Thiết kế và tổ chức thi công hầm Metro

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................................................4
PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG....................................................................................................................6
1.1. VAI TRỊ CỦA CƠNG TRÌNH NGẦM TRONG PHÁT TRIỂN GIAO THƠNG ĐƠ THỊ.........6
1.2. TÍNH PHÙ HỢP CỦA TÀU ĐIỆN NGẦM TRONG PHÁT TRIỂN GIAO THÔNG CÔNG
CỘNG Ở HÀ NỘI................................................................................................................................7
1.2.1. Vai trị của giao thơng ngầm...................................................................................................7
1.2.2. Tính phù hợp đối với việc phát triển giao thông tại Hà Nội....................................................8
1.3. CƠ SỞ HÌNH THÀNH TUYẾN...................................................................................................9
1.4. QUY MƠ DỰ ÁN TUYẾN.........................................................................................................13
1.5. ĐẶC ĐIỂM ĐỒN TÀU............................................................................................................14
1.6. CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG TUYẾN......................................................15
1.7. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC GA NGẦM...........................................................................................18
1.8. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN TUYẾN ĐI QUA...........................................................19
1.9- ĐIỀU KIỆN MẶT BẰNG KHU VỰC THI CÔNG....................................................................21
PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ.......................................................................................................................22
2.1. ĐOẠN CHUYẾN LỰA CHỌN THI CÔNG...............................................................................22
2.1.1. Đặc điểm..............................................................................................................................22
2.1.2. Điều kiện địa chất đoạn tuyến đi qua....................................................................................22
2.2. CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ........................................................................................................24
2.2.1. Phương án hầm đơn..............................................................................................................24
2.2.2. Phương án hầm đôi chạy song song......................................................................................25
2.3. BIỆN PHÁP CÔNG NGHỆ........................................................................................................26
2.3.1. Lựa chọn biện pháp thi công................................................................................................26
2.3.1.1. Các phương pháp thi công hệ thống mêtro trong thành phố..........................................26
2.3.1.2 Lựa chọn khiên đào khi thi công hầm trong đất yếu.......................................................32
2.3.1.3. Kết luận.........................................................................................................................37
2.3.2 Tóm tắt cơng nghệ.................................................................................................................38
2.3.2.1. Định nghĩa.....................................................................................................................38

2.3.2.2 Đặc tính thiết kế :...........................................................................................................38
2.3.2.3. Cấu tạo của máy TBM :................................................................................................39
2.3.2.4. Q trình tuần hồn thao tác thi công của máy đào mui trần.........................................40
2.3.2.5. Thi công vỏ hầm :.........................................................................................................42
2.4. KẾT CẤU ĐƯỜNG HẦM.........................................................................................................43
2.4.1 Kết cấu vỏ hầm.....................................................................................................................43
2.4.2. Kết cấu phần trên..................................................................................................................48
2.4.3. Cấu tạo hệ thống cấp điện - tiếp điện, chiếu sáng.................................................................49
2.4.4. Hệ thống thốt nước.............................................................................................................53
2.5. THƠNG GIĨ TRONG HẦM......................................................................................................53
2.5.1. Thành phần các khí độc hại trong hầm.................................................................................53
2.5.2. Thơng gió trong đường hầm đặt sâu.....................................................................................54
2.6. ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN.............................................................................55
2.6.1. Phương án hầm đơn..............................................................................................................55
2.6.2. Phương án hầm đơi chạy song song......................................................................................56
PHẦN III:THIẾT KẾ KỸ THUẬT.............................................................................................................57
TÍNH TỐN KẾT CẤU...............................................................................................................................57
1.1. SỐ LIỆU TÍNH TỐN...............................................................................................................57
1.1.1. Địa chất................................................................................................................................57
1.2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU................................................................................57

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

-1-

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.2.1. Áp lực địa tầng thẳng đứng..................................................................................................57

1.2.2. Áp lực địa tầng nằm ngang...................................................................................................57
1.2.3. Trọng lượng bản thân vỏ hầm...............................................................................................57
1.2.4. Áp lực thủy tĩnh....................................................................................................................58
1.2.5. Phản lực địa tầng..................................................................................................................58
1.2.6. Tải trọng do ảnh hưởng của đường hầm song song với nó...................................................58
1.2.7. Tải trọng do các cơng trình trên mặt đất...............................................................................58
1.2.8. Tải trọng tạm thời.................................................................................................................58
1.2.9. Tải trọng đặc biệt..................................................................................................................58
1.3. TÍNH TOÁN KẾT CẤU VỎ HẦM.............................................................................................59
1.3.1. Kết cấu vỏ hầm.....................................................................................................................59
1.3.1.1. Vai trị của vỏ hầm:.......................................................................................................59
1.3.1.2. Mặt cắt kết cấu..............................................................................................................60
1.3.2. Mơ hình tính.........................................................................................................................60
1.3.3. Tính tốn nội lực..................................................................................................................60
1.3.4. Kiểm tốn nội lực tại các tiết diện:.......................................................................................62
1.3.5. Tính tốn kiểm tra điều kiện mối nối giữa các mảnh ghép...................................................62
1.3.6. Kiểm tra điều kiện chịu ép mặt tại các mối nối:...................................................................63
1.4. TÍNH TỐN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP.......................................................................................64
1.4.1.Tính tốn cốt thép chịu mơmen:............................................................................................64
1.4.3. Tính tốn cốt thép chịu lực cắt:............................................................................................65
PHẦN IV: THIẾT KẾ TỔ CHỨCTHI CÔNG...........................................................................................67
CHƯƠNG 1: BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỦ ĐẠO.....................................................................................67
1.1. ĐIỀU KIỆN THI CÔNG VÀ CĂN CỨ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ.........................................67
1.1.1. Điều kiện thi công................................................................................................................67
1.1.2.Căn cứ lựa chọn công nghệ...................................................................................................67
1.1.3.Vật liệu xây dựng..................................................................................................................70
1.1.4.Nguyên tắc thiết kế, tổ chức thi công....................................................................................71
1.1.5. Chuẩn bị hệ thống đảm bảo hậu cần và thi công bể chứa chất thải.......................................71
1.2. Biện pháp thi công giếng xuất phát..............................................................................................71
1.3. Biện pháp lắp ráp khiên đào........................................................................................................73

1.4. Vận hành khiên đào.....................................................................................................................77
1.5. Biện pháp vận chuyển chất thải lên mặt đất.................................................................................80
1.6. Biện pháp đúc các mảnh hầm......................................................................................................80
1.6.1. Bê tông :...............................................................................................................................81
1.6.2. Cốt thép :..............................................................................................................................82
1.6.3. Cốp pha :..............................................................................................................................83
1.6.4. Thi công bê tông chống thấm...............................................................................................83
1.6.5. Chống thấm cho các mảnh hầm lắp ghép.............................................................................83
1.7. Biện pháp lắp ráp mảnh hầm.......................................................................................................85
1.8. Biện pháp lắp đặt đường ray........................................................................................................85
1.9. Các thiết bị phụ trợ thi cơng........................................................................................................86
1.9.1. Thiết bị ngồi hầm................................................................................................................86
1.9.2. Thiết bị trong hầm................................................................................................................87
1.10.Giải pháp thi công đổ vỏ bê tông chống thấm bên trong hầm.....................................................88
1.11. Công tác chuẩn bị mặt bằng.......................................................................................................89
1.12. Công tác phụ trong thi công.......................................................................................................89
1.12.1. Thông gió trong thi cơng:...................................................................................................89
1.12.2 Cấp nước trong thi cơng :....................................................................................................89
1.12. 3.Cung cấp điện cho thi cơng................................................................................................90
1.12.4. Thốt nước trong thi cơng..................................................................................................90
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ THI CƠNG CHI TIẾT VÀ TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ...................................91

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

-2-

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2.1. Thiết kế kết cấu thành giếng........................................................................................................91
2.2. Chọn chiều dài một đốt thi công..................................................................................................91
2.2.1. Giai đoạn khởi đầu của TBM...............................................................................................91
2.2.1. Thi công một đốt thi công.....................................................................................................91
2.3. Xác định áp lực đất tác dụng lên gương đào................................................................................92
2.4. Xác định lực đẩy của kích di chuyển...........................................................................................93
2.4.1. Đường kính ngồi của khiên D.............................................................................................93
2.4.2. Độ nhanh nhạy của khiên LM/D............................................................................................94
2.4.3. Chiều dài khiên L.................................................................................................................95
2.5. Các công tác phụ trong thi công hầm...........................................................................................97
2.5.1. Cơng tác thơng gió...............................................................................................................97
2.5.2. Chiếu sáng............................................................................................................................99
2.5.3. Cấp thốt nước thi công......................................................................................................100
2.6. Thi công vỏ chống thấm............................................................................................................100
2.6.1.Công tác cốp pha.................................................................................................................100
2.6.2.Công tác cốt thép.................................................................................................................101
2.6.3.Công tác đổ bê tông.............................................................................................................101
2.7. Tổ chức thi công........................................................................................................................104
2.7.1.Các điều kiện để lập kế hoạch.............................................................................................104
2.7.2. Công tác tổ chức kỹ thuật...................................................................................................104
2.8. Lập bảng tiến độ thi công..........................................................................................................104
2.9. Các biện pháp an tồn trong q trình xây dựng........................................................................105
2.9.1.Biện pháp kỹ thuật an toàn khi tổ chức mặt bằng xây dựng................................................105
2.9.2. Biện pháp an toàn...............................................................................................................105
CHUYÊN ĐỀ...............................................................................................................................................106
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................................107
PHẦN I: CÁC SỰ CỐ KHI THI CÔNG HẦM BẰNG MÁY TBM..........................................................108
1.1. Tổng quan về các loại máy TBM...............................................................................................108
1.2. Sự cố khi thi công hầm bằng máy TBM....................................................................................110
1.3 Biến dạng của nền đất yếu khi thi cơng hầm trong đất yếu.........................................................112

1.3.1 Sự hình thành biến dạng......................................................................................................112
1.3.2 Ảnh hưởng của biến dạng mặt đất đến các cơng trình xây dựng gần kề..............................117
1.3.3 Kết luận...............................................................................................................................119
PHẦN II:MƠ HÌNH TÍNH TỐN.............................................................................................................120
2.1.Mơ hình khơng gian....................................................................................................................120
2.2.Mơ hình phẳng............................................................................................................................122
PHẦN III:GIẢI BÀI TOÁN ỔN ĐỊNH GƯƠNG ĐÀO BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS 3D TUNNEL....129
3.1. Giới thiệu về phần mềm Plaxis..................................................................................................129
3.2 Giải bài toán ổn định gương đào bằng Plaxis 3D........................................................................131
3.2.1. Input...................................................................................................................................132
3.2.2. Calculation.........................................................................................................................137
3.2.3. Output.................................................................................................................................139
3.3. Kết luận.....................................................................................................................................148
KIẾN NGHỊ.................................................................................................................................................148
TÀI LIỆU THAM KHẢO:........................................................................................................................149

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

-3-

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NĨI ĐẦU
Thủ đơ Hà Nội là một trung tâm văn hố - chính trị của cả nước. Sự phát triển
của thủ đơ có ảnh hưởng rất lớn tới sự phát triển của đất nước. Hệ thống giao thông
của thành phố đang phát triển không ngừng. Riêng tốc độ phát triển của các phương
tiện giao thông đường bộ trong các năm 1996 tới nay là khoảng : 8 - 13% đối với xe

máy, và 5 - 8% đối với xe ôtô. Chủng loại phương tiện cũng ngày càng đa dạng và
phong phú hơn. Hệ thống cơ sở vật chất hạ tầng cho giao thơng cũng có nhiều thay
đổi. Nhiều tuyến đường lớn nhỏ tiếp tục được qui hoạch, mở rộng hợp lý, đạt yêu cầu
về tiêu chuẩn chất lượng, đảm bảo phục vụ tốt cho các hoạt động lưu thông. Tuy
nhiên cũng giống như các thành phố trên thế giới Hà Nội cũng gặp rất nhiều khó khăn
về giao thông đô thị:
+ Giao thông tại thành phố đang quá tải, nhất là vào giờ cao điểm luôn xảy ra
ách tắc tại các nút giao thông lớn do nhu cầu đi lại của người dân không ngừng
tăng lên
+ Mức độ ơ nhiễm mơi trường do khí thải xe cộ, ô nhiễm tiếng ồn đã lên mức
báo động.
+ Tại các khu phố đông dân cư, việc mở rộng hay quy hoạch lại đường rất khó
thực hiện do liên quan đến các yếu tố lịch sử văn hoá và kiến trúc của thành phố,
trong khi đó việc giải phóng mặt bằng cịn nhiều bất cập, kéo dài và chi phí lớn.
+ Trong khi đó, điều kiện địa hình địa chất của thành phố Hà Nội cũng khá phức
tạp, việc quy hoạch chưa hợp lý tại các vùng đông dân cư đã làm cho việc sử dụng các
phương tiện công cộng trên mặt đất và trên cao gặp rất nhiều khó khăn vì hệ thống
đường quá chằng chịt, nhỏ bé và hệ thống dây điện, cáp điện thoại đã tạo thành các
mạng nhện rất khó giải quyết ở trên cao
Trong khi đó, tốc độ phát triển của hệ thống giao thơng vận tải đô thị
(GTVTĐT) chưa đáp ứng được nhu cầu đi lại của người dân thủ đô. Xu thế phát triển
hiện nay của toàn bộ hệ thống GTVTĐT ở Hà Nội chưa cân đối và hợp lý. Điều này
có thể thấy rõ ở sự phát triển thiếu hài hoà giữa số lượng và chủng loại của các
phương tiện giao thông với hệ thống cơ sở hạ tầng đô thị. Hệ thống cơ sở hạ tầng tuy
phát triển nhanh và dần dần được hiện đại hố nhưng khơng theo kịp với tốc độ phát
triển nhanh đến mức khơng thể kiểm sốt nổi của các phương tiện giao thơng. Chính
SV: Chử Ngọc Minh Chiến

-4-

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

vì thế hệ thống cơ sở hạ tầng đơ thị vẫn nhanh chóng bị q tải và xuống cấp nghiêm
trọng.
Hiện trạng và viễn cảnh không xa của tình hình giao thơng tại Hà Nội  cho thấy
vấn đề đã mang tính cấp bách. Song song với các biện pháp tăng cường quản lý giao
thơng, thì việc phát triển vận tải hành khách công cộng với khối lượng lớn cũng được
xem là giải pháp cần thiết và hợp lý. Trước thực trạng như vậy giải pháp khắc phục
mang lại hiệu quả về nhiều mặt là xây dựng hệ thống giao thông ngầm, mà nổi bật là
hệ thống tàu điện ngầm.
Tàu điện ngầm đã xuất hiện trên thế giới từ rất lâu, qua thời gian nó đã chứng
minh tính tối ưu, hợp lý trong việc giải quyết các vấn đề giao thông tại các thành phố
lớn đơng dân cư, nó hạn chế được tối đa các vấn đề của đô thị hiện đại như ô nhiễm,
tắc nghẽn, ồn ào, nhu cầu đi lại không ngừng tăng lên nhờ những ưu điểm nổi trội: tốc
độ cao, khả năng vận chuyển hành khách lớn, di chuyển êm, ít gây ô nhiễm môi
trường, nâng cao mức sông của người dân đô thị.
Việc xây dựng hệ thống tàu điện ngầm có ý nghĩa lớn trong giải quyết vấn đề
giao thông đô thị, cho phép sử dụng đất đô thị hợp lý. Xuất phát từ vấn đề trên ,với
những kiến thức đã được học trong trường, em chọn đề tài tốt nghiệp: ”Thiết kế và tổ
chức thi công hầm Metro ”.
Trong q trình hồn thiện đồ án này, em rất cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình
của kỹ sư Nguyễn Thạch Bích, giảng viên bộ mơn Cầu Hầm, cùng một số thầy cô
khác ở các bộ môn trong trường đã trang bị cho em những kiến thức quý báu về
chuyên ngành Cầu Hầm trong suốt những năm học vừa qua
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, do thời gian có hạn, tài liệu tham khảo lại không
đầy đủ và làm về một lĩnh vực cịn khá mới mẻ nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót. Vì
vậy em rất mong muốn sự phê bình, góp ý của các thầy cơ, và các bạn sinh viên trong

trường để vững vàng trong công tác của mình sau này.
Hà Nội, ngày 19 tháng 5 năm 2008
Sinh viên

Chử Ngọc Minh Chiến

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

-5-

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. VAI TRÒ CỦA CƠNG TRÌNH NGẦM TRONG PHÁT TRIỂN GIAO THƠNG
ĐƠ THỊ
Cïng với sự phát triển chóng mặt của xà hội, cơ sở hạ tầng đô thị cũng phải
phát triển liên tục để phù hợp với đòi hỏi của xà hội. Các khu công nghiệp, khu chung
c, các công trình dân dụng, khu vui chơi giải trí, công viên đợc xây dựng ngày
càng nhiều, kết hợp với mạng lới giao thông, sông hồ tạo nên tổ hợp kiến trúc đô thị
phức tạp. Mặt khác do tốc độ mở rộng của đô thị luôn chậm hơn so với nhu cầu về
xây dựng luôn không ngừng gia tăng, vì vậy các giải pháp về sử dụng không gian
đô thị luôn là một vấn đề đau đầu đối với bất kì một đô thị nào. Ngoài công
tác mở rộng không gian theo mặt bằng, các đô thị hiện tại luôn rất chú trọng đến
việc phát triển không gian theo mặt đứng bằng cách khai thác không gian trên cao
và không gian ngầm. Việc chuyển một số công trình trên mặt đất xuống ngầm đÃ
giải phóng nhiều khoảng không gian lớn trên mặt đất, vừa đáp ứng đợc yêu cầu về
không gian đồng thời cũng mang lại hiệu quả kinh tế khá cao. Khi s dng hiệu quả

không gian ngầm cho phép :
- Tăng cường cấu trúc quy hoạch, kiến trúc của đơ thị.
- Giải phóng nhiều cơng trình có tính chất phụ trợ ra khỏi mặt đất.
- Sử dụng đất đai đô thị hợp lý cho việc xây dựng nhà ở, tạo ra các công viên, bồn
hoa, sân vận động, khu vực cây xanh, các vùng ’’ khơng có ơ tơ ”
- Tăng cường vệ sinh môi trường đô thị.
- Bảo vệ các tượng đài kiến trúc.
- Bố trí hiệu quả các cụm thiết bị kỹ thuật
- Trong trường hợp cần thiết, cơng trình ngầm cịn dùng cho mục đích quốc phịng.
- Giải quyết được vn giao thụng.
Bên cạnh đó, việc quy hoạch hợp lý các khu chung c, các khu công nghiệp, trờng học, công viên khu vui chơi giải trí phải kết hợp với việc bố trí mạng lới giao
thông để tạo nên một khối thống nhất, hiệu quả nhất, nhng đồng thời phải đáp
ứng đợc yêu cầu về kiến trúc, thẩm mỹ của đô thị. Trong công tác phân vùng và bố
trí mạng lới giao thông theo mặt đứng không gian đô thị thì phơng án vừa giải
quyết hợp lý vấn đề giao thông đô thị vừa cho phép khai thác và tận dụng đợc
SV: Ch Ngc Minh Chin

-6-

Lp: ng hm – Metro K44


N TT NGHIP

không gian đô thị đó là thiết kế hệ thống giao thông ngầm, trong đó điển hình
là hệ thống tàu điện ngầm.
1.2. TNH PH HP CA TU ĐIỆN NGẦM TRONG PHÁT TRIỂN GIAO
THÔNG CÔNG CỘNG Ở HÀ NỘI
1.2.1. Vai trị của giao thơng ngầm
Song song với sự phát triển về xã hội và kinh tế, các phương tiện giao thơng

nói chung và các phương tiện giao thơng trong thành phố nói riêng cũng có sự phát
triển mạnh mẽ. Trong các thành phố hệ thống các phương tiện giao thơng rất đa dạng
về loại hình và phong phú về thể loại.
Theo cách phân loại về loại hình có các phương tiện giao thông công cộng như:
xe buýt, xe điện; và các phương tiện giao thông cá nhân như: xe đạp, xe máy, ôtô, tàu
thuyền.
Theo cách phân loại về khơng gian bố trí thì gồm các phương tiện chạy trên
mặt đất như ôtô, xe đạp, xe máy, tàu hỏa…; các phương tiện dưới mặt đất như tàu
điện ngầm, tàu chạy bằng đệm từ; phương tiện trên cao như các hệ thống đường sắt
trên cao, đường không.
Theo cách phân loại về ngun tắc hoạt động có phương tiện thơ sơ, phương
tiện chạy bằng động cơ: động cơ xăng, động cơ điện; phương tiện chạy bằng đệm từ.
Khi đô thị phát triển nhanh, khối lượng vận chuyển hành khách lớn đến mức
mạng lưới giao thông hành khách hiện tại trên mặt đất ( tàu điện, ô tô bus,…) không
thể đáp ứng được. Dẫn đến yêu cầu tất yếu phải có một loại phương tiện khác giải
quyết vẫn đề đó. Ngày nay, tau điện ngầm là dạng giao thông vận tải hành khách lớn
nhất, tiện nghi và hoàn thiện nhât.
Tàu điện ngầm có đại bộ phận tuyến đường nằm sâu trong lịng đất, ngoại
mới chạy, có thể có những đoạn chạy trên mặt đất, cầu cạn hoặc đê cạn để phù hợp
với mạng lưới giao thông chung và để tiết kiệm đầu tư xây dựng.
- Chi phí xây dựng tuyến đường thường rất đắt: khoảng 50 triệu đôla/km.
- Thời gian xây dựng 1 tuyến dài 20 km mất từ 5 đến 15 năm. Thu hồi vốn lâu.
- Kĩ thuật thi công phức tạp, địi hỏi cơng nghệ hiện đại, trình độ cao.
Tuy nhiên, tàu điện ngầm cũng có nhiều ưu điểm nổi bật khơng thể phủ nhận:
- Do tuyến đường hồn tồn cách li nên dễ dàng thực hiện tự động hoá giúp cho
mật độ tàu chạy có thể đạt 2-3 phút/tàu, tốc độ cao nhất 90 km/h, bình quân 40 –
SV: Chử Ngọc Minh Chiến

-7-

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

50 km/h.
- Lượng hành khách vận chuỵển lớn: 60.000 - 80.000 lượt người/h (đối với tàu 1
chiều) có thể thoả mãn được yêu cầu đi lại trong giờ cao điểm, góp phần giải
quyết tình trạng ách tắc giao thơng.
- u cầu về phịng hoả, giảm chấn, cách âm rất khắt khe nên có tính an tồn, tạo
thoải mái cho hành khách.
- Giảm ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng lượng.
1.2.2. Tính phù hợp đối với việc phát triển giao thông tại Hà Nội
Với những đặc điểm trên của thành phố Hà Nội, thì tiêu chí để đưa ra một hình
thức vận tải hành khách cơng cộng hợp lý là như sau:
- Phù hợp với giao thông ở Hà Nội cho phép đáp ứng nhu cầu của người dân thành
phố và hạn chế các phương tiện cá nhân.
- Phù hợp với “Sơ đồ quy hoạch tổng thể phát triển đô thị và hệ thống đường sắt
đô thị đến năm 2020”, đồng thời cho phép phát triển các dự án đô thị và kinh tế
của thành phố cũng như các trung tâm, văn hoá và du lịch.
- Phù hợp với khả năng tài chính của thành phố Hà Nội.
- Một hệ thống tiến tiến, hiện đại và có khả năng mở rộng tuyến để khai thác khi
nhu cầu đi lại của người dân tăng cao.
- Thân thiện với mơi trường, chủ yếu là các di tích lịch sử văn hố và khơng gian
thiên nhiên, hạn chế tối đa sự ơ nhiễm về khói bụi cũng như tiếng ồn và giảm
thiểu tai nạn giao thông.
- Cho phép tái tổ chức có hiệu quả những mạng lưới vận tải cơng cộng khác (xe
buýt và hệ thống đường sắt khác).
Sự phát triển của hình thức giao thơng đường sắt nội đơ, nhất là hệ thống tàu
điện ngầm, được coi là một hình thức vận tại hiệu quả hiện đại tại Châu Âu và Mỹ,

cũng như một số thành phố lớn khác trên thế giới sẽ phù hợp với sơ đồ phát triển hệ
thống giao thông đường sắt nội đô đến năm 2020 vì:
- Hệ thống tàu điện ngầm đặt sâu đảm bảo sự thuận lợi cho dân cư tại các vùng đơ
thị và tăng cường các điều kiện về an tồn giao thông.
- Việc di chuyển trên một tuyến riêng, khổ tĩnh không riêng và di chuyển ngầm
dưới đất làm giảm tối đa tiếng ồn đặc trưng của đường sắt
- Nhờ có các trục giao thơng ngầm mà việc tiếp cận mạng lưới giao thông trên mặt
SV: Chử Ngọc Minh Chiến

-8-

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

đất đối với hệ thống được dễ dàng.
- Tính ưu việt của hệ thống càng tăng lên khi giá thành đất đô thị ngày càng tăng
và kỹ thuật thi công ngày càng phát triển, trong khi rất cần duy trì khơng gian của
thành phố nhất là tại các khu phố cổ. Khi điều kiện địa chất công trình và thuỷ
văn thuận lợi thì việc xây dựng cơng trình ngầm tại các đơ thị có thể rất hiệu quả
- Không những vậy với khả năng vận chuyển hành khách lớn, tốc độ cao các tuyến
tàu điện ngầm sẽ đáp ứng nhu cầu đi lại dễ dàng hơn.
Tất cả những biện pháp đó đã giúp cho giao thơng cơng cộng trở nên hấp dẫn hơn.
Năm
2003
2010
2020
2030
Đi bộ

1.5%
1.5%
1.5%
1.5%
Xe đạp
22.0%
13.7%
5.9%
3.9%
Xe máy
65%
50.4%
25.6%
15.5%
Ơtơ
1.8%
15.8%
28.3%
32.3%
Xe bt và
phương tiện
9.5%
18.3%
38.6%
46.6%
GTCC
Các phương
0.2%
0.2%
0.2%

0.2%
tiện khác
Tổng
100%
100%
100%
100%
Bảng 1.1 : Xu hướng phân bổ phương tiện giao thơng của thành phố khi có các dự án
về đường sắt nội đơ
1.3. CƠ SỞ HÌNH THÀNH TUYẾN
Tên dự án: Tuyến đường sắt đơ thị thí điểm Thành phố Hà Nội, đoạn
Nam Thăng Long - Giáp Bát.
Cơ quan chủ quản dự án: Ủy ban Nhân dân Thành phố Hà Nội.
Chủ đầu tư: Ban Quản lý, Phát triển vận tải công cộng và xe điện Hà Nội.
Địa điểm xây dựng: Điểm đầu Nam Thăng Long (huyện Từ Liêm), điểm cuối
Giáp Bát (Quận Hoàng Mai).
Cơ sở thiết kế:
Quy hoạch tổng thể Thủ đô Hà Nội đến năm 2020 được Thủ tướng Chính phủ phê
duyệt tại Quyết định số 108/1998/QĐ-TTg ngày 20 - 6 - 1998 đã xác định: “Việc
phát triển giao thông vận tải của Thủ đô phải lấy phát triển hành khách công
cộng làm khâu trung tâm, bảo đảm tỷ lệ vận tải hành khách công cộng đến
SV: Chử Ngọc Minh Chiến

-9-

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

năm 2010 là 30% và đến năm 2020 là 50% số lượng hành khách. Cần ưu tiên cho việc
xây dựng hệ thống đường sắt đô thị để tạo nên những trục chính của mạng lưới vận tải
hành khách công cộng của Thủ đô”.
Theo định hướng phát triển của hệ thống đường sắt đô thị đến năm 2020 của
thành phố Hà Nội, theo quy hoạch tổng thể của thành phố thì sẽ có hệ thống tuyến
đường sắt nội đô trên mặt đất,trên cao và đi ngầm vận chuyển hành khách từ các vùng
phụ cận Đông - Tây - Nam - Bắc vào trung tâm thành phố, với Ga Hà Nội là điểm
gốc, tuyến thiết kế thuộc giai đoạn 5 của dự án, được dự kiến khởi công vào 2010
nhằm bảo đảm vận chuyển lượng hành khách di chuyển theo hướng Nam - Bắc của
thành phố.
TT
1

Tên tuyến
Yên Viên – Ngọc Hồi

Chiều dài

Năm xây dựng

Hệ thống dự kiến

(km)
24.6

2003 – 2009

Tàu điện trên cao có sử

2

3

Ga Hà Nội – Hà Đơng
Voi Phục – Cầu Giấy – Cầu

12.6
8.00

2004 – 2010
2008 – 2012

dụng các làn đường sắt
Tàu điện hoặc Metro
Tàu điện hoặc Metro

4

Diễn
Ga Hà Nội – Nội Bài

21.60

2010 – 2015

Tàu điện hoặc Metro có
sử dụng ĐS Nam Thăng

5
6
7

Giáp Bát – Nam T.Long
KS Deawoo – Láng – Hồ Lạc
Bưởi - Đơng Anh – Sóc Sơn

18.90
32.10
23.90

2010 – 2015
2010 – 2015
2010 – 2015

Long – Tang Mi
Tàu điện hoặc Metro
Tàu điện hoặc Metro
Liên quan đến sự phát
triển
Thăng

8

Cổ Bi – Kim Nỗ

25.50

2010 – 2015

của

khu

Long

Nam
“Hanoi

New Town”
Liên quan đến sự phát
triển
Thăng

của

khu

Long

Nam
“Hanoi

New Town”

Bảng 1.1 : Mạng lưới và dự án đầu tư đường sắt đô thị đến năm 2020 của Hà Nội
a. Lưu lượng giao thông rất lớn

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 10 -

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nếu tính cả hai hướng thì số lượng xe mỗi giờ dao động từ 7.500 đến trên 22.000
xe. Ðây là một trong những mức lưu lượng cao nhất thế giới. Nếu so với Lyon (thành
phố có quy mơ tương đương với Hà Nội nếu chỉ tính riêng khu vực đơ thị) thì lưu
lượng xe trên đường ơtơ đô thị vào giờ cao điểm chỉ đạt khoảng 7.000 xe/h theo mỗi
hướng.
b. Các luồng di chuyển lớn theo hai chiều
Trên tổng số các trục đường được điều tra, lưu lượng giao thông theo hướng vào
nội thành đạt mức cao nhất vào buổi sáng, còn hướng ra ngoại thành đạt mức cực điểm
vào buổi chiều. Cụ thể như sau :
    + Buổi sáng có 49 332 người đi ra khu vành đai và 85 873 người đi vào trung tâm,
tức là mức chênh lệch lên tới 74%,
       +Buổi chiều có 60 196 người đi vào trung tâm và 76 535 người đi ra khu vành đai,
tức là mức chênh lệch đạt 27%.
Những số liệu này cho thấy rõ các luồng di chuyển luân phiên hai chiều giữa nơi
ở và nơi làm việc. Vào buổi sáng, những khu vực ở trung tâm thành phố luôn thu hút
nhiều lao động sống ở những khu vành đai, sau đó đến giờ cao điểm buổi chiều những
người này lại trở về nhà sau giờ làm việc.
c. Mức độ đi lại
Những trục đường có nhiều người qua lại nhất đều là những trục xuyên tâm nối khu trung tâm
thành phố với các khu vành đai. Nhu cầu đi lại của người dân Hà Nội được dự báo sẽ tăng mạnh :

Năm
Số chuyến cần phải đi trung bình của 1
người dân/ngày
Số chuyến cần phải đi trung bình của 1

người dân/năm
Số chuyến đi trên ngày (nghìn lượt
người)

2002
1.58

2005
1.89

2010
2.34

2020
2.56

577

690

854

934

4550

5706

7610

277

Nhu cầu đi lại trong một năm (triệu lượt
người)
VTHKCC đáp ứng nhu cầu đi lại của
nhân dân
- Số triệu lượt người

1661

2083

2778

3386

49

417

833

1862

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 11 -

Lớp: Đường hầm – Metro K44

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Số phần trăm đi lại (%)

6

20

30

55

Bảng 1.2: Dự báo nhu cầu đi lại của người dân thủ đô
d. Ðổi mới trong giao thông công cộng
Năm 2000 giao thông công cộng chỉ đáp ứng 4% nhu cầu đi lại, tức là ở mức
thấp nhất trong số các nước Ðơng Nam Á. Tình hình này là kết quả của một quá trình
suy giảm dần chất lượng của giao thơng cơng cộng từ cuối những năm 1970. Do đó,
số lượng hành khách đã giảm từ 76,5 triệu người vào năm 1978 (khoảng 25 - 30% lưu
lượng giao thông) xuống chỉ còn 3,9 triệu người vào năm 1992.  Sự suy giảm này là
do xe máy ngày càng được ưa chuộng, song cũng bắt nguồn từ sự sa sút chất lượng
dịch vụ và khơng được chính quyền thành phố quan tâm từ khi tiến hành công cuộc
Ðổi Mới (ngừng trợ giá cho giao thông công cộng). Các tuyến xe buýt đều bị bãi bỏ,
mạng lưới tổ chức kém, xe quá cũ, giá vé quá cao so với chất lượng dịch vụ.

Hình 1.2 - Biểu đồ so sánh xe buýt và xe điện
Kể từ năm 2001, chính quyền thành phố đã quyết định đầu tư trở lại cho giao
thông công cộng. Hàng loạt biện pháp đã được áp dụng khiến cho hành khách sử dụng
xe buýt ngày càng nhiều :
- Năm 2001, các xí nghiệp xe buýt được sát nhập lại trở thành Công ty Vận tải

và Dịch vụ công cộng Hanoi Transerco nhằm tạo sự thống nhất toàn mạng lưới các
tuyến buýt và hệ thống vé.
- Các nguồn trợ cấp cho hoạt động xe buýt đã tăng gấp 6 lần trong vịng từ năm
2000 đến 2003.
- Một chính sách nâng cao chất lượng dịch vụ đã được áp dụng sau khi thu
được thành cơng từ ba tuyến xe bt mẫu thí điểm trong khuôn khổ dự án Asia
SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 12 -

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trans giai đoạn 2002 - 2004 : nâng cao tính đúng giờ, áp dụng chính sách giá vé phù
hợp hơn, mua thêm những xe buýt tiện nghi hơn... 
1.4. QUY MƠ DỰ ÁN TUYẾN
a. Lộ trình của tuyến:
Tuyến đường sắt đơ thị thí điểm đi theo lộ trình sau: điểm đầu Nam Thăng
Long (theo Đường Phạm Văn Đồng) - Ngã ba Hoàng Quốc Việt - Nút giao với tuyến
đường sắt Nhổn-Ga Hà Nội (Cầu vượt Xuân Thủy) - Bến xe Mỹ Đình - Nút giao
BigC - Khuất Duy Tiến - Định Cơng - Điểm giao Giải Phóng
b. Chiều dài tuyến:
Tuyến đường sắt đô thị Nam Thăng Long – Giáp Bát có tổng chiều dài là:
15,005km. Phương án tuyến đưa ra là toàn bộ tuyến đều chạy ngầm, hầm đặt sâu, ở
độ sâu trung bình từ 20 – 23m so với mặt đất, tuyến có tính đến giao cắt với các tuyến
tàu điện trước đó là tuyến Nhổn – Ga Hà Nội (giao cắt khác mức tại ngã tư Xuân
Thủy - Phạm Văn Đồng – Hồ Tùng Mậu – Phạm Hùng), tuyến Ngọc Khánh – Hòa
Lạc (giao cắt tại ngã tư Trần Duy Hưng – Khuất Duy Tiến – Phạm Hùng) và tuyến Hà

Nội – Hà Đông (giao cắt tại ngã tư Nguyễn Trãi – Khuất Duy Tiến).
Đây là tuyến quan trọng tại phía Tây thành phố, đi qua rất nhiều khu dân cư, văn
phòng và các địa điểm du lịch văn hóa lớn của thủ đơ (SVĐ Quốc Gia, Siêu thị Big C,
Metro, TTHG Quốc Gia, các khu cao ốc văn phòng làm việc…), dự báo trong tương
lại nhu cầu đi lại dọc theo trục đường này là rất lớn, tuyến hình thành sẽ đáp ứng nhu
cầu đi lại của người dân, làm giảm áp lực giao thông đi lại trên mặt đất.
c. Số lượng các ga:
Tổng số ga trên toàn chiều dài tuyến là 11 ga, các ga đều được bố trí ngầm.
d. Khoảng cách trung bình giữa các ga
Trên suốt chiều dài tuyến, khoảng cách trung bình giữa các ga là từ 1 – 1,5 km
tùy thuộc vào mức độ tập trung dân cư, nhu cầu đi lại của vị trí đặt ga trên tuyến.

STT
1
2
3
4

Tọa độ
Km0 + 450m
Km1 + 951m
Km3 + 550m
Km4 + 950m

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

Tên ga
Bến xe Nam Thăng Long
Siêu Thị Metro – Nam Thăng Long
Xuân Thủy – PVĐ, ĐH Quốc gia

BX Mỹ Đình
- 13 -

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

5
6
7
8
9
10
11

Km6 + 150m
Km7 + 250m
Km8 + 650m
Km10 + 00m
Km11 + 650m
Km13 + 150m
Km14 + 450m

Ngã 3 Mễ Trì – Phạm Hùng
TTHGQG – Big C
Ngã tư Lê Văn Lương – Khuất Duy Tiến
Gần ngã tư Nguyễn Trãi - Khuất Duy Tiến
Khu Kim Giang
Thôn Hạ

Bến Giáp Bát

Bảng 1.4: Khoảng cách chi tiết giữa các ga
1.5. ĐẶC ĐIỂM ĐOÀN TÀU
a. Cơ cấu đoàn tàu: 5 toa, hệ số động lực 3%
- Một đồn tàu điện ngầm có một đầu máy và các toa chở khách. Hành khách có
thể dễ dàng đi lại giữa các toa thông qua các khoang kết nối giữa chúng. Trong thời
gian đầu, khi lượng hành khách chưa đơng thì có thể bố trí 2 - 3 toa chở khách, sau đó
khi nhu cầu đi lại tăng lên thì tiến hành nối thêm toa, hay có thể giảm chỗ ngồi trên
toa. Tuổi thọ trung bình của đồn tàu là 40 năm.
- Độ cao của sàn tàu là khơng thay đổi trong suốt q trình vận chuyển, và cao
đúng bằng thềm của đường ke ga, thường là từ 1,1m đến 1,2m nhằm tạo điều kiện cho
hành khách di chuyển lên xuống tại các ga.
b. Kích thước toa:
- Sử dụng toa có kích thước dài 18 - 20 m; rộng 2,8m; cao 3,8m, chiều cao sàn
0,9 - 1,15m.
- Khả năng vận chuyển của mỗi toa tàu từ 140  250 hành khách tuỳ thuộc vào số
chỗ đứng trên một toa tàu. Chuyên chở bình thường với tỷ lệ 6 chỗ đứng/m 2, tỷ lệ chỗ
ngồi là 20% cho phép đảm bảo tính tiện nghi của phương tiện.
Hình thức chun chở

Tổng số chỗ

Số chỗ ngồi

Chuyên chở tiện nghi:
640
160 (25%)
4 chỗ đứng/1m2
Chuyên chở bình thường:

800
160 (20%)
6 chỗ đứng/1m2
Chuyên chở đặc biệt:
1000
160 (16%)
8 chỗ đứng/1m2
Bảng 1.5: Năng lực vận chuyển của phương tiện
SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 14 -

Số chỗ đứng
480 (75%)
640 (82%)
840 (86%)

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

c. Cự ly giữa 2 giá chuyển: 12,6 m
d. Chiều cao từ đỉnh ray đến sàn toa: 1100 mm ( theo tiêu chuẩn của khổ
đường 1435).
e. Tải trọng trục: Sử dụng toa có tải trọng trục là 14 tấn.
1.6. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG TUYẾN
a. Khổ đường: 1435mm
2
0

2

1677

8
9
3

2733
2156

2
8
7
5

1855

2
9
7

5
0

1435

3
6
3

1
6
0

691

540
2580
4011

Hình 1.6: Cấu tạo khổ đường 1435
b. Tốc độ: Vthiết kế = 80km/h
Gia tốc tối đa khi khởi hành
1 m/s2
Gia tốc trung bình khi hoạt động từ 0 – 40km/h
0.85 m/s2
Gia tốc trung bình khi hoạt động từ 40 – 80km/h
0,84 m/s2
Tăng tốc tối thiểu còn lại ở vận tốc 80km/h
0,3 m/s2
Giảm tốc trong trường hợp bình thường
1,1 m/s2
Giảm tốc trong trường hợp phanh gấp
1,4 m/s2
Tốc độ tối đa
80 km/h
Bảng 1.6: Đặc tính khai thác của phương tiện
c. Bán kính đường cong:
STT

1
2
3

Vị trí đỉnh đường cong
Ngã tư Hồng Quốc Việt
Cầu vượt Xn Thủy
Ngã ba n Hịa – Đại Mỗ

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 15 -

R (m)
5000
6000
1200
Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

4
5
6

Thanh Xuân Bắc
7000
Hoàng Đạo Thành – Kim Giang
1200

Định Công
1200
Bảng 1.7: Chi tiết đường cong tuyến
d. Độ dốc dọc:
Theo quy định thì độ dốc dọc trong khu gian tàu điện ngầm không được vượt quá
2%, trong điều kiện đường sắt điện khí hóa thì áp dụng là 3%.
Trong ga độ dốc dọc không được vượt quá 0.6%. Tốt nhất nên cấu tao độ dốc
trong ga là 0%, thoát nước bằng cách tạo lớp mui luyện có độ dốc là 1% ở hai bên
ray.
e. Điện áp: (2x600V-DC;1500V-DC)
Nguồn điện cung cáo cho đường tầu điện ngầm lấy từ mạng lưới điện quốc gia
thông qua trạm biến áp riêng là dọng điện xoay chiều ba pha có điện áp 6-10kV.
Dịng điện này được chuyển thành nguồn điện một chiều DC 600 – 1500V cung cấp
cho động cơ đoàn tàu và hạ áp thành nguồn điện 220/127V cho các thiết bị khác như
thang máy, chiếu sang, quạt thơng gió…..và các thiết bi khác.
f. Hình thức lấy điện và biện pháp cấp điện :
Theo thiết kế, toàn bộ tuyến chạy ngầm nên để làm giảm tĩnh khơng hầm, từ đó
giảm kích thước hầm nên bố trí hình thức lấy điện theo ray thứ 3.
Theo hình thức này, đường tải diện dẫn theo một thanh ray treo cách điện trên
giá đỡ chạy song song với đường ray chính. Giá đỡ bố trí cách nhau 5m, chân đế giá
dỡ lắp vào tà vẹt dương. Ray tải điện bố trí ở bên trái hoặc bên phải theo hướng của
đồn tàu chạy phụ thuộc hình thức sân ga là đảo hay bên. Dòng điện một chiểu từ
trạm chỉnh lưu nối vào ray thứ 3 này. Động cơ lấy điện thông qua thanh quét lắp ở
dưới thanh toa quét dọc theo thanh ray tải điện từ trên đỉnh ray, bên thành hoặc từ
dưới ray.
Thanh ray dẫn điện có hộp bảo vệ cách điện nên hình thức này an toàn cả trong
trường hợp tuyến chạy nổi trên mặt đất. Đường ray tải điện chia thành từng đoạn bắt
đầu từ nguồn trạm chỉnh lưu và ngắt ở điểm nối tiếp ở trạm ga sau, mỗi đoạn có một
cầu dao ngắt mạch để phòng khi gặp sự cố hay khi cần thiết ngừng tầu để sửa chữa
trong đường hầm.

Những yêu cầu điện năng cơ bản trên đường tàu điện ngầm là động cơ kéo tàu,
thiết bị truyền động băng tải, máy bơm và quạt, các lò sưởi nước, các cơ cấu (tín hiệu,
SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 16 -

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

điều khiển trung tâm) và thông tin, thiết bị cơ cấu vệ sinh - môi trường, điện chiếu
sáng, các dụng cụ điện khác nhau.
Cung cấp năng lượng trạm hạ thế có thể tiến hành từ nguồn trung tâm của hệ
thống điện qua trạm kéo xây dựng ở mặt đất. Cung cấp như vậy thuộc về hệ thống
cung cấp trung tâm và cho phép giảm được chiều dài tuyến cao áp, cũng như tránh
được việc sử dụng các ô độc lập tại trung tâm cung cấp đối với tải trọng không lớn
của trạm hạ thế đường tàu điện ngầm.
Trong hệ thống cung cấp đó, trạm kéo ở mặt đất theo nguyên tắc, phải cách xa
ga hành khách, đường tàu điện ngầm, nơi tải chính tập trung và điều đó bắt buộc phải
đặt tuyến cáp dài. Trong hệ thống đó người ta xây dựng trạm kéo - hạ áp đồng thời, từ
đó dịng điện được dẫn đến các hộ tiêu thụ nằm trong vùng phục vụ.
Cung cấp cho đường tàu điện ngầm được thực hiện từ hệ thống cung cấp điện
thành phố bằng dòng điện 3 pha điện áp 6kV-10kV dẫn đến trạm kéo - hạ thế ngầm,
bố trí trong tổ hợp ga và trên đoạn giữa các ga. Trạm kéo - hạ áp của tuyến cần được
cung cấp điện từ 3 nguồn độc lập của hệ thống điện thành phố. Trong đó, nguồn chính
có thể là trạm điện.
Trên trạm điện kéo, dòng điện xoay chiều điện áp 6-10kV được nắn sang dòng
cố định bằng cách giảm điện thế đến 825V và truyền lên dây tiếp xúc (dòng chủ đạo)
nằm phía bên trái đường ngầm theo chiều chuyển động của đồn tàu. Dịng ngược trở

lại đi qua trục và bánh xe toa tàu tới ray, sau đó theo cáp quay trở lại trạm.
Đối với những tải còn lại trên trạm điện hạ thế, điện áp cao thế được giảm xuống
đến 380V và để chiếu sáng đến 220V và 127V.
Cung cấp cho các thiết bị điện- băng tải, quạt, bơm, các tổ hợp sửa chữa di
động.v.v…được tiến hành trực tiếp từ trạm hoặc từ tuyến cung cấp trục chính tổng.
Sử dụng hình thức cung cấp điện phân lẻ thơng qua các trạm chỉnh lưu và hạ thế
bố trí phân biệt tại các ga vì nó có các ưu điểm:
- Giảm chiều dài đường cấp dẫn điện một chiều cao áp.
- Giảm thất thốt điện năng
- Hạn chế hiện tượng rị điện
g. Khoảng thời gian giữa 2 chuyến tàu: 3 – 5 phút.
Năng lực vào giờ cao điểm đạt 24000 HK/giờ/hướng.
h. Năng lực vận chuyển:
SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 17 -

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

N  2  v  M pas  2 12 1000  24000 (HK/h/ hướng)
V – Năng lực thơng qua tính bằng số đơi tầu trong 1h, V = 12 đôi tàu/h
M – Lượng hành khách có thể chở trên 1 chuyến tầu
M = số toa x sức chứa 1 toa
Tính với sức chứa tối đa khi tàu chuyên chở đặc biệt là 1000 HK.
i. Năng lực thơng qua: đánh giá qua mật độ đồn tàu trên một hướng tuyến trong
1h. Mật độ tầu phụ thuộc vào những yếu tố sau:
+ Mức độ hiện đại của hệ thống điều khiển tự động

+ Phương tiện đầu máy và toa xe
+ Hệ thống hãm
+ Thời gian trả và đón khách, tổ chức và trang thiết bị nhà ga
+ Phương tiện quay đầu
Mật độ tối đa là 3 phút có một chuyến tàu tương ứng với 6 phút cho một đôi tầu
và năng lực thông qua là 10 - 12 đơi tàu/h.
Thời gian đón, trả khách là 20 - 40s/chuyến. Muốn giảm thời gian này cần phải
bố trí ga 2 bên thân tàu. Vào một phía và ra một phía.
1.7. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC GA NGẦM
a. Hình thức bố trí sân chờ trên ga:
Tùy theo các phương án kết cấu lựa chọn mà các phương án nhà chờ đưa ra
cũng khác nhau.
+ Nếu sử dụng hệ thống hầm đôi chạy song song thì hình thức bố trí sân chờ
trên ga là dạng ke đảo. Nếu khoảng cách giữa 2 hầm là khơng q lớn (<20m) thì bề
rộng của ke ga chính là khoảng cách giữa 2 mép hầm, tuyến vào ga là tuyến thẳng.
Khi khoảng cách 2 hầm lớn (>20m) thì khi tuyến hầm chạy đến gần vị trí ga sẽ được
uốn theo một bán kính nhất định và vuốt dần để để vào ga, và sau khi vào ga tuyến sẽ
được bẻ ra theo đúng bán kính cũ. Chiều dài ke ga được bố trí phù hợp với chiều dài
của đoàn tàu là 100m.
+ Nếu sử dụng hệ thống hầm đơn thì hình thức bố trí sân chờ trên ga thường là
dạng bến, hành khách có thể di chuyển qua lại giữa 2 nhà chờ bằng hệ thống cầu
thang lên sàn trung chuyển để sang phía bên kia.
b. Chiều sâu đặt ga so với mặt đất:
SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 18 -

Lớp: Đường hầm – Metro K44

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hầm thi công theo phương pháp TBM, hầm đặt sâu nên cao độ của ga được bố
trí cùng cao độ của đường hầm là sâu 23 - 26m so với mặt đất phụ thuộc vào độ sâu
của đoạn tuyến chạy qua, tuy nhiên phải cao hoặc thấp hơn để đảm bảo đủ điều kiện
về dốc dọc cho tồn tuyến. Các tính tốn chi tiết được thể hiện trong phần thiết kế cơ
sở.
1.8. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN TUYẾN ĐI QUA
a. Mô tả địa chất khu vực
Khu vực tuyến đi qua nằm trên một kiểu địa hình đồng bằng khá đồng nhất
được cấu tạo từ các thành tạo trẻ có tuổi Đệ Tứ, căn cứ vào loạt tờ địa chất Hà Nội tỷ
lệ 1:200.000 và bản thuyết minh đi kèm, khu vực tuyến đi qua gồm các thành tạo địa
chất sau:
Hệ tầng Lệ Chi (QIlc): Thành phần cát, cuội, sỏi, sạn xen bột cát màu xám dày
35-70m.
Hệ tầng Hà Nội (QII - IIIHN): Thành phần cuội, sỏi, sạn, dăm sạn thạch anh,
xen bột sét màu vàng bề dày 2 - 20m.
Hệ tầng Vĩnh Phúc (QIIIVP): Cát ít sạn sỏi, sét bột màu sắc loang lổ hoặc sét
bột màu xám, dày 5-20m.
Hệ tầng Hải Hưng (Q1 - 2IVHH): Cát, bột, sét, màu xám vàng (am), bột sét, cát
hạt bụi, màu xám đen, xám tro (mb), bột cát sạn màu xám sẫm, sét màu đen và xanh,
sét kaolin lẫn tàn tích thực vật, dày 2 - 10m.
Hệ tầng Thái Bình (Q3IVTB): Thành phần sét, bột, cát màu xám nâu (am), cát,
bột, sét màu xám đen (bm), sét màu nâu xen sét màu đen chứa tàn tích thực vật, cát
hạt mịn màu xám, cát hạt nhỏ dày 1-5m.
Hệ Đệ Tứ không phân chia (Q): Thành phần sỏi sạn, dăm tảng, sét bột dày 15m.
Các thành tạo địa chất phân bố dọc theo tuyến, có độ dày mỏng khác nhau, diện
tích phân bố khác nhau.
b. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn khu vực
*Khí hậu : Nằm trong khu vực Hà Nội là khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa

ẩm ướt.Thơng thường khí hậu khu vực này có hai mùa rõ rệt là mùa mưa(từ tháng 4
đến tháng 10) và mùa khô (từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau).

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 19 -

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lượng mưa trung bình dao động từ 1200 mm đến 2200 mm (trung bình là 1500
mm), độ ẩm ướt trung bình 85%, lượng bốc hơi trung bình 938mm/năm.
Vào mùa khơ khí hậu tương đối tốt có nhiều thuận lợi cho xây dựng các cơng trình hạ
tầng cơ sở. Do đó ta nên chọn thời gian thi cơng vào mùa khô.

Lượng mưa
Độ ẩm trung Lượng bốc hơi trung
trung bình
bình(mm)
bình(mm)
(mm)
1
15.3
18
83
68
2
17.6

36
86
54
3
19.2
34
89
55
4
26.6
121
88
66
5
27.6
194
85
94
6
29
250
84
99
7
28.4
214
85
101
8
28.6

325
87
86
9
27.1
290
86
91
10
24.4
184
82
95
11
21.4
115
81
88
12
18.4
7
81
94
Tổng cộng
Trung bình
Ghi chú Trung bình 23.6
Trung bình 99.1
1788
84.8
Bảng 8: Các thơng số khí hậu trung bình tháng trong năm khu vực Hà Nội

*Thủy văn :
Khu vực thành phố Hà Nội có điều kiện thủy văn khá phức tạp. Trong trầm tích
đơ thị thành phố Hà Nội có hai tầng chứa nước chính - Tầng chứa nước lỗ hổng các
trầm tích Holocen và tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pleistocen. Đặc điểm
chung của các tầng chứa nước là nước dưới đất tồn tại trong các lỗ hổng. Nằm giữa
hai tầng chứa nước này là tầng cách nước Pleistocen trên.
Hà Nội có sơng Hồng chảy qua,rộng khoản 1Km - 1,5 Km. Mực nước cao nhất
ghi nhận được là +14,3m và mực nước thấp nhất là +17,3 m. Mực nước trung bình
dao động từ +1,28 trong mùa khơ và +10,18 trong mùa mưa.
Khu vực xây dựng đường hầm có liên quan đến mực nước ngầm. Theo tài liệu
khảo sát địa chất thủy văn thì mực nước ngầm lớn nhất vào mùa mưa (tháng 8 âm
lịch). Sau đó mức nước nâng rút dần xuống và thấp nhất vào tháng 12 âm lịch.Song
theo tài liệu khảo sát thì mực nước ngầm dao động từ -30m đến +13m.
Chỉ tiêu
tháng

Nhiệt độ trung
bình(độ C)

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 20 -

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

*Nguồn nước:
Nguồn nước dùng cho thi công và sinh hoạt được khai thác từ mạng lưới nước

của thành phố, được cung cấp theo hệ thống ống nước sẽ được lắp đặt trong q trình
thi cơng.
1.9- ĐIỀU KIỆN MẶT BẰNG KHU VỰC THI CƠNG
Đây là tuyến đường có nhiều khu công nghiệp và các khu đô thị, nên không cho
phép thay đổi kiến trúc khu vực. Do vậy mặt bằng thi cơng khó khăn chật hẹp nên phải
có phương án thiết kế và thi công cho phù hợp. Trong q trình thi cơng cần chú ý
đảm bảo giao thơng vẫn an tồn, tránh gây tắc nghẽn, có thể cần bố trí các tuyến
đường tránh khi thi cơng đi qua khu vực có lưu lượng giao thơng lớn.
Tuyến thi cơng bằng TBM nên chủ yếu cần bố trí mặt bằng thi công tại khu vực
đầu và cuối tuyến. Khi đi vào khu đô thị, đường giao thông cần sử dụng các thiết bị
chiếm dụng ít chiếm diện tích thi cơng và q trình thi cơng cần diễn ra trong một chu
trình kín, đảm bảo ít gây ảnh hưởng đến giao thơng nhất, đảm bảo ít gây ảnh hưởng
đến mơi trường và diện tích giải phóng mặt bằng khơng q lớn.

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 21 -

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ
2.1. ĐOẠN CHUYẾN LỰA CHỌN THI CÔNG
2.1.1. Đặc điểm
Tuyến lựa chọn thi công là khu gian từ Km6 + 150m đến Km7 + 250m, chạy từ
ngã ba Mễ Trì – Phạm Hùng đến Trung tâm hội nghị Quốc gia – Siêu thị Big C. Đoạn
tuyến có chiều dài là 1,1km, chạy dọc trục đường Phạm Hùng.
Tuyến đường Phạm Hùng hiện nay có 2 hướng xe chạy, mỗi hướng có 5 làn

đường, bề rộng một hướng tuyến là 17,5m, bề rộng dải phân cách là 28m.
Đoạn tuyến thi công đi qua nhiều khu vực tập trung lưu lương giao thông lớn là
các khu văn phòng, trụ sở, khu chung cư (Vimeco, Viglacera, TTHG Quốc Gia,
Cavico…), khu mua sắm (Big C..)…..
2.1.2. Điều kiện địa chất đoạn tuyến đi qua
Địa chất của đoạn tuyến đi qua gồm có 5 lớp:
1. Lớp phủ: Đất đắp nền, vai đường, nền ga, thành phần khơng đồng nhất, có
chỗ là sét pha lẫn gạch, ngói vụn, có chỗ cát hạt nhỏ…., có bề dày 2,5m.
2. Lớp sét xen kẹp sét pha: màu xám vàng, xám trắng, xám nâu, trạng thái dẻo
cứng đến nửa cứng, có bề dày 3,0m. Với các chỉ tiêu cơ lý được tổng hợp trong bảng
2.1
TT

Tên chỉ tiêu
Thành phần hạt:

1

Giá trị

P (%)

 

5,0mm-2,0mm

0.2

2,0mm-1,0mm

0.4

1,0mm-0,5mm

0.8

0,5mm-0,25mm

0.3

0,25mm-0,1mm

1.6

0,1mm-0,05mm

20.1

0,05mm-0,01mm

27.3

0,01mm-0,005mm

13.0

<0,005mm

36.3

2

Độ ẩm tự nhiên

3

Dung trọng tự nhiên

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 22 -

W(%)

27.9

gw(g/cm3)

1.92
Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4

Dung trọng khơ

gd(g/cm3)

1.50

5

Khối lượng riêng

D(T/m3)

2.71

6

Độ bão hồ

S(%)

94

7

Độ lỗ rỗng

n (%)

45

8

Hệ số rỗng

eo

0.807

9

Độ ẩm giới hạn chảy

WL (%)

42.2

10

Độ ẩm giới hạn dẻo

Wp (%)

23.9

11

Chỉ số dẻo

Ip (%)

18.3

12

Độ sệt

IL

0.22

13

Lực dính kết đơn vị

C (KG/cm2)

0.22

14

Góc nội ma sát

j (o)

16o25'

15

Hệ số nén lún

a1-2(cm2/kG)

0.021

16

Ứng suất có điều kiện
Theo 22TCN18-79

R'(kG/cm2)

2.29

Bảng 2.1: Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của lớp 2
3. Lớp cát pha: màu xám nâu, xám vàng, trạng thái dẻo, dày 10,5m. Với các
chỉ tiêu cơ lý được cho trong bảng 2.2
4. Lớp cát mịn pha sét: Cát hạt mịn lẫn bụi sét xen kẹp cát hạt nhỏ, màu xám
nâu, xám tro, kết cấu xốp đến chặt vừa, dày 9,5m. Với các chỉ tiêu cơ lý được cho
trong bảng 2.2.
5. Lớp cát hạt trung lẫn sạn: màu xám nâu, xám vàng, kết cấu chặt vừa.
TT

Tên chỉ tiêu
Thành phần hạt:

1
 
 
 
 
 
 

Giá trị

P (%)

 

0,5mm-0,25mm

14.3

0,25mm-0,1mm

29.8

0,1mm-0,05mm

27.1

0,05mm-0,01mm

12.8

0,01mm-0,005mm

4.30

<0,005mm

11.6

2

Độ ẩm tự nhiên

W(%)

23.1

3

Dung trọng tự nhiên

gw(g/cm3)

1.97

4

Dung trọng khô

gd(g/cm3)

1.60

5

Khối lượng riêng

D(T/m3)

2.68

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

- 23 -

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
6

Độ bão hoà

S(%)

92

7

Độ lỗ rỗng

n (%)

40

8

Hệ số rỗng

eo

0.675

9

Độ ẩm giới hạn chảy

WL (%)

23.2

10

Độ ẩm giới hạn dẻo

Wp (%)

16.5

11

Chỉ số dẻo

Ip (%)

6.7

12

Độ sệt

IL

0.99

13

Lực dính kết đơn vị

C (KG/cm2)

0.10

14

Góc nội ma sát

j (o)

17o44'

15

Hệ số nén lún

a1-2(cm2/kG)

0.026

16

Ứng suất có điều kiện
Theo 22TCN18-79

R'(kG/cm2)

<1.00

Bảng 2.2: Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của lớp cát
Với điều kiện địa chất của tuyến đi qua, hầm được đặt trong 2 lớp địa chất 4 và
5, là các lớp có các chỉ tiêu cơ lý phù hợp với biến dạng, chuyển vị cho phép, đồng
thời thỏa mãn chiều sâu đặt hầm hợp lý.
2.2. CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ
Hà Nội nằm trong vùng địa chất yếu, khi thi công dễ gây ra sụt lún, ảnh hưởng
đến công trình bên trên nên phương án thi cơng lựa chọn cần đảm bảo ít làm biến
dạng vùng đất đá xung quanh hầm nhất. Đồng thời chiều sâu đặt hầm cần hợp lý để
trong q trình thi cơng ít ảnh hưởng đến cơng trình trên mặt đất. Căn cứ vào địa chất
và phương án thi công tiến hành chọn hầm đặt sâu với 2 phương án sơ bộ là:
+ Phương án hầm đơn
+ Phương án hầm đôi chạy song song
2.2.1. Phương án hầm đơn
Hầm đặt tại độ sâu tim là 30m so với mặt đất, gồm 2 hướng tuyến cùng chạy
chung trong một đường hầm
a. Mặt cắt ngang: Mặt cắt ngang được mô tả chi tiết trong bản vẽ
Khổ giới hạn là 2 khổ giới hạn 1435 dùng cho tàu điện ngầm, lồng vào nhau cách
nhau 3400mm.
Thông số kết cấu:
+ Bán kính trong:
SV: Chử Ngọc Minh Chiến

8,6m,

- 24 -

Lớp: Đường hầm – Metro K44


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ Bán kính ngồi:
9,3m,
+ Chiều dày lớp vỏ hầm:
0,35m,
+ Chiều dày lớp bêtơng thứ cấp:
0,05m.
Ga bố trí là ga ke dạng bến, hành khách đi từ mặt đất sẽ theo hệ thống thang máy
hoặc cầu thang bộ để xuống thẳng sân chờ nhà ga.
Vỏ hầm gồm 9 mảnh lắp ghép được đúc sẵn ở nhà máy hoặc bãi thi công:
STT
1
2
3
4

Tên mảnh
Mảnh N
Mảnh T
Mảnh P
Mảnh K

Số lượng Chiều dài (m) Bề dày (m) Góc chắn cung (o)
6

3,5709
0,35
8
1
3,5709
0,35
44
1
3,5709
0,35
44
1
0,6492
0,35
44
Bảng 2.3: Chi tiết các mảnh ghép vỏ hầm

2.2.2. Phương án hầm đôi chạy song song
Hầm đặt tại độ sâu tim là 23m so với mặt đất, gồm 2 hướng tuyến cùng chạy
trong 2 hầm song song với khoảng cách giữa 2 tim hầm là 20m.
a. Mặt cắt ngang: Mặt cắt ngang được mô tả chi tiết trong bản vẽ
Khổ giới hạn là khổ giới hạn 1435 dùng cho tàu điện ngầm
Thông số kết cấu:
+ Bán kính trong:
5,6m,
+ Bán kính ngồi:
6,3m,
+ Chiều dày lớp vỏ hầm:
0,35m,
+ Chiều dày lớp bêtông thứ cấp:

0,05m.
Ga bố trí là ga ke dạng đảo, hành khách đi từ mặt đất sẽ theo hệ thống cầu thang bộ
hoặc thang cuốn đi xuống đến sàn trung gian, sau đó theo thang máy hoặc thang bộ để
để xuống thẳng sân chờ nhà ga.
Vỏ của một hầm gồm 6 mảnh lắp ghép được đúc sẵn ở nhà máy hoặc bãi thi công:

STT
1
2
3
4

Tên mảnh
Mảnh N
Mảnh Mt
Mảnh Mp
Mảnh K

Số lượng
3
1
1
1

SV: Chử Ngọc Minh Chiến

Chiều dài (m)
3,518
3,072
3,072

0,7330
- 25 -

Bề dày (m)
0,35
0,35
0,35
0,35

Góc chắn cung (o)
15
64,5
64,5
72

Lớp: Đường hầm – Metro K44