Dự án Hòa Bình mở rộng - Những thách thức địa chất công trình và giải pháp

Tóm tắt:

Tình hình địa chất tại khu vực xây dựng dự án Thủy điện Hòa Bình mở rộng (HBMR) rất phức tạp, với các đứt gãy mạnh và đan xen. Để bảo đảm an toàn tuyệt đối cho các công trình quan trọng lân cận (đập Hòa Bình, Tượng đài Bác Hồ, trụ sở UBND tỉnh), Công ty Tư vấn Xây dựng Điện 1 (PECC1) đã tiến hành nhiều hạng mục khảo sát địa chất khác nhau, bao gồm cả các chương trình đo ứng suất hiện trường. Các dữ liệu này được tích hợp trong một mô hình số 3 chiều phức tạp nhằm đề xuất giải pháp thiết kế bảo đảm an toàn kỹ thuật, đồng thời tối ưu về kinh tế và tiến độ thi công. Bài viết nhằm khái quát các thách thức về địa chất công trình, đánh giá mức độ ảnh hưởng đối với các công trình trọng yếu lân cận. Đồng thời trình bày những giải pháp khảo sát và thiết kế đã được triển khai để xử lý hiệu quả các vấn đề đặt ra.

1. Mở đầu

Với việc các tổ máy của Dự án HBMR hòa lưới thành công vào hệ thống điện quốc gia (Tổ máy số 1 lúc 4h27 ngày 19/8/2025 và Tổ máy số 2 lúc 16h20 ngày 14/11/2025), sau 1.769 ngày kể từ thời điểm khởi công (ngày 10/01/2021), tập thể cán bộ, công nhân viên và các kỹ sư đã đưa dự án về đích thành công.

Dự án HBMR được bố trí tại bờ phải, gồm cửa nhận nước dẫn vào hai đường hầm áp lực song song có đường kính trong 11,5 m và chiều dài mỗi hầm hơn 750 m. Khoảng cách giữa hai tim hầm là 38,5 m, trong đó khoảng cách nhỏ nhất đạt 34,0 m. Các đường hầm này dẫn nước về nhà máy kiểu hở, nơi lắp đặt hai tổ máy với tổng công suất 480 MW. Toàn cảnh bố trí công trình được minh họa tại Hình 1.

Trong quá trình triển khai, dự án phải đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật có mức độ phức tạp cao, bao gồm các vấn đề liên quan đến công tác khảo sát, thiết kế, điều kiện địa chất - địa hình, điều kiện thi công cũng như các tác động bất lợi của thiên tai và bão lũ. Các nội dung này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ, liên tục giữa các nhóm chuyên môn nhằm bảo đảm tiến độ và an toàn của công trình.

Trong phạm vi bài viết, nhóm tác giả chỉ tập trung đề cập một phần nhỏ trong số rất nhiều thách thức kỹ thuật của dự án, cụ thể là những vấn đề liên quan đến địa chất công trình. Từ những thách thức này đã cho thấy sự nỗ lực và năng lực vượt trội của đội ngũ kỹ sư trong nước trong việc làm chủ công nghệ khảo sát, thiết kế và thi công các công trình ngầm, đặc biệt trong những điều kiện địa chất, thi công hết sức phức tạp như tại dự án HBMR.

2. Điều kiện xây dựng công trình

Từ vị trí xây dựng công trình (Hình 2), có thể nhận thấy dự án HBMR nằm rất gần các công trình trọng yếu. Do đó, việc bảo đảm an toàn tuyệt đối trong cả quá trình thi công và vận hành sau này là yêu cầu bắt buộc. Các công trình cần được bảo vệ bao gồm:

Đập Hòa Bình: Đập đang đảm nhiệm vai trò lưu trữ dung tích khoảng hơn 9 tỷ m³ nước, phục vụ cho hoạt động phát điện của Nhà máy Thủy điện Hòa Bình. Khối lượng nước khổng lồ trong hồ chứa này nằm ngay phía thượng lưu của Thủ đô Hà Nội. Mọi tác động bất lợi có thể ảnh hưởng đến an toàn bình thường của đập đều có khả năng dẫn đến những hậu quả rất nghiêm trọng; do đó, mọi rủi ro, dù là nhỏ nhất, đối với đập đều phải được loại trừ hoàn toàn.
Tượng đài Bác Hồ: Công trình được xây dựng trên đỉnh quả đồi và hoàn thành vào năm 1997, như minh họa trong Hình 3. Đây là một công trình tưởng niệm có ý nghĩa quan trọng đối với quốc gia; do đó, mọi rủi ro có khả năng ảnh hưởng đến an toàn của quần thể tượng đều phải được loại trừ tuyệt đối.
Khu vực trụ sở UBND tỉnh Hòa Bình (cũ): Trụ sở UBND được xây dựng trên một phần mái dốc của đồi Ông Tượng. Hiện tại, mái dốc phía sau trụ sở đang xuất hiện hiện tượng sạt lở, vấn đề này đã tồn tại trong thời gian dài và có xu hướng diễn biến phức tạp. UBND tỉnh Hòa Bình (cũ) đã triển khai nhiều biện pháp gia cố và ổn định mái dốc. Trong bối cảnh hiện trạng mái dốc gần đạt trạng thái giới hạn, mọi tác động bất lợi có thể làm suy giảm sự ổn định của mái dốc đều không được phép xảy ra.

Với các yêu cầu xây dựng nghiêm ngặt như trên, đội ngũ kỹ thuật tham gia dự án buộc phải thực hiện đánh giá chính xác và đề xuất các giải pháp kỹ thuật hợp lý, đảm bảo độ an toàn cao. Đây chính là “kim chỉ nam” cho Công ty Tư vấn Xây dựng Điện 1 trong suốt quá trình khảo sát và thiết kế các hạng mục của dự án HBMR.

3. Các khảo sát địa chất công trình

Vào các năm 2016 và 2018, PECC1 được Ban Quản lý Dự án Điện 1 (EVNPMB1), chi nhánh của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), giao lần lượt nhiệm vụ khảo sát và thiết kế dự án HBMR. Ngay từ giai đoạn khảo sát, các kỹ sư của PECC1 đã nhận thấy điều kiện địa chất tại Đồi Ông Tượng rất yếu và phức tạp. Đây có lẽ cũng là lý do mà các kỹ sư Liên Xô trong những năm 1960-1970, khi thiết kế Nhà máy Thủy điện Hòa Bình, đã tránh khu vực này và lựa chọn đặt hệ thống nhà máy ngầm ở bờ trái sông, chấp nhận rủi ro liên quan đến hang động đá vôi, thay vì phải đối mặt với các thách thức địa chất phức tạp tại Đồi Ông Tượng.

Trước những điều kiện địa chất khó khăn và yêu cầu an toàn cực kỳ cao đối với các công trình lân cận, đội ngũ kỹ thuật của PECC1 không còn lựa chọn nào khác ngoài việc trực tiếp đối mặt với thách thức, vận dụng toàn bộ kiến thức, kinh nghiệm và năng lực chuyên môn để tìm ra các giải pháp thích hợp.

Để thu thập thông tin, PECC1 đã tiến hành thực hiện một khối lượng khảo sát địa chất, địa chất công trình rất lớn, bao gồm:

Khảo sát đo đạc trong hầm tiêu nước hiện hữu của thủy điện Hòa Bình.
Công tác đào hầm ngang để thí nghiệm và đánh giá điều kiện địa chất.
Khảo sát địa vật lý, tổng cộng thực hiện 13 mặt cắt với chiều dài khoảng 8,2 km.
Khoan lấy mẫu với tổng cộng 77 hố khoan và quét ảnh các hố khoan.
Đo đạc nước ngầm và tính chất thấm của đất đá.
Công tác đo ứng suất đá bằng phương pháp đo hội tụ trong hầm ngang (6 mặt cắt). Kết quả đo như thể hiện trong Bảng 1.
Đo ứng suất đá bằng phương pháp khoan bao lõi 3D (3D-overcoring) trong giai đoạn TKKT. Công tác này được PECC1 mời Viện Nghiên cứu SINTEF của Nauy thực hiện trong hầm tiêu nước của Thủy điện Hòa Bình (SINTEF, 2019).
Đo ứng suất đá bằng phương pháp nứt vỡ thủy lực (hydraulic fracturing) trong 6 hố khoan trong giai đoạn thi công.

Các khảo sát đã liệt kê phần lớn được thực hiện trước khi xây dựng công trình (SINTEF, 2019 và PECC1, 2018, 2019). Tuy nhiên, có một số các khảo sát được thực hiện bổ sung trong quá trình xây dựng công trình để làm rõ hơn điều kiện địa chất và các chỉ tiêu tính toán (PECC1, 2022).

Trên cơ sở các khảo sát địa chất kỹ lưỡng, ở giai đoạn TKKT, PECC1 đã xây dựng tương đối chi tiết mô hình 3 chiều toàn bộ khối địa chất tại Đồi Ông Tượng (như minh họa trong Hình 4), đồng thời xác định các chỉ tiêu cơ lý và độ bền của khối đá. Dựa trên các dữ liệu thu thập được, tình hình địa chất của dự án HBMR có thể được tóm tắt với những điểm đáng chú ý sau:

Khu Đồi Ông Tượng là các thành tạo đá trầm tích cuội kết, cát kết, sét bột kết thuộc hệ tầng Cò Nòi (T1cn) và đá bazan bị biến đổi, porphyrit bazan, porphyrit andezit thuộc hệ tầng Hòa Bình (P2hb2).
Về điều kiện địa chất thuận lợi, trạng thái đá khối trong khu vực nhìn chung được phân loại từ rất xấu đến xấu, và chỉ tại một số vị trí cục bộ mới đạt mức chất lượng trung bình.
Về các yếu tố bất lợi, khu vực Đồi Ông Tượng tồn tại nhiều đặc điểm phức tạp và có mức độ ảnh hưởng đáng kể, bao gồm:
- Khu đồi có lớp phong hóa đất và đá rời rạc phía trên khá đáng kể. Lớp phong hóa này có thể mất ổn định, tăng nguy cơ sạt lở mái dốc khi tiến hành đào hố móng cửa nhận nước và nhà máy.
- Trong khu vực tồn tại nhiều đới đứt gãy và cà nát địa chất phát triển với mật độ khác nhau, chia cắt mạnh địa hình đồi. Các đới đứt gãy này không chỉ xuất hiện dưới dạng mặt phẳng đơn thuần mà còn thể hiện dạng uốn lượn, biến dạng phức tạp theo không gian, với bề dày thay đổi đáng kể từ dưới 1 m đến vài mét.
- Việc biến đổi mạnh mẽ về chiều hướng uốn lượn cũng như chiều dày đới đứt gãy làm cho công tác dự báo điều kiện địa chất hầm ở giai đoạn TKKT là đặc biệt khó khăn.
- Phía gần cửa nhận nước, ngang với vai đập (khu vực đánh dấu NGTL3, 4 và NGTL5A, 6 trong Hình 4 và trên mặt cắt dọc hầm Hình 5) xuất hiện 1 cụm các đứt gãy đan xen, giao cắt nhau gây nguy cơ mất ổn định kết cấu và mất ổn định thấm cho hầm. Đặc biệt, nếu xảy ra mất ổn định thấm của hầm ở vị trí này thì gây rủi ro xói, ảnh hưởng xấu đến lõi của đập Hòa Bình.
- Ngay tại khu vực hạ lưu của đoạn tuyến này xuất hiện một đới phong hóa sâu bất thường, được minh họa trong Hình 6. Chiều sâu phong hóa tại đây có nơi vượt quá 100 m, với đất đá bị phong hóa mạnh, vỡ vụn và biến đổi gần như hoàn toàn thành đất (thể hiện bằng đường bao tối màu và ký hiệu “Đất” trong Hình 6). Sự hiện diện của đới phong hóa sâu này tiềm ẩn nguy cơ đáng kể đối với sự ổn định kết cấu cũng như an toàn thấm của tuyến hầm.
- Các kết quả đo đạc cho thấy điều kiện ứng suất trong khối đá của khu Đồi Ông Tượng ở mức tương đối thấp. Đây là yếu tố bất lợi, có thể ảnh hưởng đến ổn định kết cấu cũng như ổn định thấm của tuyến hầm trong cả giai đoạn thi công và vận hành, do đó cần được phân tích và đánh giá cẩn trọng.

Như vậy, qua công tác khảo sát công phu, kỹ lưỡng với rất nhiều các kỹ thuật khác nhau, Tư vấn đã có thể xác định được điều kiện địa chất tương đối chi tiết, đồng thời định hình chính xác các yếu tố rủi ro chính cho dự án và các công trình quan trọng xung quanh. Từ các thông tin này, đơn vị Tư vấn đã tiến hành các tính toán chi tiết để đề ra các giải pháp kỹ thuật phù hợp cho công trình.

4. Các tính toán thiết kế hầm trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật

Trong số các rủi ro có thể tác động đến dự án và các công trình trọng yếu lân cận, nguy cơ rò rỉ nước và thất thoát nước qua đường hầm được xác định là nghiêm trọng nhất. Dòng thấm từ hầm, nếu xảy ra, có thể gây ảnh hưởng bất lợi đến ổn định đập Hòa Bình cũng như ổn định tổng thể khối Đồi Ông Tượng. Với chất lượng đá khối xấu và có xu hướng giảm yếu khi tiếp xúc với nước, thì toàn bộ tuyến hầm được thiết kế với lớp áo beton dày khoảng 90 cm. Tuy nhiên, theo kinh nghiệm thiết kế hầm thủy điện của Nauy, để loại trừ nguy cơ gây nứt vỏ beton, dẫn đến rủi ro thấm của đướng hầm, thì yêu cầu ứng suất chính nhỏ nhất (sigma 3) hoặc áp lực nước ngầm tự nhiên của đá khối phải lớn hơn áp lực nước trong hầm. Áp lực nước khi vận hành bình thường trong hầm là 114 m, kết hợp với hệ số an toàn là 1.3 thì ứng suất chính nhỏ nhất yêu cầu trong đá khối sẽ là 114m x 1.3 = 148 m (hay là tương đương 1.48 MPa).

Trong trường hợp ứng suất chính nhỏ nhất của đá thấp hơn giá trị nêu trên thì bắt buộc lớp lót trong cùng của đường hầm phải là 1 lớp vỏ thép chịu lực và chống thấm. Tuy nhiên, việc lót thép đường hầm là một công tác tốn rất nhiều chi phí và thời gian thi công. Do vậy, phạm vi lót thép đường hầm cần phải được xác định chính xác vừa đảm bảo an toàn cho công trình nhưng cũng phải tối ưu về chi phí và thời gian thi công. Đây là một trong những nhiệm vụ nặng nề và khó khăn nhất của dự án. Do đó, các tác giả sẽ tập trung chủ yếu vào việc mô tả quá trình tính toán cho hạng mục quan trọng này.

Sau khi đã định hình được các yếu tố bất lợi cho công trình, đặc biệt là hạng mục lót thép đường hầm, đơn vị Tư vấn đã kết hợp nguồn lực các kỹ sư có kinh nghiệm sâu của công ty, đồng thời huy động sự trợ giúp của những chuyên gia đang làm việc tại nước ngoài để thiết lập một chương trình tính toán chi tiết cho dự án. Chương trình tính toán của dự án đã được triển khai từng bước từ đơn giản đến phức tạp để có thể có cách tiếp cận thận trọng, bao được tất cả các rủi ro có thể tính tới. Cách làm này cho phép kiểm soát và đánh giá toàn diện các kịch bản bất lợi, qua đó bao quát đầy đủ các rủi ro tiềm tàng liên quan đến ổn định kết cấu, ổn định thấm và an toàn tổng thể của công trình.

Các phương pháp được sử dụng từ tính toán thuần túy theo lý thuyết với các giả thuyết khác nhau, tính toán theo các phương pháp kinh nghiệm, tính toán theo mô hình số 2 chiều (2D), và đặc biệt là một mô hình số 3 chiều (3D) đã được thiết lập để tính toán, như thể hiện trong Hình 7. Mô hình số 3 chiều này được thiết lập chi tiết, phản ánh đúng các kết quả khảo sát về khu vực phong hóa sâu, các đứt gãy của khu Đồi Ông Tượng. Mô hình được thiết lập sớm, sau đó liên tục được tính toán cập nhật khi có các yếu tố địa chất mới được phát hiện trong quá trình khảo sát bổ sung cũng như quá trình thi công. Tổng cộng mô hình này đã được tính toán cập nhật 4 lần.

Trong giai đoạn TKKT, với các tính toán ban đầu thì đã xác định được phạm vi cần lót thép cho đường hầm bao gồm 2 khu vực (1) khu vực có nhiều đới đứt gãy cà nát, ngang vị trí vai đập - như thể hiện trong Hình 5, và (2) khu vực đường hầm tiệm cận với nhà máy. Trong giai đoạn tính toán này, việc tính toán dựa trên các phương pháp tính giải tích với các giả thuyết về điều kiện ứng suất có tham khảo kết quả đo ứng suất bằng phương pháp đo hội tụ trong hầm ngang. Với tính chất quan trọng của hạng mục này, đơn vị Tư vấn đã đề xuất thêm công tác đo ứng suất bằng phương pháp khoan bao lõi 3D (3D-over-coring). Tháng 10/2019, phòng thí nghiệm cơ học đá công trình của Viện Nghiên cứu SINTEF (Nauy) đã sử dụng các thiết bị chuyên dụng 3D để đo ứng suất tự nhiên của đá khối. Vị trí đo ứng suất phải gần nhất có thể với tuyến hầm tương lai và điều kiện đá khối tại vị trí đo phải tốt nhất có thể. Vị trí đo được lựa chọn là vị trí là nằm trong đường hầm tiêu nước, tại lý trình P0+250. Đây cũng là khu vực có nhiều đứt gãy giao cắt như đã mô tả. Sau khi đo đạc thì kết quả đo ứng suất như sau:

Ứng suất chính lớn nhất: 6.13 MPa ±5.9 MPa, với hướng dốc N191 độ và độ dốc 28 độ.
Ứng suất chính trung gian: 0.95 MPa ±3.6 MPa, với hướng dốc N317 độ và độ dốc 47 độ
Ứng suất chính nhỏ nhất: -6.66 MPa ±5.1 MPa, với hướng dốc N84 độ và độ dốc 29 độ

Kết quả đo được cho thấy, điều kiện ứng suất của khu vực này là rất bất lợi cho đường hầm. Ứng suất chính nhỏ nhất tại khu vực này là rất thấp. Nếu sử dụng kết quả này cho việc tính toán thiết kế thì toàn bộ chiều dài hai ống hầm sẽ phải lót thép toàn bộ. Đối diện kết quả đo này, các bên tham gia dự án bao gồm Tư vấn (PECC1) và Chủ đầu tư (EVNPMB1) đã đối diện với bài toán hóc búa và áp lực rất lớn trong việc đưa ra các quyết định về thiết kế lót thép đường hầm.

Trước thực tế này, cả đơn vị Tư vấn (PECC1) và Chủ đầu tư (EVNPMB1) đều phải đối mặt với một bài toán kỹ thuật đặc biệt phức tạp, kéo theo áp lực lớn trong việc xem xét, lựa chọn và quyết định phương án lót thép tối ưu cho đường hầm. Bài toán không chỉ đòi hỏi độ chính xác cao về mặt khoa học - kỹ thuật, mà còn yêu cầu sự thận trọng tối đa nhằm bảo đảm an toàn cho các công trình trọng yếu lân cận.

Với tinh thần trách nhiệm và bản lĩnh dày dạn, đơn vị Tư vấn và Chủ đầu tư đã tổ chức các cuộc thảo luận khoa học, trao đổi kỹ càng trực tiếp với chuyên gia của Viện Nghiên cứu SINTEF và đội ngũ chuyên gia, kỹ thuật trong nước. Qua nhiều các cuộc họp và trao đổi, một số kết luận và giải pháp vững chắc sau đây được đề ra:

Vị trí đo ứng suất nằm trong khu vực có nhiều đứt gãy giao cắt, đan xen. Có lẽ do điều kiện địa chất như vậy, khu vực này có độ giải phóng ứng suất lớn nên nhìn chung sẽ có điều kiện ứng suất thấp.
Khi đo đạc ứng suất trong điều kiện ứng suất thấp thì theo kinh nghiệm chung khó đạt được độ chính xác mong muốn và thường sẽ cho độ lệch chuẩn lớn.
Kết quả đo ứng suất thấp có thể chỉ phản ánh điều kiện ứng suất cục bộ tại khu vực tập trung nhiều đứt gãy giao cắt và cấu trúc địa chất bị phá hủy mạnh. Các thông số đo được trong bối cảnh đó một lần nữa khẳng định việc bố trí lót thép tại đoạn hầm này là hoàn toàn hợp lý và cần thiết.
Tuy nhiên, để đánh giá chính xác hơn trạng thái ứng suất theo chiều dài toàn tuyến hầm và có được cơ sở khoa học vững chắc cho các quyết định liên quan đến giải pháp lót thép, cần phải thực hiện bổ sung các phép đo ứng suất trực tiếp trong hầm tại những vị trí cách đều nhau trong quá trình thi công.

5. Các đo đạc bổ sung và tính toán thiết kế hầm trong giai đoạn thi công

Trong quá trình thi công, đơn vị PECC1 đã thực hiện bước tính toán cập nhật mô hình lần cuối cùng với các thông tin cập nhật từ:

Đánh giá địa chất thực tế của hầm: Khi đào hầm thì điều kiện địa chất thực tế của hầm được bộc lộ hoàn toàn. Các đới đá, khe nứt, các đứt gãy địa chất xuất hiện tại trần, vách, và gương đào hầm đều được đo vẽ chi tiết. Với các đứt gãy có chiều dày biến đổi mạnh thì được đưa vào mô hình 3 chiều với chiều dày lớn nhất.
Thăm dò địa chất xung quanh hầm bằng cách khoan các hố khoan sâu khoảng 10 m, khoan từ hầm hướng ra xung quanh tại những điểm nghi ngờ có đứt gãy hoặc đới phong hóa sâu.
Công tác đo ứng suất bằng phương pháp đứt gãy thủy lực: với 1 vị trí đo ứng suất trong Hầm 1 (phía UBND) và 5 vị trí đo trong Hầm 2 (phía đập). Các vị trí đo trong Hầm 2 như thể hiện trong Hình 8.

Sau thu thập thông tin địa chất cập nhật, phân tích kết quả đo ứng suất cập nhật kết hợp với các kết quả đo ứng suất trước đây (đo hội tụ, đo bao lõi 3D), Tư vấn đã tiến hành tính toán mô hình số với các phương án ứng suất tự nhiên khác nhau. Kết quả tính toán của các phương án chỉ ra trường ứng suất tự nhiên cho kết quả hợp lý nhất là như sau:

Một trong các ứng suất chính là có phương thẳng đứng và có giá trị theo quy luật trọng trường.
Ứng suất theo phương ngang có giá trị bằng 0.75 lần so với phương đứng (hệ số ứng suất ngang K = 0.75).

Chỉ tiêu cơ học và độ bền của đá khối sử dụng trong mô hình như thể hiện trong Bảng 2. Kết quả đo ứng suất bằng phương pháp đứt gãy thủy lực dọc hầm đã được sử dụng để kiểm chứng độ tin cậy của mô hình số và cho thấy độ phù hợp cao, như thể hiện trong Hình 9.

Sau khi có được mô hình số 3D với độ tin cậy đạt yêu cầu, PECC1đã tiến hành tính toán mô hình cho giai đoạn thi công và lấy kết quả để đánh giá chi tiết cho phạm vi lót thép. Kết quả tính toán có thể tóm tắt như sau:

Ở khu vực đứt gãy: Đường đồng mức sigma 3 = 1.48 MPa không bị thấp hẳn, cắt qua hầm - như thể hiện trong Hình 10 và Hình 11. Tuy nhiên, đường đồng mức này vẫn có một vài đoạn nhỏ lẻ cắt qua hầm, một số đoạn lớn thì có xu hướng đi xuống, tiệm cận gần biên hầm. Các đứt gãy địa chất làm cho kết quả ứng suất sigma 3 không tốt liên tục mà bị các "đám rối", "vùng lõm" về phân bố ứng suất. Với tình trạng phân bố ứng suất như vậy, thì cũng chưa đủ đảm bảo về mặt kỹ thuật để có thể loại bỏ hoàn toàn áo thép đường hầm cho khu vực đứt gãy giao cắt đan xen này.
Đới phong hóa sâu cũng có ảnh hưởng nhất định đến trường phân bố ứng suất, làm trường ứng suất sigma 3 có xu hướng bị giảm (như thể hiện trong Hình 12). Đường phân bố ứng suất sigma 3 = 1.48 MPa không cắt qua hầm, nhưng có xu hướng tiếp cận hầm.
Sau khi xem xét kết quả thì chiều dài lót thép đường hầm đã được xác định là 231 m cho Hầm 1 (phía UBND) và 245 m cho Hầm 2 (phía Đập).

Một số hình ảnh thi công thực tế hầm như thể hiện trong Hình 13 và Hình 14.

6. Kết luận

Với tinh thần dám nghĩ dám làm, bản lĩnh đương đầu với các khó khăn đặc biệt và truyền thống tiên phong đột phá trong các vấn đề kỹ thuật mới, đội ngũ kỹ thuật của PECC1 đã thực hiện các công việc phức tạp để có thể đánh giá chính xác các rủi ro về địa chất công trình của dự án HBMR và đưa ra các giải pháp kỹ thuật thỏa đáng cho công trình.

Khi nhìn và so sánh hai cụm nhà máy ở hai đầu của đập Hòa Bình có thể cảm nhận và so sánh được sự phát triển vượt bậc của các kỹ sư thiết kế trong nước trong việc vươn lên làm chủ khoa học công nghệ công trình ngầm. Trong khi cụm nhà máy phía bên bờ trái được thiết kế hoàn toàn bởi các kỹ sư, chuyên gia Liên Xô trong những năm 1960s-1970s, với điều kiện địa chất tương đối tốt. Cụm nhà máy phía bên bờ phải được thiết kế hoàn toàn bởi các kỹ sư trong nước và đương đầu với những điều kiện địa chất có lẽ khó khăn hơn nhiều.

Trong hàng loạt các dự án mở rộng các công trình thủy điện tới đây trên cả nước như Sơn La, Lai Châu, Huội Quảng, Bản Chát, Buôn Kuop, Sesan 3,… có rất nhiều các thách thức địa chất công trình và mức độ ảnh hưởng đến các công trình lân cận tương tự như dự án HBMR. Do vậy, cách tiếp cận như ở dự án HBMR hoàn toàn có thể được sử dụng để đạt được thành công.

Lời cảm ơn

Nhóm tác giả xin gửi lời trân trọng cảm ơn đến các kỹ sư, cán bộ và công nhân viên của Công ty Tư vấn Xây dựng Điện 1 (PECC1) đã đóng góp công sức trong nhiều lĩnh vực khác nhau, góp phần quan trọng vào sự thành công của dự án. Chúng tôi chân thành cảm ơn TS. Trần Mạnh Huy, chuyên gia mô phỏng và tính toán số tại Viện Năng lượng Mới (IFPEN), Cộng hòa Pháp, đã nỗ lực xây dựng lưới tính toán với độ chính xác cao cho mô hình số.

Đặc biệt, chúng tôi xin bày tỏ sự biết ơn tới ông Cao Phan Kỷ và các cán bộ kỹ thuật của EVNPMB1 đã hỗ trợ và đồng hành cùng PECC1 trong suốt quá trình khảo sát và thiết kế dự án. Nhóm tác giả cũng xin chân thành cảm ơn ông Phạm Thanh Hoài (EVN) vì những trao đổi kỹ thuật sâu sắc và thẳng thắn trong giai đoạn đầu của dự án.

Tài liệu tham khảo:

[1]. Ho Minh Long, Vu Ngoc Hung, Nguyen Cong Chinh, Nguyen Van Duy (2022): ” Determination of Natural Stress of Rock Mass by Hydraulic Fracturing Method (Using Camera Technology to Precisely Determine Direction of the Smallest Stress)”. 12th Asian Rock Mechanics Symposium, Hanoi, Vietnam. ISBN: 978-604-357-103-5.

[2]. SINTEF, 2019: Report: "3D Stress measurement for Hoa Binh Extension Hydropower Project";

[3]. PECC1, 2018: Báo cáo địa chất - giai đoạn TKKT.

[4]. PECC1, 2019: Mô hình số 2D, 3D (Báo cáo lần 1).

[5]. PECC1, 2020: Mô hình số 3D (Báo cáo lần 2).

[6]. PECC1, 2022: Báo cáo thí nghiệm nứt gãy thủy lực cho dự án Hòa Bình mở rộng.

Geotechnical challenges and engineering solutions in the Hoa Binh Hydropower Expansion Project

Trinh Quoc Nghia - Expert in Rock Mechanics, SINTEF)

Nguyen Huu Chinh - Chairman of the Board of Directors, Power Engineering Consulting Company 1 (PECC1)

Ho Minh Long - Deputy Director, Survey and Testing Center, PECC1

Bui Phuong Nam - Director, Power Project Management Board 1 (EVNPMB1)

Abstract:

The geological conditions at the construction site of the Hoa Binh Hydropower Expansion Project are exceptionally complex, characterized by dense and interwoven fault systems. To ensure the highest level of safety for critical adjacent structures, including the Hoa Binh Dam, the Ho Chi Minh's Mausoleum, and the headquarters of the Provincial People’s Committee, Power Engineering Consulting Company No. 1 (PECC1) conducted comprehensive geological investigations, notably in situ stress measurement programs. The resulting data were integrated into an advanced three-dimensional numerical model to develop design solutions that simultaneously ensure structural safety, optimize economic efficiency, and meet construction schedule requirements. This study synthesizes the principal engineering geological challenges, evaluates their potential impacts on surrounding key structures, and presents the investigation and design solutions applied to effectively mitigate these risks.

[Tạp chí Công Thương - Các kết quả nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ, năm 2026]