Phía sau con đập đồ sộ trên sông Đà là một tổ hợp công trình ngầm dài hơn 14km, nơi đặt gian máy dài 280m với 8 tổ máy phát điện. Đây là một trong những hạng mục đặc biệt của Thủy điện Hòa Bình, công trình thuỷ điện lớn thứ 2 của Việt Nam, chỉ sau Thủy điện Sơn La.
Nhìn từ bên ngoài, Thủy điện Hòa Bình gây ấn tượng bởi con đập đất đá cao 128m chắn ngang dòng sông Đà và hồ chứa rộng hàng trăm km2. Tuy nhiên, một trong những hạng mục quan trọng nhất của công trình lại nằm khuất sâu bên trong núi: nhà máy điện với 8 tổ máy phát điện, tổng công suất 1.920MW.
Thay vì xây dựng gian máy lộ thiên bên bờ sông, các nhà thiết kế đã lựa chọn phương án đưa toàn bộ khu vực đặt thiết bị chính vào lòng núi. Theo tài liệu kỹ thuật về công trình ngầm, tổ hợp công trình ngầm của Thủy điện Hòa Bình có tổng chiều dài khoảng 14,2km, bao gồm gian máy, gian máy biến áp, hệ thống hầm dẫn nước, hầm xả và các đường hầm phục vụ kỹ thuật.
Riêng gian máy có chiều dài khoảng 280m, rộng 22m và cao 53m. Công trình được bố trí sâu trong lòng núi, cách đỉnh núi khoảng 190m. Đây là nơi lắp đặt 8 tổ máy phát điện, mỗi tổ có công suất 240MW.
Nhà máy điện khổng lồ nằm sâu trong lòng núi
Việc đưa nhà máy vào bên trong núi là một lựa chọn mang tính kỹ thuật quan trọng của dự án. Không gian ngầm cho phép bố trí các thiết bị chính trong một khu vực được bảo vệ bởi khối đá tự nhiên, đồng thời kết nối trực tiếp với hệ thống đường dẫn nước từ hồ chứa.
Theo thiết kế, nước từ hồ Hòa Bình được đưa qua các cửa nhận nước, theo hệ thống đường hầm và đường ống áp lực đến tua-bin đặt trong gian máy. Dòng nước làm quay tua-bin, kéo máy phát điện hoạt động và đưa điện lên hệ thống lưới quốc gia.
Bên cạnh gian máy chính còn có gian máy biến áp, nơi bố trí các thiết bị nâng điện áp trước khi truyền tải đi xa. Hệ thống hầm dẫn nước, hầm xả, hầm thông gió và hầm cáp điện được bố trí thành một tổ hợp liên kết, tạo thành hệ thống vận hành khép kín bên trong lòng núi.
Công trình được thiết kế với sự hỗ trợ của Liên Xô, sử dụng các giải pháp kỹ thuật xây dựng hầm và gia cố nền đá phù hợp với điều kiện địa chất khu vực.
Không chỉ có nhà máy ngầm, phần đập chính của Thủy điện Hòa Bình cũng là một hạng mục có quy mô đáng kể. Đập được xây dựng theo kết cấu đất đá hỗn hợp, có chiều dài theo đỉnh khoảng 640-734m tùy cách đo và chiều cao lớn nhất 128m. Để xử lý nền móng và hạn chế thấm nước, các chuyên gia đã áp dụng phương pháp khoan phụt vữa xi măng, tạo màn chống thấm trong nền đá và lớp trầm tích dưới lòng sông.
Phương pháp xử lý nền được nghiên cứu dựa trên kinh nghiệm xây dựng đập thủy điện Aswan trên sông Nile, Ai Cập. Đây là một trong những giải pháp quan trọng nhằm bảo đảm an toàn cho công trình trước áp lực nước lớn và điều kiện địa chất phức tạp.
Công trình 15 năm xây dựng, hơn 40.000 lao động Việt Nam tham gia
Thủy điện Hòa Bình được khởi công ngày 6/11/1979 và khánh thành ngày 20/12/1994. Trong suốt 15 năm xây dựng, công trình huy động hơn 40.000 cán bộ, công nhân Việt Nam cùng khoảng 2.500 lượt chuyên gia Liên Xô tham gia.
Nhà máy bắt đầu phát điện từ cuối năm 1988. Tổ máy số 1 hòa lưới ngày 30/12/1988, sau đó các tổ máy lần lượt được đưa vào vận hành. Đến ngày 4/4/1994, tổ máy số 8 phát điện, hoàn tất việc lắp đặt toàn bộ 8 tổ máy với tổng công suất 1.920MW.
Theo Công ty Thủy điện Hòa Bình, nhà máy có sản lượng điện bình quân thiết kế khoảng 8,6 tỷ kWh mỗi năm. Hồ chứa có diện tích khoảng 208km2, dung tích toàn bộ 9,45 tỷ m3 nước. Ngoài nhiệm vụ phát điện, công trình còn giữ vai trò quan trọng trong điều tiết lũ cho hạ du sông Đà, bảo đảm nguồn nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt.
Sau nhiều thập kỷ vận hành, công trình tiếp tục được đầu tư mở rộng. Dự án Thủy điện Hòa Bình mở rộng được khởi công tháng 12/2020, lắp đặt thêm hai tổ máy với tổng công suất 480MW. Hai tổ máy lần lượt hòa lưới vào tháng 8 và tháng 11/2025, đưa tổng công suất của cụm nhà máy lên 2.400MW.
