Thiết kế và tổ chức thi công hầm nối hai ga CÁT LINH VĂN MIẾU
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.87 MB, 240 trang )
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm qua quá trình đô thị hoá ở các đô thị Việt Nam đang diễn ra với
nhịp độ rất lớn, đặc biệt ở Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh Điều đó đang tạo ra một áp lực
lớn đối với cơ sở hạ tầng GTVT đô thị. Tình trạng tắc nghẽn giao thông, ô nhiễm môi
trường đô thị đang làm giảm chất lượng sống của người dân trong các thành phố lớn.
Trong 5 năm gần đây vận tải hành khách công cộng (HKCC) bằng xe buýt ở các thành
phố lớn đã phát triển, tuy nhiên mới cho đáp ứng được khoảng 3% đến 6% nhu cầu đi lại.
Hiện tại tốc độ lưu thông trung bình của xe ôtô khoảng 23km/h, dự báo sẽ giảm xuống
còn khoảng 13km/h năm 2020. Một trong những trở ngại cho việc phát triển bền vững là
sự gia tăng nhanh các phương tiện xe cơ giới, đặc biệt là xe hai bánh, chiếm tỷ lệ 94%
tổng số lượng phương tiện lưu thông trong thành phố.
Việc mở rộng xây dựng mới các tuyến đường nội đô, các nút giao, đường vành đai
vẫn không đáp ứng sự gia tăng nhu cầu đi lại của người dân. Điều này cũng là một trở
ngại lớn cho việc thúc đẩy các hoạt động kinh tế - xã hội trong đô thị.
Theo dự báo để khắc phục sự quá tải về giao thông trong các đô thị lớn như Hà
Nội, TP. HCM thì đến năm 2020 vận tải HKCC phải chiếm từ 30 - 50%.
Để giải quyết được điều đó cần phải xây dựng một hệ thống tuyến đường sắt đô
thị vận chuyển khối lượng lớn (UMRT - Urban Mass Rapid Transit).
Cuối năm 2006 cẩu phần Depot của dự án tuyến đường sắt đô thị (ĐSĐT) thí điểm
từ Nhổn đến Ga Hà Nội nối khu vực phía Tây thành phố với trung tâm thủ đô Hà Nội đã
được khởi công xây dựng. Tuyến có chiều dài 12,5 km trong đó có 4 km đi ngầm và
8,5km đi cao. Dự án tuyến ĐSĐT Bến Thành - Chợ Nhỏ - Bến xe Suối Tiên của TP.
HCM nối khu vực phía Đông với trung tâm thành phố dài 19,5 km trong đó đoạn đi ngầm
là 2,2 km, đoạn đi trên cao là 17,3 km cũng sẽ chuẩn bị khởi công.
Đây là hai dự án thí điểm đầu tiên dự kiến sẽ đi vào khai thác trong năm 2015, mở
đầu cho việc phát triển nhiều tuyến UMRT khác trong tương lai.
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, cùng với mục
đích nghiên cứu học tập với những kiến thức đã được học trong trường, em chọn đề tài
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 1
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
tốt nghiệp: “Thiết kế và tổ chức thi công hầm nối hai ga CÁT LINH - VĂN MIẾU”.
Trong dự án tuyến đường sắt đô thị (ĐSĐT) thí điểm từ Nhổn đến Ga Hà Nội
Trong quá trình hoàn thiện đồ án này, em rất cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của
GS.TSKH Nguyễn Văn Quảng (Cố vấn cao cấp Công ty APAVE Việt Nam và Đông
Nam Á) ; TS. Nguyễn Đức Nguôn (Chủ nhiệm bộ môn “Xây dựng công trình ngầm đô
thị” khoa Xây Dựng, Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội) và Th.S Nguyễn Đức Toản
(Giám đốc kế hoạch - thị trường Công ty VINAVICO) cùng các thầy cô khác ở các bộ
môn trong trường đã trang bị cho em những kiến thức quý báu về chuyên ngành “Xây
dựng công trình ngầm đô thị” trong suốt những năm học vừa qua.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, tuy nhiên do trình độ còn hạn chế và thời gian có
hạn, tài liệu tham khảo chưa có nhiều và là một lĩnh vực còn khá mới nên không thể tránh
khỏi thiếu sót. Vì vậy em rất mong muốn sự góp ý của các thầy cô, và các bạn sinh viên
trong trường để em rút ra được nhiều kinh nghiệm hơn cho công việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày……..tháng 6 năm 2010
Sinh viên
Nguyễn Văn Toản
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 2
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Hà Nội, ngày…….tháng….. năm 2010
Chữ ký
Th.S Nguyễn Đức Toản
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 3
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG.........................................................................................10
1.1.KINH NGHIỆM NƯỚC NGOÀI VỀ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM ĐÔ THỊ......10
1.1.1.Lợi ích của việc xây dựng công trình ngầm..............................................................10
1.1.2.Hiệu quả kinh tế xã hội của công trình ngầm..........................................................11
1.2. THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU XÂY DỰNG CTN Ở VIỆT NAM.................................11
1.3. SỰ PHÙ HỢP CỦA TÀU ĐIỆN NGẦM TRONG PHÁT TRIỂN GIAO THÔNG CÔNG
CỘNG Ở HÀ NỘI.....................................................................................................................15
1.3.1. Vai trò của công trình ngầm.....................................................................................15
1.3.2. Sự phù hợp của tàu điện ngầm trong sự phát triển giao thông ở Hà Nội............16
1.4. CƠ SỞ HÌNH THÀNH TUYẾN TÀU ĐIỆN NGẦM.......................................................18
1.5. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN....................................................................................21
1.5.1. Các phương án tuyến và các giải pháp quy hoạch ga ............................................21
1.5.1.1. Các phương án tuyến....................................................................................................21
1.5.1.2. Các giải pháp quy hoạch ga..........................................................................................25
1.5.1.2.1. Số lượng các ga..........................................................................................................25
1.5.1.2.2. Các nguyên tắc lồng ghép ga.....................................................................................29
1.5.2. Tổ chức đề xuất dự án...............................................................................................32
1.5.3. Ban quản lý dự án......................................................................................................32
1.5.4. Kế hoạch của dự án...................................................................................................32
1.5.5. Vị trí của dự án..........................................................................................................33
1.5.6. Nguồn tài chính của dự án........................................................................................35
1.6. ĐẶC ĐIỂM CẤU ĐOÀN TÀU VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG
METRO.....................................................................................................................................35
1.6.1 Đặc điểm cấu tạo của đoàn tàu..................................................................................35
1.6.1.1. Cơ cấu đoàn tàu............................................................................................................35
1.6.1.2. Kích cỡ và kích thước đoàn tàu....................................................................................36
1.6.1.3. Hiệu xuất làm việc và sức kéo .....................................................................................36
1.6.1.4. Công suất và mức độ cấp điện của động cơ..................................................................37
1.6.1.5. Dự tính tải trọng của đoàn tàu......................................................................................37
1.6.1.6. Tiếp điện kéo................................................................................................................38
1.6.1.7. Tiếng ồn và độ rung......................................................................................................38
1.6.1.8. Cấu trúc thân tàu...........................................................................................................39
1.6.1.9. Thiết kế bên trong tàu và nội thất ................................................................................39
1.6.1.10. Điều hòa không khí.....................................................................................................39
1.6.1.11. Cabin lái tàu................................................................................................................39
1.6.1.12. An toàn trên tàu...........................................................................................................39
1.6.1.13. Các tiêu chuẩn về an toàn chạy tàu.............................................................................40
1.6.1.14. Hệ thống đẩy ..............................................................................................................40
1.6.1.15. Hệ thống phanh...........................................................................................................40
1.6.1.16. Giá chuyển hướng, bộ bánh xe và hệ thống giảm xóc................................................41
1.6.1.17. Hệ thống quản lý tàu...................................................................................................41
1.6.1.18. Thử nghiệm phương tiện.............................................................................................41
1.6.2. Các thông số kỹ thuật của hệ thống.........................................................................41
1.6.2.1. Khổ đường....................................................................................................................41
1.6.2.2. Hệ thống cấp điện.........................................................................................................43
1.6.2.2.1. Hệ thống cấp điện kéo...............................................................................................43
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 4
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
1.6.2.2.2. Trạm phụ cấp Điện kéo..............................................................................................44
1.6.2.2.3. Ray cấp điện ..............................................................................................................44
1.6.2.2.4. Bảo vệ hệ thống cấp điện, tiếp đất ............................................................................44
1.6.2.2.5. Các cầu giao điện ......................................................................................................45
1.6.2.2.6. Các trạm phụ cấp điện và chiếu sáng.........................................................................45
1.6.2.3. Các Hệ thống Cơ điện...................................................................................................45
1.6.2.3.1. Thang máy và thang cuốn..........................................................................................45
1.6.2.3.2. Hệ thống báo cháy, chữa cháy và phát hiện khói......................................................46
1.6.2.3.3. Kiểm soát môi trường ga...........................................................................................47
1.6.2.3.4. Hệ thống thoát nước cho khu vực ga và đường hầm.................................................47
1.6.2.3.5. Hệ thống cấp nước ....................................................................................................48
1.6.2.3.6. Chiếu sáng..................................................................................................................48
1.6.2.4. Hệ thống tín hiệu...........................................................................................................49
1.6.2.5. Thông tin và trung tâm điều hành................................................................................51
1.6.2.5.1. Hệ thống đa chức năng(MSN)...................................................................................51
1.6.2.5.2. Hệ thống thông tin liên lạc bằng radio.......................................................................51
1.6.2.5.3. Trung tâm điều hành..................................................................................................52
1.6.2.5.4. Các hệ thống thông tin con........................................................................................52
1.6.2.6. Hệ thống bán vé và soát vé tự động..............................................................................53
1.6.2.6.1. Các đặc tính chung.....................................................................................................53
1.6.2.6.2. Phương tiện vé...........................................................................................................53
1.6.2.6.3. Các cửa tự động ........................................................................................................54
1.7. ĐẶC ĐIỂM CÁC GA NGẦM............................................................................................54
1.7.1. Hình thức bố trí sân chờ trên ga..............................................................................54
1.7.2. Chiều sâu đặt ga so với mặt đất................................................................................56
1.7.3. Các yêu cầu thiết kế nhà ga......................................................................................56
1.7.3.1. Các yêu cầu về công năng cho thiết kế ga....................................................................56
1.7.3.1.1. Tầm nhìn thoáng dọc ke ga........................................................................................56
1.7.3.1.2. Tính đáp ứng lưu lượng hành khách trong điều kiện thông thường và trong điều kiện
khẩn cấp.....................................................................................................................................56
1.7.3.1.3. An toàn cháy nổ.........................................................................................................58
1.7.3.1.4. Tính phù hợp với các điều kiện môi trường và khí hậu ............................................59
1.7.3.1.5. Tính đáp ứng việc thay thế và làm mới.....................................................................59
1.7.3.1.6. Tính phù hợp cho người tàn tật..................................................................................59
1.7.3.1.7. Tính an toàn...............................................................................................................60
1.7.3.2. Quy mô của nhà ga.......................................................................................................61
1.7.3.3. Các ga đa phương thức và kết nối.................................................................................62
1.8. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN VÀ KHẢO CỔ HỌC TRÊN ĐOẠN TUYẾN ĐI
QUA 62
1.8.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo .....................................................................................62
1.8.2. Điều kiện địa chất chung của Hà Nội.......................................................................63
1.8.3. Điều kiện thủy văn.....................................................................................................64
1.8.4. Tình trạng khảo cổ học trên đoạn tuyến.................................................................64
.............................................................................................................66
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CƠ SỞ..............................................................................................67
2.1. ĐOẠN TUYẾN LỰA CHỌN THI CÔNG.........................................................................67
2.1.1. Đặc điểm đoạn tuyến ................................................................................................67
2.1.2. Điều kiện địa chất Đoạn tuyến thi công...................................................................67
2.1.2.1. Sự phân chia các lớp đất đá..........................................................................................68
2.1.2.2. Tính chất cơ lý của các lớp đất.....................................................................................71
2.1.2.2.1. Theo kết quả thí nghiệm trong phòng........................................................................71
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 5
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
2.1.2.2.2. Theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT..........................................................................73
2.1.2.2.3. Theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh CPT..................................................................74
2.1.2.3. Đoạn tuyến lựa chọn thi công.......................................................................................75
2.1.3. Điều kiện thủy văn.....................................................................................................76
2.1.4. Lựa chọn chiều sâu đặt hầm và công nghệ thi công ..............................................78
2.1.4.1 Lựa chọn chiều sâu đặt hầm..........................................................................................78
2.1.4.2. Lựa chọn công nghệ thi công........................................................................................79
2.1.4.2.1. Các phương án thi công............................................................................................79
2.1.4.2.2. Phân tích đánh giá lựa chọn phương án thi công.......................................................82
2.1.4.2.3. Khái quát chung về công nghệ TBM.........................................................................84
2.2. SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG ÁN MẶT CẮT NGANG HẦM.......................99
2.2.1. Phân tích tổng thể các điều kiện ảnh hưởng lớn tới phương án hầm của đoạn
tuyến đi ngầm.......................................................................................................................99
2.2.2. Các phương án mặt cắt ngang hầm được đề xuất................................................101
2.2.3. Các yếu tố chính ảnh hưởng tới đoạn tuyến ngầm...............................................101
2.2.3.1. Ảnh hưởng của móng các tòa nhà dọc tuyến......................................................101
2.2.3.2. Các điều kiện địa chất dọc tuyến................................................................................103
2.2.3.3. Các yêu cầu về công trường làm việc ........................................................................105
2.2.3.4. Các khống chế hình học liên quan đến xây dựng hầm..............................................105
2.2.3.5. Tiến độ thi công..........................................................................................................106
2.2.3.6. Dự báo lún..................................................................................................................107
2.2.4. So sánh các phương án mặt cắt ngang hầm..........................................................108
2.2.5. Các đánh giá liên quan đến ga................................................................................111
2.2.6. Các đánh giá liên quan đến lựa chọn hướng tuyến và rủi ra thi công ...............112
2.2.7. Kích thước và hình dạng ga của hai phương án đề xuất......................................116
2.2.7.1. Phương án hầm ống đơn.............................................................................................116
2.2.7.2. Phương án hầm đôi.....................................................................................................117
2.3. BIỆN PHÁP CÔNG NGHỆ.............................................................................................120
2.3.1. So sánh lựa chọn biện pháp công nghệ..................................................................120
2.3.1.1. Các tiêu chí lựa chọn TBM ........................................................................................120
2.3.1.2. So sánh giữa công nghệ MS-E (EPB) và MS-S (Vữa bùn) - Lựa chọn cho dự án Metro
Hà Nội120
2.3.2. Tóm tắt công nghệ....................................................................................................121
2.4. KẾT CẤU ĐƯỜNG HẦM...............................................................................................122
2.4.1. Kết cấu vỏ hầm.........................................................................................................122
2.4.1.1. Các dạng kết cấu vỏ hầm............................................................................................122
2.4.1.1.1. Vật liệu làm kết cấu vỏ hầm....................................................................................122
2.4.1.1.2. Các dạng kết cấu vỏ hầm nối ga..............................................................................126
2.4.1.2. Các mối nối trong kết cấu vỏ hầm..............................................................................133
2.4.2. Kết cấu phần bên trên.............................................................................................137
2.4.3. Cấu tạo hệ thống cấp điện, tiếp điện, chiếu sáng................................................139
2.4.4. Hệ thống thoát nước................................................................................................141
2.5. THÔNG GIÓ CÔNG TRÌNH NGẦM..............................................................................142
2.5.1. Thành phần các khí độc trong hầm.......................................................................142
2.5.2. Thông gió trong đường sắt đặt sâu.........................................................................143
2.6. KẾT LUẬN VỀ PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN...............................................................144
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT.................................................................................146
3.1. TÍNH TOÁN KẾT CẤU...................................................................................................146
3.1.1. Số liệu tính toán........................................................................................................146
3.1.1.1. Địa chất.......................................................................................................................146
3.1.1.2. Đặc tính vật liệu .........................................................................................................147
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 6
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
3.1.1.3. Đặc trưng mặt cắt kết cấu...........................................................................................147
3.1.2. Tải trọng tác dụng....................................................................................................149
3.1.2.1. Áp lực địa tầng thẳng đứng.........................................................................................149
3.1.2.1.1. Kiểm tra điều kiện hình thành vòm áp lực của hầm trên:........................................150
3.1.2.1.2. Kiểm tra điều kiện hình thành vòm áp lực của hầm dưới:.......................................152
3.1.2.2. Áp lực địa tầng nằm ngang.........................................................................................153
3.1.2.2.1. Áp lực ngang tác dụng lên hầm trên........................................................................153
3.1.2.2.2. Áp lực ngang tác dụng lên hầm dưới.......................................................................154
3.1.2.3. Trọng lượng bản thân vỏ hầm.....................................................................................155
3.1.2.4. Áp lực thủy tĩnh..........................................................................................................155
3.1.2.5. Phản lực địa tầng.........................................................................................................156
3.1.2.6. Tải trọng do ảnh hưởng của hai hầm chạy song song nhau........................................156
3.1.2.7. Tải trọng do công trình trên mặt đất...........................................................................156
3.1.2.8. Tải trọng tạm thời.......................................................................................................156
3.1.2.9. Tải trọng đặc biệt........................................................................................................156
3.2. TÍNH TOÁN KẾT CẤU HẦM........................................................................................157
3.2.1. Lý thuyết tính toán nội lực .....................................................................................157
3.2.2. Xác định nội lực trong vòm 3 khớp do tải trọng gây ra.......................................161
3.2.2.1. Xác định giá trị các lực tập trung tại các nút..............................................................161
3.2.2.2. Xác định nội lực trong vòm ba khớp do tải trọng gây ra
...............164
3.2.3. Xác định nội lực trong phần vành khớp còn lại do tải trọng gây ra...................165
3.2.4. Xác định nội lực trong hệ cơ bản do momen đơn vị đặt tại các nút....................168
3.2.5. Xác định các hệ số của phương trình chính tắc....................................................169
3.2.6. Xác định các giá trị nội lực.....................................................................................171
3.3. KIỂM TRA NỘI LỰC TẠI CÁC TIẾT DIỆN THEO QUY PHẠM...............................173
3.3.1. Kiểm tra nội lực tại mặt cắt theo quy phạm..........................................................173
3.3.2. Tính toán kiểm tra điều kiện mối nối giữa các mảnh vỏ hầm lắp ghép.............174
3.3.3. Kiểm tra điều kiện ép mặt tại các mối nối ............................................................175
3.4. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP............................................................................176
3.4.1. Tính toán cốt thép chịu mômen .............................................................................176
3.4.2. Tính toán cốt thép chịu lực cắt...............................................................................177
3.4.3. Bố trí cốt thép phân bố dọc hầm............................................................................178
3.5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÔNG GIÓ TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC...............179
3.5.1. Các thành phần khí thải độc hại hầm metro trong giai đoạn khai thác.............180
3.5.2. Xác định lưu lượng gió sạch cần cung cấp............................................................182
3.5.3. Xác định các thông số theo sơ đồ thông gió và chọn thiết bị quạt gió.................185
3.6. TÍNH TOÁN LÚN MẶT ĐẤT DO HOẠT ĐỘNG ĐÀO NGẦM..................................189
3.6.1. Khái quát..................................................................................................................189
3.6.2. Các cách tiếp cận về kiểm soát lún.........................................................................190
3.6.3. Lý thuyết tính toán lún............................................................................................191
3.6.4. Áp dụng cho tuyến Metro Hà Nội..........................................................................193
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG...............................................................195
4.1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG ..................................................................................................195
4.1.1. Đặc điểm thi công công trình ngầm.......................................................................195
4.1.2. Tình hình và nhiệm vụ của đơn vị thi công...........................................................196
4.1.3. Vật liệu xây dựng.....................................................................................................196
4.1.4. Nguyên tắc thiết kế, tổ chức thi công.....................................................................196
4.2. THIẾT KẾ THI CÔNG HẦM..........................................................................................197
4.2.1. Các thông số của khiên............................................................................................197
4.2.1.1. Xác định kích thước của khiên và lực đẩy của kích...................................................197
4.2.1.2. Đường kính ngoài của khiên.......................................................................................197
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 7
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
4.2.1.3. Độ nhanh nhạy của khiên............................................................................................198
4.2.1.4. Chiều dài của khiên.....................................................................................................198
4.2.1.5. Xác định lực đẩy của khiên.........................................................................................199
4.2.2. Công tác chuẩn bị....................................................................................................202
4.2.2.1. Công tác chuẩn bị thi công khiên................................................................................202
4.2.2.2. Xây dựng giếng đứng cho khiên.................................................................................202
4.2.2.3. Kiểm tra lắp ráp khiên................................................................................................205
4.2.2.3.1. Kiểm tra bề ngoài.....................................................................................................205
4.2.2.3.2. Kiểm tra kích thước chủ yếu....................................................................................205
4.2.2.3.3. Kiểm tra thiết bị thuỷ lực ........................................................................................206
4.2.2.3.4. Kiểm tra bằng thí nghiệm cho chạy không tải.........................................................206
4.2.2.3.5. Kiểm tra tính năng cách điện của các thiết bị điện .................................................206
4.2.2.3.6. Kiểm tra mối hàn.....................................................................................................206
4.2.2.4. Chuẩn bị các thiết bị phụ trợ cho thi công khiên .......................................................207
4.2.2.4.1. Thiết bị ngoài hầm...................................................................................................207
4.2.2.5. Công tác chuẩn bị mặt bằng........................................................................................209
4.2.3. Biện pháp đúc các mảnh vỏ hầm lắp ghép...........................................................210
4.2.3.1. Bê tông........................................................................................................................211
4.2.3.2. Cốt thép.......................................................................................................................212
4.2.3.3. Ván khuôn...................................................................................................................212
4.2.3.4. Thi công bêtông chống thấm......................................................................................212
4.2.3.5. Chống thấm cho các mảnh vỏ hầm lắp ghép.............................................................213
4.2.4. Giải pháp thi công đường hầm...............................................................................215
4.2.4.1. Tổ chức các công việc trên gương..............................................................................215
4.2.4.2. Vận chuyển đất đá và các mảnh vỏ hầm lắp ghép.....................................................216
4.2.4.3. Vận hành khiên đào trong quá trình thi công..............................................................217
4.2.4.4. Lắp ráp vỏ hầm...........................................................................................................220
4.2.4.5. Những điểm chú ý trong quá trình thi công................................................................220
4.2.5. Giải pháp thi công chống thấm các khe lắp ghép các mảnh vỏ hầm lắp ghép..221
4.2.6. Giải pháp thi công đổ vỏ bêtông chống thấm bên trong hầm..............................223
4.2.7. Giải pháp bơm vữa sau vỏ hầm..............................................................................223
4.2.7.1. Mục đích bơm vữa sau vỏ hầm...................................................................................223
4.2.7.2. Các giai đoạn bơm vữa sau vỏ hầm............................................................................224
4.2.8. Các công tác phị trợ trong thi công........................................................................226
4.2.8.1. Thông gió trong thi công............................................................................................226
4.2.8.2. Cấp nước trong thi công.............................................................................................226
4.2.8.3. Thoát nước cho thi công.............................................................................................226
4.2.8.4. Cấp điện cho thi công.................................................................................................227
4.3. TÍNH TOÁN THI CÔNG.................................................................................................227
4.3.1. Trình tự thi công bằng phương pháp khiên đào...................................................227
4.3.1.1. Lựa chọn và chế tạo máy khoan toàn tiết diện...........................................................227
4.3.1.2. Quy trình sản xuất đốt vỏ hầm....................................................................................229
4.3.1.3. Lắp ráp máy khoan toàn tiết diện trong giếng thi công..............................................229
4.3.1.4. Chuẩn bị hệ thống đảm bảo hậu cần và thi công bể chứa chất thải............................229
4.3.1.5. Lắp đặt các thiết bị để lắp ráp máy khoan toàn tiết diện............................................229
4.3.1.6. Giai đoạn khởi đầu của máy khoan toàn tiết diện ......................................................230
4.3.1.7. Thi công đường hầm...................................................................................................230
4.3.2. Thi công vỏ chống thấm..........................................................................................231
4.3.2.1. Công tác ván khuôn....................................................................................................231
4.3.2.2. Công tác cốt thép........................................................................................................232
4.3.2.3. Công tác đổ bêtông.....................................................................................................232
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 8
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
4.3.3. Những công tác phụ trợ cho thi công.....................................................................233
4.3.3.1. Công tác thông gió.....................................................................................................233
4.3.3.1.1. Lựa chọn sơ bộ sơ đồ thông gió...............................................................................233
4.3.3.1.2. Tính toán thông gió..................................................................................................233
4.3.3.2. Chiếu sáng...................................................................................................................235
4.3.3.3. Cấp, thoát nước thi công.............................................................................................235
4.3.4. Tổ chức thi công.......................................................................................................236
4.3.4.1. Các điều kiện để lập kế hoạch ...................................................................................236
4.3.4.2. Công tác tổ chức kỹ thuật...........................................................................................236
4.3.5. Lập bảng tiến độ thi công........................................................................................237
4.3.6. Các biện pháp an toàn trong quá trình xây dựng.................................................238
4.3.6.1. Biện pháp kỹ thuật an toàn khi tổ chức mặt bằng xây dựng.......................................238
4.3.6.2. Biện pháp an toàn khi vận chuyển đất đá, nguyên liệu và người trong quá trình thi
công 238
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................239
...........................................................................................................................................240
............................................................................................................................................240
240
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 9
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.
KINH NGHIỆM NƯỚC NGOÀI VỀ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
NGẦM ĐÔ THỊ
1.1.1. Lợi ích của việc xây dựng công trình ngầm
Xây dựng công trình ngầm trong đô thị cần tiến hành một cách tổng thể và có quy
hoạch, sao cho chúng cùng với các công trình trên mặt đất tạo nên một hệ thống không
gian thống nhất. Trước tiên không gian ngầm phải chiếm các vùng trung tâm đô thị, nơi
khan hiếm đất, nơi có mật độ giao thông lớn, đồng thời phải chú ý đến điều kiện địa chất
và điều kiện thi công phù hợp.
Sử dụng tổng thể không gian ngầm hạn chế được nhu cầu tăng diện tích của các đô
thị lớn và cho phép giải quyết được nhiều vấn đề quan trọng về xây dựng đô thị, giao
thông vận tải, các bài toán kỹ thuật và xã hội.
Khi sử dụng hiệu quả không gian ngầm, cho phép:
- Tăng cường cấu trúc quy hoạch, kiến trúc đô thị;
- Giải phóng nhiều công trình có tính chất phụ trợ khỏi mặt đất;
- Sử dụng đất đô thị hợp lý cho việc xây dựng nhà ở, tạo ra công viên, bồn hoa,
sân vận động, khu vực cây xanh;
- Tăng cường vệ sinh môi trường đô thị;
- Bảo vệ các tượng đài và kiến trúc nổi tiếng;
- Bố trí hiệu quả các cụm thiết bị kỹ thuật;
- Giải quyết vấn đề giao thông;
- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng công trình ngầm cho mục đích quốc
phòng.
Tuy nhiên, trong xây dựng công trình ngầm có những khó khăn cần giải quyết đó là:
vấn đề thông hơi, thoáng gió, chiếu sáng, cấp điện, cấp thoát nước, phòng chống hơi độc,
phòng chống cháy nổ… để đảm bảo điều kiện sinh hoạt bình thường cho con người và
khai thác hiệu quả công trình ngầm. Trong công nghệ xây dựng công trình ngầm hiện
nay, hầu hết các vấn đề nêu trên đã được giải quyết khá tốt.
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 10
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
1.1.2. Hiệu quả kinh tế xã hội của công trình ngầm
Xây dựng công trình ngầm gắn liền với chi phí đầu tư lớn. Tùy thuộc vào dạng
công trình ngầm cũng như điều kiện địa kỹ thuật và tính chất đô thị, giá thành xây dựng
công trình ngầm có thể cao hơn từ 1,5 - 2 lần giá công trình tương tự trên mặt đất.
Khoảng cách về giá có thể giảm rất nhiều khi mật độ xây dựng ở đô thị cao, cường độ đi
lại của các phương tiện giao thông lớn và lượng người đi bộ nhiều. Khi giá thành trên
mặt đất tăng nhanh cho xây dựng công trình do: phải dịch chuyển nhà, giải phóng mặt
bằng, trang thiết bị sữa chữa lại các tuyến giao thông và đường đi bộ… thì chênh lệch giá
không còn lớn nửa. Giá thành xây dựng công trình ngầm còn giảm nửa khi ta bố trí chúng
trong tổ hợp chung với các công trình trên mặt đất, khi điều kiện địa kỹ thuật thuận lợi
cho phép sử dụng các kết cấu công nghiệp tiến tiến, các phương pháp xây dựng nhanh và
kinh tế, cũng như khi khối lượng sữa chữa mạng kỹ thuật ngầm nhỏ. Ngoài ra, khoảng
cách giá thành xây dựng công trình nổi và công trình ngầm được giảm nhiều nhờ lợi thế
về xã hội và đô thị trong việc bố trí ngầm. Như vậy trong các tính toán hiệu quả khai thác
không gian ngầm, cần đánh giá không những hiệu quả kinh tế xã hội (tăng cường điều
kiện sống cho người lao động, trong sạch môi trường đô thị, …) mà cả đánh giá về hiệu
quả kinh tế của quỹ đất dùng để xây dựng công trình ngầm.
Theo kinh nghiệm của nga, việc sử dụng không gian ngầm ở Matxcơva đã giải
phóng được hơn 5.000 hecta đất đô thị, mà đất ở trung tâm thành phố là vô cũng đắt. Như
vậy đã tiết kiệm được bao nhiều tiền. Mặt khác, hiệu quả từ giải phóng đất đai đô thị liên
quan đến xây dựng công trình ngầm cũng là vấn đề đáng quan tâm. Ví dụ, khi xây 1km
đường ôtô nổi 6 làn xe, phải cần 4,5 - 7 hecta đất, còn để xây dựng công trình ngầm như
vậy chỉ mất có 0,1 hecta.
Như vậy, đầu tư ban đầu cho công trình ngầm thì lớn, nhưng hiệu quả lâu dài còn
lớn hơn rất nhiều. Tuy vậy ta vẫn phải tính toán, cân nhắc để đầu tư cho đúng, cho hiệu
quả trong hiện tại và tương lai.
1.2. THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU XÂY DỰNG CTN Ở VIỆT NAM
Theo đánh giá của nhiều cơ quan quản lý nhà nước của việt nam, thì ta có thể đánh
giá một cách tổng quát tình hình về thực trạng công trình ngầm đô thị ở nước ta hiện nay
như sau:
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 11
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Ở Việt Nam nói chung và ngay cả ở các thành phố lớn như Hà Nội và Thành phố
Hồ Chí Minh nói riêng, hầu như chưa có được một công trình ngầm đô thị nào đúng với
nghĩa của nó. Tất cả đều mới bắt đầu.
Trong những năm gần đây, Hà Nội đã thực hiện được nhiều dự án đầu tư về hạ
tầng đô thị. Tuy nhiên xét theo các chỉ tiêu bình quân đầu người thì hệ thống hạ tầng kỹ
thuật của Hà Nội còn rất lạc hậu so với thủ đô các nước Đông Nam Á. Tình trạng úng
ngập nước trong và ách tắc giao thông thường xuyên xảy ra. Hệ thống hạ tầng về giao
thông vận tải còn lạc hậu, ít về số lượng, phân bố chưa đều, chưa tạo nên một hệ thống
đồng bộ liên hoan. Quỹ đất dành cho cơ sở hạ tầng giao thông vận tải của Hà Nội (cũ) chỉ
có 5% diện tích toàn thành phố, trong khi ở thu đô các nước trong vùng là 23 - 25%.
Ở Hà Nội chưa có Metro, chưa có bãi đỗ xe ngầm, chưa có collector… Đó là
những công trình ngầm cần thiết trước mắt.
Hiện nay, Hà Nội đã xây dựng được một số đoạn đường hầm đi bộ qua các nút
giao thông như: khu Mỹ Đình, Ngã Tư Sở, Kim Liên. Đồng thời đã bắt đầu xây dựng
đường sắt đô thị đoạn Nhổn - Ga Hà Nội. (Gồm có 8,5km trên cao và 4 Km đi ngầm từ
khách sạn DAEWOO đến ga Hà Nội)
Hệ thống nước Hà Nội cũng được đầu tư lớn, đang tiếp tục thực hiện dự án,
nhưng còn chậm, nên tình trạng ngập úng mùa mưa chắc vẫn còn kéo dài.
Tại Thành Phố Hồ Chí Minh tình trạng cũng tương tự như Hà Nội thậm chí còn tệ
hơn về mặt giao thông và ngập úng khi trời mưa. Đặc biệt vấn đề ngập úng của Hồ Chí
Minh càng nghiêm trọng do có địa hình thấp, lại bị triều cường từ nước Sông tràn vào.
Trong thành phố Hồ Chí Minh có 1.210 giao lộ, trong đó có 320 giao lộ thuộc loại
quan trọng trên 75 đường phố chính và đường giao thông đối ngoại. Hàng trăm giao lộ
đang trong tình trạng quá tải và tình trạng này không thể giải quyết được nếu không có
giao thông khác mức và đặc biệt cần có giao thông ngầm.
Tại thành phố Hồ Chí Minh đã lập dự án chuyển 4 nút giao thông cùng mức thành
nút giao thông khác mức bằng hình thức giao thông chui, bao gồm:
- Nút Nam Kỳ khởi Nghĩa - Lý Chính Thắng;
- Nút Điện Biên Phủ - Hai Bà Trưng;
- Nút Xô Viết Nghệ Tĩnh - Cách Mạng Tháng Tám;
- Nút Công Trường Dân Chủ.
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 12
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Đặc biệt thành phố Hồ Chí Minh đã lập dự án tiền khả thi cho 4 tuyến tàu điện ngầm:
- Tuyến Bến Thành - Tân Sơn Nhất dài 11km;
- Tuyến Bến Thành - Bình Tây - Phú Lâm - An LẠc dài 15km;
- Tuyến Bến Thành - Thủ Thiêm;
- Tuyến Bến Thành - Nam Sài Gòn.
Sau đây là một số ý kiến tổng quát của các nhà chuyên môn về vấn đề xây dựng các
công trình ngầm tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh:
Về vấn đề thiết lập bản đồ quy hoạch xây dựng các công trình ngầm đô thị chủ yếu:
Việc xây dựng được quy hoạch phát triển hệ thống công trình ngầm đô thị là rất
khó. Ở các nước phát triển vấn đề này cũng cũng là một bài toán khó, huống chi tại nước
ta khi mà việc xây dựng công trình ngầm mới đang được triển khai xây dựng dựng trong
những năm gần đây. Tuy gặp nhiều khó khăn nhưng chúng ta vẫn phải tìm cách để làm,
vì vấn đề này không thể không giải quyết.
Quy hoạch khai thác không gian ngầm đô thị bao gồm nhiều vấn đề, rất nhiều nội
dung. Kết quả nghiên cứu của các chuyên gia cho thấy chúng bao gồm các loại bản đồ
sau:
- Bản đồ quy hoạch giao thông ngầm đô thị, trong đó thể hiện rõ mạng lưới quy
hoạch nhà ga và đường tàu điện ngầm, quy hoạch hầm đường bộ, quy hoạch các
gara ô tô và bãi đổ xe ngầm. Ở các nước tiên tiến, có khi nhà ga tàu điện ngầm
đồng thời là tầng hầm nhà cao tầng của siêu thị, của trung tâm thương mại hay
cao ốc văn phòng lớn. Đường lên xuống, ra vào của công trình ngầm phải phù
hợp với quy hoạch giao thông trên mặt đất, đảm bảo thuận tiện và an toàn cho
người sử dụng.
- Bản đồ quy hoạch hệ thống đường ống kỹ thuật đa năng (collector), các đường
ống này thường có kết cấu bằng bêtông cốt thép đổ tại chổ hoặc lắp ghép, có hai
loại đơn hoặc đôi. Có thể đặt ở vỉa hè hoặc giải phân cách của đường bộ, thi công
theo phương pháp đào mở. trong các collector, người ta thường đặt cáp thông tin,
cáp điện lực, ống dẫn nước cấp, ống dẫn nhiệt… cứ mỗi 500m lại có cửa lên
xuống để ta có thể kiểm tra sữa chữa, lúc đó phải có đèn chiếu sáng và quạt
thông gió, ngoài ra trong các collector còn có rãnh thu nước và hố tụ nước để khi
cần có thể bơm hút nước khô đi.
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 13
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
- Theo thông kê thì tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh chỉ mới đưa ra phương
án nhưng chưa thực hiện, có thể là do vốn đầu tư lớn. Nếu như chưa làm được
trong đô thị ta nên làm cho các khu đô thị mới. Xét về lâu dài, nhất thiết phải có
quy hoạch và bản đồ hệ thống collector cho các thành phố hiện đại.
- Bản đồ quy hoạch cấp, thoát nước: Việc quy hoạch hệ thống cấp thoát nước tại
Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đã có, tuy nhiên thì vấn đề thoát nước tại hai
thành phố này vẫn còn khó khăn.
Ở Hà Nội (cũ) hiện nay có 120 km cống ngầm, nhưng hiệu quả thoát nước thấp và
không được nạo vét thường xuyên. Trong khi đó các Hồ điều hòa bị san lấp để xây dựng
nhiều hầu như không có chổ để thoát nước cấp bách, nên khi mưa trên 100 mm là xuất
hiện đến trên 80 điểm ngập úng, có nơi ngập đến 1 mét. Bốn Sông thoát nước ra ngoài
thành và hơn 130 ha ao Hồ bị bồi lắng nên làm cho tình trạng ngập úng càng trở nên
nghiêm trọng.
Còn ở thành phố Hồ Chí Minh vấn đề giải quyết ngập úng cho các vùng có địa
hình thấp ở phía Nam Đông Nam - Tây Nam thành phố chiếm 35% gồm các huyện Bình
Chánh, Nhà Bè, Duyên Hải và Nam Thủ Đức gặp nhiều khó khăn do sự xâm nhập của
thủy triều, Do vậy ở đây cứ mưa trên 100 mm là có nhiều điểm cục bộ bị ngập úng
nghiêm trọng. Vì vậy mà thành phố Hồ Chí Minh cần có quy hoạch thoát nước và chống
úng ngập rộng lớn hơn, toàn diện và quyết liệt hơn.
Về biện pháp thực hiện:
− Về quy hoạch tổng thể giao thông ngầm đô thị: như đã nói ở trên, việc này là rất
khó, chúng ta chưa làm bao giờ, chúng ta chưa có chuyên gia, do vậy theo các
nhà chuyên môn nên đấu thầu quốc tế, hoặc mời chuyên gia nước ngoài từ các
nước tiên tiến. Trước tiên là cho hai thành phố lớn Hà Nội và thành phố Hồ Chí
Minh. Hiện nay Hà Nội đang có dự án xây dựng tuyến tàu điện ngầm NHỔN GA HÀ NỘI do Pháp cho vay vốn và làm tổng thầu. Ở thành phố Hồ Chí Minh
có sẽ làm 4 tuyến như đã nêu phần trên. Nếu trước mắt mà thực hiện được các dự
án đó thì rất tốt. Tuy nhiên vẫn phải làm quy hoạch nhìn xa hàng chục năm, hàng
trăm năm. Vì vậy đòi hỏi phải có trình độ, kinh nghiệm, phải đầu tư lớn.
− Về bãi đỗ xe ngầm: hiện nay bãi đổ xe ngầm là hết sức cần thiết do nhu cầu cấp
bách của hai thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Về vấn đề này có
nhiều ý kiến ủng hộ đồng thời cũng có nhiều ý kiến phân vân vì cho rằng làm
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 14
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
ngầm có nhiều rủi ro hơn và nên làm nổi. Cả hai ý kiến trên đều đáng được quan
tâm, tuy nhiên qua phân tích ta thấy rằng, việc làm bãi đỗ xe nổi thì số lượng xe
chứa được không nhiều và thường làm mất yên tĩnh trong khu dân cư. Còn nếu
điều kiện địa hình và địa chất thuận lợi ta có thể xây dựng bãi đỗ xe ngầm. Người
ta có thể làm bãi đỗ xe ngầm nhiều tầng ở dưới sân vận động, dưới công viên,
dưới quảng trường… như vậy lượng xe chứa được sẽ nhiều hơn, không gây gây
ồn trong khu dân cư.
− Về hệ thống hầm đa chức năng collector: Đã đến lúc đầu tư lớn và quyết tâm
ngầm hóa mạng lưới kỹ thuật như cáp thông tin, cáp điện lực, ống cấp nước, ống
cấp gas, ống cấp nhiệt… Nếu không ở các thành phố lớn còn tình trạng hệ thống
dây điện, dây thông tin tạo nên những mớ bòng bòng như mạng nhện trên các cột
điện thành phố, rất mất àn toàn và mỹ quan; còn ở vỉa hè và lòng đường thì bị
đào lên lấp xuống liên tục do xây dựng các đường ống nước, tuyến cáp quang…
một cách tùy tiện, không có sự phối hợp và không có kế hoạch nhất quán.
− Về đào tạo nguồn nhân lực: nói chung nguồn nhân lực là rất quan trọng, có thể
nói hiện nay chúng ta chưa có đội ngũ chuyên gia và công nhân chuyên nghiệp
về xây dựng công trình ngầm. Với các công trình ngầm có mức độ phức tạp như
Metro chẳng hạn ta phải thuê chuyên gia nước ngoài cùng với thiết bị tiên tiến
của họ, thiết kế và thi công. Còn công nhân và kỹ sư của ta cần đi theo họ cùng
làm và cùng học. Nhưng sau đó cần phải tự làm, muốn như vậy cần tích cực và
khẩn trương đào tạo, xây dựng đội ngũ từ bây giờ[1].
1.3. SỰ PHÙ HỢP CỦA TÀU ĐIỆN NGẦM TRONG
PHÁT TRIỂN GIAO
THÔNG CÔNG CỘNG Ở HÀ NỘI
1.3.1. Vai trò của công trình ngầm
Song song với sự phát triển về xã hội và kinh tế, các phương tiện giao thông nói
chung và các phương tiện giao thông trong thành phố nói riêng cũng có sự phát triển
mạnh mẽ. Trong các thành phố hệ thống các phương tiện giao thông 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.
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 15
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Theo cách phân loại về không 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 nguyên tắc hoạt động có phương tiện thô 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, tàu điện ngầm là dạng giao thông vận tải hành khách lớn nhất, tiện nghi và
hoàn thiện nhất.
Tàu điện ngầm có đại bộ phận tuyến đường nằm sâu trong lòng đất, ngoại ô 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, đòi hỏi công nghệ hiện đại, trình độ cao.
− Tuy nhiên, tàu điện ngầm cũng có nhiều ưu điểm nổi bật không thể phủ nhận:
− Do tuyến đường hoàn toàn 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 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 thông.
− Yêu cầu về phòng hoả, giảm chấn, cách âm rất khắt khe nên có tính an toàn, tạo
thoải mái cho hành khách.
− Giảm ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng lượng
1.3.2. Sự phù hợp của tàu điện ngầm trong sự phát triển giao thông ở 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 công cộng hợp lý là như sau:
− Phù hợp với giao thông ở Hà Nội cho phép đáp ứng nhu cầu của người dân
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 16
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
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 môi trường, chủ yếu là các di tích lịch sử văn hoá và không gian
thiên nhiên, hạn chế tối đa sự ô 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 công cộng khác (xe
buýt và hệ thống đường sắt khác).
Sự phát triển của hình thức giao thông đường sắt nội đô, 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 đô
thị và tăng cường các điều kiện về an toàn 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 thông ngầm mà việc tiếp cận mạng lưới giao thông trên
mặt 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 không 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 công trình ngầm tại các đô 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 thông công cộng trở nên hấp dẫn hơn
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 17
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
1.4. CƠ SỞ HÌNH THÀNH TUYẾN TÀU ĐIỆN NGẦM
− Hà Nội, thủ đô của cả nước, sẽ kỷ niệm một ngàn năm vào năm 2010. Sông
Hồng chảy qua thành phố từ phía tây sang phía nam luôn đóng một vai trò rất
quan trọng trong việc phát triển và cân bằng môi trường của khu vực Hà Nội. Do
vậy, việc thiếu những cây cầu qua Sông và các cây cầu bị phá hủy trong thời kỳ
chiến tranh đã tạo nên diện mạo của thành phố và ngày nay hầu hết các hoạt động
của thành phố đều tập trung ở phía hữu ngạn của con Sông.
− Sự phát triển của khu vực nội thành trong những năm gần đây
Hình 1.1 - Khu vực Nội thành được mở rộng từ năm 1925 đến năm 2003
(HAIDEP 2007)
Địa giới hành chính của thành phố gần đây đã được mở rộng khi sát nhập với tỉnh Hà
Tây, huyện Mê Linh (tỉnh Vĩnh Phúc) và 4 xã của huyện Lương Sơn vào tháng 8/2008.
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 18
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Địa phận Hà Nội hiện nay được mở rộng gấp ba lần và diện tích bề mặt gần 3.345 km 2.
Dân số mới vào khoảng 6,2 triệu người.
Hình 1.2 - Địa giới mới của Thành phố Hà Nội từ tháng 8/2008
− Từ cuối những năm 1990, tốc độ tăng trưởng kinh tế và dân số cao đã dẫn đến
việc tăng nhanh nhu cầu về giao thông ở Việt Nam. Trong khi đó hệ thống giao
thông công cộng vẫn rất yếu kém, các hộ gia đình có nhu cầu mua xe máy ngày
càng tăng cao. Sự gia tăng xe máy và ô tô đã dẫn đến tình trạng giao thông xuống
cấp và gây ách tắc giao thông trong thành phố thường xuyên.
Trong bối cảnh này, đã có kế hoạch thực hiện một số tuyến vận chuyển nhanh
khối lượng lớn để đáp ứng nhu cầu đi lại ngày càng tăng cao, đầu tiên là Quy hoạch Tổng
thể đến năm 2020 được lập vào năm 1998 và gần đây là Quyết định số 90/2008/QĐTTg điều chỉnh về tầm nhìn Phát triển Giao thông vận tải đến năm 2020.
Tuyến số 3, được đặt kế hoạch xây dựng trong quyết định nêu trên và là đối tượng
của nghiên cứu khả thi hiện tại, chạy theo trục hành lang Đông Tây. Tuyến này được thực
hiện nhằm để:
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 19
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
− Đáp ứng nhu cầu giao thông tăng cao từ ngắn hạn đến dài hạn dọc theo hành lang
Đông Tây;
− Bước đầu thiết lập một phương phức vận tải công cộng mới cho các thành phố
hiện đại trong tương lai của Việt Nam;
− Đóng góp vào sự chuyển đổi xu hướng sử dụng từ phương tiện cá nhân sang giao
thông công cộng.
Theo quy hoach tổng thể đến năm 2010 của thành phố Hà Nội sẽ có 8 dự án tuyến
đường sắt được xây dựng [2].
Hình 1.3: Các dự án tuyến đường sắt đô thị đến năm 2020
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 20
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
1.5. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN
1.5.1. Các phương án tuyến và các giải pháp quy hoạch ga
1.5.1.1. Các phương án tuyến
Các phương án tuyến được đưa ra bao gồm các giải pháp của đoạn tuyến trên cao,
đoạn tuyến chuyển tiếp và đoạn tuyến đi ngầm. Trong phạm vi của đồ án em chỉ trình bày
phương án tuyến của đoạn đi ngầm. Trong phương án tuyến của đoạn đi ngầm cần lưu ý
tới hai điểm quan trọng sau: phương án tuyến giữa Đại sứ quán Thụy Điển và ga Cát
Linh; các phương án trắc dọc của tuyến ngầm.
a/ So sánh lựa chọn phương án tuyến ngầm giữa Đại sứ quán Thụy Điển và ga Cát
Linh
Dựa theo sơ đồ mặt bằng tổng thể của tuyến tại vị trí Đại sứ quán Thụy Điển sẽ có
hai hướng tuyến được đưa ra:
- Phương án 1: Trước Đại sứ quán Thụy Điển, tuyến Metro rẽ phải với một bán
kính ngắn theo đường Núi Trúc, sau đó đến Gảng Võ và đến vị trí đặt ga.
- Phương án 2: Từ Đại sứ quán Thụy Điển, tuyến đi ngầm dưới khu vực các toà
nhà hướng về phía khách sạn Horizon nhờ vào phương pháp khoan đường hầm.
Hình 1.4: Các phương án tuyến từ ĐSQ Thụy Điển đến ga Cát Linh
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 21
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Sau đây là bảng phân tích đáng giá các yếu tố liên quan đến hai phương án:
Các tiêu chí
Phương án 1
Phương án 2
Đi vòng qua đường Núi
Đi thẳng
Trúc
Mức tiện nghi
cho hành
Tiện nghi
khách thấp do các đường
cong.
Chiều dài
Số mét bổ sung so với
tuyến
phương án 2 (~ hơn 120 m ).
Tác động
Bán kính ngắn nên phải giảm
đến khai
tốc độ và có nhiều khó khăn
thác
hơn cho vận hành khai thác.
Thời gian
hành trình
Đi vòng qua đường Núi Trúc
làm tăng tổng thời gian hành
trình.
Tiện nghi hơn cho hành khách với
tuyến đi thẳng.
Tuyến đi thẳng.
Tuyến này có thể có hình dạng về
hình học tốt hơn và dẫn đến khai
thác tuyến tốt hơn mà không phải
giảm tốc độ.
đi thẳng hơn nên thời gian hành
trình ít hơn vì ít giảm tốc độ hơn.
Bán kính ngắn nên phải sử
dụng loại vỏ hầm ngắn hơn
Chi phí
(khác với các loại tiêu chuẩn). Bình thường.
Điều này tốn kém hơn và thời
gian thi công lâu hơn.
- Không khả thi với ống đơn
Các phương - Trong trường hợp cấu tạo
án đào hầm ống đôi, phương án 1 không
tốt hơn phương án 2
Qua các chỉ tiêu so sánh ở trên và dựa trên nghiên cứu tiền khả thi của dự án em
xin được lựa chọn phương án 2. Khó khăn của phương án này là phải xây dựng dưới khu
vực có mật độ xây dựng dày đặc vì vậy cần phải có sự nghiên cứu kỹ về điều kiện địa
chất cũng như khỏa sát hiện trạng các tòa nhà hiện hữu [2].
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 22
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
b/ So sánh lựa chọn các giải pháp trắc dọc của tuyến
Theo phân tích ở phần trên, em đã chọn hướng tuyến của đọan đi ngầm từ Đại sứ
quán Thụy Điển đến ga Cát Linh là phương án đi thẳng không đi vòng qua đoạn đường
Núi Trúc.
Như vậy các phương án hướng trắc dọc trình bày sau đây sẽ dựa trên hướng tuyến
đã chọn. Theo báo cáo tiền khả thi của dự án, thì đoạn đi ngầm có 4 phương án trắc dọc
được đưa ra xem xét sau đây:
Giải pháp thứ nhất
Hướng tuyến được lập trên cơ sở phương án ống đôi và đi độc lập, với khoảng
cách tối thiểu 12m giữa tim hai đường sắt. Sau khi đi tách ra một khoảng tại vị trí Ga
Kim Mã, hướng tuyến bắt đầu đi chồng lên nhau trước khi đi vào khu vực các toà nhà cao
tầng gần Đại Sứ quán Thụy Điển. Hướng tuyến sẽ dừng đi chồng khi ra khỏi khu vực toà
nhà cao tầng. Và lại tiếp tục hướng tuyến tương tự tại Ga Cát Linh và Ga Văn Miếu với hai
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 23
D TRENCH
MP AND TRENCH
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
ke ga có cao độ khác nhau, và phải giữ một khoảng cách tối thiểu là 12m trong đoạn
chuyển tiếp khi từ đi song song sang đi trên dưới.
Ga Kim Mã
Ga Cát Linh
Ga Văn Miếu
ELEVATED SECTION
STATION 3
STATION 4
STATION 5
S TATION 6
STATION 7
STATION 8
UNDERGROUND SECTION
STATION 9
STATION 10
STATION 11
RING ROAD NO2
STATION 2
RING ROAD NO3
STATION 1
Ga Metro Hà
Nội
B1
Alignment
Option 1
Hướng tuyến
Phương án 1
DEPOT ENTRANCE
RAMP AND TRENCH
STATION 12
S TATION 13
STATION 14
D
D
B2
A2
A2
Alignment
Option 2
A1
A2
Alignment
Option 3
B1
C
C
B2
A2
E
A2
Ex propriations!
A1
Alignment
Option 4
Can be deeper !
UNDERGROUND SECTION
STATION 11
Giải pháp thứ 2
Alignment
Option 1
STATION 12
STATION 13
UNDERGROUND SECTION
B1
D
D
STATION 14
B2
Phương án này đề cập đến phương án ống đơn trong đó thể hiện đường sắt chạy
song song trong tuyến ống đơn duy nhất.
Hướng
tuyến
Alignment
Phương
Option 2án 2
STATION 11
A1
STATION 13
A2
STATION 14
A2
Expropriations!
B1
Alignment
Option 1
Alignment
Option
3
Giải
pháp
STATION 12
A2
D
C
B1
B2
D
C
B2
thứ 3
Các ống tách biệt sẽ được xem xét lại với quan niệm thiết kế khác. Tại Ga Kim
A2
A1
Alignment
A2
A2
Mã, cácOption
ống2 được bố trí nằm ngang với khoảng cách là 12 m. Khoảng cách này sẽ tăng
Alignment
EExpropriations!
A2
A1
A2
lên Option
22 m4 tại các vị trí Ga Cát Linh và Ga Văn Miếu và trở về khoảng cách ban đầu 12m
Can be deeper!
tại Ga Metro Hà Nội.
Hướng Alignment
tuyến
Phương
án 33
Option
B1
C
C
B2
Alignment
A1
A2
E
A2
Giải pháp
Optionthứ
4 4
Can be deeper!
Giữ cùng hướng tuyến như phương án hai nhưng khác về trắc dọc do có một ga rất
sâu với đường ống tại Ga Văn Miếu. Nên cao độ đỉnh ray yêu cầu phải sâu hơn trước.
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 24
Alignment
Option 3
B1
Hướng
tuyến
Alignment
Phương
Option 4án 4
A1
C
C
B2
A2
E
A2
Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục
Can be deeper!
Để lựa chọn được một phương án tắc dọc phù hợp ta cần phải dựa trên nhiều yếu
tố: mặt cắt tuyến, mặt cắt các ga, trắc dọc đoạn tuyến, ảnh hưởng tới các công trình lân
cận [2].
1.5.1.2. Các giải pháp quy hoạch ga
1.5.1.2.1. Số lượng các ga
Các giải pháp quy hoạch ga dưới đây được trình bày cho phương án tuyến số 2:
Tuyến chạy thẳng từ Đại Sứ Quán Thụy Điển đến phố Cát Linh.
Theo nghiên cứu ban đầu của dự án năm 2005 có ba giải pháp quy hoạch nhà ga sau: giải
pháp quy hoạch 15 ga, giải pháp 14 ga và giải pháp 12 ga.
Việc lựa chọn giải pháp quy hoạch ga nào phụ thuộc vào nhều yếu tô như: thời
gian hành trình và tốc độ thương mại, sức hút của hệ thống và khu vực thu hút hành
khách, chi phí thi công.
Sau đây là các phương án ga đã được đưa ra:
a/ phương án 15 ga
Theo báo cáo của dự án với phương án 15 ga ta có các số liệu kỹ thuật liên quan
như sau: khoảng cách trung bình các ga là 850m, tổng số dân có thể thu hút trong bán
kính 400 m khoảng 260.000 người.
Một yếu tố quan trọng cần xét đến trong phương án này đó là: tại hai khu vực
quan trọng “đoạn hạ ngầm” và từ ĐSQ đến khách sạn Horizon” tất cả các yếu tố kỹ thuật
đều đạt đến giá trị tối đa, điều này dẫn tới sự không linh hoạt trong thiết kế.
Do vậy để đảm bảo tính linh hoạt trong thiết kế phương án 15 ga đã không được
lựa chọn.
b/ phương án 12 ga
CBHD: TH.S NGUYỄN ĐỨC TOẢN
SVTH: NGUYỄN VĂN TOẢN - LỚP 05XN
Trang 25
