Huy động máy đào hầm TBM nặng 4.000 tấn đào đường hầm dài 10km dưới thác Niagara, dự án thủy điện chậm tiến độ 4 năm, đội vốn hơn 9.000 tỷ đồng

Ngày 13/5/2011, cỗ máy đào hầm khổng lồ mang tên Big Becky chính thức xuyên thủng lớp đá cuối cùng, hoàn thành công đoạn đào chính của một đường hầm dài 10,2 km dưới khu vực thác Niagara, bang Ontario. Công trình được triển khai từ năm 2006, ở độ sâu từ 90m đến 140m dưới mặt đất.

Đường hầm được xây dựng nhằm chuyển hướng một phần dòng chảy của sông Niagara tới tổ hợp thủy điện Sir Adam Beck, qua đó gia tăng sản lượng điện sạch cho tỉnh Ontario.

Theo Công ty Phát điện Ontario (OPG), đường hầm có đường kính trong 12,7m và đường kính đào thực tế 14,4m. Khi đi vào vận hành từ tháng 3/2013, công trình giúp bổ sung khoảng 1,5 TWh điện mỗi năm cho hệ thống thủy điện Sir Adam Beck, đồng thời đưa thêm khoảng 500 m³ nước mỗi giây vào hệ thống phát điện.

Đào hầm dưới thác Niagara để khai thác thêm điện sạch

Mục tiêu của dự án tương đối đơn giản nhưng cách thực hiện lại vô cùng đồ sộ: tận dụng nhiều hơn lượng nước vốn đã có sẵn ở phía Canada của sông Niagara để đưa về các nhà máy thủy điện.

Thay vì xây thêm đập mới, OPG lựa chọn giải pháp đào đường hầm ngầm khổng lồ nhằm tăng lượng nước được dẫn tới các tua bin phát điện. Theo kế hoạch ban đầu của chính quyền Ontario, dự án sẽ bổ sung khoảng 1,6 tỷ kWh điện mỗi năm, đủ cung cấp điện cho khoảng 160.000 hộ gia đình.

Đối với Ontario, đây được xem là một khoản đầu tư hạ tầng chiến lược, giúp tăng nguồn cung điện tái tạo trong nhiều thập kỷ tại khu vực vốn có lịch sử gắn liền với thủy điện.

Big Becky, cỗ máy khoan hầm đá cứng lớn nhất thế giới thời bấy giờ

Quy mô của Big Becky là một trong những yếu tố khiến dự án trở thành biểu tượng của ngành kỹ thuật ngầm.

Khi được đưa vào hoạt động, Big Becky là máy khoan hầm đá cứng dạng mở lớn nhất thế giới. Cỗ máy có đường kính 14,44 m, chiều dài khoảng 150m và nặng gần 4.000 tấn.

Tên gọi "Big Becky" được lựa chọn thông qua một cuộc thi dành cho học sinh địa phương, nhằm vinh danh Sir Adam Beck, nhân vật có vai trò quan trọng trong lịch sử ngành điện công cộng của Ontario.

Để đảm bảo độ bền cho công trình, phần hầm sau khi đào được gia cố bằng bu lông đá, neo ma sát, lưới thép, dầm thép và bê tông phun. Sau đó, toàn bộ được phủ thêm lớp bê tông đúc tại chỗ cùng màng chống thấm nhằm thích ứng với điều kiện địa chất phức tạp dưới lòng đất.

Đội vốn hơn 500 triệu CAD vì địa chất quá phức tạp

Dù đạt được cột mốc quan trọng vào năm 2011, hành trình của Big Becky không hề suôn sẻ.

Theo OPG, dự án chính thức đi vào hoạt động năm 2013 với tổng vốn đầu tư khoảng 1,5 tỷ CAD (khoảng 27.853 tỷ đồng), cao hơn 514,8 triệu CAD (khoảng 9.556 tỷ đồng) so với ngân sách ban đầu là 985,2 triệu CAD.

Truyền thông Canada khi đó cho biết công trình bị chỉ trích vì chậm tiến độ khoảng 4 năm và đội vốn gần nửa tỷ CAD.

Nguyên nhân chủ yếu đến từ điều kiện địa chất khó khăn. Tuyến hầm phải đi qua các lớp đá có ứng suất nội lớn và nhiều khu vực dễ trương nở khi tiếp xúc với nước. Điều này buộc các kỹ sư phải tăng cường kết cấu gia cố và áp dụng các giải pháp thi công phức tạp hơn dự kiến.

Dự án trở thành minh chứng điển hình cho thực tế rằng ngay cả khi sở hữu cỗ máy khoan hầm hiện đại và lớn nhất thế giới, con người vẫn phải phụ thuộc vào những điều kiện khắc nghiệt dưới lòng đất.

Di sản ẩn mình dưới lòng đất suốt một thế kỷ

Ngày nay, phần lớn người dân và du khách tới thác Niagara hầu như không nhìn thấy dấu vết của công trình này.

Tuy nhiên, bên dưới thành phố là một đường hầm dài hơn 10km đang âm thầm vận chuyển nước để tạo ra điện năng cho Ontario mỗi ngày.

Theo OPG, hệ thống lớp lót và gia cố được thiết kế để bảo đảm tuổi thọ tối thiểu 90 năm. Công ty thậm chí cho rằng công trình có thể hoạt động trên 100 năm với chi phí bảo trì tương đối thấp.

Sau khi xuyên qua hơn 10km đá cứng dưới một trong những địa danh nổi tiếng nhất Bắc Mỹ, Big Becky đã biến một công trình gần như vô hình thành tài sản hạ tầng chiến lược, góp phần cung cấp nguồn điện sạch cho Ontario trong nhiều thế hệ.