Nghiên cứu đề xuất kết cấu mặt cắt giao thông đường bộ hợp lý trên đê sông đoạn qua khu vực đô thị

Bài viết Nghiên cứu đề xuất kết cấu mặt cắt giao thông đường bộ hợp lý trên đê sông đoạn qua khu vực đô thị đề cập đến việc đề xuất các tiêu chí phục vụ cho công tác thiết kế và qua đó đề xuất một số dạng mặt cắt ngang đường bộ điển hình trên đê, phù hợp với yêu cầu giao thông đường bộ, nơi có đoạn đê sông qua khu vực đô thị.

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT KẾT CẤU MẶT CẮT GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ HỢP LÝ TRÊN ĐÊ SÔNG ĐOẠN QUA KHU VỰC ĐÔ THỊ Phùng Vĩnh An, Nguyễn Đình Hải Viện Thủy cơng Trần Văn Ngun Cơng ty TNHH MTV Khai thác Cơng trình Thủy lợi Hịa Bình Tóm tắt: Trong khoảng mười năm trở lại đây, tác động đòn bẩy phát triển kinh tế xã hội làm cho lưu lượng giao thông tăng đột biến Đặc biệt đô thị lớn, tuyến đê sông trở thành cửa ngõ giao thông vào Do chức đê sông chủ yếu ngăn lũ, nên phải kết hợp thêm chức giao thông làm cho kết cấu đường đê hư hỏng nhiều, thêm vào tiêu chuẩn thiết kế, thi cơng liên quan hai lĩnh vực thủy lợi giao thông chưa đề cập trực tiếp đến vấn đề có đề cập đến khơng tương thích với nhau, nên ảnh hưởng khơng đến chất lượng mặt đường đê trình khai thác cơng trình Nhằm khắc phục vấn đề nêu trên, báo đề cập đến việc đề xuất tiêu chí phục vụ cho cơng tác thiết kế qua đề xuất số dạng mặt cắt ngang đường điển hình đê, phù hợp với yêu cầu giao thơng đường bộ, nơi có đoạn đê sơng qua khu vực thị Từ khóa: Đê kết hợp đường giao thơng; Mặt cắt ngang điển hình; Giao thơng đường Summary: In the past ten years, under the development of economy, traffic volume has increased quickly Especially for big cities, river dikes become gateways for traffic in and out Because the function of the river dike is mainly to prevent floods, when it has to be combined with the traffic function, the road structure on the dyke is greatly damaged, in addition the design and construction standards of irrigation and transportation are not compatible with each other, so it has greatly affected the quality of pavement of road on the dike in activity duration In order to overcome the above problems, this paper refers to the proposal of criteria for the design work and thereby proposes some typical road cross-sections on the dike, in accordance with the requirements of the road traffic, where there is a river dyke crossing the urban area Keyword: River dikes combine with the road traffic; typical cross-section; transportation route ĐẶT VẤN ĐỀ * Tại khu vực đô thị đồng sơng Hồng đê nước ta hình thành cách đắp dần từ xa xưa, bám dọc theo sơng lớn, nhỏ có chức ngăn nước, chống lũ, bảo vệ sản xuất nông nghiệp Vì vậy, nhìn chung khu vực thị nằm sâu phía đê Ngồi ra, trước tính chất xung yếu đê, việc lưu thông đê hạn chế, có phương tiện Ngày nhận bài: 28/9/2021 Ngày thông qua phản biện: 14/12/2021 tải trọng nhỏ xe trâu, bị, xe cơng nơng, xe máy, đạp người phép lưu thông đê Tuy nhiên gần nhờ chương trình cứng hóa mặt đê, nhiều đoạn đê cho phép phương tiện giao thông lưu thơng đê Một số thị có u cầu phát triển giao thông để hạn chế ách tắc khu vực vào cửa ngõ Do khu vực ngồi đê nhanh chóng phát triển, làm cho đê bị đẩy lùi vào phía Ngồi ra, nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, Ngày duyệt đăng: 20/01/2022 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 70 - 2022 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ nhiều đoạn đê nâng cấp, mở rộng theo tiêu chuẩn đường đồng cấp IV theo tiêu chuẩn đường giao thơng nơng thơn Ví dụ: Đê Tả Hồng – Hưng Yên đoạn km 76+894 ÷ km 124+824, nâng cấp theo tiêu chuẩn đường đồng cấp IV với quy mô mặt đường phần xe chạy rộng m ÷ 10 m, lớp mặt đường bê tông nhựa lớp dày 12 cm; hay thay đổi kết cấu đê đoạn từ Âu Cơ - Nghi Tàm đến nút giao thông An Dương, trở thành đê bê tông cốt thép, mặt đê mở rộng để kết hợp giao thơng Q trình thực dự án nhiều thời gian chuẩn bị, tổ chức nhiều buổi hội thảo để góp ý kiến để giải vấn đề liên quan đến tính pháp lý nâng cấp, mở rộng đê để kết hợp làm đường giao thông đường Đặc biệt vấn đề kỹ thuật khác biệt giao thông thủy lợi vấn đề tải trọng, tổ hợp tải trọng, tiêu chuẩn an toàn vấn đề liền quan đến cấu tạo nắn theo bán kính u cầu đường bộ, v.v… Từ cho thấy, kết hợp đê với giao thông đường cần phải đề tiêu chí, yêu cầu kết cấu phù hợp để giải mâu thuẫn ĐỀ XUẤT MỘT SỐ TIÊU CHÍ KỸ THUẬT CHÍNH KHI KẾT HỢP ĐÊ SƠNG VỚI GIAO THƠNG ĐƯỜNG BỘ 2.1 Yêu cầu chung Tùy thuộc vào tính chất, nhiệm vụ cụ thể đặt theo yêu cầu quan quản lý, mà cơng trình đê kết hợp với giao thông đường khu vực đô thị có đặc điểm giống khác Nhưng hầu hết có mục đích, cụ thể: - Bảo đảm an toàn chống lũ; - Phát triển giao thông, kết nối đồng với hạ tầng kỹ thuật, giảm ách tắc; - Tạo cảnh quan cho khu vực thị Ngồi ra, tùy thuộc vào cơng trình cụ thể, có mục tiêu rõ ràng cụ thể 2.2 Nguyên tắc lựa chọn đề xuất tiêu chí kỹ thuật Khi thiết kế nâng cấp, mở rộng đê sông kết hợp làm đường giao thơng cần hài hịa tối đa tiêu thiết kế đê sông đường giao thơng Nếu trường hợp khơng thể hài hịa tiêu thiết kế, cần ưu tiên tiêu an tồn đê sơng Các tiêu thiết kế nêu trên, xem xét từ tiêu chuẩn sở như: TCVN 9902:2016, TCVN 4054:2005, TCVN 10380:2014, TCDXVN 104:2007 2.2.1 Cấp cơng trình tổ hợp tải trọng Cấp kỹ thuật đường đê, tùy thuộc vào công yêu cầu, lưu lượng xe dự kiến, tải trọng trục xe dự kiến, mục đích vận chuyển khu vực xây dựng đường đê, bao gồm cấp sau: - Cấp A, cấp B, cấp C, cấp D theo quy định TCVN 10380 : 2014; - Cấp IV, cấp V, cấp VI theo quy định TCVN 4054 :2005; - Cấp 2a, 2b, 3a, 3b theo quy định TCXDVN 104 :2007 Tải trọng giao thông đê kết hợp đường giao thông tải trọng thường xun Việc xác định tải trọng tính tốn theo quy định II.4 – 22 TCN 262:2000 Các loại tải trọng tác dụng lên đê kết hợp đường giao thông gồm tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời thông thường tải trọng tạm thời đặc biệt 2.2.2 Tiêu chuẩn an toàn Hệ số an toàn tổng thể đê sông kết hợp đường - Thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội; giao thông, phục thuộc vào cấp đê sông đường đê, đề nghị sau (xem bảng 1): Bảng 1: Hệ số an toàn tổng thể đê sông kết hợp đường giao thông TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 70 - 2022 KHOA HỌC Loại cấp cơng trình kết hợp Tổ hợp tải trọng Tổ hợp tải trọng đặc biệt Đê cấp đặc biệt; Đường cấp 1,50 1,40 Đê cấp I; Đường cấp 1,35 1,25 Tốc độ biến dạng thẳng đứng cấp đường đê: Tại vị trí trục tim đê thi cơng khối đắp lớp móng đường đê khơng vượt trị số 10 mm/ngày đêm chuyển vị ngang vị trí mép mái thượng, hạ lưu khối đắp không vượt 5mm/ngày đêm Độ lún cho phép đường giao thông kết hợp với đê phụ thuộc theo cấp tải trọng đường, quy định Điều 1.3.5 – 22 TCN 211-06 Gradient dòng thấm qua thân đê, đê theo quy định TCVN 9902:2016 2.2.3 Các yêu cầu kỹ thuật Xe thiết kế loại xe sử dụng để tính tốn cho yếu tố đường bộ, quy định Điều 3.2TCVN 4054:2005 Đê cấp II; Đường cấp 1,30 1,20 CÔNG NGHỆ Đê cấp III; Đường cấp 1,25 1,20 Đê cấp IV; Đường cấp 1,20 1,20 Đê cấp V; Đường cấp 1,2 1,20 Tải trọng đoàn xe tiêu chuẩn bao gồm đoàn xe giới đoàn xe thô sơ, quy định 22TCN 210:1992 Trên bình đồ tuyến đê kết hợp đường gồm đoạn thẳng nối tiếp đường cong tròn Khi tốc độ thiết kế ≥ 60 km/h đường thẳng đường cong tròn nối tiếp đường cong chuyển tiếp Do đê khác đường chỗ phải bám theo sơng, nhiều đoạn khơng thể đáp ứng theo yêu cầu giao thông, đoạn cần áp dụng giải pháp kỹ thuật để xử lý sau: - Trường hợp đáp ứng u cầu giao thơng: Khi điều kiện địa hình cho phép, bán kính đường cong nằm tối thiểu theo quy định bảng 2: Bảng 2: Bán kính đường cong nằm tối thiểu Tốc độ thiết kế, km/h 60 40 40 30 30 20 -Tối thiểu giới hạn 125 60 60 30 30 15 -Tối thiểu thông thường 250 125 125 60 60 50 -Tối thiểu không siêu cao 1500 600 600 350 350 250 Bán kính đường cong nằm, m : - Trong trường hợp bắt buộc phải uốn cong theo bán kính dịng sơng, cần phải khống chế tốc độ kỹ thuật < 60 km/h đặt biển báo khống chế tốc độ vị trí vào vị trí uốn đường giao thông kết hợp - Độ dốc siêu cao phụ thuộc vào loại đường, cấp đường, vận tốc thiết kế bán kính cong bằng, quy định TCVN 4054:2005 - Hệ số mái phía sơng phía đồng đê sông kết hợp giao thông cần thông qua tính tốn thấm, ổn định, kết cấu mái điều kiện thi cơng để lựa chọn hệ số mái thích hợp, theo quy định TCVN 9906:2016 ĐỀ XUẤT MẶT CẮT ĐIỂN HÌNH KHI KẾT HỢP GIAO THƠNG ĐƯỜNG BỘ VỚI ĐÊ SÔNG ĐOẠN QUA KHU VỰC ĐÔ THỊ Ngồi việc cần đảm bảo tiêu chí kỹ thuật đề xuất nội dung trên, tùy thuộc yêu cầu lưu lượng đường giao thông kết hợp, TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 70 - 2022 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ điều kiện quỹ đất cho phép, điều kiện công tác giải phóng mặt mà lựa chọn kết cấu mặt cắt phù hợp sau: 3.1 Đề xuất mặt cắt điển hình thị cấp đặc biệt cấp I: Đê khu vực đô thị thông thường đặt yêu cầu tiết kiệm diện tích (mặt cắt ngang đê), để chiều rộng mặt đường rộng Ngồi ra, số cơng trình cịn đặt u cầu sử dụng khu vực chân đê cũ, phục vụ yêu cầu giao thông (một hai gom) Với loại hình mặt cắt đê có hai dạng: - Dạng mở rộng mặt cắt hoàn toàn: Sử dụng tường trọng lực (BTCT, BT, Đá xây) dạng chữ L, mở rộng đến sát chân đê cũ, số trường hợp cịn khoảng khơng gian trống chân đê cũ, mở rộng tường ngồi chân đê nhằm mục đích mở rộng chiều rộng đường cách tối đa: Chú dẫn Tim tuyến; Rãnh thoát nước Giải phân cách; BxH=0.5x0.8; Kết cấu Mép nhà dân mặt đường; trạng; Bó vỉa loại C; Hào kỹ thuật; Bó vỉa loại A; 10 Rãnh nước Tường trọng lực BxH=0.3x0.5; (BTCT, BT, Đá xây); Hình 2: Mặt cắt mở rộng phía hồn tồn, đường cấp, dốc phía - Dạng mặt cắt mở rộng khơng hồn tồn: Tường trọng lực (BTCT, BT, Đá xây) mở rộng từ 0,5 B  2/3 B (B chiều rộng phần mái thượng, hạ lưu đê cũ), sau: Chú dẫn Tim tuyến; Giải phân cách; Kết cấu mặt đường; Bó vỉa loại C; Bó vỉa loại A; Tường trọng lực (BTCT, BT, Đá xây); Rãnh thoát nước BxH=0.5x0.8; Mép nhà dân trạng; Hào kỹ thuật; 10 Rãnh nước BxH=0.3x0.5; Hình 1: Mặt cắt mở rộng hai phía hồn tồn, đường cấp, dốc hai phía Chú dẫn Tim tuyến; Giải phân cách; Kết cấu mặt đường; Bó vỉa loại C; Bó vỉa loại A; Tường trọng lực (BTCT, BT, Đá xây); Rãnh thoát nước BxH=0.5x0.8; Mép nhà dân trạng; Hào kỹ thuật; 10 Rãnh nước BxH=0.3x0.5; Hình 3: Mặt cắt mở rộng phía, đường cấp, dốc phía TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 70 - 2022 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Chú dẫn Chú dẫn Tim tuyến; Giải phân cách; Kết cấu mặt đường; Bó vỉa loại C; Bó vỉa loại A; Tường trọng lực (BTCT, BT, Đá xây); Rãnh thoát nước BxH=0.5x0.8; Mép nhà dân trạng; Hào kỹ thuật; 10 Rãnh thoát nước BxH=0.3x0.5; Hình 4: Mặt cắt mở rộng phía, đường hai cấp, dốc phía Tim tuyến; Giải phân cách; Kết cấu mặt đường; Bó vỉa loại C; Bó vỉa loại A; Tường trọng lực (BTCT, BT, Đá xây); Rãnh thoát nước BxH=0.5x0.8; Mép nhà dân trạng; Hào kỹ thuật; 10 Rãnh nước BxH=0.3x0.5; Hình 6: Mặt cắt mở rộng hai phía, đường cấp, mở rộng hai phía 3.2 Đề xuất mặt cắt điển hình đô thị cấp II đến cấp V Với đô thị loại thường có hai đặc điểm: (1) Đê sát sơng (khơng có bãi bồi có diện tích khơng lớn); (2) Khơng u cầu tiết kiệm diện tích để tăng chiều rộng mặt cắt ngang, đê tương đối cách xa khu vực thị Vì vậy, thông thường cần đắp đất áp trúc để mở rộng kết hợp làm mặt đường, cách mở rộng bên hai Chú dẫn Tim tuyến; Giải phân cách; Kết cấu mặt đường; Bó vỉa loại C; Bó vỉa loại A; Tường trọng lực (BTCT, BT, Đá xây); Rãnh thoát nước BxH=0.5x0.8; Mép nhà dân trạng; Hào kỹ thuật; 10 Rãnh nước BxH=0.3x0.5; Hình 5: Mặt cắt mở rộng phía, đường cấp, dốc hai phía Chú dẫn Tim tuyến; Bó vỉa loại C; Giải phân cách; Bó vỉa loại A; Kết cấu mặt đường; Hình 7: Mặt cắt mở rộng hai phía, TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 70 - 2022 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ đường hai cấp, dốc hai phía Chú dẫn Tim tuyến; Bó vỉa loại C; Giải phân cách; Bó vỉa loại A; Kết cấu mặt đường; Hình 8: Mặt cắt mở rộng hai phía, đường cấp, mở rộng hai phía Hình 9: Giải pháp khoan lấp nhét xử lý thân đê Hình 10: Giải pháp khoan thẩm thấu xử lý thân đê 3.3 Một số giải pháp xử lý thân đê không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kết hợp đê làm đường giao thông Như vậy, đê kết hợp giao thông cần phải đáp ứng tiêu chuẩn thiết kế thi công đê mà đảm bảo tiêu chí kỹ thuật đường giao thơng Nhiều đê đắp từ xa xưa chưa đáp ứng theo u cầu đó, q trình nâng cấp mở rộng đê để kết hợp giao thông thường gặp vấn đề đất yếu, thấm, thân đê không đạt độ chặt, v.v Một số giải pháp phù hợp nên xem xét áp dụng, sau: - Khoan lấp nhét xử lý thân đê, xem hình 9; - Khoan thẩm thấu xử lý đê, xem hình 10; - Xử lý cọc xi măng đất, xem hình 11; - Xử lý thân đê đắp áp trúc, xem hinh 12; - Xử lý vải địa kỹ thuật kết hợp đắp phản áp, v.v Hình 11: Giải pháp gia cố thân đê cọc xi măng đất Hình 12: Giải pháp đắp áp trúc KẾT LUẬN Nhằm hạn chế vấn đề ách tắc giao thông phát triển kinh tế - xã hội, nhiều hệ thống đê sông xem xét đầu tư, mở rộng, nâng cấp để kết hợp làm đường giao thông đường Tuy nhiên loại hình kết hợp chưa có tiêu chuẩn thiết kế thống Một số tiêu chí thiết kế loại hình xung đột lẫn Đồng thời chưa có kết cấu mặt cắt đê sông kết hợp làm đường giao thơng phù hợp với loại thị, loại thị có u cầu khác Để giải vấn đề trên, đề tài "Nghiên cứu tượng nứt đê giải pháp nâng cấp, sửa TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 70 - 2022 KHOA HỌC chữa nhằm đảm bảo an tồn cho đê kết hợp đường giao thơng" dựa hai tiêu chuẩn Việt Nam đường đê sơng, sở đề nguyên tắc lựa chọn ưu tiên, từ đề xuất tiêu chí phục vụ cho cơng tác thiết kế đê sông kết hợp làm đường giao thông Đề tài đồng thời đề xuất dạng mặt cắt đê phù hợp với điều kiện riêng loại đô thị Những mặt cắt giúp cho chủ đầu tư, tư vấn thiết kế tiết kiệm thời gian công sức xây CÔNG NGHỆ dựng tuyến đường LỜI CÁM ƠN Nghiên cứu kết nghiên cứu Đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu tượng nứt đê giải pháp nâng cấp, sửa chữa nhằm đảm bảo an toàn cho đê kết hợp đường giao thơng” Tổng cục Phịng, chống Thiên tai – Bộ Nông Nghiệp Phát triển Nông thôn cấp kinh phí hỗ trợ cho Viện Thủy cơng thực TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phùng Vĩnh An, Nguyễn Đình Hải, Trần Văn Nguyên nnk (2021), Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu tượng nứt đê giải pháp nâng cấp, sửa chữa nhằm đảm bảo an toàn cho đê kết hợp đường giao thông; [2] Phùng Vĩnh An (2019), Nghiên cứu đề xuất tiêu chí đảm bảo an tồn chống lũ, đồng thời đảm bảo an tồn giao thơng cho đê sơng kết hợp làm đường giao thông, Tuyển tập KHCN Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam 2014-2019 [3] TCVN 9902:2016, Công trình Thủy lợi – u cầu thiết kế đê sơng [4] TCVN 4054:2005, Đường ô tô – Tiêu chuẩn thiết kế [5] TCVN 10380:2014, Đường giao thông nông thôn – Yêu cầu thiết kế [6] TCDXVN 104:2007, Đường đô thị - Yêu cầu thiết kế [7] 22TCN 211:2006 Áo đường mềm - Các yêu cầu dẫn thiết kế [8] 22 TCN 262:2000, Quy trình khảo sát thiết kế đường tơ đắp đất yếu TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 70 - 2022 ... giải phóng mặt mà lựa chọn kết cấu mặt cắt phù hợp sau: 3.1 Đề xuất mặt cắt điển hình thị cấp đặc biệt cấp I: Đê khu vực đô thị thơng thường đặt u cầu tiết kiệm diện tích (mặt cắt ngang đê) , để... lẫn Đồng thời chưa có kết cấu mặt cắt đê sơng kết hợp làm đường giao thông phù hợp với loại thị, loại thị có u cầu khác Để giải vấn đề trên, đề tài "Nghiên cứu tượng nứt đê giải pháp nâng cấp,... cho đê kết hợp đường giao thông" dựa hai tiêu chuẩn Việt Nam đường đê sông, sở đề nguyên tắc lựa chọn ưu tiên, từ đề xuất tiêu chí phục vụ cho cơng tác thiết kế đê sông kết hợp làm đường giao thông