Nghiên cứu đề xuất biện pháp thi công hợp lý cho hệ thống cống thoát nước ngầm thuộc dự án cải tạo hệ thống thoát nước đường kinh dương vương, quận bình tân thành phố hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

ĐẶNG NGỌC HÙNG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CƠNG HỢP LÝ
CHO HỆ THỐNG CỐNG THỐT NƯỚC NGẦM THUỘC
DỰ ÁN CẢI TẠO HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC ĐƯỜNG
KINH DƯƠNG VƯƠNG, QUẬN BÌNH TÂN,
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

ĐẶNG NGỌC HÙNG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CƠNG HỢP LÝ
CHO HỆ THỐNG CỐNG THỐT NƯỚC NGẦM THUỘC
DỰ ÁN CẢI TẠO HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC ĐƯỜNG
KINH DƯƠNG VƯƠNG, QUẬN BÌNH TÂN,
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm
Mã số: 60580204

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
GS.TS Võ Trọng Hùng

HÀ NỘI - 2013


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng
trình nào khác.
Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2013
Tác giả

Đặng Ngọc Hùng


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Mục lục
Danh mục các bảng biểu
Danh mục các hình vẽ
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN XÂY DỰNG ĐƯỜNG HẦM KỸ THUẬT VÀ
CƠNG TRÌNH NGẦM THỐT NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI, VIỆT NAM VÀ
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ............................................................................. 4
1.1. Tổng quan ..................................................................................................... 4
1.2. Tổng quan về tình hình xây dựng đường hầm kỹ thuật, hạ tầng kỹ thuật trên
Thế giới ............................................................................................................... 8
1.3. Tổng quan về tình hình xây dựng đường hầm kỹ thuật, hạ tầng kỹ thuật đơ
thị ở Việt Nam ................................................................................................... 12

1.4. Đặc điểm cơng trình ngầm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh ..................... 14
1.4.1. Một số vấn đề lưu ý khi tính tốn.......................................................... 14
1.4.2. Một số vấn đề lưu ý khi đề xuất và thiết lập biện pháp thi công ............ 15
1.4.3. Một số vấn đề lưu ý về kinh tế, xã hội .................................................. 15
1.5. Nhận xét chương 1 ...................................................................................... 15
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỐT NƯỚC THÀNH PHỐ
HỒ CHÍ MINH, HỆ THỐNG THỐT NƯỚC QUẬN BÌNH TÂN VÀ
ĐƯỜNG KINH DƯƠNG VƯƠNG ..................................................................... 17
2.1. Tổng quan về hệ thống thoát nước Thành phố Hồ Chí Minh ....................... 17
2.1.1. Đặc điểm tự nhiên ................................................................................ 17
2.1.2. Hệ thống thoát nước ............................................................................. 18
2.1.3. Đánh giá tình trạng kênh rạch ............................................................... 18
2.1.4. Đánh giá tình trạng mạng lưới cống ...................................................... 20
2.2. Đặc điểm hệ thống thoát nước Đường Kinh Dương Vương và Quận Bình
Tân, Thành phố Hồ Chí Minh ............................................................................ 21


2.2.1. Tổng quan ............................................................................................ 21
2.2.2. Hệ thống thoát nước lộ thiên ................................................................. 21
2.2.3. Hệ thống thoát nước ngầm .................................................................... 21
2.2.4. Mối liên giữa hệ thống thoát nước lộ thiên và hệ thống thoát nước ngầm..
............................................................................................................. 30
2.2.5. Hệ thống thoát nước hiện hữu đường Kinh Dương Vương.................... 30
2.2.6. Xu thế phát triển của hệ thống thoát nước Đường Kinh Dương Vương và
Quận Bình Tân ............................................................................................... 31
2.2.7. Một số vấn đề cần quan tâm khi thi cơng hệ thống thốt nước Đường
Kinh Dương Vương và Quận Bình Tân .......................................................... 32
2.2.8. Những nguyên nhân dẫn đến sự xuống cấp của hệ thống thoát nước ..... 33
2.3. Một số đặc điểm cần lưu ý .......................................................................... 35
2.4. Nhận xét chương 2 ...................................................................................... 35

CHƯƠNG 3: CÁC BIỆN PHÁP THI CƠNG HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH
NGẦM THỐT NƯỚC ...................................................................................... 36
3.1. Tổng quan ................................................................................................... 36
3.2. Biện pháp đào hở có mở mái taluy .............................................................. 36
3.3. Biện pháp sử dụng tường cừ bằng gỗ với thanh chống ................................ 39
3.4. Biện pháp đào hở sử dụng tường cừ bằng cọc ván thép và thanh chống ...... 40
3.5. Biện pháp kích đẩy ..................................................................................... 44
3.5.1. Sơ đồ cơng nghệ kích đẩy ống .............................................................. 47
3.5.2. Thiết bị đào tại khu vực gương đào ....................................................... 47
3.5.3. Phần cơng trình ngầm đã được lắp đặt .................................................. 47
3.5.4. Một số vấn đề cần quan tâm khi thi cơng bằng cơng nghệ kích đẩy ...... 47
3.5.5. Giếng kích đẩy và giếng nhận ............................................................... 48
3.5.6. Thiết bị kích đẩy ................................................................................... 49
3.5.7. Mặt bằng xây dựng và thiết bị phụ trợ .................................................. 50
3.5.8. Trình tự cơng nghệ kích đẩy ống .......................................................... 50
3.5.9. Một số vấn đề cần chú ý khi áp dụng cơng nghệ kích đẩy ..................... 51


3.5.10. Khảo sát địa kỹ thuật trong cơng nghệ kích đẩy ống ........................... 53
3.6. Lựa chọn phương pháp đào hầm và chống đỡ nền trong đất nền không ổn
định ................................................................................................................... 53
3.7. Nhận xét chương 3 ...................................................................................... 54
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CÔNG PHÙ HỢP
VỚI HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH NGẦM THỐT NƯỚC ĐƯỜNG KINH
DƯƠNG VƯƠNG, QUẬN BÌNH TÂN .............................................................. 55
4.1. Tổng quan ................................................................................................... 55
4.2. Các điều kiện địa hình, mặt bằng xây dựng khu vực đường Kinh Dương
Vương................................................................................................................ 55
4.3. Các đặc điểm về điều kiện địa chất khu vực Đường Kinh Dương Vương .... 57
4.4. Đặc điểm về khí hậu thủy văn khu vực đường Kinh Dương Vương ............ 59

4.5. Sơ lược về cấu tạo hệ thống thoát nước đường Kinh Dương Vương............ 64
4.6. Nghiên cứu đề xuất biện pháp hợp lý thi cơng các cơng trình ngầm thoát
nước phù hợp với điều kiện khu vực Đường Kinh Dương Vương ...................... 71
4.7. Thi công hệ thống cống thoát nước đường Kinh Dương Vương bằng biện
pháp sử dụng tường cừ cọc ván thép và thanh chống .......................................... 71
4.7.1. Bản chất của biện pháp thi công ........................................................... 71
4.7.2. Định vị tuyến cống thốt nước .............................................................. 71
4.7.3. Thi cơng các hạng mục cơng trình ........................................................ 72
4.8. Nhận xét chương 4 ...................................................................................... 78
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 80


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Một số tuyến cống thốt nước chính quận Bình Tân (Cống dưới vỉa hè) .. 23
Bảng 2.2. Một số tuyến cống thốt nước chính quận Bình Tân (Cống dưới lịng
đường) .................................................................................................. 25
Bảng 2.3. Một số hố ga chính Quận Bình Tân ....................................................... 27
Bảng 4.1. Chỉ tiêu cơ lý của lớp K ......................................................................... 57
Bảng 4.2. Chỉ tiêu cơ lý của lớp 1 .......................................................................... 58
Bảng 4.3. Số giờ nắng trung bình tại trạm khí tượng Tân Sơn Nhất ....................... 59
Bảng 4.4. Độ ẩm tương đối (%) tháng và năm trạm khí tượng Tân Sơn Nhất ........ 60
Bảng 4.5. Nhiệt độ khơng khí (0 C) tháng và năm tại trạm khí tượng TSN ............. 60
Bảng 4.6. Lượng mưa (mm) và số ngày mưa đo tại trạm khí tượng Tân Sơn Nhất .. 62
Bảng 4.7. Lượng mưa ngày lớn nhất (mm) theo các tần suất thiết kế ..................... 62
Bảng 4.8. Cao độ mực nước theo quan trắc tại trạm Phú An .................................. 64
Bảng 4.9. Tổng hợp diện tích lưu vực của dự án .................................................... 66


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Đường hầm thốt nước dẫn đến thành phố cổ Jerusalem .......................... 5
Hình 1.2. Hệ thống giao thơng ngầm đơ thị ............................................................. 5
Hình 1.3. Đường Hầm Thủ Thiêm Thành phố Hồ Chí Minh .................................... 7
Hình 1.4. Mặt cắt hầm SMART Malaysia .............................................................. 10
Hình.1.5. Đường ngầm dẫn nước, giao thông của Lybia trong thời gian đang được
thi công hồi năm 1983 bằng phương pháp thi công lộ thiên ................... 12
Hình 2.1. Ngập do triều cường tại đường Kinh Dương Vương, gần bến xe ............ 30
Hình 2.2. Ngập do triều cường tại đường Kinh Dương Vương............................... 31
Hình 3.1. Phương pháp đào hở có mái taluy .......................................................... 37
Hình 3.2. Phương pháp đào hở, tường cừ bằng gỗ với thanh chống ....................... 39
Hình 3.3. Tường cừ bằng thép ............................................................................... 41
Hình 3.4. Cơng nghệ thi cơng kích đẩy .................................................................. 45
Hình 3.5. Sơ đồ thi cơng bằng kích đẩy ................................................................ 45
Hình 3.6. Thi cơng kích đẩy ống cống tại giếng kích ............................................. 46
Hình 3.7. Vận chuyển đất tại giếng kích ................................................................ 46
Hình 4.1. Lượng mưa trung bình tháng trên khu vực Thành phố Hồ Chí Minh ...... 61
Hình 4.2. Bản đồ phân bố lượng mưa trung bình năm (mm) ................................. 61
Hình 4.3. Biến trình lưu lượng trung bình tháng (m3/s) tại các trạm trên sơng Đồng
Nai - Sài Gịn ......................................................................................... 63
Hình 4.4. Lưu vực thốt nước cho dự án ................................................................ 65
Hình 4.5. Mặt bằng tuyến cống .............................................................................. 67
Hình 4.6. Mặt bằng tổ chức thi cơng cống ............................................................. 73
Hình 4.7. Mặt cắt ngang tổ chức thi cơng cống ...................................................... 73
Hình 4.8. Thi công cống bằng đào hở sử dụng cọc ván thép và thanh chống .......... 74
Hình 4.9. Thi cơng đào hố móng bằng máy đào .................................................... 75


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Tình trạng ngập lụt, ngập úng do mưa lớn và triều cường hiện nay đang xảy
ra trên khắp địa bàn quận Bình Tân, Thành phố Hồ Chí Minh nói chung và đường
Kinh Dương Vương nói riêng rất nghiêm trọng. Ngập nước cản trở giao thông đi
lại, tai nạn giao thông, phá huỷ đường xá, mất mỹ quan và nhất là ảnh hưởng đến
sức khỏe người dân sống trong khu vực, bởi nước dâng lên gây ngập úng là nước
thải, rác rưởi, nước từ cống rãnh... Xuất phát từ nguyên nhân thực tiễn, quận Bình
Tân lập dự án cải tạo hệ thống thốt nước đường Kinh Dương Vương để giải quyết
nhu cầu thoát nước mưa, chống ngập mặt đường do triều cường, cải thiện điều kiện
lưu thông, vệ sinh môi trường và tạo mỹ quan cho khu vực, góp phần thúc đẩy sự
phát triển đô thị và phát triển kinh tế xã hội.

2. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài
Việc xây dựng hệ thống cống ngầm trên tuyến đường trên gặp rất nhiều khó
khăn do phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện địa chất và địa hình của khu vực xây
dựng. Để có biện pháp thi cơng phù hợp nhất với khu vực xây dựng thì cần phải có
các nghiên cứu cụ thể. Do đó việc nghiên cứu và lựa chọn biện pháp thi cơng phù
hợp với điều kiện địa hình, địa chất là một việc làm cần thiết, giúp công tác thi công
đạt được tiến độ, chất lượng và giảm thiểu được thiệt hại đáng tiếc có thể xảy ra.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu đề xuất biện pháp thi cơng
hợp lý cho hệ thống thốt nước ngầm thuộc dự án cải tạo hệ thống thoát nước
đường Kinh Dương Vương, quận Bình Tân, Thành phố Hồ Chí Minh.

4. Mục đích của đề tài
Đề tài nghiên cứu với mục đích tổng hợp, phân tích những biện pháp thi
cơng khi thi cơng xây dựng các tuyến cống thốt nước ngầm. Từ đó nghiên cứu và
đề xuất những biện pháp thi cơng một cách hiệu quả nhất để thi công hệ thống cơng
trình ngầm thốt nước đường Kinh Dương Vương, quận Bình Tân, Thành phố Hồ

2
Chí Minh và các vùng lân cận. Đồng thời đề tài cũng làm một tài liệu tham khảo
nhằm phục vụ thi cơng các cơng trình ngầm, đảm bảo an tồn, chất lượng cao và
tiến độ thi công.

5. Nội dung của đề tài, các vấn đề cần giải quyết
Trên cơ sở tổng kết và đánh giá những biện pháp thi công hệ thống cơng
trình ngầm thốt nước đã và đang thi công trên Thế giới và Việt Nam, đặc biệt là
cho khu vực Thành phố Hồ Chí Minh. Luận văn trình bày những vấn đề điển hình
xảy ra trong quá trình thi cơng, phân tích ngun nhân và đưa ra những biện pháp
xử lý để thi cơng hệ thống cơng trình ngầm thốt nước trên.

6. Phương pháp nghiên cứu
Để có thể đáp ứng mục đích và các nội dung nêu ra trong luận văn, tác giả sử
dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp, phân tích, thống kê đánh giá và
kết hợp với công tác điều tra thực tế.

7. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học của đề tài là: đã nghiên cứu, lựa chọn được giải pháp thi
công bằng phương pháp đào hở xây dựng hệ thống cơng trình ngầm thốt nước, phù
hợp với điều kiện địa kỹ thuật tại quận Bình Tân, Thành phố Hồ Chí Minh.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là: kết quả nghiên cứu của đề tài luận văn nhằm
góp phần định hướng cho các nhà nghiên cứu, nhà quản lý xây dựng hệ thống cơng
trình ngầm và là tài liệu khoa học tham khảo cho các đơn vị thi công xây dựng hệ
thống đường hầm kỹ thuật.

8. Cấu trúc của luận văn
Các kết quả nghiên cứu, trong khuôn khổ thực hiện đề tài luận văn thạc sỹ kỹ
thuật tại bộ mơn Xây dựng cơng trình ngầm và mỏ, khoa Xây dựng, trường đại học

Mỏ - Địa chất. Luận văn được trình bày trên khổ giấy A4, gồm có phần mở đầu, 04
chương và phần kết luận, kiến nghị, trong 79 trang giải trình.
Trong quá trình học tập và làm luận văn, tôi luôn nhận được sự giúp đỡ của
các thầy cô trong bộ môn, trong khoa và Nhà trường. Nhân đây cho phép tôi bày tỏ
lòng biết ơn và sâu sắc đến sự giúp đỡ, dạy dỗ qúy báu đó.


3
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS.NGƯT Võ Trọng Hùng,
người đã dành nhiều sự quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn tác giả trong suốt thời gian
thực hiện bản luận văn tốt nghiệp này.
Tác giả cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới Ban lãnh đạo Công ty, các
bạn đồng nghiệp của cơ quan và gia đình đã động viên và tạo điều kiện trong q
trình học tập của tơi.


4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN XÂY DỰNG ĐƯỜNG HẦM KỸ THUẬT
VÀ CÔNG TRÌNH NGẦM THỐT NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI,
VIỆT NAM VÀ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

1.1. Tổng quan
Cơng trình ngầm là khoảng khơng gian ngầm có kích thước nhất định được
xây dựng tồn bộ (hoặc một phần) trong lịng đất nhằm phục vụ cho một hoặc một
nhóm các chức năng nào đó. Giải pháp xây dựng - sử dụng tổ hợp công trình ngầm
có cơ sở khoa học và thực tiễn do các nguyên nhân sau đây:
Thứ nhất: Bất cứ một công trình nhân tạo trên mặt đất được xây dựng bằng vật
liệu hoặc kết cấu bê tông thông dụng nhất hiện nay đều có độ bền nhỏ hơn độ bền của
nhiều loại đá có trong vỏ quả đất. Trung bình đá cứng có độ bền kéo khoảng1,5÷2 lần

và độ bền nén khoảng 4÷5 lần lớn hơn độ bền tương ứng của bê tông;
Thứ hai: Những kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Hoa Kỳ và Nhật Bản
cho thấy xung lực địa chấn của các vụ động đất tác động lên cơng trình ngầm sẽ nhỏ hơn
nhiều lần so với các cơng trình tương tự xây dựng trên mặt đất [5].
Một trong các loại hình cơng trình đặc biệt được xây dựng trong lịng đất
hoặc dưới lịng sơng, biển. Trên thế giới, cơng trình ngầm được sử dụng phổ biến
trong nhiều lĩnh vực, mục đích khác nhau như: giao thơng (hầm đường bộ, đường
sắt, xe điện ngầm), khai thác khoáng sản, thủy lợi, thủy điện. Hạ tầng kỹ thuật
(Đường ống cấp nước, đường ống thốt nước và các cơng trình cống, bể cáp kỹ
thuật, hào và tuynel kỹ thuật....).
Từ thời thượng cổ con người đã biết đào các hầm ngầm đặc biệt để khai thác
quặng mỏ và than đá. Người La Mã đã xây dựng các đường hầm ngầm thủy lợi đến
nay vẫn còn tốt.


5

Hình 1.1. Đường hầm thốt nước dẫn đến thành phố cổ Jerusalem

Hình 1.2. Hệ thống giao thơng ngầm đơ thị


6
Gắn liền với sự phát triển của thiết bị và phương tiện thi công, đường hầm
hiện đại đầu tiên là đường hầm Malpas qua kênh đào Midi dài 173 m được xây
dựng ở Pháp vào năm 1679-1681.
Đường hầm càng phát triển khi vận chuyển đường sắt phát triển vào thế kỷ
19, 20 để vượt qua các chướng ngại vật tự nhiên.
Dưới đây là một số đường hầm tiêu biểu trên thế giới được xây dựng qua các
thời kỳ như sau:

-

Năm 1972-1982 đường hầm Päijänne được xây dựng để dẫn nước từ hồ

Päijänne để cung cấp nước sạch cho các thành phố ở phía Bắc Phần Lan. Đây được
coi là đường hầm dài nhất thế giới hiện nay với L=120 km.
-

“Thành phố Ngầm Montréal” là tên thường gọi của một hệ thống không

gian ngầm đô thị lớn nhất thế giới, được bắt đầu phát triển từ 1962 cho đến nay, bao
trùm hơn 40 ô phố với hơn 30 km tuyến đi bộ ngầm, cho phép người đi bộ khơng
cần ra ngồi trời giá lạnh mùa đông để đi đến hầu hết các cơng trình quan trọng của
khu trung tâm mới của thành phố Montréal: các trạm metro và trạm xe buýt quan
trọng, ga xe lửa, các cao ốc văn phòng, khách sạn, khu thương mại, trường đại học,
rạp hát, và thậm chí cơng trình thể thao. Thiết kế các tuyến đi bộ trong hệ thống này
khá đa dạng, có khi là một tuyến ngầm dưới lòng đất hoặc băng qua một không gian
lớn bán hầm không cột ở giữa với các cửa hàng lớn nhỏ ở xung quanh. Hoặc băng
qua một khu vực có nhiều quầy hàng phục vụ ăn uống nhanh ở tầng trệt nhìn ra
đường, hoặc thỉnh thoảng kết nối với các tuyến đi bộ trên không và không gian nội
sảnh cao hàng chục tầng của một phức hợp thương mại dịch vụ và văn phịng cao
tầng. Tồn bộ hệ thống có trên 100 lối vào chính của hệ thống ngầm trải rộng trên
một diện tích trên 1 km2, phía trên các lối vào chính này thường là các tổ hợp cơng
trình đa chức năng hoặc chung cư cao tầng.


7

Hình 1.3. Đường Hầm Thủ Thiêm Thành phố Hồ Chí Minh

- Năm 1988, tổng chiều dài đường hầm Matxcơva là 224 km với 135 ga.
- Năm 2005, hệ thống xe điện ngầm của Nga kỷ niệm 70 năm thành lập với
276 km đường hầm và 170 nhà ga. Hệ thống này phục vụ đến 9 triệu lượt người/ngày.
Đường hầm này bố trí trong các lớp đất tốt và đá trầm tích sinh hóa (đá vơi).
- Năm 1991 nước Anh và nước Pháp xây dựng đường hầm xuyên qua eo
biển Manche nối liền nước Anh và nước Pháp mang tên Euro Tunnel dài 50 km
(trong đó có 37,5 km nằm sâu cách mặt nước biển khoảng 100 m) hoàn thành năm
1994. Cơng trình được đánh giá là kỳ quan kỹ thuật ngầm giữa Anh và Pháp. Nhiều
đoạn của đường hầm đi qua khu vực có cấu tạo là đá (đá phấn).
- Năm 1995 Trung Quốc đã xây dựng hầm đường bộ kép Tần Lĩnh dài nhất
thế giới có chiều dài 18,02 km. Đường hầm được hoàn thành năm 1997, được đánh
giá là một thành tựu lớn của Trung Quốc.
- Năm 1988, sau 20 năm xây dựng đã hoàn thành hầm đường sắt Sei-kan
dưới biển nối liền hai hòn đảo ở Nhật dài 53,9 km trong đó 23,3 km nằm dưới đáy
biển 100 m. Đường hầm này băng qua một số khu vực có đất yếu nên trong q
trình thi cơng sử dụng nhiều phương pháp xử lý nền.


8
1.2. Tổng quan về tình hình xây dựng đường hầm kỹ thuật, hạ tầng kỹ
thuật trên Thế giới
Hệ thống mạng kỹ thuật ngầm được gọi chung cho hệ thống các tuyến ống
ngầm, tuynel ngầm phục vụ cho hệ thống cấp, thốt nước, cung cấp năng lượng
(điện, khí đốt), mạng cáp quang, mạng thông tin truyền tin trong các đô thị. Muốn
hiện đại hóa, văn minh hóa đơ thị, tăng cường chất lượng cuộc sống cho nhân dân
đô thị, trước hết cần phải xây dựng được hệ thống hạ tầng kỹ thuật đơ thị, trong đó
hệ thống mạng kỹ thuật đơ thị đóng vai trị hàng đầu, cần phải được hồn thiện
trước tiên.
Trong qúa trình thi cơng xây dựng cơng trình ngầm, đặc biệt là ở các nước
công nghiệp phát triển, hàng loạt các giải pháp kỹ thuật đã được phát triển và hoàn

thiện tùy theo các điều kiện, yêu cầu thi cơng và theo trình độ phát triển khoa học
kỹ thuật. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và trình độ cơng nghệ hiện nay
cho phép có thể thi cơng xây dựng các cơng trình ngầm trong mọi điều kiện địa chất
và môi trường khác nhau.
Những tiến bộ này đã thúc đẩy sự phát triển các cơng trình ngầm trong các
lĩnh vực khác nhau như giao thông, thủy lợi, cơng trình ngầm trong đơ thị, các cơng
trình bảo vệ quốc phòng, an ninh và đặc biệt là các cơng trình hạ tầng kỹ thuật có
tiết diện nhỏ vẫn được đặt nông và thi công theo phương pháp lộ thiên, phương
pháp ngầm.
Các cơng trình ngầm tiêu biểu:
- Cloaca Maxima là cơng trình ngầm thốt nước đầu tiên trên thế giới, thuộc
thành Roma, được xây dựng vào năm 600 trước cơng ngun để thốt nước mưa và
nước thải. Một số nước Châu Âu sau này đã sử dụng hệ thống thoát nước để chứa
các đường dây, đường ống kỹ thuật và cho ra đời tuynel kỹ thuật.
- Ở Malaysia đã áp dụng giải pháp thông minh cho Thủ đô Kuala Lumpur
đó là xây dựng hệ thống hạ tầng kỹ thuật ngầm để hỗ trợ phịng chống ngập lụt tại
thủ đơ [4].


9
Từ năm 1971, tình hình mưa lũ đe doạ nghiêm trọng thủ đơ, chính phủ
Malaysia đã thực hiện nhiều biện pháp để tăng khả năng thoát lũ của các con sông.
Các phương pháp truyền thống như gia cố và mở rộng lịng dẫn đã tỏ ra khơng đủ
và khơng hiệu quả và càng làm cho tình hình tồi tệ hơn.
Các kết quả nghiên cứu đã dẫn đến giải pháp sử dụng một đường hầm để lưu
trữ nước mưa và sau đó trong giai đoạn thiết kế, một ý tưởng mới xuất hiện là sử
dụng chính đường hầm đó để giải quyết ùn tắc giao thơng. Chính phủ Malaysia đã
phê duyệt dự án SMART.
Định kỳ hàng năm khi mưa lũ xuất hiện, hiện tượng tắc nghẽn giao thông
xảy ra thường xuyên đã có tác động bất lợi về kinh tế & xã hội cho khu kinh doanh

ở trung tâm Kuala Lumpur. Việc dùng một đường hầm để giải quyết nhu cầu về
giao thông và chứa nước mưa của SMART hiện nay là dự án duy nhất trên thế giới
đạt được cùng lúc 2 mục tiêu.
Đường hầm được bắt đầu xây dựng vào ngày 25 tháng 11 năm 2003. Hai
máy đào đường hầm (Tunnel Boring Machines - TBM) của Đức đã được sử dụng,
bao gồm “Tuah” về phía Bắc và “Gemilang” ở phía Nam. Máy TBM gồm 4 phần,
chiều dài bằng tồ nhà 20 tầng, trọng lượng tương đương 47 máy bay Boeing. Các
bộ phận chính của TBM: đầu khoan, với các lưỡi phay bằng tungsten để khoan cắt
đất đá; buồng áp lực, nơi chứa hỗn hợp betonit để giữ ổn định vách hố khoan; hệ
đẩy thuỷ lực dùng để dịch chuyển máy khoan về phía trước và giữ đúng vị trí theo
thiết kế; khung lắp dựng dùng lắp ghép những vòm bê tông cốt thép đúc sẵn thành
vách hầm. Đặc điểm của máy đào TBM là phế liệu sau khi đào được nghiền nhỏ,
đúc thành các đoạn vòm và lắp ghép với nhau để tạo thành lớp vỏ ngoài cho
đường hầm.


10

Hình 1.4. Mặt cắt hầm SMART Malaysia [4]

SMART được hồn thành vào tháng 5 năm 2007. Dự án đã đưa Malaysia vào
bản đồ quốc tế của những kỳ công kỹ thuật: giải quyết hai vấn đề riêng biệt ở Kuala
Lumpur, lũ gây ra bởi những trận mưa lớn và ùn tắc giao thông nghiêm trọng dọc
theo đường phố trong giờ cao điểm. Tổng kinh phí xây dựng đường hầm là gần 700
triệu USD. Khả năng chứa tổng cộng của SMART (hồ Berembang Holding, đường
hầm và hồ giảm tải Taman Desa) là 3.000.000 m3 nước.
Theo luật pháp Malaysia, phần đất dưới mặt đất thuộc chủ sở hữu tài sản bên
trên. Nếu đường hầm nằm ở phần đất thuộc các chủ sở hữu tư nhân thì Nhà nước
buộc phải mua lại. Để tránh chi phí cao từ việc mua tài sản của tư nhân, tuyến của
đường hầm đã được xác định sao cho hầu hết các bộ phận của nó phải nằm bên dưới

các đường giao thơng chính.
Đường hầm bắt đầu từ ngã ba sông Klang và sông Ampang với một cấu trúc
cống phân lũ gồm 4 bộ cửa cắt sông Klang để từ đó nước lũ chảy vào hồ
Berembang Holding thơng qua một cơ cấu đập tràn-cống lấy nước. Nước từ hồ
được chuyển qua đường hầm và xả ra hồ giảm tải Taman Desa. Nước được chứa
trong hồ trước khi xả vào sông Kerayong qua cơ cấu cửa xả Box Twin.


11
Các đường hầm dài 11,5 km, đường kính 13,2 m chuyển nước từ hợp lưu của
2 con sông chảy qua trung tâm Kuala Lumpur, trong đó tại phần giữa đường hầm
với chiều dài 3 km, có đường kính tăng gấp đôi, mặt cắt đường hầm được chia làm
3 phần, 2 phần trên được dùng làm đường cao tốc để giảm ùn tắc giao thơng tại cửa
ngõ chính phía Nam vào trung tâm thành phố, cách 250 m có 1 cửa thốt lũ và
khơng khí, độ dốc đường hầm là 1/1000; lưu lượng 30.000 xe/ngày, tốc độ xe thấp
nhất 60 km/h; được điều khiển từ Trung tâm thông qua 220 camera và 72 màn hình.
Trung tâm kiểm sốt SMART hoạt động 24 giờ/ngày. Khi lưu lượng tăng cao
tại các ngã ba, Trung tâm sẽ gửi một tín hiệu để các Trạm kiểm soát đường cao tốc ra
lệnh sơ tán các phương tiện giao thông ra khỏi đường hầm. Sau khi đã giải phóng hết
các phương tiện giao thơng, nước chảy vào toàn bộ đường hầm. Khi nước lũ đã rút,
đường hầm được làm sạch và cửa hầm được mở cho giao thông.
Đường hầm hoạt động theo 4 chế độ:
Chế độ 1: Khi thời tiết bình thường, khơng mưa hoặc ít mưa- được phép
thông xe trong hầm
Chế độ 2: Mưa vừa, khi vận tốc dịng chảy đo được tại ngã ba sơng
Klang/sơng Ampang (trạm đo lưu lượng “L 4”) đạt 70-150 m3/s. thì chỉ mở cống lấy
nước phía dưới của SMART để chuyển nước đến hồ giảm tải Taman Desa. Trong
số này 50 m3/s sẽ được thải ra trung tâm thành phố. Đường hầm vẫn mở cửa để
thông xe.
Chế độ 3: Mưa lũ lớn xảy ra, mơ hình dự báo lũ tại “L 4” đạt 150 m3/s trở

lên. Chỉ thải 10 m3/s ra trung tâm thành phố. Ngừng thông xe trong hầm. Mưa bão
lớn hơn chút ít hoặc dừng lại, nhưng khơng làm ngập đường hầm giao thông, đường
được mở cửa lại sau thời gian 2-8 giờ kể từ khi đóng cửa.
Chế độ 4: Mưa bão lớn tiếp tục, kéo dài (thường phải xác nhận sau 1-2 giờ
khi chế độ 3 đã được khẳng định). Phần hầm giao thông được sử dụng hồn tồn
cho thốt lũ, sau khi đã sơ tán triệt để các phương tiện giao thông. Khi lũ rút, đường
hầm sẽ mở cửa để thơng xe trong vịng 4 ngày kể từ ngày đóng cửa.
- Na Uy chuẩn bị xây dựng tuyến đường ống dẫn khí đốt ngầm dưới biển dài


12
nhất thế giới (482 km), đường kính ống 910,5 mm, nối mỏ khí đốt Aasta Hansteen
với trạm tiếp nhận và xử lí của tập đồn Royal Dutch Shell trên bán đảo Nyhamna,
với tổng giá trị đầu tư 4 tỷ cuaron Na Uy (hơn 720 triệu USD).
- Đường hầm ngầm dẫn nước, giao thông của Lybia trong thời gian đang
được thi công hồi năm 1983 bằng phương pháp thi công lộ thiên.

Hình.1.5. Đường ngầm dẫn nước, giao thơng của Lybia trong thời gian
đang được thi công hồi năm 1983 bằng phương pháp thi cơng lộ thiên

1.3. Tổng quan về tình hình xây dựng đường hầm kỹ thuật, hạ tầng kỹ
thuật đô thị ở Việt Nam
Cho tới nay, các văn bản pháp luật có liên quan đến quản lý và xây dựng cơng
trình ngầm đơ thị nói chung và cơng trình hạ tầng kỹ thuật ngầm nói riêng khơng
phải là ít. Như Điều 65 Luật Xây dựng về điều kiện cấp phép cơng trình xây dựng
trong đơ thị quy định khi xây dựng, cải tạo các đường phố phải xây dựng hệ thống
tuynel ngầm để lắp đặt đồng bộ hệ thống các cơng trình hạ tầng kỹ thuật. Từ điều 64


13

đến điều 67 Luật Quy hoạch đô thị quy định về việc sử dụng hào kỹ thuật và tuynel
trong công tác quản lý và xây dựng hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị đối với các khu
đô thị mới, đô thị cũ, đô thị cải tạo cũng như quy định về việc sử dụng hào kỹ thuật
và tuynel trong công tác quản lý và xây dựng không gian ngầm... Bên cạnh đó, các
thành phố như Hà Nội, có quyết định về quản lý xây dựng cơng trình ngầm hạ tầng
kỹ thuật đô thị và cải tạo, sắp xếp lại đường dây, cáp đi nổi trên địa bàn thành phố
hay sổ tay Quản lý và sử dụng hệ thống hào kỹ thuật của Đà Nẵng.... Tuy nhiên, việc
các văn bản có nội dung khơng thống nhất chính là một trong những nguyên nhân
khiến việc phát triển hệ thống không gian ngầm, cơng trình ngầm ở Việt Nam nói
chung và các đơ thị lớn nói riêng vẫn dừng ở chỗ cịn mới mẻ.
Hiện trạng về hạ tầng kỹ thuật đặc biệt là đường dây và đường ống ngầm đô
thị chôn ngầm dưới hè phố, phần đường xe chạy và xuyên ngang dưới hệ thống quốc
lộ một cách riêng lẻ: việc xây dựng riêng lẻ các đường dây (cáp điện, cáp thông tin,
cáp quang...), đường ống (đường ống cấp nước, thoát nước...), đang là phổ biến tại
các đô thị nước ta và các khu vực đơng dân cư hiện nay. Hình thức này đơn giản, chi
phí thấp và thường khi số lượng đường dây, đường ống khơng nhiều. Nhược điểm
khó quản lý, đường, hè phố thường bị đào lên, lấp xuống để sửa chữa, cải tạo và
cũng do khơng có quản lý thống nhất nên gây khó khăn cho việc xây dựng mới các
cơng trình vì thường khơng biết chính xác vị trí nên thường xảy ra sự cố.
- Bố trí đường dây trong cống bể cáp ngầm kỹ thuật dưới hè phố hoặc dải
phân cách: Loại này dùng để bố trí các loại đường dây cáp thơng tin, cáp truyền
hình, cáp điện lực, chiếu sáng cơng cộng. Loại này có kích thước nhỏ, chủ yếu là
các đường ống chứa cáp và hố ga để luồn cáp và kiểm tra.
- Bố trí trong cơng trình ngầm kỹ thuật và tuynel kỹ thuật: Đây là giải pháp
tiên tiến được nhiều nước áp dụng hào kỹ thuật và tuynel có thể mang tính tổng hợp
(các đường ống cấp, thốt nước, đường dây điện, thơng tin, truyền hình...) hoặc tách
riêng chỉ bao gồm các đường dây hoặc chỉ cho thoát nước... tùy vào điều kiện cụ thể
để lựa chọn. Ưu điểm: giảm đào, bới hè, đường; quản lý thống nhất, thời gian phục
vụ lâu dài; công tác duy tu, sửa chữa dễ dàng thuận lợi; an tồn trong sử dụng. Tuy
nhiên chi phí đầu tư ban đầu cao.

14
1.4. Đặc điểm cơng trình ngầm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Thành phố Hồ Chí Minh là đơ thị hạt nhân của vùng kinh tế trọng điểm Phía
Nam và là đô thị lớn nhất Việt Nam. Trong những năm gần đây việc chuyển đổi cơ
cấu kinh tế - lao động theo hướng cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đã làm xuất hiện
các khu công nghiệp tập trung, các đô thị vệ tinh bao quanh Thành phố Hồ Chí
Minh thu hút hàng vạn lao động.
Cùng với sự phát triển không đồng đều giữa các vùng, các địa phương, làn
sóng nhập cư vào thành phố càng ngày càng tăng nhanh cộng với sự gia tăng dân
số tự nhiên tạo ra tốc độ đơ thị hóa rất nhanh ở Thành phố Hồ Chí Minh, làm quá
tải hệ thống cơ sở hạ tầng, gây ách tắc giao thông, ô nhiễm môi trường ngày càng
trầm trọng.
Theo quyết định của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt “Điều chỉnh quy hoạch
chung thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2020 ”, đến năm 2020 và lâu dài, dân số
thành phố Hồ Chí Minh khoảng 10 triệu người, trong đó khu vực nội thành khống
chế khoảng 6 triệu người. Như vậy, dân số Thành phố Hồ Chí Minh trong khoảng
10 năm tới sẽ tăng lên và giữ vững ở mức 10 triệu người do vậy để thực hiện vai trò
là hạt nhân của vùng kinh tế trong điểm phía nam. Do đó nhu cầu sử dụng phần
khơng gian dưới mặt đất để xây dựng cơng trình ngày càng phổ biến và bức thiết,
nhất là trong các thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh.
Các cơng trình xây dựng này có phần kết cấu ngầm sâu trong đất. Việc thi
cơng cơng trình trở nên phức tạp, nhất là khi mặt bằng thi công chật hẹp và trong
điều kiện đất yếu, hệ thống cọc dễ bị dịch chuyển và bị nghiêng. Tùy theo vị trí của
từng cơng trình, địa chất thủy văn và mặt bằng thi công mà chúng ta cần tính tốn
so sánh các giải pháp thi cơng sao cho an tồn với một chi phí hợp lý nhất.

1.4.1. Một số vấn đề lưu ý khi tính tốn
Khi tính tốn thiết kế các cơng trình kỹ thuật ngầm đơ thị ngồi các tải trọng

thơng thường là áp lực đất đá, tải khai thác, trọng lượng bản thân... trong tính tốn
cần xét đến các tải trọng của các cơng trình bên trên truyền xuống thơng qua đất nền
hoặc thơng qua cọc của cơng trình bên trên.


15
Yêu cầu kỹ thuật về khả năng chịu lực, biến dạng cao hơn so với các khu vực
khác ngồi đơ thị.

1.4.2. Một số vấn đề lưu ý khi đề xuất và thiết lập biện pháp thi công
Khi đề xuất và thiết lập biện pháp thi công cho các đường hầm thoát nước,
cần lưu ý một số vấn đề sau:
+ Phải có biện pháp thi cơng phù hợp khơng làm ảnh hưởng đến các cơng
trình bên trên.
+ Nếu thi cơng theo phương pháp đào mở thì cũng phải có biện pháp gia cố
hoặc chống đỡ mái dốc nền đào không ảnh hưởng đến các cơng trình lân cận.
+ Đảm bảo an tồn, vệ sinh, hạn chế khơng gây ơ nhiễm mơi trường.
+ Mặt bằng thi công bị hạn chế.

1.4.3. Một số vấn đề lưu ý về kinh tế, xã hội
Khi tiến hành xây dựng các các đường hầm thoát nước, cần lưu ý các tác
động sau:
+ Ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
+ Ảnh hưởng đến đời sống, kinh tế, xã hội của dân cư khu vực lân cận.

1.5. Nhận xét chương 1
Từ kết quả nghiên cứu tổng quan về các đường hầm kỹ thuật và hệ thống
cơng trình ngầm tiêu thốt nước, chúng ta có thể rút ra một số kết luận như sau:
- Nhu cầu thiết kế và xây dựng các loại đường hầm kỹ thuật và hệ thống
công trình ngầm tiêu thốt nước đơ thị đặt nơng tại các thành phố nước ta rất lớn.

- Vấn đề lựa chọn công nghệ thi công phù hợp với điều kiện xây dựng cơng
trình ngầm. Quy mơ và phạm vi ảnh hưởng của công tác xây dựng các đường hầm
kỹ thuật và hệ thống thốt nước đơ thị ngầm chủ yếu phụ thuộc vào công nghệ thi
công được chọn lựa cho xây dựng. Do vậy, công nghệ thi công là yếu tố quan trọng
hàng đầu, quyết định sự thành công của một dự án xây dựng cơng trình ngầm.
Người thiết kế phải lựa chọn công nghệ thi công hợp lý (khả thi về kỹ thuật, chấp
nhận được về kinh tế), phù hợp với điều kiện đất nền và hiện trạng công trình, mơi
trường xung quanh….


16
- Vấn đề hư hỏng và các sự cố công trình xảy ra khi thi cơng cơng trình ngầm
thành phố. Các hố móng đào sâu tại Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh đều xuất
phát từ các sai sót về cơng nghệ, biện pháp thi cơng, quy trình đảm bảo chất lượng.
Những sai sót như vậy cũng xảy ra với công nghệ thi công đào hở cho các đường
hầm kỹ thuật và hệ thống cơng trình ngầm tiêu thốt nước đô thị đặt nông.
- Trong những năm gần đây và xu hướng phát triển trong tương lai, các khu
đô thị không ngừng mở rộng cả về quy mô phát triển và cơ sở hạ tầng, do đó khối
lượng các cơng trình nhà ở và cơng trình cơng cộng sẽ khơng ngừng gia tăng, đi
cùng với đó là sự phát triển liên tục của mạng lưới hạ tầng kỹ thuật bên trong các
khu đô thị và giữa các khu đô thị với nhau nhằm tạo sự kết nối các hệ thống thốt
nước thải và chống ngập cho tồn khu vực và tạo vẻ mỹ quan cho đô thị, đáp ứng
cho nhu cầu phát triển của kinh tế xã hội và đời sống người dân. Đầu tư ban đầu cho
các công trình ngầm thốt nước trong đơ thị là tốn kém, chi phí lớn, tuy nhiên có lợi
ích về lâu dài. Vì vậy cơng tác phân tích, đánh giá hiện trạng, đề xuất các giải pháp
thi cơng hệ thống cơng trình ngầm thốt nước đặt nơng phù hợp với từng vùng đất
yếu là vô cùng cần thiết.


17

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, HỆ THỐNG THỐT NƯỚC
QUẬN BÌNH TÂN VÀ ĐƯỜNG KINH DƯƠNG VƯƠNG
2.1. Tổng quan về hệ thống thoát nước Thành phố Hồ Chí Minh
2.1.1. Đặc điểm tự nhiên
Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở trung tâm Nam bộ, Bắc giáp Bình Dương,
Tây Bắc giáp Tây Ninh, Đơng và Đơng Bắc giáp Đồng Nai, Đông Nam giáp Bà Rịa
- Vùng Tàu, Tây và Tây Nam giáp Long An, Tiền Giang, Nam Giáp biển Đông với
đường bờ biển dài 15 km.
Hiện nay, Thành phố Hồ Chí Minh có 19 quận nội thành, gồm các quận: từ
quận 1 đến quận 12, quận Gị Vấp, Tân Bình, Tân Phú, Bình Thạnh, Phú Nhuận,
Thủ Đức, Bình Tân với 5 huyện ngoại thành gồm: Huyện Củ Chi, Hóc Mơn, Bình
Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ.
Dân số trung bình của thành phố năm 2010 là 7.437.000 người, tăng 3,1 %
so với năm 2009. Trong đó dân số khu vực thành thị chiếm 83,1 % và tăng 3,0 % so
với năm 2009; khu vực nông thôn chiếm 16,8 %, tăng 3.7 % so với năm 2009, tỷ lệ
tăng cơ học của dân số 2,074 %, tăng 0,4 % so với năm 2009; tỷ lệ tăng tự nhiên
dân số thành phố trong năm là 1,035 %, giảm 0,002 % so với tỷ lệ của năm trước.
Mật độ dân số 3.550 người/km2.
Thành phố có hệ thống quốc lộ 1A nối liền Thành phố với các tỉnh phía Bắc,
và các tỉnh Đồng bằng Sơng Cửu Long, đường cao tốc Sài Gịn – Trung Lương,
quốc lộ 22 đi Tây Ninh, nối liền Campuchia, quốc lộ 13 qua Bình Dương nối liền
với quốc lộ 14 kéo dài suốt Tây Nguyên, quốc lộ 51 nối liền với Đồng Nai và Bà
Rịa-Vũng Tàu, quốc lộ 50 đi Long An, Tiền Giang và nhiều tỉnh lộ nối trực tiếp với
các tỉnh xung quanh. Đường sắt thống nhất Bắc - Nam. Sân bay Tân Sơn Nhất là
một sân bay quốc tế lớn trong khu vực Đông Nam Á. Trong tương lai khơng xa sẽ
có đường bộ cao tốc Trung Lương - Cần Thơ, đường Hồ Chí Minh phía Nam và
đường sắt Sài Gịn-Lộc Ninh, Sài Gịn - Vũng Tàu, Sài Gòn - Cần Thơ.