Công trình ga và đường tàu điện ngầm phần 1 xdtn00076 p1 5332

G S .IU .S . PR Ô LÓ P, G S .Đ .M . GÔLITSƯNSKI, G S .A .P . L Ê Đ IA É P

CÒNG TRÌNH

G A VÀ Đ V Ờ N G
TÀU ĐIỆN NGẦM
.\iiU 0i dịch : TS. NGU Y ÊN ĐỨC NCỈUỒN
lỉic u (lính : (iS, rS K ll. NCìlỉYHN \'Á N Q U Ả N G
(Tái bản)

NHÀ X U Ấ T BẢN XÁY D ự N G
HÀ NÒI - 2 0 1 0


LỜI G IỚ I T H I Ệ U

H ầu hết các nước tiên tiến trên th ế giới đều có hệ thống công trinh
tàu điện ngầm hiện đại. Đảy là phương tiện giao thông ngầm đô thị
rất cần thiết và rất hiệu quả.
H iện nay ở thành p h ố Hồ Chí M inh và Hà N ội đang có dự án xây
dựng hệ thống công trinh tàu điện ngầm và sẽ khởi công trong tương
lai gần.
Dĩ nhiên trong thời gian đầu, chúng ta phải thuê chuyên gia nước
ngoài thiết kế, thi công và chuyển giao công nghệ. Trong tương lai
chúng ta phải tiến tới làm. chủ công nghệ này.
Đê chuẩn bị khản trương phục vụ đào tạo kỹ sư xây dựng công
trình ngầm đô thị trong nước củng như cung cấp tài liệu về công trinh
tàu điện ngầm cho các nhà quản lý, các chuyên gia và bạn đọc quan
tâm tham khảo, Nhà xuất hản Xây dựng chọn dịch cuốn “Công trình
ga và đường tàu điện ngầm” của các giáo sư IU.S.FRÔLốPj
Đ M .GÔLỈTSƯNSKI; A.P.LÊĐIAÉP xuất bản tại Matxcơva năm 200L

Cuốn sách gồm 6 phần với 17 chương mục do TS. Nguyễn Đức Nguôn
dịch và GS.TSKH. Nguyễn Văn Quảng hiệu đính.
Quá trinh xuất bản chắc khó tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận
đưỢ c n h ữ n g đ ó n g g ó p q u ý b á u c ủ a b ạ n đ ọ c đ ể c u ố n s á c h đ ư ợ c h o à n

thiện hơn.
Mọi ỷ kiến góp ý xin gửi về N hà xuất bản Xây dựng hoặc trực tiếp
cho các dịch giả theo địa chỉ (ĐT): 0903201380 - 0912768334.

Nhà xuất bản Xây dựng


MỞ ĐẨU

B ên cạnh sự giái quvết bài toán quv hoạch kiến Irúc và vân đề kết cấu công Irình các
khu \ ’ực khai ihác. sự phát Iriển dô ihị hiẽn dại còn yèu cáu phải hoàn thiện hệ thống
íỉiao th ô ng nội thị. Irước tiên là phiìn eiao ihỏna \'ãn chuyên hành khách. Sự lãng trưởng
vòng q u a y hành khách, tăng độ dài vận chuyón, sự cần thiết oiảm thời gian đi lại. đòi hỏi
phải tâng tốc độ giao thôno đổiiH tliời tăiia độ lin cậy. độ an toàn và tiện nghi vận
c h u y ể n hành khách. Trong các đieu kiện đỏ Ihị lớn hiện đại. công trình tàu điện n a ầ m đường sãl n so ài tuyến phô' ihoá m ãn hoàn toàn các vẽu cầu đó.
() N g a có lứi 11 đô Ihị lớn. nơi do có sự phức tạp đặc biệt cúa vấn đổ giao ih ổ n s, các
cóng irình làu điên ngầm đang được thiết k ế và xây dựng, ở Matxcof\'a. X anh Pêtecbua,
N hiznhi N ovogorot, No voxibirxk, Xam ar, Ekaterinburk, các công trình tàu điện ngầm
đ an g hoạt đ ộn g và liếp tục được phát triến. Đ ộ dài tổng cộng của các tuyến hiện hoạt
đ ộ n g lại các đô ihị đó đến nãm 2000 là 401 km. Công lác xây dựng công trình tàu điện
ngầm ớ O m x k , Trcliabinxk, K raxnoiark, Kazan và U ph đang được tiến hành. Sự cần
thiết của công trình làu điện ngầm Irong các sơ đổ phát u iê n giao thông tổng hợp vận
c h u y cn hành khách dô Ihị R oslopnadonu và Permi dã (lượr hiận cứ.
M ỏi dô thị mới, nơi công tác xây dựng công trình tàu điện n gầm được bát đầu, mỗi
tuyến đườníí mới tại công irình làu điện ngầm hiện có - đó là trang mới trong thiết k ế và

xây dựng, sự tìm tòi sáng tạo không ngừng và sự làm giàu kinh nghiệm đã có.
Các công trình tàu điện ngầin - đó là tổ hợp các hạng m ục công trình, sự tạo thành
c h ú n g - m ột trong những lĩnh vực kỹ thuật khó khăn và phức tạp của công tác xây dựng
hiện đại với giá thành cao. Do đó vấn đề chuẩn bị đội ngũ kỹ sư - đưòĩig ngầm có
c h u y ên m ôn cao với sự hiểu biết nghề nghiệp cần thiết trong lĩnh vực xây dựng công
trình tàu điện n g ầm có ý nghĩa rất lớn.
Cấu trúc và nội dung quyển sách được trình bày tương ứng với chương trình môn
“ Đ ường hầm và còng trình tàu điện n gầm ". Sự nghiên cứu sơ bộ của các sinh viên trong
chương trình liên quan “Đ ường hầm xây dựng bằng phương pháp m ỏ ” và “Đ ường hầm
xây dựng bằng phương pháp khiên" là tiền đề xác định đặc điểm tài liệu trình bày.
N ghiên cứu “ C ông trình ga và đường làu điện n g ầ m ” , các sinh viên cần:
-

Có sự nhận thức về cô n g trình tàu điện ngầm như hệ thống giao thông ngoài tuyến

phô' dùng đê vận chuyển hành khách đại trà và về các đạc lính xác định hiệu quả công
tác của nó, c ũ n s như nhận được nhũng khái niệm cần thiết về tổ hợp hạng m ục công
trình trong côn g trình tàu đ iện ngầm và ý nghĩa chức nàng của chúng.


- H iểu biết n hững ng u y ê n tắc Cử bản thiết kê còng trình làu điện ngầm , kết Cấu ccng
trình tuyến, các giải pháp kết cấu và quy hoạch không gian tổ hợp ga và các nút chiu;ển
tàu, các sơ đồ công n g h ệ - tổ chức sản xuất trong các điều kiện xâv dựng khác nhau.
- Biết thiết k ế kết cấu các côno trình nối ga và tổ họp 2 a; xác định aiải pháf) ÍUV
hoạch và các thông số kết cấu cơ bản của sa còng trình tàu điện n a ầm trong tình hnh
xây dựng đô thị và các điều kiện địa chất côniỉ trình khác nhau; xác định tái trọn.g c-n
kết cấu c h ịu lực c ô n g trình n g ầ m và thực hiện tính toán chúng, soạn thảo các sơ đ ồ C(;ig

nghệ tổ chức sản xuất về xây dựng ga làu điện ngầm.
Tất cả những vấn đề nêu trên trong d ạ n s hệ thống hoá dược trình bày trong sáchi. ầ i

liệu được viết lần đầu tiên trên cơ sở thực tế nhiều năm giảng dạy m ôn “Đường hầimv'à
công trình tàu điện n g ầ m ” trong ỉỉr'M IC (. lllH /l\'r). Khi chuẩn bị viết sách có sứ cluig
các tài liệu đăng trong nước và nước ngoài cũng như các tiêu c hu án hiện hành. L,ưi ý
đặc biệt đến các ví dụ không những soi sáng nội dung vấn đé mà còn cho phép sinh \ ần
hiểu rõ hướng hoàn thiện kết câu chính \ ’à các pliương pháp xây dựng, xác địnli c:hiih
sách kỹ thuật trong lĩnh vực xây dựng công irình làu dién ngầin.


Phầnl
CÒNG TRÌNH TÀU ĐIỆN NGẦM - GIAO THÒNG HÀNH KHÁCH
NGOÀI TUYẾN PHỐ CỦA CÁ C ĐÔ THỈ LÒN

Chương I
CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỂ CÔNG TRÌNH TÀU ĐIỆN NGẦM

i.l. CÔN(Ỉ TRÌNH TÀU ĐIỆN NCẤM TRONC, HỆ THỐNG (ỈIAO THÔN(Ỉ ĐÔ THI
Sự tãng trướng dàn số nhanh, sự phái Irien các đường trục giao thông, năng lượng, sự
táng trướng inức độ nguy hiểm của môi Irườna siiih thái là dấu hiệu đặc trung của đô th
1()Ì1 hiện đại ờ các nước khác nhau irên th ế giới. Xu hướng tăng trưởng dân số đò th
tio ng các nước tiên th ế giới cho trong bảng 1.1.
Giai qu vếl bài toán giao ihông đó ihị liên quan đầu liên, tới sự tãng trướng số lượng
òtò, vượt 4 - 5 lần tốc độ tăng dân sô, tới sự làn tiụng khả năng thõng xc của các đường
trục luyến p h ố và không đủ chỗ đỗ cho các ỏtô là inột trong những vấn đc cơ bản.
Cấu trúc các đô thị hiện đại sẽ vô nghĩa nếu thiếu m ạng lưới phàn nhánh của các
dường trục giao thông. Bằng các “động m ạ c h ” cùa m ình m ạn g lưới giao thông luồn lách
q ua tất cả các “cơ q u a n ” côni; nghiệp và dân sinh của thành phố, đảm bảo sự di chuyển
của nhân dân theo các hướng khác nhau.
Khi đô thị phát triển nhanh, khối lượng vận chuyển hành khách trở nên lớn đến mức
m ạn g lưới giao thông hành khách hiện tại trên m ặt đất (tàu điện, ôtô chạy điện, ôtô buvt)
k h ô n g thể lự khắc phục được sự tăng trưởng vận ch u y ển và k h ôn g thể giải quy ết được

vấn đ ề giao th ôn g đô thị.
Tàu điện thông thường được sử dụng như dạng vận tải cơ bản trên các đường phố đô
thị với d ò n g h àn h khách từ 5 đến 10 nghìn người trong 1 g iờ Iheo 1 hướng. Ô tô chạy
diện và ôlô buýt sử dụng hợp lý trên các hướng với dòng hành khách 3 - 8 nghìn người
trong 1 giờ. T rong các đỏ thị lớn với dân số hơn 500 nghìn người, trên phần lớn các
clưcíiig Irục, d ò n g hành khách vượt trên 10 nghìn người trong 1 giờ theo 1 hướng và trong
trường hợp đó, tốt nhất là sừ dụng tàu điện cao tốc. Khi dòn g hành k hách ổn định trên
20 nghìn người trong 1 giờ theo ] hướng, vấn đề vận chu v ển h àn h k h ách đại trà cần phải
giải quyết n hờ đường tàu điện ngẩm.

7


Bang l . l

Châu lục

Tỷ trọng dân
số đô thị (%)

Đất nước

Châu Úc

71

ủc

Châu Á

31

Ấn Đỏ

Trung Quốc

Tý Irọna dán số
đổ thi (^c)

25,7

26,2

Nhật Bàn
Châu MỸ
r'
(Bắc Mỹ)

Châu Mỹ

75

Mehico
Mỹ

75

Brazin

Đỏ thi

50 - 75
77,3

30 - 75

(Nam Mv)
30 - 50

S ỏ lâm

(triêii ngaròi)

Xiini

35

I^ombay

i:.3

CancLiUa

n .i

Thưone l ĩai
'

i-,i

Bãc Kinh

1!,4

Tokyo

2:,8

Mehico

l:',3

New York

1(,2

Los / \ n ”ioiet

li.9

Xao Paolỏ

,<.2

Riò (ỉơ jannỏrố

11,3

C’airỏ

9 )
7.^

Châu Phi

32

Ai Cập

Châu Àu

73

Anli quốc

> 75

l.iián Đỏn

txrc

78,;^

I’,\Cn

l^háp

74.^

Pan

94

Nga

74

Maixc(v\a

92

Xaiih Pctccbiia

■^1

Tàu điện n g ầm 6 toa đảm bảo được côna suất \'ận chuyển lới 5 0 nghìn ntỉười rom” 1
giờ theo 1 hướnơ, còn tàu 8 loa - tới 70 nghìn người. Ngày nav đường tàu điện nỉầiin là
d ạ n s giao thông vận lải hành khách ló'n, tiện nghi \'à hoàii thiện nhát. N aoài ra, ncLi siao
thông vận tải hành khách đại Irà trên luyến phố oiai quyết \'àn dé \'ận c h u v c i ìhành
khách trong giới hạn 5 - 6 kni thì đườiiíỉ tàu điên n cầm m ớ rộna \'ùno hoạt dọng ’5'i 2 Ìới
hạn ngoại vi đô thị. Là một d ạn s giao thõng đô thị rát hiẹu quả \ à thuận tiộii, đim bảo
vận c h u y ển khối lương hành khách lớn \'ới lốc độ đều dận \ ’à thời gian các .hiuỵến
(khoảng cách chuvển độ n a i,5 - 5 phút), đường tàu điện neầm có V níỊhĩa xã hội 'ất
Vai trò của đường tàu điện rmầm tăne rấl mạnh cùnẹ \'ới sự lãng Jà n số \'à diện íc:h đỏ
thị, đặc biệt là việc m ở rộno các VÙI12 nsoại ó đỏ thị. T ro ns khi đó đưòìm làu điệi nigam
- m ột tổ hợp lớn và phức tạp cúa nhiều côno irình khác nhau v é i tran» bị kỹ t-.u:ậi tự
đ ộ n ^ hoá hiện đại. có nhiệm \ ụ đàm bao tính liên lục cùa \'Ạn lải hành khách th :‘0 lich
ch uẩn xác.

Ngày nay giải qu y ết vấn đe eiao thống đô thị lớn là phải x em xét kết hợp với các
nhiệm vụ xây d ự ng đô thị khác mà trước tiên là giảm diện tích b ố trí các công trình tổ
hợp giao thông cô n g cộ n g và cần phục vụ hành khách một c ách văn m in h lịch sự nhất.
Trong đó cần xét đ ến “ giá thành xã hội” của giao thông đô thị bao g ồ m chi phí và thất
thoát tạo nên do tiếng ồn, nhiẽin bẩn không khí, chi phí thời gian c h ờ đợi và k hông dự
tính dược điểm dừ n g giao thônạ, chi phí năng lượng cũng như tổn thất có thể về vật tư và
con níĩười trong các tai nạn giao thông đường bộ.
Xét đường tàu điện n g ầ m như hệ thống đơn vị giao thông đ ô thị, yêu cầu chi p h í đầu
tư và khai thác lớn, cần phải đánh giá hiệu quả sử dụng hệ thống đó m ộ t cách đồn g bộ.
1 rong đó cần phải xét đến các yếu tố sau: hiệu quả kinh tế d o giảm chi phí khai thác,
giảm tổng chi p h í đầu tư cho việc phát triển và hoàn thiện c ô n g tác giao thông theo
tuyến trên m ặt đất, khi chưvển một phần việc của nó xuống đưòng tàu điện ngầm ; tiết
k iệm thòi gian c ủ a hành khách khi đi tàu điện ngầm so với đi trên các phương tiện giao
thông nổi; giảm sự m ệt m ỏi trong tàu điện ngầm so với trong các phương tiện giao thông
trên mật đất; g iả m số lượng tai nạn ạiao thông đường bộ và tãng cường trạng thái sinh
thái mỏi trường xu n g quanh. Cần lưu V rằng, vai trò các yếu tố kin h tế - xã hội của
dường làu điện n g ầm tăng rất inạnh trong tương lai.
Khi soan thảo sơ đồ tổng thế các tuyến làu điện ngầm, q u a n hệ củ a chúng với cấu
trúc lịuy hoạch đ ô thị c ần được xél đến. Theo đó tuyến tàu điện n g ầ m được đặt dọc các
khối nhà ở chính, các kh u còng nụhiệp và các công trình vãn hoá - xã hội. v ề phần
m ình, các tu y ến đường tàu điện ngầm tạo thành trục các hướng quy hoạch phát triển
trong tương lai củ a vù ng đô thị, còn các ga và nút chuyển đổi tàu là những vị trí tập
trung các cô ng trình thu hút dân số, các tâm điểm chính của các m ối liên kết bên trong
dô thị ảnh hưở ng tới hướng dòng giao ihông cơ giới và bộ hành, tới vị trí điểm đỗ của
các phương tiện giao th ôn g công cộng mặt đất.
N hư đã lưư ý, m ộ t trong những lợi th ế quan trọng của đường tàu điện ngầm là khả
Iiãng tiết k iệ m d iện tích đò thị (đặc biệt các vùng trung tâm m a n g tính lịch sử có nhiều
tưọng đài nghệ thuật). Cần tính đến rằng, trong các đô thị có s ố dân lớn hơn 500 nghìn
người, sự đ án h giá kinh tế tổng hựp của 1 héc ta là khoảng 204 - 1126 nghìn rúp (giá vào
n ă m 1990). T rong đó giá thành đất cho xây dựng đô thị ngày càng lăng.

G iả sử, vào n h ữ ng năm gần đâv dưới đất sẽ bố trí 70% tổng s ố gara, 80% k h o tàng,
3 0 % trụ sở phục vụ văn hoá xã hội. 40% xí nghiệp công nghiệp, 30% các cơ sở thị chính
\'à 50% các cơ sở cô n g cộng. Phương án này sẽ cho phép giải p hó ng cho con người và
inôi trường dic 1 tích bổ sung rất lớn trên mặt đất.
1.2. CÁC LOẠI ĐƯỜNG TÀU ĐIỆN N(,ẦM
Phụ thuộc vào q u y hoạch, các CÓIIÍI irình xây dựng khu vực đô thị, các điều kiện địa
kv thuật, các tu vến đường tàu điện neầm có Ihế đặt ngầm, ở m ặt đất và trên không.


Đ ặ t n g ầ m . Các tuyến đường tàu điện ngầm được chia ra loại đặt n ô n g và đặt SÍÌLI, Các
tuyến đặt nôn g được ưu tiên b ố trí gần mặt đất (thông thường trong giới hạn 5 ^ 15m tù'
cốt mặt đất) sao cho việc xây dựng các ga có thể tiến hành bàng ph ươ ng pháp dào lộ
thiên trong các hầm sau đó đắp đất lại.
Các tuyến đường tàu điện n gầm đặt nông thuận tiện cho hành k h á ch hơn so \'Ớ1 các
tuyến đặt sâu. Đ ộ sâu k h ô n g lớn và tồn tại 2 lối vào ga sẽ tiết kiệm được thời gian (li lại
của hành khách từ lối vào tới bến đỗ. N goài ra, 2 lối vào ga tạo điều kiện phàn bô hành
k hách đều hơn cho các toa, tăng nhanh tốc độ thông thoát hành k h ách từ bến đỗ lên niặt
đất.
Giá thành xây dựng của các tuyến đặt nông trong điều kiện địa chấl thuỷ vãn thuận lợi
trung bình nhỏ hơn 2 lần các tuyến chôn sâu, chi phí khai thác tính cho 1 km tuyến cũng
nhỏ hơn. Tất cả điều đó xác định tính ưu việt của các tuyến đường tàu điện ngầm đạt aỏníỉ
và m ở ra tương lai rộng lớn cho sự phát triển chúng. Phân tích kinh nghiệm xây duiiíí các
đường tàu điện ngẩm cho thấy rằng tỷ lệ các tuyến đặt nònq trong độ dài tổníì cộng của các
đường trục giao thông ngầm phần lớn các đò thị tăng lẻn rất mạnh (hình 1.1).
141,6
124,1
113,3

82,1
s

63,7

1965-1970

68,4

1971-1975

1976-1980

1981-1985

1986-1990

1991-1995

Hinh 1.1: T\' lệ độ dài các tuyểìi đường làìi điệu ngầm cỉậl sâii và lìônỊ’ {phán gạch)

Trong nhiều đô thị của các nước SNG, nơi việc xây dựng đườ ng tàu điện ngầm
(metrô) được bắt đầu chưa lâu, người ta chỉ đặt các tuyến nôn g (Tasken, Minxk,
N ôvôxibirxk, N ovgorot N hiznhi, X am ara, O m xk). C ũng trạng thái n h ư vậy được quan
sát thấy ở các đường tàu điện ngầm của phần lớn các đò thị trên th ế giới.
Trong khi đó, các đường ng ầm đặt nông cũng có m ột số nhược điểm n h ư sau: G ìn
phải bám theo các tuyến p h ố khi vạch tuvến; cần phải chuyển đổi, lắp đặl lại mạng lưới
kỹ thuật ngầm ; cần phải gia cường nền m óng các loà nhà lân cận.
ư u điểm củ a các tu yến đặt sâu nằm ớ chỗ chúng cho khả n ăn g vạch tưvên ihco
hướng ngắn nhất. Đ iều đó k h ô n g những đảm bảo giảm khối lượng c ô n g tác m à còn liết

10

kiệm chi phí khai thác khi tồn tại sơ đồ gọn và đơn giản hơn; nó cho phép bảo toàn
m ạ n g kỹ thuật n g ầ m trong thời gian xây dựng và đảm bảo ổn định m ó n g nhà và công
trình lân c ận tuyến.
V ạch tu yến đặt sâu cho p hép đật đường ngầm trong các điều kiện địa chất công trình
và clịa chất thủy vãn thuận lợi nhất.
N hược đ iể m củ a các tuyến đặt sâu là cần phải xây dựng các thang nâng hạ cơ học cho
h àn h khách; tăng chi ph í thời gian đi lại cúa hành khách; k h ô n g có m ặt bằng rộng rãi khi
thi công; phải xây dựng hệ thống thống gió phức tạp hơn so với trong đường ngầm đặt
n ông. N goài ra, c ác công trình của đường tàu điện n g ầm trên các tuy ến đặt sâu có giá
thàn h cao và chi p h í lao độ ng lớn.

H ình 1.2: Đườìig câu Mélrô qua sông Ôh ỏ Nôvôxibivxk

C ác tuyến nên đặt sâu khi xây dựng m êtrô ở phần trung tâm đô thị lớn trong điều kiện
c ò n g trình xây d ự n g đ ã dày đặc, nơi có các vùng cần bảo tổn, các tượng đài lịch sử, nghệ
th uật, khi cần cắt q u a các d ò n g nước rộng và sâu, cũng n h ư khi cắt q u a khu vực địa chất
c ó n g trình và địa c h ất thuỷ văn phức tạp trong tầng địa chất kỷ đệ tứ. Đ ặc trưng cho việc

xày dựng các tu y ến c h ô n sâu có thể lấy ví dụ đường tàu điện n g ầm X a n h Pêtecbua.
P h ụ Ihuộc vào trạng thái x â y dựng đô thị và các điều kiện địa chất công trình, tuyến
đitỜTig theo trắc d ọ c có thể ch u y ển đổi từ đật sâu sang đặt n ô n g và ngược lại.
C á c tu yến trên m ật đất c ủ a đường tàu điện n gầm x â y dựng trên n ền đất đắp hoặc đất
đào chủ yếu tại n h ữ ng vùng ven đô khi kéo dài những đường hiện có (ví dụ đ oạn đường
vòn.g A rbat của đư ờ n g tàu đ iện ngầm M atxcơva), cũng n h ư ng oài p h ạm vi đô thị trong

Ỉ1

dạng

đường

lên

(đường

tàu điện

n gầm Pari). C ũng c ó trường hợp, khi
các đoạn đường tàu đ iện ngầm trẽn
m ặt đất gặp nhau cả trong giới han
đô thị do các điều k iện khu vực \ à
địa hình tạo nên. T ro n g những trườne
hợp đó, các tuyến trên mặt đấl bãi
buộc phải cách ly k h ỏ i đường Iruc
thành p h ố bằng các c ơ cấu hàng rào
chu y ên dù ng (đường tàu điện n«ẩm
M atxcơva, X to ckh ôm ).
Các đoạn tuy ến nổi của đưòìig
tàu điện n g ầm được b ố trí trên các
cầu dẫn thông thường để giảm lải
vùng trung tâm đô thị và rất ít khi ớ
các vùng biên. Các c ầu cạn được làm
từ kim loại, bêtông c ố t thép. Để đảm

H inh 1.3: Tàu điện cao tốc ở Kiep

bảo sự qu a lại của các phương tiện

giao th ôn g khác n h a u trên m ặt đâì, dưới các cầu c ạn cần đ ả m bảo chiều cao thỏna tíhiiỷ
cần Ihiếl (4,25

6,Om) và lăng Iiliị]) dếii kích Ihước cầii Ihiết (tươiig ứng với khu r.iăiig

thông xe của các tuy ến phố).
Các tuyến nổi c ủ a đường tàu điện n s ầ m m ặc dù c ó giá th àn h hạ hơn so với các tu y ế n
n g ầ m nhưng ch úng c ó m ột loạt nhược điểm nên ít được sử dụng:
- V iệc b ố trí các c ầu cạn trên khu \ ’ực đỏ thị cản trở c h u y ể n động nhiều và giảm khả
năng th ôn g xe củ a tu y ến phố.
- Các công trình c ầu cạn, về nguyên tắc, phá vỡ q uần thể k iến trúc hiện có cua khư
vực đô thị, ch ún g p h á vỡ tầm nhìn và che khuất cảnh q uan đô thị.
- T iếng ầm và tiế n g độn g liên tục SUỐI ngàv đ êm do các phương tiện giao thông qua
lại gây nên, k hô ng thoả m ãn các yêu cầu môi trường sinh thái hiện đại của nguìíi đàn
trong các đô thị lớn.
- Bụi do các xe q u a lại tạo nên từ phần đường tàu chạy của cầu cạn dẫn đ ến ô nhiicm
k h ôn g k h í qu á giới h ạ n cho phép trong vùng có đoạn nổi của đường tàu điện ngầm
Tất cả những nhược điểm đó hạn c h ế rất nhiều ph ạm vi sử dụng các tuy ến nẩi của
đường tàu điện n gầm . V ì vậy. các tuvếii nổi của đường tàu điện ng ầm ch ủ yếu đuTc xãv
dựng khi cắt qu a d ò n g chảy, trong những điều kiện địa hìn h phức tạp, tại các lối ra cúa
trạm toa xe, tại các v ù n g ngoại vi và ớ các vùng ít công trình xây dựng của đô thị miêtrô

12


cầu qua sòng Đ n h ép ở Kiep, q ua sông Ồ b ờ Nôvôxibirxk, qua sông đ ào M atxcơva, qua
sông Đunai ớ V iên v.v...) (hình 1.2).
Trong việc giải quyết bài toán tăng mức phục vụ giao thông cho các đô thị lớn, vấn đề
m ô hình h o á vận chuyển h à n h k hách theo đường ray trên mặt đất có ý nghĩa rất lớn. V í
dụ, đế giải q u y ê t vấn để giao thông tại n hữ n s vị trí đường trục đô thị có cường độ giao

thông lớn, khi dò ng giao th ôn g ch ạy có ray (tàu điện) cũng như loại k h ô n g ray (ôtô buýt,
ôlô chạy đ iện) đều lóín, người ta xây dựng các tuyến tàu điện cao tốc. Các tuyến tàu điện
cao tốc đẽ’ lại dải băng riêng biệt (hình 1.3) chiều dài rất lớn nằm ở m ặ t đất, cắt qua các
đường trục đ ỏ thị tại các độ cao khác nhau (hình 1.4) và đi qua các v ùn g đô thị có cường
độ chuyên đ ộ n g cao trong các đường ngầm đạl nòng (hình 1.5). ư u đ iể m cơ bản của tàu
diện cao tốc là nó giải p hó ng hoàn toàn các vùng Irung tâm đô thị k h ỏ i các đường ray
irong khi dó nó k h ô ng tách rời trung tàm đò Ihị khỏi phương tiện tàu đ iệ n thuận tiện. u ’u
đ iểm nữa của tàu điện cao tốc là có k h ả nãng vận tải cao. đạt tới 20 nghìn hành khách
irong 1 uiờ.

---- •
Hình 1.4: Nhánh giao thông dô thi

Hình 1.5: Tiiyểii lích hợp đường tùii điện ngẩm

với tàu diện cao tốc (thành p h ổ Kiep)

và làu diện cao tốc ở Los Aìigiơlét

Thiết k ế và xây dựng các tuy ến tàu điện cao tốc ở Nga được tiến h à n h trên cơ sở quy
phạm, tiêu c hu ẩn xây dựng và r O C T sử dụng cho các đường tàu điện ngầm. Ví dụ đoạn
5,3 kin thuộc giai đoạn đầu c ủ a tuv ến tàu điện cao tốc ở R ok K riv dà i 12,2km đưa vào
khai thác n ă m 1989 được đi n g ầ m dưới đất. Trong tổ hợp công trình đường tàu điện cao
lốc có 7 ga, trong đó có 3 ga ngầm . Chiều dài sân ga trên mạt đất là 80m . Các ga ngầm
dài 102m có m ột sân ga h ành k h á ch rộng 8m hoặc có 2 sân ga phía sườn rộng 4m.
Đ ường tàu đ iệ n cao tốc tương tự được khai tliác ớ Vongaarat.
Các tu y ến tàu điện cao tốc được thiếl kế. xáv dựng và khai thác ở nhiều đô thị trên
thê giới (Kiep, Evốp, Riga, Boxton, M arkxây, Niuberg, G am bug, X iu ric v.v..). Trong đó
tàu đ iện cao tốc theo từng bước riêng biệt (Ihậm chí theo đô thị) c ó cấu tạo toa, cơ cấu
sán ga. hệ thống cấp năng lượng v.v... lất khác nhau.

13


Trong các đô thị lớn, đối với điểu kiện quy h oạch giao thông nhất định, nên sử tlụng
các tuyến đường s ắt‘đi q u a khu vực đô thị để tổ chức vận ch u y ển h à n h k h á ch nội thị.
Trong nhiều trường hợp, theo m ức độ m ở rộng khu vực đố thị, các ga cuối của tuyến
đường sắt dần trở th àn h “vị trí trung tâ m ” và các đoạn đường sắt ngày c àn g kéo dài hầu
như n ằm trong giới hạn củ a đ ô thị. Kết q u ả là tu yến đường sắt c ó đoạn khá dài
(10

15km) đi qua k hu vực đô thị lớn được hành khách sử dụ ng cho giao thông nội thị.

Sử dụn g đường sắt để tổ chức vận chuyển n h an h hành k hách nội thị rất hợp lý trong
các đô thị có m ặ t bằng k éo dài theo 1 hướng và có đường sắt đi qu a dọc th eo khu vực đô
thị (M u rm an x k , V on g ag rat, A rk h a n g h en x k v.v...).
Đ ưa các tu yến đưòfng sắt vào làm việc như phưcfng tiện giao thông đô thị có thể thực
hiện bằng cách xây dựng các đ o ạn đường sắt sâu vào phần trung tâm đô thị. Để làm điều
đó cần phải cách ly toàn bộ lối vào khỏi giao thô ng đ ô thị nhờ các đườ ng ngầm . Các lối
vào sâu k h ôn g những tạo nên các điều kiện cần thiết để sử dựng tu y ế n đưòTig sắt vận
chuyển h ành k h á ch nội thị, m à cò n tăng dịch vụ vận ch u y ển hành k h ách nội thị bằng
cách ch u y ển họ trực tiếp vào vùng trung tâm đô thị.
Phát triển hệ th ốn g lối vào sâu là xây dựng m ột đường sắt xu y ên tâm kết nối các
tuyến đ ư òng sắt tro ng các khu vực đối diện và đi q ua vùng trung tâ m đô thị. Đ ường
xuyên tâm như vậy n ằ m trong giới hạn đồ thị có thể làm việc nh ư tuy ến tàu diện ngầm,
đảm bảo th uận tiện cho h àn h k h ách nội thị, đ ồ n g thời giảm tải được nhiều c h o giao
thông đô thị.
X ây dựng các tu y ế n đường sắt liên thống cắt q ua đô thị chủ yếu n ằm trong đường
ngầm c h o phép giải q u y ế t vấn đ ề giao thông ngoại vi - đ ô ihị. T ron g điều kiện nhất định,
giá thành m ạn g lưới n h ư vậy b ằn g giá thành đường tàu điện n g ầm đ ô thị, nhưng nó hầu

như có hiệu quả h o n theo các chỉ sô hoạt đ ộ n g giao thông. Trong đ ó cần phải xét đến
các ga n g ầ m kết hợp phục vụ h ành khách nội thị và ngoại Ịhị cần có côn g suất lớn hơn
các ga tàu điện n g ầ m bình thường và có kích thước tương ứng. N goài ra, để tổ chức một
hệ thống thống nhất “đưòíng làu điện ngầm - đường sất” cần tạo n ên các cơ cấu thống
nhất n h ư nhau đối với việc khai thác tuyến n g ầ m của đường tàu điện n g ầ m và trên mạt
đất - trên đoạn đườ ng sắt lân cận đô thị. Sự k hác biệt ch ín h của các toa tàu điện ng ầ m so
với đường sắt là ở k íc h thước toa và cơ cấu m ạ n g m ạch điện.
H ệ thống h ỗn hợp như vậy đã được khai thác thành công ở Pháp, Đ ức, H unggari, Tây
Ban N ha, A chentina. V í dụ ở Pari từ năm 1985 tuyến tàu tốc hành n g ầ m R E R kết hợp
với đường M êtrô kết nối các vùng ngoại vi với trung tâm đô thị và có cấu tạo từ m ộ t sổ
cung đoạn (A, B, c , D, E) theo các phương án n gầm và trên m ặt đất. T u y ến đường tàu
ngoại vi - đ ô thị nh ư vậy đ ả m bảo vận chuyển được khối lượng lớn h à n h khách với tốc
độ kh á cao (V > 7 0 k m /g iờ ) trên m ột quãng đường khá dài. N goài 5 tuyến đường R E R
với tổng chiều dài trên 4 0 0 k m (trong đó nằm trong giới hạn Pari là 4 3 k m và có 27kin là

14


đường ng ầm ), ở trung tâm Pari người ta x ây dựng tuyến tốc hành “M ete o r” hoàn toàn tự
đ ộ n g có ch iều dài khoản g 20km với 18 ga. V ào n ă m 1996, có 8km tuyến n g ầ m đó với 8
ga (íã được đưa vào khai thác. Phục vụ cho tu y ến đó là các đoàn tàu 6 toa dài 90m . M ỗi
đ o à n tàu ch ứ a được 720 hành khách. Tốc đ ộ trung bình đạt tới 40km /giờ . K ho ảng cách
giữa các đ o à n tàu là 105 giây. Đ iều khiển chu yển động các đoàn tàu được tiến hành từ
trạm điều h à n h trung tâm, không cần sự tham gia của người lái.
T rong trường họfp, khi đường tàu điện n g ầm thô ng thường (hoặc từng tuyến riêng biệt
của nó) theo k h ả năng vận chuyển là không kin h tế và q u á đắt, có thể xây dựng các
tuyến M êtrô - m i ni. Trên các tuyến Mêtrô - mi ni sử dụn g các đoàn tàu n h ỏ cấu tạo từ 2
h oặc 4 loa (thay cho 6 hoặc 8 toa), theo ngu yên tắc là giảm kích thước tương ứng. Điểu
đó cho phép giảm m ặt cắt đường ngầm tại những đoạn tuyến n g ầ m và g iảm kích thước
phần sân c ủ a nhà ga. T u yến M êtrô - mi ni còn được xây dựng đ ể giảm tải c h o các vùng

trung tâm song song với các tuyến đường tàu điện n gầm hiện có, bằng cách giảm số
lượng phươ ng tiện giao thông trên mặt đất (ôtô buýt, ôtô chạy điện, tàu điện). T u yến như
vậy của đường tàu điện ngầm có các đoàn tàu từ 2 - 3 toa được khai thác ở thành p hố Lil
(Pháp), (hình 1.6).

H inh 1.6: Tuyến tàu điện ngầm kích thước nhỏ trển cầu cạn ở thành p h ố L i ỉ (Pháp)

Đ ối với v ùng vành đai ngoài của đô thị, nên sử dụ n g m êtrô “n h ẹ” , c hú ng cho phép
thu go m h à n h khách vùng ngoại vi và chuyển họ về từng ga n h á n h củ a đường mêtrô
thông thường (hình 1.7). M êtrỏ “ nhẹ" so với đường tàu điện n g ầ m thông thường rẻ hơn
rất nhiều (giảm 3 -r 3,5 lần) vì tuyến chủ yếu đi trên m ặt đất và nổi trên cầu hoặc trẽn
cầu cạn. M ẽtrô “n h ẹ ” khi cần thiết có thể dễ dàng c h uy ển sang tàu điện n gầm thông
thường n h ờ liên kết đường ray có ] bánh, cho phép đoàn tàu M êtrô “n h ẹ ” ngoài giờ cao
điểm “p ik ” , phục vụ cho tuyến đường tàu điện ngầm thông thường.

15


l ỉ i n ĩ i 1 . 7 : T u y ế n d ư ờ ììỊi ĩù ii d i ệ n ỉìí^ổ ỉỉỉ " ỉ ìh ẹ " k h u v ự c ờ ị Ịù ỉìì Ìì p h u P c ỉi\

1.3. TUYẾN VÀ KÍCH THƯỞC ĐƯỜNG TÀL' ĐIỆiN N(ỉẤM
T u y ến đường tàu điện ngầm nôn thiết k ế đặt nông theo hướng ngắn nhat dọc theo
đường truc giao thống trên măt đất hoãc dưới khu vực ít cỏnạ irìiih xủv clưne của đõ Ihị.
T rong trường hợp Ihiết kè các tuyến đườiig tàu điẹn nuầm đặt sâu (điều kiện dịa chãi
c ô ng trình không thuận lợi, các công trình cao tầng dày đặc của từng khu \'ực dô thị),
ch ú n g được bô' trí giữa các ga theo đường ngán nhất \ ’à trong Irường hợp này yếu tô công
trình trên m ặt đất k h ôn g có ý nghĩa lớn.
Khi xây dựng các tuyến đường tàu điện ngầm cán tách ra các dải đặc biệt riêng \';'i xét
đến các yêu cầu tiêu chuẩn về ảnh hướng mức ổn và rung từ các đoàn tàu cluivổn (lộng
đ ế n các khu nhà ở đô thị.

G iá trị bán kín h đường cong trong mặt bằng trên các đườno chính k hô ng cỉưực nhỏ
hơn 600m , trên các đường nối - 150m, trên các đườrm nhánh - 75m. Tại n hững \'ị trí khó
k h ă n và phức tạp về m ặt địa chất công trình và địa chất thuv \’ãn cho phép lấy bán kính
đường cong trên đường chính - 300m, đường nối - lOOm và các đường n h á n h - 60in.
Các đoạn thẳng và cong của đường chính trong mặt bằng R < 2000m. cũng như các đoi.n
uốn tròn cong bán kính khác nhau liên kết irực liẽp bằng các đườiiií cona cluivển dổi.
Các ga củ a đường tàu điện ngầm trong mặt bằng thường được bố tií Irên đoạn tiivến
thẳng, cũng có thể được phép bô trí chúng trẽn các đoạn cong có R > 800m .
Khi thiết k ế các đoạn ngầm của tuyến làu điện ngầm đặt nòng cần lấv chiều sâu nhỏ
nhất của đường ng ầ m không nhỏ hơn tổng chiều dày áo đường và các lóp cách nhiệt

16


đ ả m bảo chiều dàv báo vệ công trình tránh bị đống lạnh. Phía trên các đường ngầm
c h u y ển tàu tại các vị trí cắt qua các đường trục và phố chính, chiểu sâu chôn ngầm
th ư ờ n s khô ng n hỏ hơn 3m, còn tại những vị trí khác cho phép giảm giá trị đó khi đám
bảo dường n gầm tránh được đỏng lạnh \'à cho phép xâv dựng được áo đường trên chúng.
Đối với các đường ngầm đặt sâu cần để lại phía trên vòm vỏ hầm chiều dày nhỏ nhất
của lớp nền ổn định, cho phép các phương liên qua lại không cần phải sử dựng biện pháp
đặc biệt nào.
Tất cá các đư ờ na của luyến tàu điện ngầm (trên mật đất và dưới mặt đất) cần có độ
dóc dọc không nh ỏ hơn 39óo. Trong các trường hợp có cơ sớ luận chứng, cho phép bố trí
từng đ o ạ n rièng biệt Irên diẹii lích nằm ngang đảm bảo độ dốc dọc của m áim thoát nước
khôiig nhỏ hơn 2%0. Độ dốc dọc lóìi nhất của các tuyến tàu điện ngầm thường không lớn
h()'n 4 0 ‘’oo. (vổ nguyên tắc tới 38%o). còn đoạn trên mặt đất k hô n g lớn hơn 35%0. Trong
n hữna điéu kiện khó khãn. trên những đoạn naầm dài hơn 1500m cho phép độ dốc dọc
lới -15''(k). lYoníỉ đó các khu \ ực lân cận cẩn bỏ trí irèn độ dốc khôno lớn hơn 20% o và độ
dài của c hú ng khòn g được nhỏ ht:(n 1500rn cho mỗi đoạn. V ị trí liên kết cúa 2 chi tiết
tr;ic dọc với các hướng khác nhau có uóc nghiêng lớn hớn 5%0 cần có chi tiết đệm với độ

dốc khôno lớn hơn 5%0.
Các chi tiết kếí nối thảng của trắc dọc khi hiệu đại số các giá trị độ dốc bằng hoặc lớn
ỈKín 2%0 được kếl nối trong mặt pliáng đứng bằng các bán kính cong: tại ga - 3000m , tại
các đường chính - 5000m và tai các đường phụ và đường nhánh - 1500m.
K hi thiết k ế trắc dọc tuyến đật sâu có xét đến điều kiện khai thác tối ưu, nên c ố gắng
b ố trí ga tại các vị trí cao hơn (hình 1.8).
CTA

CTB

CTI.

Đ

o

é
_______

_

3%0

ĩ
150-200M

150-200M

X

150-200M

lỉin h 1.8: Sơclổ trắc dọc liiỵêìi dìíờng tàu điện ngầm chôn sâu

L ối \'ào ga trên đoạn 150 - 200m cần bô trí trên độ dốc dưới 30%o, còn đoạn giữa của
ph ần c h u y ể n tiếp - trên độ dốc ít nhất 30%o. Trong trường hợp đó sẽ giảm nhẹ được sự
lấy đà của đoàn tàu đi từ ga và giảm tốc độ khi tàu tới bến tạo điều kiện tiết kiệm chi phí
n ăng lượng nhiều nhất.
C ác ga tàu đ iẹn ngầm được bố trí ở vị trí dọc có độ dốc 1 chiều 3%0, trong trường hợp
k hó k h à n - độ dốc tới 5%0 hoặc bố trí trên diện tích nằm n g an g với điều kiện đảm bảo
llioát nước theo máng.

17


Lựa c h ọn vị trí tu yến đường tàu điện ngầm troiiíỉ mật bằng và mậl đứiiiỉ phụ ihuộc
vào nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là: điều kiên địa chất công trình, các còng
trình xây dựng trên m ặt đất, giải pháp kết cấu đường nađm lựa chọn
K ích thước kết cấu đường tàu điện ngầm đưọc xác định tưoìm ứns \ ới

rOCT 23961 -

80 cho đường ray 1520m m , chúng được dự kiến sử dụng irên các tuvến ch o toa tàu chiều
cao 3,7m , rộ ng 2,7m và dài 19,2m; sử dụng ray đặl trẽn các tà vẹt dài 2,65ni và ray tiếp
xúc với lưới đii n phía dưới; bố trí thiết bị và lỏi qua lại cho nliàn \ ièn phục \ ụ trong
đường n gầm . K hi tàu ch u y ển động trên đường tháníi không phần nào của loa tàu được
đua ra ngoài k h u ô n khổ của phần chuvển động M (hình 1.9),
700

700

H ình L 9 : Kích (hước phần chuyến cỉộnq M

1.
2.
3.
4.

a. hình đáng phía trên; 5. hình dáng phía dưới;
đường bố trí gương giới hạn phía sau;
đường bố trí giới hạn của bộ thu dòng điện và máy phát điện lự động (khoảng cách từ YĨ'P đén
mặl phẳng phía trên của máy phát điện tự động không được lớn hơn 137mm);
đường bố trí giới hạn của bộ thu dòng điện tại vị trí làm việc;
đường bố trí giới hạn của khoá tự động dừng;
5. đườns bố trí giới hạn của khối giảm tốc.
K ích thước tiệm cận thiết bị 0^1 xét đến động lực đứng và phía h ô n g của toa khi

chu y ển động, độ cho phép khi c h ế tạo loa, sự mài mòn cho phép của phần bánh xe, sự
gãy nhíp củ a bộ phận treo trung lâm một tời từ 1 hướng cũng như sự chu yển dịch cho
phép, độ m ài m ò n đường ray (hình 1.10). Phía trong kích thước đó k hông được bố trí bát

18


cứ thiết bị và chi tiẽì nào níỉoại trừ phần cơ cấu tác động tương hỗ trực tiếp với thành
phần ch u y ển động.

1005

. 1005

a)
—•V ;^325 , , Ĩ325^Y^

ự

162D

_

ỉì ì n h L IO : Kích íhước ĩiệm cận cíta thiết bị Oxi
a. hình dạng phía trôn; 6 . hình dạng phía dưới

1. đường tiệm cận của ray tiếp xik; 2. dường tiệm cận gờ chỉ và tấm sàn;
3. đường liệm cận của bánh xe tự động dừng trong vị trí nâng;

4. đường liệm cận của thiết bị đánh dấu tuyến đường (piket)
5. đường tiệm cận lự động dừng chỉ trong điều kiện tức thời;
6. đường tiệm cận của thiết bị tự động điều khiển (cho cả phần bên phải);
7. đường tiệm cận diểm mắc cáp tiếp xúc với ray;
8. đưcnig tiệm cận nền dưới của tà vẹt khi đổ nén đường bêtông trong đường ngầm dạng hình tròn.
K íc h thước c ơ cấu tiệm cận Q , xét đến sự bố trí ngoài giới hạn kích thước thiết bị cơ
câu đường, kỹ íhuật vệ sinh môi trường, trang bị điện, chiếu sáng, C H B v à liên lạc, hệ
ih ố n g phanh tự động và tự đ ộ n g điểu klìiền đoàn tàu, cũng n h ư b ố trí từ 1 hướng đường
hẩm ,

ray

tiếp xúc phía đối diện, các lối đi liên tục cho nhân viên phục vụ qua lại. Phía

tixmg kích thước tiệm c ận k h ôn g được bố trí bâì kỳ bộ phận n ào của công trình và

kết

câu -xây dựng (hlnh 1.11 và 1.12).

19


H ình L l l : Kích ĩhước tiệm cận cùa rcÍK ỉnìc tréỉì cóc iĩoọìì i ììuyểìì ĨÙII
a.

1. đường tiệm cận
2. đường tiệm cận
3. ch o kích thước

(cho đườns ngầm hình tròn); 0 . C\iỊ| (cho dường ngầm dạng chữ nhậí,
các cống trình và cơ cấu p h à n ỏ' mật dất và p h á n nổ ị) .

cúa lối đi qua lại của nhân viên cỈỊchvụ:
của máng thoát nước khi lắp dãĩ cấuIrúc dường phía ircn irèn lớp

4. đường tiệm cận
5. đường liệm cận
6 . đường tiẹm cận

bctỏng;

đường tiệm cặn, cho kích thước C\,|Ị cĩường tiệm cận nến đường trên lóp bẻíon^:;

nền đường trên lớp dá dáưi;
của hộ cột;
của ían can trỏa cẩu và cầu can cũngnhư củalirờniĩchán

trên doạn luyến h tlhièn.

H in h 1.12: ú c h ihước íiệm cận Cỉia cấu Irủc Ỉrêỉỉ cúc ga Q,;(. ■

1. đường tiệm cận của lan caii trẽn cầu và cầu cạn cùim như của tường chán trôn đoạn tuyến lo tỉnién;
2 . đường liệm cận của nển đường trên lớp bêtòng;

3. đườns liệm cận
4. đường tiệm cận
5. đường tiệm cận
6. đường liệm cận

20

của
cùa
cùa
của

nền đirờno Irên lớp dá dãm;
lan can trên sân ga;
máns thoát nước khi ỉáp dặt cấu Irik phía irẽn dường trên lớp bêlóng;
hẹ CỘI.


Đối \'ới các đoạn tuyến cong, kích thước được tính toán dựa vào giá trị bán kính

đường cong và độ nâng của ray bên nsoài.
ơ nhiều nước khác, đường tàu điện ngầm được xây dựng và kh a i thác với k ích thước
phần c h u y ển đ ộ n g k h á nhỏ. Sự tiếp tục hoàn thiện phần ch u y ển đ ộ n g của đường tàu điện
ngâm có nhiều khả nâng cho phép eiảm kích thước bên trong của m ặ t cắt ngang đường
ngâm , dẫn đến giảm giá thành xây dựiỉg các đường trục ngầm.
1.4. CẤU TRÚC PHÍA TRÊN CỦA ĐƯỜNCỈ
Các chi tiết cấu trúc phía trên của đường bao gồm đường ray, n ề n dưới ray, lóp
bêtòng hoặc đá ba lát, các móc gia cường trung gian, các m ối nối ray v.v... K ết cấu phần
irêii của đường cần thoả m ãn các yêu cầu nhất định: chỉ m ột loại, ít tố n k im loại và có
thể sửa chữa cũng như phải đảm bảo tính liên tục và an toàn c ho c h u y ể n đ ộ n g của đ oàn
t;'iu, tính ổn định, tính chấl công nghệ trong quá trình khai thác, k h ả n ăn g lắp ráp các cơ
cấu của thiết bị điện, tính cách ly điện cho đường ray.
N'cn cho cấu trúc phía trêii của đường tàu điện ngầm trong các đườ ng n g ầ m là m á n g
phang từ bêtông, bêlông cốt thép trên các đoạn lộ thiên và tron g các trạm đềp ô đ iệ n -■
riển đất cũng như kết cấư cầu k im loại, bêtông cốt thép, trong đó có cả các cầu cạn và
dưííng ố n g dẫn (hình 1.13).

H ình 1.13: Mặt cắt ngang đường chính trên đoạn giữa 2 ga và đitờng trén
các nhánh liên kết dịch vụ khi

r c ìY

có dạng P 50 và tà vẹt gỗ trên các đoạn nổi cùa tuyến

Trẽn các tuvến đưòfng chính người ta đặt các ray dạng P65 là c h ủ yếu. Đ ối với các
đoạn, trên đ ó theo điểu kiện kích thước k hông thể đặt được loại ra y đó, c h o ph é p đặt C.'C
ray d ạ n g P50.
ở viện nghiên cứu khoa học đường sất (B llllH /K T ) người ta đã c h ế tạo loại ray
c h u y ên dù ng P65m cho đườntỉ tàu điện ngầm , có cùng ch iều cao, ch iều rộ ng n h ư ray
P50 nhưng trọng lượng lớn hơn, còn mặt đứng đỉnh rav nhắc lại h ìn h d ạ n g của cặp bánh,

c h o phép giảm giá Irị áp lực tiếp xúc.

21


Chiều rộng bánh xe giữa các mãl tron'a dinh ray Irên các đoạn đường ihảng \ à tivn
các đoạn cong bán kín h > 600m dirọc là> bằne 1520nim.
Chiều rộng bánh xe tại nhCrng doan coiiiỉ can lấ_\' :
K hi bán kính c o ng

từ 599 - 400in

1530mm

K hi bán kín h cong

từ 399 - 125m

! 535mm

K hi bán kínl: cong

từ 124 - lOOiii

! "^40mm

K hi bán kính c o ng

từ nhỏ hơn lOOni

! 544m m

Nền dưới ray cho đường tàu diện nííẩm ùiườna dược sử dụng tà \'ẹt gỗ hoặc bclôrig
côì thép (BTCT) và các tà vẹt gỗ súc dài 0,9ni dùiiiỉ trén các dường chính, dài 0.75in ircn
các đường nhà ga. Các tà vẹt gỏ \'à các là \-ẹt izồ - súc cán dược tám d ầu ch ỏn g m ôi mọt.
k h ôn g dẫn điện.
T rong các đường ngầm nối các ga (hinh 1.14), tại các ga (hình 1.15) việc lắp đặi nen
dưới ray được tiến hành theo nsuycn tắc, Iren các lớp nen đường từ bẽlỏng loỊÚ B I 2,5
theo độ bền chịu nén và có chiêu dày íl nhát 0 , 16m LÌIO các đoạn Ihẳng, còn cho các
đoạn cong - íl nhất 0 ,l m ; tại các doạn lộ ihión ứ inãi dất (nổi trên m ật đất) đật trẽn lớp
đá balát từ các ioại khoáng vậl cứng ígranit. điaba/ \’,v...) có Ihành phần hạt từ 25 + 70inni.
Chiều dày lớp balát ở trạng tiiai IICII chậl dưứi !à \c t ớ các vị trí đặt ray trong đường

H ỉnh 1.14: M ặt cắt iiụiiiíỊ diùììig clìínli trciì doiuì nối íỊci có ray ỉoại P65 và láp hélỏiig
àifờng chạy iroìig đườniỊ ngầm clạiìí’ liìiìli ìròiì

<.ÍII'Ờ IIỊ>

kinh Iraiig 5.1 m vô íịang

1. dườna kích thước tiệm cân cúa càu trúc
2 . tâm lý thuyết cùa tiết diẽn dưò'iií> noám \'à lâm kích thước;
3. đ ư ờ n g d i DỘ c h o n h â n \ i é n p l n i c Mi;

4. rãnh 25 X 50mm đê ihoát nước;
5. đường tiệm cận nén dường iheo kích thước CviK

22

n g in i \ à trên các đoạn lộ thiên tlìUÒní: lây ít nhất 0,3in và ít nhâì 0 ,2 5 m dưới từng ray
trê i tá c d ư ờ n a sân ga, đường liòn kếl \ à các phân nhánh có các ghi chu yển đổi dạng cần
vìì các \ ị trí đ u ù n g rẽ dạiig chù' thạp, còn tai c á c đoạn n g ầ m - ít nhất 0,24in dưới mỗi
ra}. Chicu dàv lớp balát dưới tà \'ọt l y r c r lấy dày hơn 5cm so với nền gỗ dưới ray.

I h i i l i J . 1 5 : M ậ t c ă í IIÍỊUÌÌ^ ( iu ờ ìiíị c h u ì h I I e n

k h i r a y li - ạ i P Ĩ O ir o N íỊ ííiù íiiiỊ n 'Ạ Ìn ì li ụ m ; h ì n h tr ò n .

1. dường kích thưck' liệm cận cấu trúc

2 . sàn sân sa;

1 láni 1) lluivòi cùa lict diên iliròuịi Iigàm,

4. liíòHí, của dườiig chạy;

5. rã n h 25 X 5 0 m m cỉê’ t h o á t a ư ớ c ;

6. clườiig liêm c ậ n n é n đ ư ờ n g ih co k íc h thirớc

Mặt c;it naaiig lớp bctòn a nền dưòiig tàu chạv cẩn đảm bảo thoát nước khỏi rav. Số
lưưiig là vẹt trẽn các đường chính Imnt! dườiiíỉ ngầm tại đ oạn Ihắng thường lấy i6 8 0 cái
( ho ! km dường, còn Irên đoạn cong và nên inặt đát lấy 1840 cái. T rong các đường ngẩm
Iigirời ta sứ d ụ n a các tà vẹt gỗ thông hoãc thuỳ dương.
Két cáu dưòìig trcn nển bètông có là \ c t gỏ (làm bảo độ đàn hồi cần thiêì cho đưòĩig
\'à c ó sức k h á n g d iệ n c a o , đ iều d ó c ó V nghĩa ráì lớn khi tồn tại rav tiếp xú c nằm dưới

liiéu diện th ố c ao troiig mỏi trường ấm. T h ỏn a thường niên hạn phục vụ trưne bình của
là \'ct gỗ thò ng có tám dầu chống mối mọt Irong các dưừng ngầm khỏ \'ào k ho ản g 35 ^

'M nám. N hược điểm chính cúa đườníỊ ray kct cấu loại này là k hố ng đạt được chất lượng
ỵcu cầu khi sửa chữa và rất khó khãn t i O i i s c ỏ n s lác thay thế, vì phải cắt tà \'ẹt hỏng lừ
|)ẽiôim nen đ ư ờ n a sau đó lại lắp dặl tà \'CI ntíuvẽn vẹn \'ào.
Klii lắp đặt đường ray trên nền bctnníi theo tm c đường n a ầ m nối ga và trèn ga, người
la \ á y dựníĩ rãnh thoát nước rộng (],9m \'à sáu (từ mức đỉn h rav) 0.5 ^ 0,6m . Trong
trưòTig họp đó đ ộ dốc rãnh thoát niióc bản£í độ dòc đường. Khi ga được bố In' trôn diện
tícli nằm Iiiìana, độ dốc dọc tối tliiếu (.i 0„) đư'Ợc d ám bảo bằng cách xây dựng rãnh có
( hiéu sâu th av đổi.

23


R ay của đưòìig chính trên đoạn thảng và
trên đoạn cong có b án kính > 300m trong
đường n g ầ m được hàn bằng phươ na pháp hàn
điện tiếp xúc theo từng chù m ray chiều dài tới
300m tưcfng ứng với chiều dài đoạn - khối để
đảm bảo độ m ề m m ại cao của cung đường,
giảm m ức độ tiếng ồ n và sự phân rã đường.

H ình 1.16: Liéii kết tách đoạn trung giiiìì
cho ray loại F50 có tĩíìiì đệm "métì ô ”

Kết cấu liên kết ray trung gian cần đảm bảo

1. tấm đệm dưới ray;

kliả năng thay ray nhanh, đảm bảo điều chỉnh

2. đ i n h c h ố t 4

vị trí của chúng theo chiều cao \'à cách điện ray

3. đinh vấu kiếu con lắc;

với lóp bêtông đưòíng chạy, cấu trúc đường phía

4. vít đường chạy 24 X 150mm có đầu phẳng;
5. tấm đệm "mêtrô”;

dưới và vỏ đường ngầm. Ngày nay người ta sử

X

40mm;

6. tấm lót tà vẹt dưới tấm đệm.

dụng cơ cấu liên kết ray trung gian khá đơn
giản

và

tin

cậy,

loại

tách

rời

“mêtrô”
,/

(hình 1.16), chi tiết đệm của nó có dạng đặc

4

5 6

!! / a / /

biệt đảm bảo bố trí ray tự do trên chúng và

78
/

chông lật cho ray đó. Giữa đ ế ray và đệm được
bố trí tấm đệm nhựa đàn hồi (polichlomnhin)
và tấm đệm từ gỗ ép để thay đổi vị trí ray theo
chiều cao nhờ sử dụng tấm đệm có chiều dày

Ịlinh 1.17: Liéìt kết lách đoạn cho raỵ

ị(H_iị

thay đổi (hliứi 1.17).

có tấnì dệm A”;7- 65

1. VÍI dirờua chạy 24 X 150mm có đỉnh phẳng;
Đ ể cách điện cho ray trên dưìm e tàu điện
ngầm , người ta sử dụn g m ối nối bulòng dán
cũng n h ư m ối nối có tấm đ ệ m làm từ gỗ nhựa d á n theo lớp. N goài ra trong đường
ngầm và trên các đoạn kín trên mặt đất, người
ta dùn g m ỡ graphít tiếp xúc cho các mối nối

2. êcu M22 < 22 cho bulông đầu cực điện;
3. bi i l ỏng đầu cựe đ i ện M 2 2 X 75;

4.
5.
6.
7.
8.

tấm dệm dưới ray;
vòng đèm 22;
đẩu cực điện lò xo K’, u I - 2 ;
tấm đệm K’,.l - 65;
tấm lót dưới dệm.

dẫn điện, còn trên các đoạn lộ thiên và trên
các đoạn trạm sửa chữa điện toa xe - các chi tiết nối điện.
Đ ể tránh bị xô, phía trước chi tiết ghi dạng cần trên đưcTdi” tàu điện ng ầm , người ta bố
trí các khối gỗ ch ốn g va đập.
Do phải ch ố n g ruỉiíi cho đường ray trong đường ngầm đặt nông cũng như để tâng (!ộ
bền và độ tin cậy của chúng, BI1I11Í/K1’ đã c h ế lạo kết cấu đường ray có các tính chất

ch ốn g rung: có các k h un g cỡ nhỏ bằng BTCT (V iri’) lựa lC‘n nen bêtông toàn khối qua
tấm đ ệm cao su, có thể ch u y ển dịch ngang trục đường ray (hình 1.18) và có các tấm
BTCT phảng đặt trên nền bêlông qua lớp lót cao sư (hình 1,19). Kết q uả thử nghiệm
trong xưởng và ngoài hiện trường cho ihấy, các kết cấu như vậy có Ihể sử dụn g thành
công trên các tuyến đường tàu điện n gầm xây dựng tới đây.

24


Hinh 1.18: K ết cấu đường
chổng rung có khung M ỉ ĩ
а. mặt cắt ngang;

ổ. mặt bằng;
ỉ. nền bêtông toàn khối;
2 . máng
3. tấm đệm cao su dưới khung;
4. khung kích cỡ nhỏ;
5. tấm đệm cao su bên hòne;

б. lấm mái;
1. tấm lót tiêu tán rung;

8, cơ cấu chống xô;
9. ray tiếp xúc

H ỉnh 1 J 9 : Đườỉìg có nén với
ĩấm lót BTCT phẳng dưới ray

а. mặt bằng;

5. mặt cắt ngang;
1. tấm lót phảng;
2. đệm dưới tấm lót phẳng;
3. tấm đệm đầu mút;
4. trụ dọc;
5. bêtông toàn khối;
б . tấm lót cao su bên sườn;

7. máng;
8. vị trí lắp đật (khi cần thiết) cơ
cấu liên kết chống chuyển
dịch của tấm lót phẳng theo
hướng trục đường;
9. ray tiếp xúc.

25


H iệu quả ch ố n g rung cao có thê đạt duov nhờ bố trí các lấm đệin cao su c ó rãiìh dưới
các tấm đ ệm loại “ m ê trô ” troHR kếĩ càu đườni: định hìiìh cùnỵ các là vẹt gỏ.
N ãng lượng điện để đ ảm bảo đoàn làu ciuiNcn dộni: dược truycn đến theo ray tiếp XLÍC
(thứ 3) và được treo lừ phía trái đưòlìg theo clìicu chuycn đỏno củ a đoàn tàu trẽn các
thanh treo ch u yên d ù n g gắn với các đầu cuối cua Icì vẹt bầne \i'í (hình 1.20). Trong các
đường n g ầm 2 luvến, ray Ihứ 3 được bố tn' iỉiĩia các tuyến. K hoang cách giữa các thanh
treo lấy từ 4,5 -í- 5,4m. Bộ phận tlìu nhạn dòni! dicn ỉoa ỉàii bô trí irên từi loa độnu cư \'à
trượt khi tàu chu yển độn g theo ray ihứ 3 cp \'ào dnih rav từ phía dưới băim các lò \ o \ à
làm giảm dòn g cao áp. D ây dẫn nsược lại sư dunu rav du'ờniz chay. Trên loàỉi bộ chicu
dài ray tiếp xúc cần được đóng kín bằne hộp bao vệ cách diệiì.

ỊỊình 1 .2 0 : Treo ỉ\iy licp MÌi.

d. (ỉano chuim;
u. núỉ lién kết;
1. rav liếp xúc;
2 . trụ - ihanh treo;
3. ĩ à \'ct g ỏ ;

4. vít;
3. (lai ihcp;
(). b ộ p h â n l i ê p n h â n

(!oiig clicn toa tàu;
7. Iiút íiên kèì;

8. bu lỏng:
móc pliòiig ngừa;
10. hộp;
ỉ l. dảy cao su chèn;

12. inỏc;
13. lấm lỏi nhựa pỏlyeỉyỉen;
14. vật cách ly;

1.^. (ám lóĩ.

Tại các vị trí ch u y ển đổ i cán. các đoạn nôi clìữ i!iap. íaỉ cac \ Ị írí bố trí c ư cấu ( '.i ll> \'à
các lối đi của nhân viên phục vụ, người ỉa ix' íii a'u; điJin dứỉ. cỉoạn của rav tiốp xúc
(khoảng k h ôn g khí), giá trị của chúng đưọv xác dịiM.
đoàn làu và phải: phủ kín cho 1 toa bàne nhOn^^’

lu

dicu iviỌ- Mua lại liên lục của cae

ph;;aì iiiu ỉìhan (.iòiìe điện - nhiổu nliấí

là lOm, k hô ng phủ hết - ít nhất i4m .
N hững đặc tính cơ ban của cấu trúc phía l;cn

26

utu Uiriỉ nyáỉìi c h o ờ bauiỉ 1.2


B ản g 1.2
Đ ư ờn g ch ạy Irong đường ngầm

Đưcxng chạy irèn mặt đàì (n ổ i)

Đ ường chạy ớ các
írạm sửa chữa điện

T uyến liên kếl.
Trên

Chính

Chi số

đ o ạ n nối.
nhánh và

Trên
cloan

đ ư ờ ng
T icn ga

Chính

kiếm tra
Trên

cu í

mặt đất

,

P50

P50

P 50(P 50) P 50(P 50)

ị

P65

P65

P 6 5 (P 6 5 )

Gỗ

C}ỏ - sủc

Gỗ

1680

| 2 x !680

1680

Ltũũ là \c i

đirờníĩ CUI

Trẽn rãnh

noi. iia
Li^ại ra>

tuyến nhánh,

Trên cầu
va cầu
can

Trên
mặt ctấl

Trên cầu

N goài

Trong

irời

nhà

và cầu
can

P65 P50, P65 P 50(P 50) P 5 0 (P 5 0 )
P 65(P 65) P 6 5 (P 6 5 )

P43

P43

(P 5 0 )

(P 50)
G ỏ dọc

Gỗ

- SLIC

B T C \ \ gồ

Gỏ

Gổ

GỖ

Gỗ

2

j6 0 0

1840

ỉ 840

1600

1600

!6 0 0

Số là vcỉ ircn 1 ịi
kiri cho 1 điRnig:ị
'rrên đoaíi

X

lỊuÌiu: \'à

2

X

400

(1 6 8 0 )

(1 6 8 0 )

có bán kínỉi

> 12(K'm
’ 'iVôn dườim

Ỉ8 4 0

X

1840

Ỉ8 4 0

2

X

1600

2000

con ^ bán kinlĩ

2000

1760

1760

{ )8 4 0 )

(1 8 4 0 )

0 ,1 6

0 ,1 6

1760

^ l^Odni
C hicu cỉày nhỏ
nhất cua lớp

i (.liíới

ià \ ẹ l <:ỏ

■^

lai cãc \ ị trí bố
trí ray M

[^lõng
- D á balát

0 .1 6

0 , 16

0 ,1 6

( 0 . 10 )

(0J6)

(0 , 10)

0,1
(0.10)

(o!lO)

0 .3

0 .3 0

0 .3 0

0 ,2 4

0 .25

0 ,2 4

0 ,2 5

(0 .2 4 )

(0 ,2 4 )

(0 ,3 0 )

(0 ,2 4 )

(0 ,2 5 )

(0 ,2 4 )

(0 ,2 5 )

G hi chú:

1. ray loại P65 được sử dụng trong trường hợp đám bảo kích thước và khi số lượng toa trong đoàn tàu
trong tương lai lớn hơn 6 ;
2. số ỉiệu trong ngoặc chì loại ray cũ; số lượng tà vẹt trên cầu và trên cầu cạn cho đường nằm trên lớp
bètỏng; chiều dày nhỏ nhất trên đoạn đường cong, vị trí chuyển đổi ghi và đường nối chữ thập.
ChicLi dày lớp balát dưới các tà vẹt BTCT cần 0,05m lớn hơn dưới tà vẹt gỗ.

1.5. PHẦN CHUYỂN ĐỘNG VÀ TRẠM SỬA CHỮA TOA TÀU ĐIỆN NGẦM
1.5.1. P h ần c h u y ê n đ ộ n g
T ín h hiệu quả c ô n g tác c ủ a tuyến tàu đ iệ n n g ầm phụ thuộc nhiều vào việc sử dụng
p h ầ n chuyổn động. K h ố i lượng vận ch u y ển trên đường tàu điện n g ầ m tăng, những yêu
cầu cao đối với đ ộ an to àn vận ch u y ển bắt buộc phải hoàn thiện k ết cấu và độ bền của
p hần ch u y ển động.

27