

Hơn nữa, có hàng chục nghìn cảm biến được lắp đặt trên đập để thu thập dữ liệu về nhiệt độ, áp suất, môi trường và tiến độ thi công của bê tông theo thời gian thực. Kỹ thuật viên có thể điều chỉnh hoạt động của đập dựa trên thông tin thu thập được.

Theo ông Xu Weilin, một thành viên của Viện Hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc, dự án xây dựng đập Bạch Hạc Than đã chi tới 170 triệu NDT (tương đương gần 24 triệu USD) cho công nghệ thông minh.

Ông Xu Weilin nhấn mạnh rằng, các công nghệ thông minh đã được triển khai từ khi bắt đầu xây dựng Bạch Hạc Than. Đồng thời, các công nghệ mô phỏng kỹ thuật số và phản hồi dữ liệu đang được sử dụng để theo dõi tình trạng của đập thủy điện này.

Nhờ vào những công nghệ này, Bạch Hạc Than trở thành một trong những đập thủy điện thông minh nhất hiện nay.

Cách xây dựng đập thủy điện ra sao? 

Xây dựng đập thủy điện là một trong những biện pháp mà con người sử dụng để kiểm soát và thay đổi môi trường tự nhiên. Thực tế, chúng ta thường xây dựng các đập thủy điện để lưu giữ lượng nước lớn, kiểm soát lũ lụt và sản xuất điện. Vậy, quá trình xây dựng các đập thủy điện diễn ra như thế nào?

Thực tế, các đập thủy điện thường được xây dựng giữa dòng nước như sông, thung lũng. Thung lũng sẽ được biến đổi thành hồ chứa nước hoặc hồ nhân tạo khi sử dụng nước từ dòng chảy tự nhiên hoặc từ nguồn nước khác. Dòng nước được chuyển dẫn qua đập bằng các hầm dẫn nước dọc theo thành hoặc chân đập.

Trong quá trình xây dựng các hầm dẫn nước này, công nhân sẽ tiến hành đào đất và phá các khối đá lớn bằng thuốc nổ để tạo đường cho dòng nước chảy qua.

Đặc biệt, khi xây dựng đập bắc qua một dòng sông lớn, công nhân không tạo ra các kênh dẫn dòng nước. Thay vào đó, đập sẽ đưa dòng sông lớn qua các hố móng thi công khô được xây ở một bên của dòng sông.

Sau đó, việc xây dựng đập sẽ được thực hiện theo từng đoạn và nước sẽ chảy qua các phần đập đã hoàn thành. Hồ chứa nước cũng sẽ được đổ đầy nước sau đó.

Theo các chuyên gia, nền móng của đập thủy điện phải được xây dựng vững chắc đủ để chịu được trọng lượng của đập và áp lực của nước. Bởi vì nền móng được xây dưới mặt đất, nên những khu vực đất mềm đôi khi được phát hiện trong quá trình thi công. Khi phát hiện, công nhân sẽ ngay lập tức thay thế chúng bằng vật liệu cứng hơn để đảm bảo nền móng của đập thủy điện được vững chắc nhất có thể.

Hơn nữa, đội thi công cũng sẽ sử dụng vữa lỏng để vá mọi vết nứt, từ đó ngăn chặn nước rò rỉ cho tới khi công trình hoàn thành.

Khi quá trình xây dựng kết thúc, các kỹ sư sẽ sử dụng lần tích nước đầu tiên để kiểm tra độ chắc chắn của đập thủy điện và xem xét khả năng chống chịu của nó.

Các kỹ sư sẽ theo dõi cẩn thận quá trình để phát hiện các thiếu sót trong thiết kế hoặc quá trình thi công và xử lý chúng một cách an toàn.

Ngoài ra, các chuyên gia cũng sẽ kiểm tra các dấu hiệu của sự rò rỉ, vỡ nứt hoặc xói mòn, từ đó có thể thực hiện các biện pháp sửa chữa để đảm bảo đập thủy điện hoạt động ổn định theo công suất thiết kế.

Tham khảo nguồn: CGTN, Globaltimes, Interestingengineering