Nghiên cứu đề xuất giải pháp phù hợp để kiểm soát chất lượng thiết kế kỹ thuật công trình thủy điện sông bung 5

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một
nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã
được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận văn

Nguyễn Xuân Vĩnh

i


LỜI CÁM ƠN
Qua quá trình học tập và thực hiện luận văn với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ
của thầy cô giáo Trường Đại học Thủy lợi, của cơ quan và đồng nghiệp, đến nay tôi đã
hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo Trường
Đại học Thủy lợi đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành luận văn này. Đặc
biệt, tác giả xin trân trọng cảm ơn PGS.TS. Lê Văn Hùng đã động viên và hướng dẫn.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo, các tập thể và các nhân của Công ty cổ
phần Tư vấn Xây dựng Điện 1 đã tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ, giúp đỡ tác giả trong
quá trình thực hiện luận văn. Đồng thời, tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, những
người thân và bạn bè đã luôn động viên, quan tâm, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình
học tập và nghiên cứu.
Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả đã cố gắng và nỗ lực rất nhiều nhưng do
những hạn chế về kiến thức, thời gian, kinh nghiệm nên luận văn sẽ còn nhiều thiếu
sót. Tác giả rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của của các thầy cô giáo và đồng
nghiệp.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng 5 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Xuân Vĩnh

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ................................................................................. vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...........................................................................viii
MỞ ĐẦU……… ......................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................... 1
2. Mục đích của đề tài .................................................................................................. 2
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ............................................................... 2
4. Kết quả dự kiến đạt được ......................................................................................... 3
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................................. 3
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

THỦY ĐIỆN....................... ......................................................................................... 5
1.1 KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN .................................................... 5
1.1.1

Khái niệm về công trình thủy điện .................................................................. 5

1.1.2

Đặc điểm thi công các công trình thủy điện ..................................................... 5

1.1.3

Hồ sơ thiết kế kỹ thuật công trình thủy điện .................................................... 6

1.1.4

Tầm quan trọng của thủy điện ......................................................................... 7

1.2 CHẤT LƯỢNG MỘT SỐ CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI VÀ
TẠI VIỆT NAM ........................................................................................................ 13
1.2.1

Một số công trình thủy điện điển hình trên thế giới ....................................... 13

1.2.2

Một sốcông trình thủy điện ở việt Nam ......................................................... 16

1.3 MỘT SỐ NHẬN XÉT VỀ QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG XÂY DỰNG CÔNG
TRÌNH THỦY ĐIỆN ................................................................................................ 21
1.3.1

Công tác khảo sát địa chất ............................................................................. 21

1.3.2

Công tác thiết kế ........................................................................................... 21

1.3.3

Công tác thi công .......................................................................................... 22

1.3.4

Công tác quản lý chất lượng .......................................................................... 23

1.4 MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN... 23
1.5 VAI TRÒ CỦA CHẤT LƯỢNG THIẾT KẾ....................................................... 25
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .......................................................................................... 27

iii


CHƯƠNG 2

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHÁP LÝ VỀ CHẤT LƯỢNG THIẾT KẾ

CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG .................................................................................... 28
2.1 QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG XÂY DỰNG ...........................................................28
2.1.1

Quan điểm về chất lượng xây dựng .............................................................. 28

2.1.2

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng xây dựng............................................ 30

2.1.3

Chất lượng sẩn phẩm tư vấn thiết kế ............................................................. 33

2.1.4

Quản lý chất lượng công trình xây dựng ...................................................... 34

2.2 QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG THIẾT KẾ...............................................................35
2.2.1

Khái niệm sản phẩm tư vấn thiết kế ............................................................. 35

2.2.2

Nội dung sản phẩm tư vấn thiết kế................................................................ 36

2.2.3

Nguyên tắc thiết kế xây dựng ....................................................................... 39

2.2.4

Đặc điểm của sản phẩm thiết kế.................................................................... 40

2.2.5

Trách nhiệm của tư vấn thiết kế về chất lượng xây dựng .............................. 41

2.2.6

Tuân thủ theo tiêu chuẩn, quy chuẩn trong thiết kế xây dựng........................ 46

2.3 HỆ THỐNG QUÁN LÝ CHẤT LƯỢNG THIẾT KẾ ..........................................49
2.3.1

Nguyên tắc áp dụng ...................................................................................... 49

2.3.2

Phương thức và biện pháp áp dụng tiêu chuẩn xây dựng............................... 50

2.4 MỘT SỐ MÔ HÌNH SẢN XUẤT CỦA CÁC ĐƠN VỊ THIẾT KẾ HIỆN NAY .53
2.4.1 Mô hình tổ chức trực tuyến............................................................................... 53
2.4.2 Cơ cấu tổ chức theo kiểu chức năng ................................................................. 54
2.4.3 Cơ cấu tổ chức theo kiểu trực tuyến chức năng ................................................. 54
2.4.4 Cơ cấu tổ chức theo kiểu dự án ......................................................................... 54
2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG VÀ QUY TRÌNH QUẢN LÝ
CHẤT LƯỢNG THIẾT KẾ TẠI CÁC CÔNG TY TƯ VẤN THIẾT KẾ ...................55
2.5.1 Các phương pháp quản lý chất lượng ................................................................ 55
2.5.2 Quy trình quản lý chất lượng thiết kế tại các công ty tư vấn thiết kế ................. 57
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ...........................................................................................62
CHƯƠNG 3

GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THIẾT KẾ CÔNG

TRÌNH THỦY ĐIỆN SÔNG BUNG 5...................................................................... 63
3.1 THỰC TRẠNG QUY TRÌNH KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM TƯ
VẤN THIẾT KẾ TẠI PECC1 ....................................................................................63

iv

3.1.1

Quá trình hình thành và phát triển của PECC1 .............................................. 63

3.1.2

Quy trình kiểm soát chất lượng thiết kế tại PECC1 theo ISO 9001:2008 ....... 66

3.1.3

Đánh giá chung quy trình kiểm soát chất lượng sản phẩm tư vấn thiết kế tại

PECC1........................................................................................................................... 71
3.2 QUY TRÌNH KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT THỦY
ĐIỆN SÔNG BUNG 5............................................................................................... 76
3.2.1

Giới thiệu khái quát về thủy điện Sông Bung 5 ............................................. 76

3.2.2

Các hạng mục của công trình thủy điện Sông Bung 5.................................... 79

3.2.3

Quy trình quản lý chất lượng TKKT công trình thủy điện Sông Bung5 ......... 80

3.3 NHỮNG TỒN TẠI VÀ HẠN CHẾ TRONG QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ CÔNG

TRÌNH THỦY ĐIỆN SÔNG BUNG 5 ...................................................................... 90
3.3.1

Công tác khảo sát địa chất, địa hình và thủy văn ........................................... 90

3.3.2

Công tác thiết kế ........................................................................................... 90

3.3.3

Công tác giám sát tác giả............................................................................... 91

3.4 GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THIẾT KẾ ....................................... 91
3.4.1

Hoàn thiện hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001:2008 ....... 91

3.4.2

Kiểm soát chất lượng tài liệu, dữ liệu đầu vào phục vụ thiết kế ..................... 95

3.4.3

Kiểm soát việc áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế công trình ............................. 98

3.4.4

Tăng cường công tác trao đổi thông tin nội bộ ............................................ 100

3.4.5

Nâng cao chất lượng nguồn nhân lực và phân bổ nguồn nhân lực hợp lý..... 100

3.5 MỘT SỐ GIẢI PHÁP KHÁC ............................................................................ 103
3.5.1. Công tác marketing ........................................................................................ 103
3.5.2. Công tác nghiên cứu khoa học và phát huy sáng kiến cải tiến kỹ thuật ........... 104
3.5.3. Hợp tác theo nhóm ......................................................................................... 104
3.5.4. Đổi mới ngành nghề kinh doanh .................................................................... 104
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ........................................................................................ 105
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................. 106
1. Kết luận

...................................................................................................... 106

2. Kiến nghị

...................................................................................................... 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 109

v


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Đập thủy điện Hoover trên sông Colorado .................................................. 14
Hình1.2 Đập thủy điện Sayano Shushenskaya (Nga) ................................................. 14
Hình1.3 Hư hỏng của thủy điện Sayano Shushenskaya (Nga) ................................... 15
Hình1.4 Thủy điện Sơn La (nhìn từ hạ lưu) ............................................................... 16
Hình1.5 Vỡ đập Ia krêl 2 khi đang thi công mùa lũ 2013........................................... 18

Hình1.6 Vỡ đập Đăk Mek 3, năm 2012 ..................................................................... 20
Hình1.7 Sập hầm thủy điện Đạ Dâng 2015 ................................................................ 20
Hình 2.1 Các yếu tố cơ bản cấu thành chất lượng công trình xây dựng ...................... 29
HÌnh 3.1 Sơ đồ cơ cấu tổ chức của PECC1................................................................ 64
Hình 3.2 Quy trình quản lý chất lượng sản phẩm tư vấn thiết kế theo tiêuchuẩn ISO
9001:2008 ................................................................................................................. 67

vi


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Một số nhà máy thủy điện lớn trên thế giới ................................................... 8
Bảng 1.2 Tiềm năng thủy điện có tính khả thi tại Việt Nam ......................................... 9
Bảng 1.3 Một số công trình thủy điện tiêu biểu của Việt Nam ................................... 10
Bảng 2.1 Tiêu chí cơ bản của chất lượng thiết kế ....................................................... 40
Bảng 3.1 Danh mục quy trình của hệ thống QLCL của PECC1 ................................. 70
Bảng 3.2 Thông số chính của công trình thủy điện Sông Bung 5 ............................... 77

vii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BCKTKT

Báo cáo kinh tế kỹ thuật

CĐT

Chủ đầu tư

CNCN

Chủ nhiệm chuyên ngành

CNDA

Chủ nhiệm dự án

CNTK

Chủ nhiệm thiết kế

PNTK

Phó chủ nhiệm thiết kế

TVTK

Tư vấn thiết kế

DAĐT

Dự án đầu tư

ĐCCT

Địa chất công trình

PCN

Phó chủ nhiệm

KSLDA/TK

Khảo sát lập dự án/Thiết kế

QLNN

Quản lý Nhà nước

QCVN

Qui chuẩn quốc gia Việt Nam

TCN

Tiêu chuẩn ngành

TCVN

Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam

TCCS

Tiêu chuẩn cơ sở

TCĐP

Tiêu chuẩn địa phương

CLN

Cửa lấy nước

TVXDĐ1(PECC1) Tư vấn xây dựng điện 1
KTTV

Kiểm tra thủy văn

viii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Những năm gần đây, công tác xây dựng có bước phát triển mạnh cả về số lượng, chất
lượng, biện pháp và kỹ thuật thi công, trang thiết bị, đội ngũ cán bộ kỹ thuật xây dựng.
Chúng ta đã tự thiết kế, thi công nhiều công trình lớn, kỹ thuật phức tạp mà không cần
có sự trợ giúp của nước ngoài. Nhà nước đã và đang đầu tư mạnh mẽ cho xây dựng
trên các lĩnh vực như: Cơ sở hạ tầng giao thông (đường bộ, đường sắt, hệ thống cầu,
cảng biển, cảng sông, cảng hàng không...); Cơ sở phục vụ cho nông nghiệp (công trình
thủy lợi, các trung tâm phát triển chăn nuôi trồng trọt); Các công trình công nghiệp
(dầu khí, khai thác khoáng sản...); Các khu công nghiệp trọng điểm; Đô thị mới.... Bộ
mặt của đất nước thay đổi nhanh nói chung và của từng địa phương nói riêng. Trong
đó, các công trình thủy điện đóng một vai trò hết sức quan trọng trong công cuộc đổi
mới và phát triển của đất nước.
Sự phát triển nhanh của nền kinh tế dẫn đến nhu cầu lớn về năng lượng điện. Trong
khoảng gần hai thập kỷ qua, các nhà đầu tư đã tập trung nguồn vốn lớn vào lĩnh vực
xây dựng công trình thủy điện, nhiệt điện nhằm đáp ứng nhu cầu năng lượng. Nhiều
công trình thủy điện lớn và hiện đại đã và đang được xây dựng. Bên cạnh những thành

công còn không ít những tồn tại được xã hội hết sức quan tâm, nhất là chất lượng xây
dựng các công trình thủy điện.
Công trình xây dựng không bảo đảm chất lượng sẽ nguy hại đến đời sống xã hội.
Không ít công trình do không bảo đảm chất lượng như lún nứt, đổ vỡ ... gây mất an
toàn, ảnh hưởng đến an sinh xã hội, gây thất thoát lãng phí tiền của của xã hội cũng
như ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của đất nước.
Để đảm bảo chất lượng và làm việc ổn định của các công trình thủy điện thì quá trình
khảo sát, thiết kế, thi công nghiệm thu bàn giao đưa vào sử dụng luôn luôn phải được
quản lý tốt. Nhà nước ta đã quan tâm quản lý xây dựng bảo đảm chất lượng công trình
trên các mặt, đó là: Tăng cường quản lý nhà nước về xây dựng, tích cực đầu tư trang
thiết bị kỹ thuật hiện đại, áp dụng các tiến bộ khoa học trong xây dựng. Hệ thống văn
1


bản qui phạm pháp luật ngày càng được hoàn thiện, cụ thể là các luật và văn bản dưới
luật,các bộ đơn giá, định mức, hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn. Bộ máy tham mưu giúp
việc cho công tác quản lý nhà nước về chất lượng xây dựng tương đối hoàn thiện từ
trung ương đến các địa phương như Cục quản lý chất lượng xây dựng, các trung tâm
kiểm định chất lượng. Pháp lệnh thanh tra, hệ thống thanh tra xây dựng từ Bộ đến các
tỉnh và huyện được kiện toàn. Ở các trung tâm và doanh nghiệp tư vấn thiết kế, kiểm
định được đầu tư các phòng thí nghiệm kiểm định, hệ thống phòng thí nghiệm đạt
chuẩn được Bộ xây dựng công nhận (LAS XD...). Công tác đào tạo bồi dưỡng cán bộ,
phân cấp quản lý đầu tư xây dựng, cấp chứng chỉ hành nghề, cải cách thủ tục hành
chính trong xây dựng đã góp phần nâng cao chất lượng của các công trình xây dựng.
Với mục đích nghiên cứu tìm ra giải pháp nhằm hoàn thiện công tác quản lý chất
lượng xây dựng công trình thủy điện, tác giả đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu đề xuất
giải pháp phù hợp để kiểm soát chất lượng thiết kế kỹ thuật công trình thủy điện
Sông Bung 5”làm đề tài luận văn tốt nghiệp, với mong muốn đóng góp thiết thực, cho
công tác quản lý chất lượng.

2. Mục đích của đề tài
Mục đích nghiên cứu của đề tài là thông qua nghiên cứu công tác quản lý trong quá
trình thiết kế kỹ thuật công trình thủy điện Sông Bung 5 rút ra bài học, đề xuất một số
giải pháp nhằm kiểm soát công tác quản lý chất lượng trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật,
góp phần giúp đơn vị tư vấn thiết kế nâng cao chất lượng trong quá trình thiết kế các
công trình thủy điện.

3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là công tác quản lý chất lượng trong quá trình thiết kế
kỹ thuật công trình thủy điện Sông Bung 5.

2


Phạm vi nghiên cứu của luận văn được tập trung vào các hoạt động quản lý dự án,
công tác tổ chức quản lý chất lượng thiết kế kỹ thuật các dự án thủy điện nói chung và
công tác quản lý chất lượng thiết kế kỹ thuật dự án thủy điện Sông Bung 5 nói riêng.
Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong nghiên cứu giải quyết các vấn đề của
luận văn gồm: Phương pháp khảo sát thu thập số liệu; Phương pháp hệ thống đối chiếu
với các văn bản pháp quy về quản lý chất lượng công trình; Phương pháp đối chuẩn;
phương pháp thống kê, phân tích, so sánh; Phương pháp tổng hợp; và một số phương
pháp kết hợp khác.

4. Kết quả dự kiến đạt được
Hệ thống hóa những cơ sở lý luận cơ bản về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình
và công tác quản lý chất lượng tại các dự án đầu tư xây dựng công trình trong giai đoạn
thiết kế.
Phân tích thực trạng công tác quản lý chất lượng trong thiết kế kỹ thuật công trình
thủy điện Sông Bung 5 nói riêng và công tác quản lý chất lượng trong thiết kế kỹ thuật
tại các công trình thủy điện nói chung tại Công ty Cổ Phần Tư Vấn Xây Dựng Điện 1

Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp có cơ sở khoa học, có tính khả thi, phù hợp với
thực tiễn công tác quản lý chất lượng trong quá trình thiết kế kỹ thuật công trình thủy
điện tại Công ty Cổ Phần Tư Vấn Xây Dựng Điện 1.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
5.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Đề tài góp phần hệ thống hoá và cập nhật những vấn đề lý luận cơ bản về công tác
kiểm soát chất lượng sản phẩm thiết kế xây dựng công trình, làm rõ nhiệm vụ, vai trò,
trách nhiệm của các chủ thể trong công tác quản lý chất lượng sản phẩm công trình
xây dựng trong giai đoạn thiết kế. Những nghiên cứu này có giá trị làm tài liệu tham
khảo cho công tác quản lý, tư vấn thiết kế xây dựng công trình thủy điện
5.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

3


Nghiên cứu của đề tài sẽ là những tài liệu tham khảo có giá trị gợi mở trong việc hoàn
thiện, tăng cường hơn nữa hiệu quả và chất lượng mô hình quản lý, kiểm soát chất
lượng sản phẩm thiết kế các dự án xây dựng thủy điện tại công ty cổ phần tư vấn xây
dựng điện 1.

4


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG XÂY DỰNG CÔNG
TRÌNH THỦY ĐIỆN
1.1 KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN
1.1.1

Khái niệm về công trình thủy điện

Theo QCVN 03:2012/BXD (1) công trình thủy điện là công trình thủy lợi có chức
năng khai thác và sử dụng năng lượng của nguồn nước để phát điện. Như vậy, công
trình thủy điện bao gồm nhiều hạng mục công trình như đập dâng, đập tràn, cửa nhận
nước, bể áp lực, tháp điều áp, nhà máy thủy điện…
1.1.2

Đặc điểm thi công các công trình thủy điện

1.1.2.1 Khối lượng lớn
Các công trình thủy điện là tổng hợp của rất nhiều hạng mục như đập dâng, đập tràn,
cửa nhận nước, bể áp lực, tháp điều áp, nhà máy thủy điện…trong mỗi hạng mục lại
chia ra nhiều công tác như: công tác đào, công tác bê tông, cốt thép, gia cố.. Tùy từng
công trình thủy điện mà khối lượng các hạng mục này có thể dao động từ hàng chục
cho tới trăm thậm chí hàng triệu khối bê tông, đào... ví dụ như công trình thủy điện
Sơn La khối lượng bê tông tới 2.7 triệu khối .
1.1.2.2 Yêu cầu chất lượng cao
Các công trình thủy điện có yêu cầu phải ổn định, bền lâu an toàn tuyệt đối trong quá
trình khai thác do đó trong quá trình làm việc phải đáp ứng các yêu cầu về : chống lật,
chống thấm, nứt nẻ, xâm thực ( xảy ra đối với quá trình hoạt động tubin), xây lắp với
độ chính xác cao như việc lắp đặt cửa van, lắp đặt tubin..Do đó việc thi công sẽ phức
tạp hơn so với các công trình khác. Một trong những khâu quan trọng là công tác dẫn
dòng thi công. Nếu tính toán không chính xác hoặc chọn phương pháp dẫn dòng không
đúng sẽ dẫn đến làm cho giá thành công trình tăng lên, thậm chí gây mất ổn định và sự
an toàn của công trình.
1.1.2.3 Điều kiện thi công khó khăn
Các công trình thủy điện thường được xây dựng ở các vùng xa dân cư, điều kiện kinh
tế chưa phát triển. Quá trình thi công phức tạp gồm nhiều đơn vị tham gia trong điều
5

kiện thi công chật hẹp và thời gian có hạn. Chịu nhiều ảnh hưởng của điều kiện khí
hậu, thời tiết, điều kiện tự nhiên, khí tượng thủy văn. Điều kiện thời tiết làm ảnh
hưởng gián đoạn quá trình thi công, gây khó khăn cho việc tổ chức lực lượng thi công.
Khó khăn trong việc bố trí máy móc, nhân lực không đều trong một năm. Thường mùa
mưa thì nghỉ mà mùa khô lại làm không hết việc. Các máy xây dưng thường phải thi
công ngoài trời nên dễ bị hỏng hóc, điều kiện thời tiết xấu làm ảnh hưởng tới tốc độ thi
công và năng suất của máy móc.
1.1.2.4 Thời gian thi công dài và chi phí lớn
Một công trình thủy điện thường tiến hành xây dựng trong thời gian khá lâu, nhiều chi
tiết phức tạp, chi phí lớn có khi lên đến 8 hoặc thậm chí là 10 năm. Tuổi thọ công
trình thủy điện thường lâu năm có thể từ 30-50 năm. Do đó việc tính toán thiết kế và
thi công không đúng gây ra lãng phí lớn. Các công trình thủy điện thường có vốn đầu
tư lớn, từ hàng trăm cho tới hàng nghìn tỷ đồng.
1.1.3

Hồ sơ thiết kế kỹ thuật công trình thủy điện

Tùy thuộc vào cấp công trình thủy điện mà hồ sơ thiết kế công trình thủy điện được
chia thành thành hồ sơ thiết kế một bước, hai bước hay ba bước. Tuy nhiên, khi thiết
kế công trình thủy điện nào cũng đều phải có các tài liệu cơ bản như :
1.1.3.1 Tài liệu địa hình
Tài liệu địa hình cần thiết khi thiết kế và thi công trạm, các tài liều cần đó là: bản đồ
địa hình khu vực, bản đồ địa hình trong phạm vi công trình, mặt cắt dọc sông , đo vùng
ngập của hồ chứa, mặt cắt ngang lòng sông chỗ tuyến đập, mặt cắt ngang hạ lưu nhà
máy ....
1.1.3.2 Tài liệu địa chất công trình và địa chất thủy văn
Sự phân bố, thành phần, tính chất của đất đá và các biến động địa chất .Tài liệu địa
chất thủy văn gồm các tài liệu liên quan đến thành phần hóa học, tính chất vật lý, quy

luật vận động và sự phân bố nước dưới đất. Những tài liệu này được dùng để tính toán
điều kiện ổn định của công trình, năng lực chịu tải trọng của nền, khả năng sụt lún, độ
dốc cho phép của mái công trình, điều kiện tiêu nước hố móng, lượng ngấm dưới nền,
tính xâm thực của nước ngầm, ảnh hưởng có thể xảy ra khi nâng cao mực nước ngầm.
6


1.1.3.3 Tài liệu dân cư vùng lòng hồ
Điều tra tình hình dân cư trong vùng hồ, điều kiện sinh hoạt, phong tục tập quán.
Những tài liệu này nhằm giúp đơn vị thiết kế có biện pháp di dân tái định cư thích hợp
cũng như lên phương án bối thường nhằm giảm nhẹ tác động tới bà con vùng lòng hồ.
1.1.3.4 Tài liệu về các công trình đã có trên dòng sông
Trong thiết kế xây dựng công trình mới cần phải xét đến sự quan hệ với công trình đã
xây dựng: những vấn đề phát sinh và nguyên nhân phát sinh khi công trình đã vận
hành trong bậc thang, ý kiến phản ánh của nhân dân.
1.1.4

Tầm quan trọng của thủy điện

1.1.4.1 Lịch sử phát triển thủy điện trên thế giới
Việc sử dụng năng lượng nước được thực hiện từ xa xưa, nhưng đến năm 1800 các
tuabin thủy lực là các mẫu được phát minh đầu tiên. Đến năm 1870 việc sửa dụng
năng lượng nước để phát điện đã được sử dụng lần đầu tiên tại ngoại ô Paris và ngay
sau đó là các nhà máy thủy điện cũng xuất hiện tại Mỹ. Khi đó công ty Willamette
Falls Electric đã lắp đặt nhà máy điện xoay chiều đầu tiên (máy phát một pha 400V,
225KW) được chế tạo bởi công ty Westinghouse Electric. Ngay sau đó hàng loạt các
nhà máy thủy điện có quy mô lớn đã được xây dựng tại các dòng sông lớn, nơi có tiềm
năng to lớn về thủy điện trên khắp thế giới.

7

Bảng 1.1 Một số nhà máy thủy điện lớn trên thế giới
Công

suất

đặt

Tên công trình

Nước

Beauharnois

Canada

1.652

1932

Hoover

Mỹ

2.452

1936

Grand Coulee

Mỹ

6.494

1942

Krasnoyarsk

Nga

4.500

1968

Alpe-Gera

Ý

3.500

1970

Churchil Falls

Canada

5.428

1971

Ust-Ilim

Nga

4.320

1977

Itaipu

Bazil/paraguay

12.600

1983

Tam Hiệp

Trung Quốc

18.200

2003

(MW)

Năm

1.1.4.2 Tiềm năng phát triển thủy điện tại Việt Nam

Việt Nam có tiềm năng to lớn về phát triển thủy điện chạy theo suốt toàn bộ đất nước.
Nếu khảo sát trên 2200 con sông có chiều dài hơn 10km thì tổng tiềm năng về thủy
điện ở nước ta theo lý thuyết đạt được khoảng 300 tỷ KWh/năm và tổng tiềm năng về
thủy điện có tính khả thi cũng đạt khoảng 80-100 tỷ kwh/năm với tỷ lệ công suất là
18.000-20.000 MW.
Hệ thống sông ngòi tiêu biểu của vùng Bắc Bộ nơi có tiềm năng về thủy điện được đại
diện bởi hệ thống các sông: Sông Lô, Sông Gâm, Sông Chảy và Sông Đà các sông
này hợp nhất và thành Sông Hồng và chảy vào vịnh Bắc Bộ. Các sông ngòi tiêu biểu ở
Bắc Trung Bộ là Sông Mã và Sông Cả. Ở vùng ven biển miền Trung có sông Vu GiaThu Bồn ở Quảng Nam, Sông Trà Khúc ở Quảng Ngãi và Sông Ba ở Phú yên. Có
Sông Sê San chạy dọc biên giới giữa Campuchia và vùng Nam Trung Bộ. Hệ thống
sông ngòi tiêu biểu cho vùng Nam Bộ là Sông Đồng Nai.
8


Bảng 1.2 Tiềm năng thủy điện có tính khả thi tại Việt Nam
sản Tỷ lệ phần
thi lượng điện năng trăm

Công suất có Ước
Tên Sông

tính

khả

tính

(MW)

(tỷ KWH)

(%)

Sông Lô, Gâm, Chảy

820

3.159

4.6

Sông Đà

7.345

31.196

41.5

Sông Mã

542

2.026

3.1

Sông Cả

398

1.555

2.2

Sông Hương

282

1.17

1.6

Sông Vu Gia- Thu Bồn

1.119

4.299

6.3

Sông Trà Khúc

135

0.625

0.8

Sông Ba

709

3.095

4.0

Sông Xê Xan

1.726

8.265

9.8

Sông Srepok

702

3.325

4.0

Sông Đồng Nai

2790

11.518

15.8

Tổng cộng của 11 sông trên

16.578

70.233

93.7

Tổng cộng cả nước

17.700

82.2

100

9


Bảng 1.3 Một số công trình thủy điện tiêu biểu của Việt Nam
Tên công trình

Khu vực

Công suất lắp máy

Năm

Thác Bà

Miền Bắc

120 MW

1971

Hòa Bình

Miền Bắc

1920 MW

1988

Sơn La

Miền Bắc

2400 MW

2012

Bản Chát

Miền Bắc

220 MW

2013

YALY

Miền Trung

760 MW

2000

Vĩnh Sơn

Miền Trung

66 MW

1994

Bản Vẽ

Miền Trung

320 MW

2010

Thác Mơ

Miền Nam

150 MW

1995

Trị An

Miền Nam

400 MW

1988

Hàm Thuận

Miền Nam

300 MW

2001

Đa Mi

Miền Nam

175 MW

2001

1.1.4.3 Ưu điểm của công trình thủy điện

a) Thúc đẩy các khả năng kinh tế

Các công trình thủy điện là các công trình có vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng kéo
dài, song hiệu quả cao và có tuổi thọ lâu có thể >100 năm. Về lâu dài mà nói thì hiếm
có công nghệ năng lượng nào rẻ bằng thủy điện. Các chi phí vận hành và bảo dưỡng
hàng năm thấp so với vốn đầu tư và thấp hơn nhiều so với các nhà máy điện khác (như
nhà máy nhiệt điện hay điện hạt nhân).
Các dự án thủy điện với công suất nhỏ đóng vai trò quan trọng trong chương trình điện
khí hóa nông thôn trên khắp thế giới.

10


Quá trình phát triển thủy điện mang lại nguồn lợi lớn cho địa phương và cả nước.
Thông qua việc phát triển thủy điện thì kết cấu hạ tầng khu vực cũng sẽ được đầu tư
xây dựng đồng bộ và hiện đại với tốc độ rất nhanh.

b) Bảo tồn các hệ sinh thái
Thủy điện dùng năng lượng của dòng nước để phát điện mà không làm cạn kiệt các
nguồn tài nguyên thiên nhiên, cũng không làm biến đổi các đặc tính của nước sau khi
chảy qua tuốc bin.

c) Linh hoạt
Thủy điện là nguồn cung cấp linh hoạt, bởi khả năng dễ điều chỉnh công suất. Qua đó
tối ưu hóa biểu đồ phụ tải chạy nền bởi các nguồn kém linh hoạt hơn như nhiệt điện
hay điện hạt nhân.
Nhà máy thủy điện tích năng làm việc như một ắc quy trữ khổng lồ bằng cách tích và
xả năng lượng theo nhu cầu hệ thống điện.
Ngoài ra một đặc điểm nổi trội của các công trình thủy điện là có thể khởi động đến
công suất tối đa chỉ trong vòng vài phút, trong khi đó các công trình nhiệt điện phải
mất đến hàng giờ hay mất đến vài giờ đối với trường hợp điện nguyên tử. Do đó trong
sơ đồ phụ tải của hệ thống điện nước ta hiện nay thủy điện thương dùng để đáp ứng

phần đỉnh của biểu đồ phụ tải.

d) Vận hành hiệu quả
Nguyên tắc vận hành của một nhà máy thủy điện là tối đa lượng điện phát ra được thể
hiện thông qua việc giữ mực nước hồ càng cao càng tốt để tối ưu hóa lượng điện phát
ra, cộng thêm yếu tố thay đổi về giá điện, khiến cho việc vận hành nhà máy thủy điện
trở nên khó khăn và phức tạp hơn nhiều. Bên cạnh nhiệm vụ chính là phát điệnthì một
nhiệm vụ quan trọng không kém của thủy điện đó là điều tiết lũ để an toàn cho hạ du.

e) Sử dụng nguồn năng lượng sạch

11


So với các nguồn điện khác, thủy điện cung cấp một nguồn năng lượng sạch hầu như
không phát sinh khí thải gây hiệu ứng nhà kính.

f) Sử dụng nguồn nước đa mục tiêu
Các công trình thủy điện có nhiệm vụ phát điện và cung cấp nước sạch cho sản xuất
nông nghiệp, sinh hoạt, cải thiện điều kiện nuôi trồng thủy sản và vận tải thủy.
1.1.4.4 Nhược điểm và các tác động bất lợi của công trình thủy điện

a) Nhấn chìm rừng đầu nguồn
Theo các chuyên gia, để tạo ra khoảng 1MW công suất thủy điện, phải mất từ 10-30 ha
rừng và để có 1.000 ha hồ chứa nước cũng cần san phẳng giải phóng từ 1.000 đến
2.000 ha đất phía thượng nguồn.
Như vậy mỗi một dự án thủy điện khi được tiến hành xây dựng cũng sẽ lấy đi một
lượng lớn rừng đầu nguồn gây nguy hại tới môi trường sinh thái rừng. Thay đổi môi
trường sống của các động thực vật nằm trong khu vực lòng hồ.

b) Dòng chảy cạn kiệt
Về phía hạ lưu, vào mùa kiệt nước được tích vào trong hồ chứa gây hiện tượng xâm
thực. Nước biển dâng cao ảnh hưởng tiêu cực đến sản xuất và đời sống.

c) Thay đổi dòng chảy
Tác động trước tiên của các dự án thủy điện là làm biến đổi số lượng và chế độ dòng
chảy của sông, ảnh hưởng không tốt đến hệ sinh thái thủy sinh trong sông ở hạ lưu
công trình.
Nhiều công trình thủy điện dùng đường ống áp lực để dẫn nước từ hồ chứa đến nhà
máy thủy điện, để tạo cột nước lớn, nâng cao hiệu quả phát điện, nên đoạn sông từ đập
đến nhà máy không có nước trở thành một đoạn sông chết có chiều dài từ vài km đến
hàng chục km ngay sau tuyến đập chính. Ví dụ, sau tuyến đập của hồ sông Ba Hạ đoạn
sông chết dài tới 8km.

d) Hạn chế cấp nước cho các mục tiêu khác
12


Trong mùa kiệt, nước được tích trong hồ chứa, ưu tiên cho việc phát điện dẫn đến phía
hạ lưu không có nước, gây tình trạng hạn hán, khô kiệt gây ảnh hưởng xấu cho sản
xuất nông nghiệp và các ngành dùng nước khác.

e) Chi phí đầu tư lớn
Chi phí ban đầu cho một dự án thủy điện thường lớn hơn nhiều so với các nhà máy
nhiệt điện, thời gian xây dựng kéo dài. Suất đầu tư cho thủy điện thường gấp từ 1.2
đến 1.5 lần so với nhà máy nhiệt điện(hiện nay suất đầu tư cho 1MW thủy điện dao
động trong khoảng từ 30-40 tỷ đồng). Chi phí này không chỉ đầu tư vào công trình
chính mà chủ yếu là giành cho việc giải phóng mặt bằng, di dân tái định cư cho người
dân.
1.2 CHẤT LƯỢNG MỘT SỐ CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI

VÀ TẠI VIỆT NAM
1.2.1

Một số công trình thủy điện điển hình trên thế giới

1.2.1.1 Nhà máy thủy điện Hoover
Khởi công ngày 20/4/1931 được xây dựng trong 5 năm. Năm 1936 công trình hoàn
thành và được đưa vào sử dụng. Các thông số chính: nền đập dày 201m, cao 221 m.
Bề rộng mặt đập là 15m. Số lượng bê tông dùng là 3.33 triệu m3. Công suất nhà máy
thủy điện là 2.452 MW.
+ Được đánh giá là công trình có đập cao nhất (221m).
+ Nhà máy thủy điện có công suất lớn nhất thời bấy giờ (1936)
+ Công trình thủy lợi tốn kém nhất: Có tất cả 21.000 công nhân làm việc, trung bình
mỗi ngày 3.500 người, khi cao điểm lên tới 5.218 người. Chi phí xây dựng hết 165 Tr
USD.
Trong quá trình thi công hai đê quai khổng lồ được xây dựng trong năm 1932. Đến
tháng 6/1933, nền mới được xử lý xong, hơn một triệu m3 đá được lấy đi bằng sức
công nhân và nổ mìn thủ công. Công trình dẫn dòng là 4 đường hầm (tuynen). Chu vi
mỗi đường hầm là 17m và dài gần 5km.

13


Hình 1.1Đập thủy điện Hoover trên sông Colorado
1.2.1.2 Nhà máy thủy điện Sayano Shushenskaya (Nga)
Đập cao 242m là công trình chính của nhà máy thủy điện lớn nhất nước Nga, hoàn
thành vào năm 1989 với công suất lắp máy 6.400 MW. Hồ chứa nước có diện tích
2.000 km2, sức chứa 73.3 km3 nước, dài 388km và nơi rộng nhất là 15km, hồ có độ sâu
105m gần chân đập.

Hình1.2 Đập thủy điện Sayano Shushenskaya (Nga)
14


Công trình thủy điện Sayano Shushenkaya được đánh giá là công trình trình thủy điện
lớn nhất nước Nga 6.400 MW. Tuy nhiên đến ngày 17/8/2009 đã xảy ra sự cố nghiêm
trọng làm chết 75 người, phá hủy hầu như toàn bộ các tổ máy và một phần công trình
xây dựng.

Hình1.3 Hư hỏng của thủy điện Sayano Shushenskaya (Nga)
Nguyên nhân dẫn đến sự cố nghiêm trọng này:
+ Tình trạng các bu lông nắp Turbine: các bu lông đã mất gần hoàn toàn khả năng chịu
lực.
+ Chế độ đóng cánh hướng nước: có hai loại điều tốc được sử dụng tại nhà máy
Sayano Shushenskaya đều không có cơ cấu đóng cánh hướng nước khi mất điện tự
dùng. Chỉ duy nhất có tổ máy số 5 là đóng được cánh hướng nước khi chưa mất điện
tự dùng
+ Không có bộ phận bảo vệ độ rung và độ đảo tác động dừng máy.
Những bài học rút ra:
Về mặt kỹ thuật:

15


+ Kiểm tra bu lông nắp turbine.
+ Thí nghiệm đường đặc tính vận hành tổ máy
+ Chế độ đóng cánh hướng nước
+ Lắp thiết bị giám sát độ rung và độ đảo trực tuyến có chức năng bảo vệ
Về mặt quản lý:
+ Nghiêm chỉnh chấp hành chế độ kiểm tra kỹ thuật

+ Tổ chức công tác đại tu
+ Tiến hành kiểm tra tổng thể
1.2.2

Một số công trình thủy điện ở việt Nam

1.2.2.1 Công trình thủy điện Sơn La 2006 - 2013

Hình1.4 Thủy điện Sơn La (nhìn từ hạ lưu)
Chủ đầu tư: Tập đoàn điện lực Việt Nam, đại diện là ban quản lý dự án NMTĐ Sơn La
Tư vấn thiết kế chính: Công ty cổ phần tư vấn xây dựng điện 1
Các thông số chính:
16


+ Cấp công trình: cấp đặc biệt
+ Diện tích lưu vực: 43.760 km2
+ Dung tích hồ chứa: 9.26 tỷ m3
+ Mực nước dâng bình thường: 215m
+ Mực nước gia cường: 217.83 m
+ Mực nước chết: 175m
+ Công suất lắp máy: 2.400 MW, Dự kiến hàng năm cung cấp 10.246 tỷ kwh.
+ Kết cấu đập: đập bê tông trọng lực cao 138.1m, chiều dài đỉnh đập 961.6m, công
trình có 12 khoang xả sâu, 6 khoang xả mặt. Nhà máy thủy điện kiểu hở, bố trí sau
đập.
Về mặt khảo sát: Đã tiến hành khảo sát toàn tuyến công trình. Tránh được những vùng
có địa chất xấu. Tiến hành công tác khảo sát thì nghiệm vật liệu đất đá, các chỉ tiêu kỹ
thuật đều được tiến hành tỉ mỉ nhằm cung cấp số liệu đầu vào tốt nhất cho công tác
thiết kế.
Về mặt thiết kế: công trình được thiết kế với bộ tiêu chuẩn riêng dành cho công trình

trọng điểm cấp quốc gia. Các chỉ tiêu thiết kế đều được tính với mức an toàn cao nhất,
áp dụng các phương pháp và phần mềm tính nước ngoài. Thủy điện Sơn La cũng là dự
án đầu tiên thực hiện đập bê tông đầm lăn RCC với công nghệ dầu, vữa không có
tường bê tông thượng hạ lưu. Khối lượng bê tông RCC lớn nhất lên tới 2,7 triệu m3.
Áp dụng công nghệ mới giúp thi công nhanh hơn, rẻ, tiết kiệm chi phi, thời gian so với
công nghệ đổ bê tông thường.
Về mặt thi công: Việc kiểm soát quá trình đổ bê tông ở tất cả các khâu đều được tuân
thủ theo đúng quy trình rất nghiêm ngặt và khắt khe, đòi hỏi các bước thực hiện phải
tiến hành liên tục trong điều kiện khó khăn về thời tiết trên công trường. Tuân thủ theo
đúng các điều kiên, tiêu chuẩn quy chuẩn nhà nước về thi công công trình thủy điện.

17