Thiết kế hầm giao thông đường bộ đèo ngang bằng phương pháp NATM

LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian 4.5 năm học tập tại trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam.
em đƣợc sự chỉ bảo tận tình của các thầy cơ trong khoa Cơ Điện và Cơng Trình,
đặc biệt là các thầy cơ trong Bộ mơn KTCT. Đến nay em đã hồn thành nội
dung học tập theo yêu cầu của nhà trƣờng đề ra và em đã đƣợc nhận Đề tài Tốt
nghiệp.
Trƣớc tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy giáo
hƣớng dẫn GVC.THS.TRẦN VIỆT HỒNG và thầy giáo THS.PHẠM
MINH VIỆT. Các thầy đã luôn quan tâm, hƣớng dẫn em hoàn thành Đồ án
tốt nghiệp này.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong Bộ môn KTCT đã dìu dắt em
trong suốt thời gian học tập tại trƣờng và đã giúp đỡ em trong quá trình sƣu tầm
tài liệu cũng nhƣ những ý kiến đóng góp hết sức q báu của các thầy cơ trong
q trình thực hiện Đồ án.
Em đã thực hiện tốt Đồ án tốt nghiệp đƣợc giao và đã hoàn thành đúng tiến
độ của Bộ mơn. Tuy nhiên, với kiến thức cịn hạn chế, tài liệu tham khảo cịn ít,
thực tế thi cơng khơng nhiều cho nên Đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi
những thiếu sót. Rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo của các thầy, cô để em đƣợc
học hỏi, hiểu biết thêm.
Một lần nữa em xin cảm ơn các thầy.
Hà nội, ngày 06 tháng 12 năm 2016
Sinh viên

Lê Trung Dũng


LỜI NĨI ĐẦU
Giao thơng vận tải là mạch máu của cả nƣớc. Vì vậy trong q trình cơng
nghiệp hóa - hiện đại hố đất nƣớc, giao thơng phải khơng ngừng hoàn thiện và
nâng cấp nhằm đáp ứng nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hóa ngày càng lớn.
Hệ thống giao thơng của nƣớc ta phần lớn cịn ở mức chất lƣợng thấp, nhất là ở

các vùng sâu, vùng xa.
Hệ thống giao thơng bao gồm nhiều loại hình. Để vƣợt qua các chƣớng
ngại do địa hình có các hình thức nhƣ Cầu, Cống, Hầm…Ở nƣớc ta các cơng
trình hầm xun núi không nhiều, chủ yếu là hầm đƣờng sắt. Hầm đƣờng ơtơ
mới chỉ có hầm Hải Vân là hầm có chiều dài lớn, và một số hầm đƣợc xây dựng
trong thời gian gần đây.
Sau thời gian học tập tại trƣờng, với chuyên ngành KTXDCT, em đã hoàn
thành đồ án tốt nghiệp “THIẾT KẾ HẦM GIAO THÔNG ĐƢỜNG BỘ
BẰNG PHƢƠNG PHÁP NATM”
Đồ án gồm 4 phần:

Phần 1: Giới thiệu chung
Phần 2: Thiết kế sơ bộ.
Phần 3: Thiết kế kĩ thuật.
Phần 4: Thiết kế thi cơng.

Với kiến thức đã có, em mong sẽ đóng góp đƣợc một phần nhỏ bé trong
cơng cuộc xây dựng đất nƣớc trong thời kì đổi mới
Hà nội, ngày 06 tháng 12 năm 2016
Sinh viên

Lê Trung Dũng


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI MỞ ĐẦU

PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG ..................................................................................1
CHƢƠNG 1: TÊN CƠNG TRÌNH, VỊ TRÍ XÂY DỰNG. .........................................1

1.1. Tên cơng trình: Hầm đƣờng bộ Đèo ngang ........................................................... 1
1.2. Vị trí. ...................................................................................................................... 1
1.3. Đặc điểm điều kiện kinh tế, xã hội. .......................................................................1
1.4. Điều kiện giao thông hiện tại của khu vực xây dựng. ...........................................1
1.5. Đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực cơng trình. ...................................................1
1.6. Điều kiện khí hậu khu vực xây dựng. ....................................................................1
1.7. Khả năng cung cấp điện nƣớc, vật liệu xây dựng. ................................................ 2
1.9. Dự báo giao thơng .................................................................................................3
CHƢƠNG 2: TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT. .................................................................4
2.1. Quy trình, quy phạm thiết kế đƣợc áp dụng. .........................................................4
1. Tiêu chuẩn thiết kế đƣờng ôtô TCVN 273 – 05. ......................................................4
2. Tiêu chuẩn thiết kế đƣờng ôtô TCVN 4054 – 05. ....................................................4
3. Tiêu chuẩn thiết kế hầm đƣờng ôtô TCVN 4027 – 88. ...........................................4
4. Tham khảo tiêu chuẩn thiết kế hầm xuyên núi của Nhật. ........................................4
5. Tiêu chuẩn thiết kế Cầu TCVN 272 – 05. ................................................................4
6. Tham khảo các tài liệu, các tiêu chuẩn kỹ thuật khác có liên quan. .......................4
2.2. Các tiêu chuẩn kỹ thuật. ........................................................................................4
2.2.1. Quy định chung ..................................................................................................4
2.2.2. Xác định chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến .................................................................. 6
CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHU VỰC HẦM. ..........7
3.1. Mơ tả địa chất cơng trình khu vực hầm. ................................................................7
3.2. Phân loại địa chất trong các khu vực dự kiến tuyến hầm đi qua. .........................7
3.3. Dự kiến cấu tạo kết cấu và biện pháp công nghệ thi công đƣờng hầm. ................9
CHƢƠNG 4: LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN TUYẾN.................................................. 10
4.1. Tuyến 1 ................................................................................................................10
4.1.1. Đặc điểm tuyến 1: .............................................................................................10
4.1.2. Ƣu điểm: ...........................................................................................................11


4.1.3 Nhƣợc điểm: ......................................................................................................11

4.2: Tuyến 2: ...............................................................................................................11
4.2.1. Đặc điểm tuyến 2 ..............................................................................................11
4.2.1. Ƣu điểm: ...........................................................................................................11
4.2.2. Nhƣợc điểm: .....................................................................................................12
4.3. So sánh và kiến nghị chọn tuyến thiết kế kỹ thuật. ............................................. 12
PHẦN II. THIẾT KẾ CƠ SỞ .....................................................................................14
CHƢƠNG 1: THIẾT KẾ PHƢƠNG ÁN KẾT CẤU SƠ BỘ THỨ 1 (MỘT HẦM ĐÔI
VỚI 4 LÀN XE) .........................................................................................................14
1.1. Thiết kế tuyến hầm .............................................................................................. 14
1.1.1. Những yếu tố hình học của tuyến hầm ............................................................14
1.1.2. Bình diện hầm. ..................................................................................................15
1.1.2.1. Các thơng số kĩ thuật: ....................................................................................15
1.1.2.2. Vị trí các cửa hầm: .........................................................................................15
1.1.3 - Trắc dọc tuyến hầm. ........................................................................................ 16
1.1.3.1. Trắc dọc trong hầm: .......................................................................................16
1.2. Yếu tố hình học của đƣờng trong hầm ................................................................16
1.2.1. Khổ giới hạn tiếp giáp kiên trúc trong hầm ......................................................16
1.2.2. Tĩnh không trong hầm: .....................................................................................17
1.2.3. Cách dựng khuôn hầm ...................................................................................... 18
1.3. Kết cấu vỏ hầm. ...................................................................................................18
1.3.1. Bêtông phun (Shotcrete): ..................................................................................19
1.3.2. Lớp bê tông chống thấm: .................................................................................. 20
1.3.3. Neo: ..................................................................................................................20
1.3.4. Các dạng kết cấu vỏ hầm của hầm chính. ........................................................22
1.4. Kết cấu mặt đƣờng xe chạy và đƣờng bộ hành ...................................................26
1.5. Phòng nƣớc và thoát nƣớc trong hầm ..................................................................26
1.5.1. Cấu tạo lớp chống thấm vỏ hầm. ......................................................................27
1.5.2. Bố trí hệ thống rãnh thốt. ................................................................................28
1.5.3. Cấu tạo rãnh thoát nƣớc. ................................................................................... 29
1.6. Thiết kế cửa hầm .................................................................................................29

1.6.1. Vị trí cửa hầm. .................................................................................................. 29


1.6.2. Cửa hầm phía Nam: .......................................................................................... 30
1.6.3. Cửa hầm phía Bắc: ........................................................................................... 31
1.7. Thơng gió và chiếu sáng trong hầm. ...................................................................32
1.7.1. Biện pháp thơng gió: ........................................................................................32
1.7.2. Sơ đồ thơng gió. ................................................................................................33
1.7.3. Thiết bị quạt gió: ..............................................................................................34
1.7.4. Biện pháp chiếu sáng và bố trí chiếu sáng: ......................................................34
1.8. Biện pháp thi cơng chỉ đạo .................................................................................. 34
1.8.1. Cơng tác đào hầm chính: .................................................................................35
1.8.2. Biện pháp chống đỡ đƣờng hang: ..................................................................... 35
1.8.3. Biện pháp bốc xúc - vận chuyển đất đá. ...........................................................36
1.8.4. Biện pháp đổ bê tông vỏ hầm: ..........................................................................36
1.8.5. Biện pháp thi công cửa hầm. ............................................................................36
1.8.6. Biện pháp tổ chức thi công. ..............................................................................37
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ PHƢƠNG ÁN KẾT CẤU SƠ BỘ THỨ 2(MỘT HẦM ĐƠN
HAI LÀN XE VÀ MỘT HẦM LÁNH NẠN) ...........................................................38
2.1. Thiết kế tuyến hầm .............................................................................................. 38
2.1.1. Những yếu tố hình học của tuyến hầm ............................................................38
2.1.2. Bình diện hầm. ..................................................................................................39
2.1.3 Trắc dọc tuyến hầm. ..........................................................................................41
2.2. Yếu tố hình học của đƣờng trong hầm ................................................................41
2.2.1. Khổ giới hạn và tĩnh không hầm ......................................................................41
2.3: Kết cấu vỏ hầm. (phần II- Chƣơng I – mục 1.3) .................................................43
2.3.1. Bêtông phun (Shotcrete): [Phần II- Chƣơng I – mục 1.3.1] .............................44
2.3.2. Neo: [Phần II- Chƣơng I – mục 1.3.2] .............................................................44
2.3.3. Các dạng kết cấu vỏ hầm của hầm chính và hầm lánh nạn. .............................44
2.4. Kết cấu mặt đƣờng xe chạy và đƣờng bộ hành. ..................................................47

2.5. Phòng nƣớc và thoát nƣớc ngầm. ........................................................................47
2.5.1. Cấu tạo lớp chống thấm vỏ hầm. [Phần II- Chƣơng I – mục 1.5.1] .................47
2.5.3. Cấu tạo rãnh thoát nƣớc. [Phần II- Chƣơng I – mục 1.5.3] ..............................48
2.6. Thiết kế cửa hầm. ................................................................................................48
2.6.1. Vị trí cửa hầm. [Phần II- Chƣơng I – mục 1.6.1] .............................................48


2.6.2. Cửa hầm phía bắc: ............................................................................................48
2.6.2. Cửa hầm phía Nam: ..........................................................................................49
2.7. Thơng gió và chiếu sáng trong hầm. ................................................................... 49
2.7.1. Thiết bị quạt gió. ............................................................................................... 49
2.7.2. Biện pháp chiếu sáng và bố trí chiếu sáng. ......................................................50
2.8. Biện pháp đào và chống đỡ đƣờng hang. ............................................................50
2.8.1. Biện pháp đào đƣờng hang: ..............................................................................50
2.8.2. Biện pháp chống đỡ đƣờng hang: .....................................................................51
2.8.3. Biện pháp bốc xúc đất đá thải. ..........................................................................51
2.8.4. Biện pháp đổ bêtông vỏ hầm. ...........................................................................51
2.8.5. Biện pháp thi công cửa hầm. ............................................................................52
2.8.5. Biện pháp tổ chức thi công. ...............................................................................52
2.9. So sánh hai phƣơng án kết cấu cơ sở. ..................................................................52
2.9.1. Phƣơng án 1: .....................................................................................................52
2.9.2. Phƣơng án 2: .....................................................................................................52
2.9.3. So sánh và kiến nghị phƣơng án thiết kế kỹ thuật. ........................................... 52
PHẦN III. THIẾT KẾ KỸ THUẬT ...........................................................................53
CHƢƠNG I : GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ ĐÀO HẦM NATM. .............................53
1. 1. Quá trình lịch sử phát triển của công nghệ NATM ............................................53
1.2. Khái niệm chung về phƣơng pháp NATM .......................................................... 54
1.2.1. Bảo vệ sức bền của khối đất đá: .......................................................................54
1.2.2. Nhanh chóng tạo hình dáng đƣờng hầm trịn khép kín: ...................................54
1.2.3. Lập vỏ mỏng và dẻo : ....................................................................................... 54

1.2.4. Đo đạc thƣờng xuyên tại chỗ:........................................................................... 54
1.3. Sự khác biệt và ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp NATM so với các phƣơng pháp
thi công truyền thống ..................................................................................................55
1.3.1. Về công tác khảo sát: ........................................................................................55
1.3.2. Về công tác thiết kế: .........................................................................................55
1.3.3. Về công tác thi công: ........................................................................................55
CHƢƠNG II – TÍNH TỐN KẾT CẤU. ...................................................................57
2.1 .Tính tốn kết cấu vỏ hầm đi qua khu vực địa chất có RMR = 57. ......................57
2.1.1. Các số liệu tính tốn. ........................................................................................57


2.1.2. Xây dựng đƣờng cong đáp ứng Áp lực - Biến dạng ........................................57
2.1.2.1. Tính tốn bổ trợ: ............................................................................................57
2.1.2.2. Xác định bán kính vùng dẻo và bán kính cân bằng ứng suất tĩnh với ứng suất
tổng theo từng cấp áp lực Pa. ...................................................................................... 57
2.1.3 Xây dựng biểu đồ ứng suất theo trạng thái Đàn - Dẻo. ..................................... 59
2.1.4. Xác định chuyển vị vách hang.......................................................................... 59
2.1.5. Tính tốn kết cấu chống đỡ. .............................................................................61
2.1.5.1. Tính tốn lớp bêtơng phun(shotcrete) ..........................................................61
2.1.5.2. Xác định thời điểm phun bê tơng .................................................................. 62
2.1.5.3. Tính tốn lớp vỏ bêtông .................................................................................64
2.1.5.4. Xác dịnh thời điểm lớp vỏ bêtông bắt đầu tham gia chịu lực: ......................64
2.1.5.5. Kiểm tốn lớp bêtơng phun ...........................................................................66
2.1.5.6. Kiểm toán về cƣờng độ của lớp vỏ bêtơng: .................................................. 66
2.1.6 . Tính tốn neo. .................................................................................................. 67
2.1.6.1. Khả năng chịu lực của một neo. .................................................................... 68
2.1.6.2.Sức kháng của neo ..........................................................................................68
2.2.Tính tốn kết cấu vỏ hầm đi qua khu vực địa chất có RMR = 62 ........................ 68
2.2.1. Các số liệu tính tốn. ........................................................................................ 68
2.2. 2. Xây dựng đƣờng cong đáp ứng Áp lực - Biến dạng ........................................69

2.2.2.1.Tính tốn bổ trợ: ............................................................................................. 69
2.2.2.2. Xác định bán kính vùng dẻo và bán kính cân bằng ứng suất tĩnh với ứng suất
tổng theo từng cấp áp lực Pa. ......................................................................................69
2.2.3. Xây dựng biểu đồ ứng suất theo trạng thái Đàn - Dẻo. ....................................70
2.2.4.Xác định chuyển vị vách hang: ......................................................................... 71
2.3. 5. Tính tốn kết cấu chống đỡ ............................................................................. 72
2.3.6.Tính tốn lớp vỏ bêtơng .....................................................................................75
2.3.7. Kiểm tốn lớp bêtơng phun ..............................................................................77
3.2. Xác định lƣu lƣợng gió sạch cần cung cấp: .........................................................81
3.2.1 Xác định lƣợng chất khí độc hại: .......................................................................81
3.2.2 Xác định lƣu lƣợng khơng khí sạch: .................................................................84
3.3. Xác định các thơng số theo sơ đồ thơng gió: .......................................................84
PHẦN IV. THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG .........................................................86


1.1. Điều kiện thi công và căn cứ lựa chọn biện pháp đào đƣờng hang. ...................86
1.1.1. Điều kiện thi công: ...........................................................................................86
1.1.2. Căn cứ lựa chọn biện pháp đào đƣờng hang. ...................................................86
1.2. Biện pháp khai đào đƣờng hang. .........................................................................91
1.3. Biện pháp quan trắc chuyển vị của hang đào: .....................................................91
1.4. Biện pháp đào đƣờng hang: .................................................................................92
1.5. Biện pháp chống đỡ đƣờng hang. ........................................................................93
1.5.1.Bê tông phun: ....................................................................................................93
1.6. Thi công lớp chống thấm. .................................................................................... 94
1.7. Đổ bê tông vỏ hầm. .............................................................................................94
1.8. Thi công hệ thống rãnh. .......................................................................................97
1.9. Thi cơng cửa hầm. ...............................................................................................97
1.10. Trình tự cơng nghệ. ...........................................................................................98
CHƢƠNG II. THIẾT KẾ THI CƠNG CHI TIẾT VÀ TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ 99
2.1. Dựng đƣờng cong quan hệ áp lực - biến dạng theo tiến độ đào, biện pháp quan

trắc độ hội tụ. ..............................................................................................................99
2.1.1. Mục đích của công tác trắc đạc hiện trƣờng .....................................................99
2.1.2. Dụng cụ đo chuyển vị của vách hang đào .....................................................101
2.2.Xác định diện tích gƣơng đào và phân chia gƣơng đào. ....................................101
2.3. Chọn thiết bị bốc xúc và vận chuyển, tổ chức dây chuyền vận chuyển đất đá thải.
...................................................................................................................................102
2.3.1. Lựa chọn thiết bị bốc xúc. ..............................................................................102
2.3.2. Lựa chọn thiết bị bốc xúc. ..............................................................................102
2.4. Chọn thiết bị khoan và bố trí thiết bị khoan. .....................................................103
2.5. Tổ chức thi công cho các loại địa chất. .............................................................103
2.5.1. Tính tốn thi cơng cho phần địa chất tốt fkp =8. ............................................103
2.5.2. Tính tốn thi cơng cho phần địa chất fkp =6. .................................................120
2.6. Chọn thiết bị cấp vữa và đổ bêtơng vỏ hầm. .....................................................134
2.7. Thiết kế thơng gió trong đƣờng hầm. ................................................................134
2.7.1. Lựa chọn sơ bộ sơ đồ thơng gió. ....................................................................135
2.7.2. Tính tốn thơng gió ........................................................................................135
2.8. Thiết kế chiếu sáng trong đƣờng hầm. ..............................................................136


2.9. Cấp và thốt nƣớc trong thi cơng. .....................................................................137
CHƢƠNG III. TỔ CHỨC THI CÔNG ĐƢỜNG HẦM. .........................................138
3.1. Lập dây chuyền tổ chức thi công. ......................................................................138
3.1.1. Chuẩn bị thi công. ...........................................................................................138
3.1.2. Thiết kế tổ chức thi công. ...............................................................................140
3.2. Lập kế hoạch tiến độ. .........................................................................................141
3.3. Bố trí mặt bằng cơng trƣờng. .............................................................................142
PHỤ LỤC


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình II- 1.1: Khổ giới hạn của hầm phƣơng án 1 .........................................................16
Hình II- 1.2: Đƣờng khn hầm phƣơng án 1 ............................................................... 17
Hình II- 1.4: Cấu tạo của neo swellex ...........................................................................21
Hình II- 1.5: Mặt cắt ngang hầm ứng với RMR=62 (fkp=8) .......................................23
Hình II- 1.6: Mặt cắt ngang hầm ứng với RMR=57 (fkp=6) ........................................25
Hình II- 1.7: Cấu tạo của mặt đƣờng trong hầm phƣơng án 1 ......................................26
Hình II- 1.8: Cấu tạo của lớp chống thấm vỏ hầm ........................................................28
Hình II- 1.9: Sơ đồ bố trí lớp chống thấm vỏ hầm ........................................................28
Hình II- 1.10: Bố trí hệ thống rảnh thốt nƣớc trong hầm phƣơng án 1 .......................29
Hình II- 1.11: Cấu tạo rãnh thốt nƣớc .........................................................................29
Hình II- 1.12: Kết cấu cửa hầm phía nam .....................................................................30
Hình II- 1.13: Gia cố mái ta luy ....................................................................................31
Hình II- 1.14: Kết cấu cửa hầm phía bắc.......................................................................31
Hình II- 1.14: Sơ đồ thơng gió trong hầm .....................................................................33
Hình II- 1.15: sơ đồ phƣơng án thi cơng .......................................................................35
Hình II- 2.1. Khổ giới hạn của hầm chính và hầm lánh nạn .........................................42
Hình II- 2.2. Đƣờng khn hầm của hầm chính và hầm lánh nạn ................................ 43
Hình II- 2.3. Mặt cắt ngang hầm ứng với RMR= 57 (fkp=6) .........................................45
Hình II- 2.4. Mặt cắt ngang hầm ứng với RMR= 62 (fkp=8) .........................................46
Hình II- 2.5.Cấu tạo mặt xe chạy trong hầm chính .......................................................47
Hình II- 2.6.Cấu tạo mặt xe chạy trong hầm lánh nạn ..................................................47
Hình II- 2.7: Bố trí hệ thống rảnh thốt nƣớc trong hầm phƣơng án 2 .........................48
Hình II- 2.8: Kết cấu cửa hầm phía bắc .........................................................................48
Hình II- 2.9: Kết cấu cửa hầm phía nam .......................................................................49
Hình II- 2.10: Biện pháp khoan đào đƣờng hang .......................................................... 50
Hình II- 2.11: Máy bốc dỡ vận chuyển đất đá. .............................................................. 51
Hình III-2.1: Đƣờng cong áp lực – biến dạng ............................................................... 60
Hình III-2.3: Biểu đồ xác định thời điểm phun bê tơng ................................................63
Hình III-2.4: Biểu đồ xác định thời gian vỏ bê tơng bắt đầu làm việc .......................... 65
Hình III-2.5: Đƣờng cong áp lực – biến dạng(fkp=8) ...................................................72

Hình III-2.6: Biểu đồ xác định thời điểm bê tông phun bắt đầu mang tải(fkp=8) ........73


Hình III-2.7: Biểu đồ xác định thời điểm phun bê tơng(fkp=8) ....................................74
Hình III-2.8: Biểu đồ tổng qt xác định thời điểm vỏ bêtơng bắt đầu có khả năng
mang tải(fkp=8) .............................................................................................................76
Hình IV-1.1: Phƣơng pháp đào bậc thang trên .............................................................. 89
Hình IV-1.2: Phƣơng pháp đào bậc thang dƣới ............................................................ 89
Hình IV-1.3: Phƣơng pháp đào bậc thang ngắn ............................................................ 90
Hình IV-1.4: Phƣơng pháp đào bậc thang đứng ............................................................ 90
Hình IV-1.5: Diện tích gƣơng đào .................................................................................92
Hình IV-1.6: Bố trí thi cơng theo bậc thang dƣới .........................................................93
Hình IV-1.7: Kết cấu ván khn ...................................................................................95
Hình IV-1.8: Trình tự thi cơng đổ bê tơng vỏ hầm ......................................................96
Hình IV-1.8: Sơ đồ cơng nghệ phun bêtơng ƣớt ........................................................... 98
Hình IV-2.1: Đƣờng cong Fenner – Patcher ...............................................................100
Hình IV-2.2: Bố trí thiết bị khoan ...............................................................................103
Hình IV-2.3: Bố trí lỗ khoan gƣơng trên (fkp=8)........................................................110
Hình IV-2.4: Chu kỳ (biểu đồ)gƣơng trên(fkp=8) ......................................................111
Hình IV-2.5: Bố trí lỗ khoan .......................................................................................118
Hình IV-2.6: Chu kỳ (biểu đồ)gƣơng dƣới(fkp=8) .....................................................119
Hình IV-2.7: Bố trí lỗ khoan gƣơng trên(fkp=6) ........................................................125
Hình IV-2.8: Chu kỳ khoan nổ gƣơng trên(fkp=6) .....................................................126
Hình IV-2.9: Bố trí lỗ khoan gƣơng dƣới(fkp=6) .......................................................132
Hình IV-2.10: Chu kỳ khoan nổ gƣơng dƣới(fkp=6) ..................................................133
Hình IV-2.11: Sơ đồ thơng gió hổn hợp ......................................................................135


PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG
CHƢƠNG 1: TÊN CƠNG TRÌNH, VỊ TRÍ XÂY DỰNG.

1.1. Tên cơng trình: Hầm đƣờng bộ Đèo ngang
1.2. Vị trí.
Thiết kế tuyến đƣờng hầm nằm trên tuyến đƣờng quốc lộ 1A. Tuyến chạy theo
hƣớng Bắc – Nam. Đây là khu vực có nhiều núi cao, hiểm trở, địa hình phức tạp. Địa
hình có dãy núi cao và độ dốc lớn chạy theo hƣớng Đông – Tây. Tại đây dịa chất tốt
nhƣng dãy núi cao có độ dốc lớn lên việc làm đƣờng bộ men theo địa hình sẽ gây ra
trắc trở trong khai thác và thi công. Do đó việc thay thế đƣờng bộ bằng phƣơng án
hầm giao thông xuyên núi là hiệu quả hơn về khai thác và kinh tế.
1.3. Đặc điểm điều kiện kinh tế, xã hội.
Khu vực làm hầm có một nền kinh tế kém phát triển, thu nhập bình quân đầu
ngƣời thấp, tập quán sản xuất lạc hậu, dân số ít. Nền kinh tế cịn là nơng nghiệp và ngƣ
nghiệp. Nền văn hố là sự cộng hƣởng của các dân tộc trong huyện, do điều kiện giao
thông kém phát triển lên nền văn hố cịn chƣa có sự tiến bộ, hồ nhập với các nền văn
hoá của các khu vực lân cận.
1.4. Điều kiện giao thông hiện tại của khu vực xây dựng.
Phần lớn các đƣờng còn lại là các đƣờng nhỏ dành cho các phƣơng tiện thơ sơ, có
độ dốc rất lớn. Rất khơng đảm bảo an tồn cho ngƣời qua lại. Hiện nay hệ thống giao
thông của khu vực đang đƣợc đang từng bƣớc quan tâm đầu tƣ nhằm phát triển các
tiềm lực về kinh tế, xã hội, và du lịch trên địa bàn của khu vực.
1.5. Đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực cơng trình.
Địa hình khu vực nhỏ gồm một mỏn núi cao chạy dọc theo hƣớng Đông – Tây.
Địa hình có một mỏm núi có độ dốc lớn, xen kẽ là một vài khe núi dốc. Do lƣợng mƣa
tại khu vực khá nhiều do đó đất đá bị phong hoá mạnh. Dƣới lớp đất phong hoá là lớp
đất đá không thấm nƣớc tuy nhiên do lƣợng nƣớc mƣa lớn và đất bị phong hoá mạnh
và vỡ dăm, vỡ vụn nên tại lớp này có nƣớc xuất hiện tại các khe nứt của lớp đất đá…
Khu vực đặt cơng trình khá cao do đó tại đấy khơng có sự ảnh hƣởng của sơng suối,
nƣớc ngầm…
1.6. Điều kiện khí hậu khu vực xây dựng.
Khu vực cơng trình nằm trong vùng khí hậu ơn đới, độ cao so với mặt nƣớc biển
từ 1,500 - 1,600m. Độ ẩm trung bình hàng năm là 80-95%.

1


BảngI-1.1: Các thơng số khí hậu trung bình mỗi tháng trong năm tại khu vực hầm.
Chỉ tiêu tháng

Nhiệt độ trung bình (0C)

Lƣợng mƣa trung bình (mm)

1

16.4

20

2

17.1

37

3

18.3

50

4

19.1

120

5

19.7

195

6

20.4

213

7

21.6

450

8

22.8

290

9

22.9

184

10

19.5

115

11

18.8

102

12

164

24

Trung bình

18-20

1,800

Khu vực tuyến hầm đi qua là khu vực có khí hậu ơn đới. Thơng thƣờng khí hậu
khu vực này có hai mùa rõ rệt là mùa mƣa (từ tháng 4 đến tháng 10) và mùa khô (từ

tháng 10 đến tháng 4 năm sau). Lƣợng mƣa trung bình dao động từ 1200 mm đến 2200
mm (trung bình là 1800 mm). Vào mùa khơ khí hậu tƣơng đối tốt có nhiều thuận lợi
cho xây dựng các cơng trình hạ tầng cơ sở. Do đó ta nên chọn thời gian thi công vào
mùa khô
1.7. Khả năng cung cấp điện nƣớc, vật liệu xây dựng.
Nguồn điện đƣợc cung cấp từ mạng lƣới điện địa phƣơng bằng đƣờng dây truyền
tải điện 35kV, hai trạm biến áp đƣợc đặt gần hai cửa hầm. Tuy nhiên để đảm bảo tiến
độ thi cơng cũng nhƣ các sự cố có thể xảy ra do mất điện cần trang bị thêm 2 máy phát
điện tại hai cửa hầm để sử dụng trong những trƣờng hợp cần thiết.
Nguồn nƣớc ngầm tại khu vực đƣợc tận dụng để cung cấp cho dự án.
Vật liệu đất đá để thi cơng các đoạn đƣờng đắp có thể tận dụng từ đất đá đào
hầm.
Đá dùng cho công tác bêtông đƣợc khai thác tại mỏ đá gần công trƣờng.
1.8. Quy định nồng độ khí độc cho phép.
Nồng độ khí độc trong hầm sau khi phƣơng tiện qua 15 phút phải nhỏ hơn nồng
độ cho phép đƣợc quy định. [Xem phụ lục PHẦN I– CHƢƠNG I – BảngI- 1.2]
2


1.9. Dự báo giao thông
Tỷ lệ tăng trƣởng giao thông phát triển theo các loại xe đối với những năm dự
báo (2010, 2020, 2030) đƣợc dựa trên mức tăng trƣởng dân số, kinh tế vùng và trong
cả nƣớc.
Lƣu lƣợng xe/ngày đêm đƣợc dự báo trong bảng sau:
Năm

2016

2026

2036

Lƣu lƣợng xe/ngày đêm

2500

3200

4800

Thành phần dòng xe nhƣ sau:
-

Xe con (4-9 chỗ):

18 %

-

Xe Khách (12-25 chỗ) 4,5T:

22 %

-

Xe > 25 chỗ 9,5T:

18 %

-

Xe tải 2 trục 4 bánh (5,6 T):

25 %

-

Xe tải 2 trục 6 bánh (6,9 T):

5%

-

Xe tải 3 trục (2x9,4T):

5%

-

Xe tải > 3 trục (3x10T):

7%

3


CHƢƠNG 2: TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT.
2.1. Quy trình, quy phạm thiết kế đƣợc áp dụng.
1. Tiêu chuẩn thiết kế đƣờng ôtô TCVN 273 – 05.
2. Tiêu chuẩn thiết kế đƣờng ôtô TCVN 4054 – 05.

3. Tiêu chuẩn thiết kế hầm đƣờng ôtô TCVN 4027 – 88.
4. Tham khảo tiêu chuẩn thiết kế hầm xuyên núi của Nhật.
5. Tiêu chuẩn thiết kế Cầu TCVN 272 – 05.
6. Tham khảo các tài liệu, các tiêu chuẩn kỹ thuật khác có liên quan.
2.2. Các tiêu chuẩn kỹ thuật.
2.2.1. Quy định chung
Bán kính tối thiểu đƣờng cong trong hầm đƣợc qui định để đảm bảo cho chạy xe
an tồn, đảm bảo tầm nhìn trong hầm.
Hiện nay chƣa có Tiêu chuẩn về hầm đƣờng bộ, tạm thời tham khảo Tiêu chuẩn
thiết kế Đƣờng bộ 22TCN-273-05 và một số tiêu chuẩn thiết kế hầm ở nƣớc ngoài để
rút ra một số nguyên tắc thiết kế tuyến hầm trên đƣờng ôtô nhƣ sau:
-

Thông thƣờng hầm đƣờng bộ thiết kế dành cho 2 làn xe chạy 2 chiều, nếu

đƣờng 4 làn xe thì thiết kế 2 hầm một chiều chạy song song nhau: Nếu có cơ sở so
sánh về hiệu quả kinh tế và kỹ thuật thì mới chọn phƣơng án đƣờng hầm hai chiều với
4 làn xe.
-

Bán kính cong tối thiểu là 250m, chỉ khi nào khơng thể mở rộng đƣợc bán kính

cong mới cho phép dùng bán kính 150m.
- Đƣờng hầm trong thành phố dùng để giải quyết giao cắt khác mức giữa các tuyến
trong nút giao thơng. Vì vậy tuyến hầm thƣờng nằm trên đƣờng thẳng.
-

Khi mặt bằng nút phức tạp, là nút giao ngã năm, ngã sáu hoặc gặp những cơng

trình ngầm khác, tuyến hầm phải vịng tránh khi đó hầm buộc phải nằm trên đƣờng

cong.
-

Đối với hầm vƣợt qua sông, đoạn hầm vƣợt qua khu vực dịng chảy chính thi

cơng chở nổi hạ chìm thì bắt buộc phải bố trí trên đƣờng thẳng.
Tiêu chuẩn về bình đồ và trắc dọc hầm phụ thuộc vào tốc độ tính tốn của luồng xe.

4


BảngI- 2.1: Trắc dọc trên đường
Cấp loại đƣờng phố

Tốc độ tính
tốn (km/h)

Bán kính cong
tối đa (m)

Bán kính cong
tối thiểu(m)

Độ dốc dọc
tối đa(%)

Đƣờng cao tốc

120

3000-5000

600

4

Đƣờng ƣu tiên cấp 1

100

2000-5000

400

5

Đƣờng khu vực

80

1000-1500

250

6

Trắc dọc trong hầm
Hầm có thể đƣợc thiết kế theo một hoặc hai hƣớng dốc. Hầm có dốc về một
phía có ƣu điểm là thơng gió tự nhiên tốt vì chênh cao giữa hai phía cửa hầm tạo ra
chênh lệch áp suất và sẽ ln có một luồng gió tự nhiên thổi dọc theo đƣờng hầm. Tuy

vậy hầm một hƣớng dốc có nhƣợc điểm là gây khó khăn cho thi cơng khi ta tổ chức
đào từ hai phía cửa hầm, hƣớng đào từ phía cửa trên sẽ bị úng nƣớc. Trong giai đoạn
khai thác sẽ có một lƣợng nƣớc mặt từ phía trên dốc ngồi cửa chảy qua hầm buộc
phải tăng tiết diện rãnh thoát nƣớc là nhƣợc điểm thứ hai. Vì vậy chỉ với đƣờng hầm
có chiều dài <500m mới thiết kế một hƣớng dốc, chiều dài  500m cần phải thiết kế
dốc về 2 phía.
Khi tạo dốc hai phía có góc gãy giữa hai hƣớng dốc. Để tạo tầm nhìn và độ êm
thuận, chênh lệch tuyệt đối giữa hai dốc không đƣợc vƣợt quá giá trị cho phép, đối với
đƣờng sắt là 3‰. Để đảm bảo yêu cầu này ngƣời ta sử dụng một đoạn chuyển tiếp gọi
là đoạn dốc hịa hỗn có chiều dài tối đa 200m và độ dốc bằng độ dốc tối thiểu để
thốt nƣớc, thơng thƣờng độ dốc này là 3‰, còn khi đƣờng hầm nằm trong vùng có
lƣợng nƣớc ngầm lớn thì độ dốc tối thiểu phải là 6‰. Chênh dốc trên hầm đƣờng bộ
đƣợc vuốt nối bằng đƣờng cong đứng lồi và đƣờng cong đứng lõm. Bán kính đƣờng
cong đứng phụ thuộc vào chênh dốc tuyệt đối giữa hai hƣớng để đảm bảo tầm nhìn
vƣợt xe của ngƣời điều khiển phƣơng tiện.
BảngI- 2.2: Bán kính cong trong hầm
Độ chênh dốc tuyệt đối
(%)

Bán kính đƣờng cong lồi
(m)

Bán kính dƣờng cong lõm
(m)

5-6.9

10000

2000

7-9.9

6000

1500

 10

4000

1000

5


Trong hầm đƣờng bộ độ dốc tối đa quy định đối với đƣờng hầm có chiều dài
 500m là 6%, các trƣờng hợp còn lại là 4%. Độ dốc tối thiểu là 6‰ để đảm bảo thoát

nƣớc dọc hầm đƣợc dễ dàng.
2.2.2. Xác định chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến
SỐ LIỆU XE QUY ĐỔI NĂM TƢƠNG LAI: 4800 XE/NGÀY ĐÊM
BảngI- 2.3: Bảng quy đổi thành phần xe chạy về xe con năm tƣơng lai
Ni
Hệ số
Quy đổi về xe
(Xe/ngđ)
quy đổi
con
1

Xe con (4-9 chỗ)
864
1
864
2
Xe Khách (12-25 chỗ) 4,5T
1056
2.0
2112
3
Xe > 25 chỗ 9,5T
864
2.5
2160
4
Xe tải 2 trục 4 bánh (5,6 T)
1200
2.0
2400
5
Xe tải 2 trục 6 bánh (6,9 T)
240
2.0
480
6
Xe tải 3 trục (2x9,4T)
240
2.5
600
7

Xe tải > 3 trục (3x10T)
336
2.5
840
Tổng số xe quy đổi
9456
Dựa vào tiêu chuẩn kĩ thuật em có kiến nghị phƣơng án thiết kế nhƣ sau:
STT

Loại xe

- Đƣờng cấp III Đồng bằng: Vận tốc thiết kế : V = 100 km/h
- Khổ đƣờng:

+ Trên tuyến: Đƣờng 4 làn xe

+ Trong hầm: Mặt đƣờng 4 làn xe
- Vận tốc thiết kế: đƣờng dẫn là 80km/h; trong hầm Vtk =60km/h.
- Bán kính tối thiểu của đƣờng cong trên tuyến Rtt = 400m.
-

Bán kính tối thiểu của đƣờng cong trong hầm là Rhầm = 150m (điều kiện khó

khăn với hầm đƣờng bộ).
- Độ dốc thiết kế trên tuyến iTK =0.3% - 4 %
- Độ dốc dọc tối đa trong hầm ih,max = 4%.
- Độ dốc dọc tối thiểu trong hầm ih,min = 0.6 o oo .
- Độ dốc ngang mặt xe chạy in = 2%.
Bảng chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến. [Xem phụ lục PHẦN I– CHƢƠNG II – BảngI- 2.4]

6


CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHU VỰC HẦM.
3.1. Mơ tả địa chất cơng trình khu vực hầm.
Hầm nằm trong khu vực địa chất cịn ngun sinh khơng có những biến động lớn
do đó địa chất khu vực hầm không quá phức tạp. Địa chất hầm gồm 3 lớp đất đá chính
nhƣ sau:
(1) Sét kết, bột phong hố mạnh, sạn, khối, cứng cấp IV – V. Lớp này phân bố trên
cùng có chiều dầy 2,5m.
(2) Đá Riolít poofia, phong hoá mạnh, vỡ dăm và vỡ khối, cứng cấp VI. Lớp này nằm
dƣới lớp (1), lớp phân bố trong tồn bộ khu vực khảo sát và có chiều dày 60m. Càng
lên đỉnh chiều dày lớp này càng lớn.
(3) Đá Riolit poocfia, màu xám xanh, ít nứt nẻ. Cứng cấp VII – VIII. Loại này phân bố
với toàn bộ chiều dày phía dƣới.
Đá Riolit poocfia là loại khơng thấm nƣớc và khơng có nƣớc ngầm trong lịng
đất đá. Nƣớc chẩy trong đá là loại nƣớc mặt trong quá trình thấm qua lớp địa chất (1)
thấm xuống lớp đá không thấm nƣớc này và tồn tại trong các khe nứt của đất đá. Do
đó lớp địa chất (2) là lớp bị phong hố mạnh đồng thời có vỡ dăm và vỡ khối sinh ra
nhiều khe nứt nhỏ dẫn tới nƣớc thấm qua các khe nứt gây ẩm nhẹ vùng đất này.
Mực nƣớc ngầm nằm ở cao khu vực bình nguyên dƣới chân núi do đó trong khu vực
đặt hầm khơng có nƣớc ngầm.
Số liệu địa chất đƣợc trình bầy tại các bảng tổng hợp địa chất sau: [Xem phụ lục
PHẦN I– CHƢƠNG III – BảngI- 3.1; BảngI- 3.2]
3.2. Phân loại địa chất trong các khu vực dự kiến tuyến hầm đi qua.
Do hầm đƣợc thi công theo phƣơng pháp NATM nên địa chất khu vực hầm đƣợc
phân loại theo chỉ tiêu RMR. Chỉ tiêu RMR đánh giá chất lƣợng đá thông qua 6 thông
số. Bằng cách cho điểm các thông số và tính tổng số điểm đạt đƣợc thì sẽ phân đất đá
thành các cấp loại nhƣ sau:
BảngI- 3.3: Bảng phân loại đá theo điểm số RMR.

Giá trị RMR 70 - 100 60 - 80
Loại đá

A

B

40 - 70

30 - 60

25 - 50

20 - 40

< 20

CI

CII

DI

DII

E

Cách cho điểm các thông số theo bảng [BảngI- 3.4]: Xem phụ lục PHẦN I–
CHƢƠNG III – BảngI- 3.4: Bảng tổng hợp cách tính điểm số RMR của khối đá.

7


Tùy thuộc vào điểm số RMR ta có thể xác định đƣợc thời gian tự ổn định không chống
của hang đào dựa vào bảng [BảngI- 3.5]: [Xem phụ lục PHẦN I– CHƢƠNG III –
BảngI- 3.5].
Hầm đi qua 2 lớp địa chất 2,3 do đó ta phân loại địa chất cho hai loại đất đá và
Căn cứ vào bảng hệ thống phân loại điểm số khối đá do Bieniawski công bố và đối
chiếu với điều kiện địa chất khu vực hầm ta lập đƣợc bảng tổng hợp điểm số cho lớp
đá thứ nhất nhƣ sau:
Lớp thứ 2: Đá Riolít Foocfia, phong hoá mạnh, vỡ khối vỡ dăm, f kp=6, RQD=5060%. Loại đá này là loại đá cách nƣớc và không chứa nƣớc, nƣớc chủ yếu trong đá là
nƣớc mặt qua đới nứt nẻ.
BảngI- 3.6: Bảng tổng hợp điểm số RMR của lớp đá thứ hai
Chiểu tiêu

STT

4
5

Độ bền của đá còn nguyên
trạng – Nén đơn trục
Chỉ tiêu chất lƣợng đá RQD
Khoảng cách giữa các khe
nứt
Chiều dài các khe nứt (m)
Tính nhám của khe nứt

6

Sự lấp đầy khe nứt

7

Mức độ phong hóa

1
2
3

8

Đơn vị

Giá trị

Điểm số
RMR

Ghi chú

Mpa

70

7

Tra bảng

%

50-:-60

13

M

0,6-:-1,2

15

M

0,7-:-1,0
Hơi nhám
Vật liệu mềm
< 5mm
Phong hóa
nặng
Ẩm ƣớt

6
3
2
1

Tình trạng nƣớc ngầm
10
Tổng điểm
57

Loại CI
Vậy địa chất lớp 2: RMR = 57 là loại CI. Thời gian tự đứng vững của lớp này là

5m – 1 tuần

8


Lớp thứ 3: Đá Riolít Foocfia, màu xám xanh, ít nứt nẻ, fkp=8, RQD = 80-95%.
Bảng I- 3.7: Bảng tổng hợp điểm số RMR của lớp đá thứ ba
STT

Chiểu tiêu

4

Độ bền của đá còn nguyên
trạng – Nén đơn trục
Chỉ tiêu chất lƣợng đá
RQD
Khoảng cách giữa các khe
nứt
Chiều dài các khe nứt (m)

5

Tính nhám của khe nứt

6

Sự lấp đầy khe nứt

7

Mức độ phong hóa

8

Tình trạng nƣớc ngầm

1
2
3

Đơn
vị

Giá trị

Điểm số
RMR

Ghi chú

Mpa

80

7

Tra bảng

%

80-:-95

17

M

0.06-:-0.18

8

M

0,3-:-0,7
Nhám mịn,
phẳng
Vật liệu mềm
< 5mm
Khơng phong
hóa
Hồn tồn
khơ

6
1
2
6

15

Tổng
62
Loại B
Vậy địa chất lớp 3: RMR =62 là loại B. Thời gian tự đứng vững của lớp này là 10m
trong vòng 1 năm.
3.3. Dự kiến cấu tạo kết cấu và biện pháp công nghệ thi cơng đƣờng hầm.
Với mục đích nghiên cứu nên em kiến nghị thi công bằng phƣơng pháp NATM.
Điều kiện địa chất tại khu vực hầm đi qua chủ yếu là loại địa chất có RMR = 57(fkp =
6) và RMR = 62 ( fkp =8 ). Do đó ta chọn sơ bộ kết cấu hầm là dạng đƣờng cong 3 tâm,
kết hợp với phun bêtông và neo.
Dự kiến cấu tạo kết cấu dựa theo tiêu chuẩn hầm xuyên núi của Nhật có các thơng số
kỹ thuật theo bảng [Bảng I- 3.8]: [Xem phụ lục PHẦN I– CHƢƠNG III– Bảng I- 3.8]

9


CHƢƠNG 4: LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN TUYẾN
Yêu cầu chung của cơng tác vạch tuyến trên bình đồ:
- Khắc phục các yếu tố khó khăn của tuyến đƣờng về bình đồ, trắc dọc.
- Tuyến hầm phải phù hợp với tổng thể mạng lƣới đƣờng hiện tại.
- Các phƣơng án tuyến phải xét đến sự thuận lợi cho thiết kế, đặc biệt là thi công.
Phù hợp với công tác vận chuyển vật liệu, tận dụng đƣợc vật liệu tại chỗ nhằm giảm
thiểu đƣợc chi phí xây dựng.
- Sự lựa chọn của phƣơng án phải dựa trên cơ sở phân tích, so sánh về kinh tế trong
thiết kế, thi công, khai thác. Đặc biệt là yếu tố an toàn cho các phƣơng tiện phải đƣợc
bảo đảm.
- Vạch tuyến bình đồ và trắc dọc của hầm đƣợc thiết kế đảm bảo các chức năng và
mục đích của hầm nhƣ là một phần của tuyến đƣờng theo địa hình, địa chất, sử dụng

diều kiện mơi trƣờng dựa trên kết quả khảo sát, đo đạc ngay tại hiện trƣờng.
- Vạch tuyến của bình đồ nên chọn hƣớng tuyến thẳng, đƣờng cong bán kính lớn để
đảm bảo giao thông luôn thông suốt.
- Độ dốc hầm đối với trắc dọc đƣợc lập phải lớn hơn 0.3% để đảm bảo thốt nƣớc
tự nhiên trong q trình thi cơng hầm. Để đảm bảo điều kiện thơng gió tốt trong hầm,
giảm thiểu lƣợng khí thải của các phƣơng tiện thì độ dốc dọc không vƣợt quá 4%.
- Dựa vào hai điểm khống chế A-B trên bình đồ với các yếu tố hình học của tuyến
tơi đề xuất hai phƣơng án đi tuyến.
- Việc lựa chọn tuyến thực chất là việc so sánh hai phƣơng án tuyến. So sánh ƣu
nhƣợc điểm của hai tuyến từ đó đƣa ra lựa chọn tuyến để làm tuyến thiết kế kỹ thuật
4.1. Tuyến 1
4.1.1. Đặc điểm tuyến 1:
- Tuyến đƣợc thiết kế bám sát với đƣờng quốc lộ 1A sẳn có. Tuyến có chiều dài
4381.14 m, bắt đầu từ Km 0 +0.00 - Km 4+ 381.14.
- Chiều dài Hầm: 540 m.
- Cửa hầm phía nam tại Km 2+20, cao độ tự nhiên 50.22, cao độ thiết kế 35.10
- Cửa hầm phía bắc tại Km 2+560, cao độ tự nhiên 41.25, cao độ thiết kế 25.00
- Độ dốc dọc trong hầm:

Phía bắc hầm: độ dốc dọc 4%,
Phía nam hầm: độ dốc dọc: 0.6%

10


- Trên tuyến bố trí 6 cơng thốt nƣớc có khẩu độ 1.5m trong đó có 1 cống đơi (
Cống C5 tại Km2+780.30)
4.1.2. Ƣu điểm:
-

Phƣơng án này có chiều dài tuyến dài hơn 494.22m và có chiều dài hầm ngắn

hơn 800 m so với tuyến 2
- Tuyến đƣợc thiết kế bám sát với đƣờng quốc lộ 1A, nên điều kiện xây dựng
đƣờng, cũng nhƣ việc vẩn chuyển vật liệu và các yếu tố khác cho việc xây dựng tuyến
khá thuận lợi.
- Tuyến đi nổi nhiều nên thuận lợi cho việc phát triển kinh tế các địa phƣơng dọc
theo 2 bên tuyến
- Do tuyến hầm ngắn nên tuyến giảm đƣợc chi phí xây dụng cũng nhƣ trong q
trình khai thác, đây là điều rất quan trọng trong xây dựng hầm.
- Khối lƣợng đào đắp trên tồn tuyến là ít. Chỉ có đoạn từ km0+300 đến km0+800
là khối lƣợng đắp nhiều.
4.1.3 Nhƣợc điểm:
- Do tuyến đi nổi nhiều lại qua các khu vực có nhiều rừng nên gây ảnh hƣởng bất
lợi với hệ sinh thái rừng.
- Tuyến đƣợc thiết kế bám sát với đƣờng quốc lộ 1A, việc điều tiết lƣu thông giao
thơng trên tuyến gặp khó khăn, giải tỏa mặt bằng (Km3+450-Km3+900).
- Tuyến có nhiều đƣờng cong, tồn tuyến có 6 đƣờng cong
4.2: Tuyến 2:
4.2.1. Đặc điểm tuyến 2
- Tuyến đƣợc thiết kế có chiều dài 3886.92 m, bắt đầu từ Km 0 +0.00 đến Km 3+
886.92
- Chiều dài Hầm: 1340 m.
- Cửa hầm phía nam tại Km 1+100, cao độ tự nhiên 40.46, cao độ thiết kế 19.70
- Cửa hầm phía bắc tại Km 2+440, cao độ tự nhiên 30.41, cao độ thiết kế 12.62
- Độ dốc dọc trong hầm:

Phía bắc hầm: độ dốc dọc: 1.87%,
Phía nam hầm: độ dốc dọc: 1.03%

- Trên tuyến bố trí 5 cơng thốt nƣớc có khẩu độ 1.5m
4.2.1. Ƣu điểm:
- Chiều dài tuyến ngắn hơn tuyến 1
11


- Phƣơng án này không gây ảnh hƣởng tới khu vực rừng tự nhiên
4.2.2. Nhƣợc điểm:
- Chiều dài hầm lớn hơn nên chi phí sẽ đắt hơn trong q trình xây dựng và trong
q trình khai thác.
- Tuyến có khối lƣợng đắp khá lớn từ km0+440 đến km0+940
4.3. So sánh và kiến nghị chọn tuyến thiết kế kỹ thuật.
Qua so sánh ƣu nhƣợc điểm của hai phƣơng án ta thấy rõ tuyến 1 có ƣu điểm rõ
rệt hơn so với tuyến 2. Với chiều dài hầm ngắn, đảm bảo an toàn trong khai thác và
yêu cầu tạo điều kiện phát triển kinh tế địa phƣơng 2 bên khu vực tuyến đi qua nên rất
phù hợp với tình hình phát triển kinh tế của đất nƣớc ta hiện nay.
Với mục đích nghiên cứu và học tập em lựa chon phƣơng án tuyến 1 thiết kế 1
hầm đơn 4 làn xe chạy tổng chiều dài 540 m làm phƣơng án thiết kế kỹ thuật.
Bảng I- 4.1: Bảng đánh giá phương án tuyến
STT

Chỉ tiêu

1
2
3
4

Chiều dài tuyến
Chiều dài hầm

Chiều dài đƣờng
Chi phí xây dựng
Điều kiện xây
dựng hầm
Điều kiện xây
dựng đƣờng
Ảnh hƣởng
KTXD
Tác động môi
trƣờng

5
6
7
8

Đơn
Phƣơng án
vị
P/Án I
P/Án 2
tính
m
4381.14
3886.92
m
540
1340
m
3841.14

2546.92
Đồng 339,504,299,701 541,910,729,041

Đánh giá
P/Án I

P/Án 2
x

x
x
x

Thuận lợi

Khơng thuận lợi

x

Thuận lợi

Không thuận lợi

x

Ảnh hƣởng

Ảnh hƣởng

Ảnh hƣởng

Ảnh hƣởng

x

x

x

x

Bảng I- 4.2: Bảng chi phí xây dựng trên tuyến:

STT

Hạng
mục

Khối lƣợng (m)
Đơn giá/m

KLP/Án KLP/Án
1

2

Thành tiền(VNĐ)
P/Án 1

P/Án 2

1

Hầm

322,622,529

540

1340

174,216,165,660 432,314,188,860

2

Đƣờng

43031010

3841.14

2546.92

165,288,134,041 109,596,540,181

Tổng

339,504,299,701 541,910,729,041
12

Ghi chú: đơn gia tham khảo/đơn vị dài
Hầm: Xem phụ lục PHẦN I– CHƢƠNG IV– Bảng I- 4.3: Dự toán kinh phí HẦM
MŨI TRÂU(KM 47+421 - KM 49+448.1), đoạn La Sơn – Túy Loan (Km 0-Km80).
Đƣờng: Xem phụ lục PHẦN I– CHƢƠNG IV– Bảng I- 4.4: Dự tốn kinh phí xây
dựng tuyến mới (Km59+400 –Km65+900) thuộc dự án ĐTXD công trình nâng cấp cải
tạo QL18 đoạn Bắc Ninh – ng Bí (Km20+00-Km77+00).

13


PHẦN II. THIẾT KẾ CƠ SỞ
CHƢƠNG 1: THIẾT KẾ PHƢƠNG ÁN KẾT CẤU SƠ BỘ THỨ 1
(MỘT HẦM ĐÔI VỚI 4 LÀN XE)
1.1. Thiết kế tuyến hầm
1.1.1. Những yếu tố hình học của tuyến hầm
Chiều dài tồn tuyến thiết kế là 4381.14 m.
Điểm đầu tuyến

-

+ Lý trình: Km 0+00
+ Cao độ tự nhien: 23.06 m
+ Cao độ thiết kế: 23.06 m
Điểm cuối tuyến

-

+ Lý trình: Km 4+381.14
+ Cao độ tự nhiên: 7.73 m

+ Cao độ thiết kế: 7.73 m
-

Bình diện tuyến thiết kế
Tuyến đƣợc thiết kế là tổ hợp các đoạn đƣờng thẳng đƣợc nối với nhau bằng 5

đƣờng cong. Chiều dài tồn tuyến là: 4382.14 m. Mục đích của việc thiết kế đƣờng
cong chuyển tiếp là làm giảm lực ly tâm khi phƣơng tiện giao thông chuyển từ đƣờng
thẳng vào đƣờng cong trịn.
Bảng II-1.1: Bảng vị trí và các thông số kỹ thuật của các đường cong trên tuyến
TT

A

R

1

36O 19’56.22”

400

2

34O 45’27.88”

3

K

T

P

L

isc

253.65 131.25

20.98

70

8

400

242.65 125.19

19.13

70

8

25O 31’3.88”

400

178.15

90.58

10.13

70

8

4

42O 46’28.76’’

400

298.62 156.66

29.58

70

8

5

35O 15’43.56’’

350

215.40 111.24

17.25

70

8

6

29 O 38’11.51’’

300

158.18

10.32

85

8

79.37

14