Đề xuất cách xử lý vết nứt thủy điện Sông Tranh 2

Để đánh giá hiện trạng và nguy hiểm tiềm tàng cần mua hoặc thuê thiết bị, chuyên gia trong và nước ngoài để đánh giá, sau đó dùng công cụ (phần mềm) mô phỏng sự phát triển vết nứt để có biện pháp công trình cụ thể.

Trong bài viết này, tác giả dựa trên thông tin từ báo chí và nhận định của các chuyên gia để đề xuất ý kiến xử lý vết nứt và bảo vệ an toàn đập bê tông trọng lực.

Nhận định sơ bộ nguyên nhân

Giáo sư Cao Đình Triều, chuyên gia Viện Vật lý Địa Cầu cho rằng “thủy điện sông Tranh 2 nằm trên đới đứt gãy đang hoạt động mạnh; cần khẩn cấp khắc phục ngay vết nứt ở thân đập chính để tránh gây thảm họa cho hạ lưu”.

Tháng 12/2011, Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam kết luận: “nguyên nhân tiếng nổ trong lòng đất là do động đất kích thích. Khi hồ thủy điện Sông Tranh 2 tích nước, tải trọng nước hồ làm tăng áp suất nước lỗ rỗng trong các đới dập vỡ, do đó làm giảm độ bền của đất đá.

Khi đới đứt gãy địa chất hoạt động trong trạng thái ứng suất tới hạn, việc giảm độ bền của đất đá dẫn tới dịch trượt làm cho động đất phát sinh gây ra những tiếng nổ, tạo dư chấn mạnh trong lòng đất”

Theo quan sát vết nứt trên đập bê tông trọng lực Sông Tranh 2 (Quảng Nam) theo chiều thẳng đứng mà không phải là chiều ngang nên có thể suy luận rằng: khả năng lún sụt của đập bê tông trọng lực không đều do động đất cục bộ gây nên vết nứt.

Ngoài 4 điểm nứt lớn, rò rỉ được Ban quản lý công trình thủy điện sông Tranh 2 xác nhận, còn có những vết nứt nhỏ kéo dài hơn một mét ở thân đập chính thủy điện Sông Tranh 2.

Vì có nước chảy ra ở mái hạ lưu đập khá mạnh nên có thể suy luận vết nứt đi từ mái thượng lưu đập, qua thân đập bê tông đến mái hạ lưu đập. Điều này là rất nguy hiểm vì theo thời gian vết nứt có khả năng phát triển gây đến mất an toàn đập vì vết nứt đã phát triển từ thượng lưu đập, phía áp lực nước rất lớn (gần 100 m cột nước, 730 triệu m3 nước).

Về mặt nguyên tắc, không cho nước chảy ra ở mái hạ lưu đập bê tông. Nếu thiết kế đập rỗng ở trong thân đập bê tông trọng lực thì nước có thể thấm qua đập bê tông ở phía trong và rất gần mái thượng lưu có thể được tập trung trong đập theo đường ống thoát về hạ lưu để bảo đảm mái hạ lưu luôn khô ráo.

Nhưng đập bê tông Sông Tranh 2 thi công theo công nghệ bêtông đầm lăn xây dựng đập thủy điện quy mô lớn thì không thể có nước chảy ra hạ lưu như vậy theo tiêu chuẩn thiết kế.

Theo giải thích của Ban Quản Lý dự án: “nước rò rỉ 3 vị trí phía hạ lưu đập là bình thường tại vị trí khe nhiệt (không phải khe nứt)” là chưa thuyết phục vì khe nhiệt đều có tầm đồng và vật liệu đàn hồi cho phép đập bê tông co giãn nhiệt trong phạm vi thiết kế, không cho phép nước chảy, thấm qua. Cho nên nước bắn ra từ hạ lưu như vậy là bất bình thường và có thể rất nguy hiểm.

Đập bê tông trọng lực bị nứt trong quá trình vận hành xảy ra nhiều nơi trên thế giới như: El Atazar Dam ở Spain; Fontana Dam ở North Carolina, USA; Kolnbrein Dam ở Austria; Malpasset Dam ở France.

Vấn đề là chúng ta nghiêm túc xác nhận nguyên nhân một cách khoa học và có biện pháp xử lý đúng chứ không thể bằng cảm tính khoa học và nhận định đơn thuần, sửa chữa theo kiểu chắp vá tạm thời đơn thuần vì không giải quyết được vấn đề chính để ổn định đập.

Vết nứt toác lớn bên trái đập chính thủy điện Sông Tranh 2 và Nước tuôn như dòng thác qua khe nứt phía Nam cửa xả.

Đề xuất phương án giải quyết

Để đánh giá hiện trạng và nguy hiểm tiềm tàng bằng cách xác định chính xác đường đi của các vết nứt, số lượng vết nứt, xác định các vết nứt tiềm tàng chúng ta cần mua hoặc thuê thiết bị, chuyên gia trong và nước ngoài để đánh giá, sau đó dùng công cụ (phần mềm) mô phỏng sự phát triển vết nứt để có biện pháp công trình cụ thể.

Lắp đặt trạm quan trắc và mô phỏng phất triển của vết nứt: Để quan trắc sự lún sụt, phát triển các vết nứt ổn định hay chưa. Ở đây có thể có hai khả năng: lún sụt và vết nứt chưa ổn định hoặc đã ổn định.

Nếu chưa ổn định:

Nếu đập bê tông tiếp tục lún sụt, phát triển vết nứt theo thời gian thì nên theo dõi chặt chẽ quá trình phát triển các vết nứt và độ lún sụt.

Sau đó, dùng phần mềm mô phỏng (rất nhiều công cụ mô phỏng, ví dụ như FRANC2D) để xác định trạng thái nguy hiểm tới hạn trong tương lai gần của đập bê tông để có biện pháp công trình (sửa chữa, gia cố….) hoặc phi công trình như di dân, hạ mực nước hoặc thậm chí xả hết nước trong hồ chứa vì sinh mạng, của cải của hàng nghìn người dân ở hạ lưu công trình.

Song song với quá trình quan sát, tiếp tục bịt các vết nứt ở trong và ngoài thân đập bê tong bằng dùng vật liệu bơm áp lực lớn vào than đập.

Nếu lún sụt và vết nứt đã ổn định

Tiến hành sửa chữa và gia cố. Tùy theo mức độ hiện trạng và kết quả mô phỏng các vết nứt để gia cố vết nứt, hàn các vết nứt để chặn dòng chảy như dùng Polyurethane để ngăn chặn dòng chảy trong thân đập hoặc dùng RODUR grouting System (hiện nay có thể có các vật liệu, công cụ tốt hơn) để bơm vật liệu với áp lực cao vào tất cả các khe nứt nhỏ ở sâu trong thân đập bê tông.

Chúng ta không nên dùng biện pháp thô sơ (vải chèn, vật liệu trám bề mặt sau than đập) vì làm như vậy chỉ giải quyết chắp vá tạm thời, khó mà triệt để.

Tiến sĩ Phạm Kim Sơn