Nằm giữa địa hình núi rừng phức tạp của tỉnh Kon Tum (nay thuộc tỉnh Quảng Ngãi), Nhà máy Thủy điện Thượng Kon Tum là một trong những công trình năng lượng có quy mô và yêu cầu kỹ thuật đặc biệt tại Việt Nam. Điểm đáng chú ý nhất của dự án là tuyến năng lượng dài khoảng 17,5 km, trong đó phần lớn là đường hầm dẫn nước được đào xuyên sâu trong lòng núi.
Theo Công ty Cổ phần Tư vấn xây dựng điện 1 (PECC1), đây là đường hầm dẫn nước dài nhất Việt Nam hiện nay. Tuyến hầm có tổng chiều dài khoảng 17,5 km, gồm 5 km đầu được thiết kế theo hình móng ngựa và khoảng 12 km tiếp theo có tiết diện hình tròn, đường kính 4,5 m.
Đường hầm nằm trong hệ thống dẫn nước từ hồ chứa trên sông Đắk Nghé đến nhà máy thủy điện đặt tại khu vực sông Đăk Lô. Nhờ khai thác độ chênh cao lớn giữa hồ chứa và nhà máy, công trình tạo ra cột nước lên tới 944 m, thuộc nhóm cao nhất tại Việt Nam.
Với tổng vốn đầu tư khoảng 9.500 tỷ đồng, Thủy điện Thượng Kon Tum có hai tổ máy, tổng công suất lắp đặt 220 MW, sản lượng điện thiết kế bình quân khoảng 1.094 triệu kWh mỗi năm. Nhà máy sử dụng tua-bin gáo Pelton, phù hợp với điều kiện cột nước cao và lưu lượng nước khai thác.
Đào đường hầm xuyên qua địa chất phức tạp
Việc xây dựng tuyến hầm dài gần 18 km là một trong những thách thức lớn nhất của dự án. Theo PECC1, đường hầm đi sâu trong lòng núi, đi qua nhiều tầng địa chất và các đới đứt gãy phức tạp, trong khi lượng nước ngầm lớn khiến quá trình đào và gia cố gặp nhiều khó khăn.
Để thi công, dự án sử dụng kết hợp phương pháp khoan nổ thông thường và máy đào hầm TBM (Tunnel Boring Machine). Trong đó, khoảng 10,45 km đường hầm từ lý trình Km5 đến Km15+449 được giao cho liên danh Công ty Cổ phần Xây dựng 47 và Công ty Robbin (Mỹ) thi công bằng TBM.
Đây là một trong những gói thầu quan trọng của dự án, có giá trị hợp đồng 697,8 tỷ đồng và 31 triệu USD, thời gian thực hiện dự kiến 28 tháng. Trước đó, hạng mục này từng do một nhà thầu Trung Quốc đảm nhận nhưng không đáp ứng tiến độ. Chủ đầu tư sau đó chấm dứt hợp đồng, tổ chức sửa chữa và khôi phục máy đào TBM trước khi chuyển giao cho liên danh nhà thầu mới.
Theo Công ty Cổ phần Thủy điện Vĩnh Sơn – Sông Hinh, sau 21 tuần sửa chữa, máy TBM được chạy khoan thử nghiệm thành công vào tháng 4/2016. Việc đưa thiết bị trở lại hoạt động là bước quan trọng để tiếp tục triển khai tuyến hầm.
Công nghệ TBM cho phép đào hầm bằng máy chuyên dụng, đồng thời hỗ trợ gia cố thành hầm trong quá trình thi công. Tuy nhiên, điều kiện địa chất phức tạp, nước ngầm lớn và không gian thi công hạn chế vẫn đặt ra nhiều yêu cầu đối với công tác tổ chức, thông gió và vận chuyển vật liệu bên trong đường hầm.
Công trình sở hữu nhiều thông số đặc biệt
Không chỉ có đường hầm dẫn nước dài gần 18 km, Thủy điện Thượng Kon Tum còn sở hữu nhiều hạng mục có quy mô đáng chú ý.
Theo hồ sơ dự án, đập dâng chính có chiều cao lớn nhất khoảng 77,6 m, kết cấu đất đá hỗn hợp và chiều dài theo đỉnh 279 m. Dung tích toàn bộ hồ chứa đạt khoảng 145,52 triệu m³.
Một điểm đặc biệt khác là công nghệ điều áp bằng khí nén (ACSC) được áp dụng tại công trình. Theo PECC1, đây là lần đầu tiên đơn vị thiết kế bản vẽ thi công hệ thống buồng điều áp khí nén dựa trên các tính toán thủy lực và yêu cầu kỹ thuật của dự án.
Hệ thống này có nhiệm vụ hạn chế hiện tượng nước va trong đường hầm áp lực khi phụ tải của nhà máy thay đổi đột ngột. Đây là yếu tố quan trọng đối với các nhà máy thủy điện có cột nước cao, nơi sự biến động áp suất trong đường dẫn nước có thể tác động lớn đến thiết bị và kết cấu công trình.
Dự án Thủy điện Thượng Kon Tum được khởi công vào tháng 9/2009. Sau hơn một thập kỷ triển khai, tổ máy số 1 hòa lưới điện quốc gia ngày 24/3/2021. Nhà máy chính thức vận hành phát điện thương mại từ tháng 4/2021 và hoàn thành các thủ tục nghiệm thu công trình vào năm 2024.
