Đập thủy điện bậc nhất Mỹ: Công trình sở hữu kết cấu vững chãi gần 100 năm

Từ Helino.vn

Cận cảnh xả lũ tại đập thủy điện Hoover. Ảnh cắt từ video

Trải qua thời gian gần 100 năm, đập thủy điện Hoover là một trong những công trình vĩ đại nhất của nước Mỹ.

Đập thủy điện Hoover được coi là một trong những công trình hoành tráng và vĩ đại nhất của nước Mỹ.
Không những giúp giải quyết vấn đề tưới tiêu, ngăn lũ lụt, đồng thời cung ứng năng lượng cho toàn bộ thành phố Las Vegas và một vùng Nam California, Hoover còn là trở thành một trong những kỳ quan xây dựng trong thế kỷ 20, mang tầm vóc chiến lược kinh tế và có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển trong nhiều lĩnh vực ở "xứ sở cờ hoa" trong nhiều năm qua.

Công trình đập thủy điện kiên cố này được lên kế hoạch xây dựng vào năm 1922, sau khi hiệp ước Sông Colorado được các tiểu bang ở Mỹ ký để chia dòng sông thành hai phần gồm thượng nguồn và hạ nguồn.

Sở dĩ đập thủy điện khổng lồ gọi là Hoover là vì cựu Tổng thống Herbert Hoover chính là người khởi xướng và có vai trò quan trọng trong việc xây dựng công trình quy mô lớn này.

Đập thủy điện Hoover được xây dựng trên sông Colorado ở Mỹ. Ảnh: Worldhighways

Theo đó, đập được xây dựng trên sông Colorado, thuộc biên giới giữa hai tiểu bang Arizona và Neveda.

Quá trình xây dựng đập thủy điện này ở Mỹ quả thực không hề dễ dàng. Việc xây dựng trong một khung thời gian nghiêm ngặt đã cho thấy một thách thức to lớn, đặc biệt là địa hình xây đập hiểm trở và trên thực tế thì dòng sông Colorado còn rất hung tợn.

Trước đó, vào năm 1905, dòng sông rộng lớn với chiều dài khoảng 2.333km đã đột ngột thay đổi đường đi và hình thành nên hồ Sorton rộng tới 77km², gây ảnh hưởng và đe dọa đánh chìm lòng sông Inpiril của bang California.

Đặc biệt, quá trình xây dựng rất nguy hiểm và khó khăn khi đoàn thi công phải xâm nhập vào các đường hầm Carbon Monoxide (CO) nghẹt thở hoặc nhiều khi phải lơ lửng ở độ cao hơn 240 mét để chinh phục các bức tường hẻm núi.

Sau khi quốc hội Mỹ thông qua kinh phí xây dựng vào năm 1928, đập thủy điện Hoover được khởi công xây dựng vào ngày 20/4/1931 và kéo dài tới năm 1936 mới hoàn thành, trong cuộc Đại suy thoái với quy mô toàn cầu.

Đến thời điểm hoàn thành, Hoover được coi là đập thủy điện cao và lớn nhất trên thế giới. Cụ thể, nền đập Hoover có dung tích 2.480.000 m³ , với nền đập dày tới 200m, chiều cao khoảng 221,4m, tương đương gần bằng với độ cao của tòa nhà 70 tầng. Với 17 máy phát điện, đập Hoover có thể sản xuất tối đa tới 2.071 megawatts năng lượng thủy điện.

Khó khăn chồng chất: Quá trình xây dựng không hề đơn giản

Quá trình xây dựng đập thủy điện được chia ra làm nhiều giai đoạn, bao gồm dẫn dòng (hay chuyển hướng chảy của dòng sông, tiếp đó là xử lý phần nền móng, đổ bê-tông và sau cùng là lắp ráp các thiết bị điện.

Để xây dựng được đập thủy điện khổng lồ này cần tới trên dưới 5.000 người tham gia xây dựng và họ phải đào tới 8,2 triệu tấn nham thạch, sử dụng số lượng thép tương đương lượng dùng để xây tòa nhà chọc trời Empire State. Ở sát phía Bắc của đập nước đã tạo thành hồ Mead, được coi là một trong những kho nước nhân tạo lớn nhất trên thế giới với tuyến bờ hồ dài tới 1.323km.

Hơn nữa, trong quá trình thi công xây đập thủy điện Hoover còn gặp rất nhiều khó khăn. Thách thức đầu tiên có thể kể đến là việc cho nổ mìn ở các hẻm núi nhằm tạo ra bốn đường hầm dẫn nước.

Quá trình xây đập Hoover gặp rất nhiều khó khăn. Ảnh: NYtimes

Với việc phải đối mặt trong thời hạn nghiêm ngặt, có rất nhiều người công nhân đã phải chịu đựng làm việc trong điều kiện nguy hiểm đến tính mạng ở các đường hầm với môi trường ngập tràn khí carbon và bụi bặm. Điều này đã dẫn đến một cuộc đình công 6 ngày vào tháng 8/1931.

Sau đó, khi hai đường hầm hoàn thành, để ngăn nước sông có thể tràn vào gây sạt lở nên đoàn thi công đã sử dụng đá trong quá trình khai quật nhằm tạo thành một bờ đê vào năm 1932.

Công đoạn tiếp theo cần phải làm khi xây dựng đập Hoover chính là tiến hành làm sạch những bức tường có thể chứa đập. Đây cũng là một nhiệm vụ rất nguy hiểm, gây không ít thiệt hại về người và của, khi các công nhân phải làm việc ở độ cao hơn 240 mét và sử dụng những vật dụng nặng như búa, khoan và cột kim loại để đánh rơi, loại bỏ các vật liệu lỏng lẻo.

Trong khi đó, khó khăn tiếp tục chồng chất khi mà lòng sông Colorado khô cho phép bắt đầu xây dựng công trình thủy điện, bốn tháp nạp và đập chính của công trình này. Khi thi công, xi măng được trộn lẫn tại chỗ và được treo lên phía trên của hẻm núi bằng dây cáp nặng khoảng 20 tấn và thời gian vận chuyển đến đội thi công chỉ mất dưới 78 giây.

Ngoài ra, những công nhân cũng liên tục sử dụng vòi ống để phun nước vào các khối bê tông vừa hình thành nhằm cung cấp đủ độ ẩm cho nó.

Khi con đập dần được nâng cao lên nhờ những khối bê tông một, hình ảnh phác thảo về công trình kỳ vĩ của kiến trúc sư Gordon Kaufmann trở nên rõ ràng hơn. Với mục đích làm nổi bật vóc dáng đồ sộ và sự ấn tượng của cấu trúc, ông Kaufmann không trang trí quá cầu kỳ và cố gắng giữ sự mộc mạc của nó. Thiết kế của nhà máy điện quy mô được dựa trên cảm hứng và sự kính trọng về nền văn hóa bản địa ở Mỹ.

Chi phí xây dựng đập Hoover là 49 triệu USD (năm 1931) tương đương với hơn 700 triệu USD (vào năm 2016).

Công trình toàn bê-tông, kiên cố gần 100 năm nhờ hệ thống đặc biệt

Dù hoàn thành trước thời hạn 2 năm, nhưng đập thủy điện Hoover lại vô cùng kiên cố. Bí mật về sự vững chãi tuyệt vời của đập Hoover được đa số các kỹ sư và chuyên gia đều cho rằng đó là câu chuyện về bê tông. Trên thực tế, công trình này đã sử dụng rất nhiều bê tông, với ước tính ít khoảng 3.25 triệu m³.

Tuy nhiên thách thức thực sự là rất khó sử dụng một lượng bê tông khổng lồ trên để có thể làm cứng một công trình quy mô lớn như đập Hoover. Nguyên nhân là vì bê tông vốn rất khô và tỏa nhiệt, gây ảnh hưởng tới quá trình đóng rắn và công đoạn kết nối cấu trúc cuối cùng.

Để xây dựng đập Hoover cần tới lượng bê tông rất lớn. Ảnh: Internet

Vào thời điểm đó, các kỹ sư ước tính rằng, nếu như đổ tất cả số bê tông trên trong một lần thì phải cần tới hơn một thế kỷ thì mới nguội được đồng đều và hệ quả là đập sẽ dễ bị nứt vỡ thành từng mảng.

Để tránh gặp phải tình trạng này, các chuyên gia đã phát minh ra một hệ thống mà bê tông có thể được đổ từng lớp hình tứ giác không có cạnh song song với nhau và mỏng khoảng 15cm.

Đặc biệt, mỗi thùng kim loại lớn có thể chứa khoảng 8m³ xi măng được thiết kế chạy linh hoạt vào đường ray và sau đó di chuyển trên đường cáp treo trên không nhằm cung cấp xi măng khi cần. Ngoài ra, đập Hoover còn được làm mát bằng hệ thống gồm gần 1.000km đường ống dẫn nước vào bên trong và giữa các lớp bê-tông.

Đập thủy điện Hoover vĩ đại của nước Mỹ còn là một điểm đến thu hút rất đông du khách tới tham quan. Ảnh: Internet

Phát minh tuyệt vời cách đây gần 100 năm đã cho thấy thành quả và chất lượng bê-tông rất tốt. Theo một thử nghiệm vào năm 1995, bê tông trong đập thủy điện Hoover thay vì xấu đi thì lại đạt được sức mạnh và chất lượng tốt đáng kinh ngạc trong nhiều thập kỷ.

Nếu được duy trì tốt, các chuyên gia hy vọng, đập nước này có thể sẽ có cấu trúc kiên cố trong hàng ngàn năm tới.

Bên cạnh giá trị to lớn về việc giải quyết vấn đề tưới tiêu và cung cấp năng lượng, hồ chứa nước và đập Hoover đã góp phần tạo nên một thắng cảnh kỳ vĩ giữa lòng núi đá, thu hút khoảng 7 triệu khách du lịch tới tham quan mỗi năm.

Tham khảo nguồn: History, Vegas, Autodesk

theo Helino