Если гидроэлектростанция сооружается в горах, то без проходки тоннелей дело обходится редко. Даже если ГЭС возводится по плотинной схеме, она часто имеет тоннельный строительный и/или эксплуатационный водосброс (как, например, на Чиркейской ГЭС), либо тоннельные турбинные водоводы. А уж длина тоннелей даже на относительно небольших деривационных ГЭС часто составляет несколько километров, на крупных же станциях это могут быть и десятки километров. Как же сооружают эти тоннели?
Чаще всего используется так называемый буровзрывной метод проходки. При помощи бурового оборудования (сейчас они, как правило, установлены на специализированных самоходных машинах) в горной породе пробуриваются отверстия (шпуры), в которые закладывается точно рассчитанное количество взрывчатки. Ее подрыв разрушает породу, обломки которой вывозятся и цикл повторяется снова.
Также (особенно при не очень прочных породах) могут использоваться горнопроходческие комбайны - специальные самоходные машины, оборудованные стрелой с фрезерной коронкой, которая и разрушает горную породу.
Если же необходимо пройти длинный тоннель круглого сечения, то используется горнопроходческий щит - похожий на те, которые применяют для прокладки тоннелей метро. Таким щитом был пройдет тоннель Ирганайской ГЭС.
По мере проходки тоннеля устраивается его обделка, предохраняющая его от обвалов породы, а также предотвращающая фильтрацию воды. Обделку возводят из железобетона, ее конструкция зависит от типа тоннеля (напорный/безнапорный) и свойств горных пород. Поскольку тоннель может пересекать различные породы (или одни и те же, но отличающиеся по свойствам, например по трещиноватости), то протяженные тоннели могут иметь несколько типов обделки.
Иногда возникает необходимость проходки тоннелей в слабых грунтах, с такой ситуацией, в частности, столкнулись строители Кашхатау ГЭС. В этих случаях грунт предварительно закрепляют, закачивая через скважины специальные растворы на основа цемента или силикатных составов.