THIỆU CHUNG
VỊ TRÍ TUYẾN ĐƯỜNG MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG
Tuyến đường cần được khảo sát thiết kế, là đường đi qua xã tỉnh Lâm Đồng Tuyến đường có tính chất là đường xã nối các trung tâm của địa phương, các điểm lập hàng, các khu dân cư.
1.1.1.Mục đích, ý nghĩa của tuyến
Tạo điều kiện cho dân cư đi lại và trao đổi hàng hóa giữa các vùng và trong cả nước, đồng thời góp phần cũng cố an ninh quốc phòng
Thành phố Bảo Lộc nằm ở phía tây nam tỉnh Lâm Đồng, có vị trí địa lý:
Phía tây nam giáp huyện Đạ Huoai
Các phía còn lại giáp huyện Bảo Lâm.
Thành phố Bảo Lộc có diện tích 232,56 km², dân số năm 2019 là 158.981 người [4] , mật độ dân số đạt 684 người/km².
Thành phố Bảo Lộc có diện tích 23.256 ha, chiếm 2,38% diện tích toàn tỉnh Lâm Đồng. Đường Lý Thái Tổ, hướng vào khu du lịch thác Dambri tại thành phố Bảo Lộc năm 2019
Bảo Lộc nằm trên Quốc lộ 20, nếu tính từ trung tâm thành phố Bảo Lộc thì Bảo Lộc cách trung tâm Thành phố Hồ Chí Minh 193 km đường bộ về hướng Tây Nam theo tuyến quốc lộ 20, trung tâm thành phố cách thành phố Đà Lạt 110 km về hướng Bắc theo tuyến quốc lộ 20, cách Phan Thiết và Dầu Giây mỗi nơi 121 km theo quốc lộ
Với vị trí như vậy việc phát triển hạ tầng về giao thông có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế khu vực Tuyến đường thiết kế từ A-B là tuyến đường mới có ý nghĩa rất quan trong việc phát triển kinh tế địa phương nói riêng và cả nước nói chung Tuyến được xây dựng ngoài công việc chính chủ yếu là vận chuyển hàng hóa phục vụ đi lại của người dân mà còn nâng cao trình độ dân trí của người dân khu vực lân cận tuyến Vì vậy, nó thực sự cần thiết và phù hợp với chính sách phát triển.
- Điều tra khảo sát và thu thập các số liệu liên quan trong khu vực nghiên cứu thiết kế.
- Khảo sát thực địa, phân tích đánh giá hiện trạng tổng hợp khu vực nghiên cứu
- Xác định tính chất, chức năng phù hợp khu vực lập quy hoạch
- Xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu đảm bảo tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng hiện hành
- Quy hoạch tổng mặt bằng sử dụng đất đảm bảo sử dụng đất hiệu quả hợp lý, tạo dựng môi trường ổn định, lâu dài;
- Quy hoạch hệ thống hạ tầng kỹ thuật, đấu nối hạ tầng kỹ thuật cho phù hợp với các dự án đang triển khai
- Xác lập các cơ sở cho việc thiết lập Quy định quản lý xây dựng theo đồ án quy hoạch.
-Căn cứ vào các số liệu sau :
+ Bình đồ địa hình khu vực Bảo Lộc Tỉnh Lâm đồng (TL 1/.000).
+ Chênh lệch cao độ giữa các đường đồng mức liên tiếp là Δh = 5 m.
+ Lưu lượng xe chạy ở năm thiết kế: N0 = 300 (xe/ngđ).
Xe tải nặng (3 trục sau): 10%
Xe tải nặng (4 trục sau): 0%
-Hệ số tăng xe trung bình hàng năm: q = 9%.
1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN
Căn cứ vào bình đồ tuyến và nhiệm vụ đồ án thì tuyến phải đi qua 2 điểm A và B. Địa hình thành phố Bảo Lộc gồm 3 dạng chính là núi cao, đồi dốc và thung lũng:
Núi cao: Tập trung ở khu vực phía Tây Nam, có các ngọn núi cao từ 800 m-1000 m so với mặt nước biển, có độ dốc lớn và diện tích khoảng 2.500 ha, chiếm 11% tổng diện tích của toàn thành phố
Đồi dốc: Gồm các khối bazan bị chia cắt, tạo nên các ngọn đồi và các dải đồi dốc có phần đỉnh tương đối bằng phẳng, có độ cao từ 800 đến 850 m Độ dốc sườn đồi lớn, dễ bị xói mòn, là khu vực sản xuất loạt cây lâu năm như chè, cà phê, dâu,
Thung lũng: Tập trung chủ yếu ở xã Lộc Châu và Đại Lào, chiếm 9,2% tổng diện tích của toàn thành phố Có khu vực đất tương đối bằng phẳng, dễ thích hợp để
Khu vực tuyến đi qua có dạng địa hình đồng bằng và đồi, có độ dốc ngang sườn phổ biến 2%.
Khoảng cách giữa các đường đồng mức
Qua kết quả thị sát tình hình địa mạo, khu vực tuyến đi qua là đồng bằng với hầu hết diện tích bề mặt là đất ruộng và đất đỏ badan, mật độ cây chủ yếu là cây con với cỏ bụi chiếm diện tích trên toàn khu vực.
Theo kết quả điều tra khảo sát địa chất khu vực cho thấy điều kiện địa chất khu vực ổn định, không có hiện tượng sụt lở đá lăn Mặt cắt địa chất tuyến như sau:
Lớp đất hữu cơ dày: 10-20cm
Lớp đất á sét lẫn sỏi đá: 3-4m
Dưới là lớp đá dày
Qua công tác thăm dò địa chất cho thấy địa chất nơi tuyến đi qua khá ổn định, ít bị phong hóa, không có hiện tượng sụt lở, caxtơ Mặt cắt địa chất bao gồm nhiều lớp, cả tuyến hầu như là đất đồi tự nhiên màu đỏ lẫn cuội sỏi, ít lẫn chất hoà tan Qua thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất cho thấy đất ở đây có thể tận dụng đắp nền đường.
Hệ thống thủy văn bao gồm có ba hệ thống:
Hệ thống sông DaR’Nga: Phân bố ở phía Đông thành phố Bảo Lộc, là ranh giới giữa thành phố và huyện Bảo Lâm, các phụ lưu lớn của sông DaR’Nga trong thành phố Bảo Lộc gồm có: suối DaSre Drong, suối DaM’Drong, suối DaBrian Các suối này có nước quanh năm phục vụ cho sản xuất nông nghiệp
Hệ thống suối Đại Bình: Phân bố chủ yếu ở phía nam Quốc lộ 20, bắt nguồn từ dãy núi cao ở phía nam và tây Bảo Lộc Các phụ lưu gồm: suối DaLab, suối Tân Hồ, suối Đại Bình có lượng nước phong phú, có thể sử dụng làm nguồn nước tưới ổn định cho thung lũng Đại Bình
Hệ thống suối ĐamB’ri: Là vùng đầu nguồn của suối ĐamB’ri, phân bố tập trung ở xã ĐamB’ri, phần lớn các nhánh suối chỉ có nước vào mùa mưa Suối ĐamB’ri có nhiều ghềnh thác, trong đó có thác ĐamB’ri là cảnh quan có giá trị rất lớn về du lịch
THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN
NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ
Khi thiết kế bình đồ tuyến phải thiết kế phối hợp giữa bình đồ, trắc ngang, trắc dọc Để tiện lợi trong quá trình thiết kế cho phép đầu tiên là vạch tuyến trên bình đồ thông qua các đường dẫn hướng tuyến Sau đó dựa vào các đường dẫn hướng tuyến đã vạch tiến hành thiết kế bình đồ, trắc dọc, trắc ngang.
+ Đối với địa hình vùng đồng bằng, thung lũng, vùng đồi thoải đường dẫn hướng tuyến vạch theo “ Lối đi tuyến tự do” Vạch tuyến thẳng, ngắn nhất Tuy nhiên, tránh những đoạn thẳng quá dài (>3 km).
+ Đối với địa hình vùng đồi núi khó khăn, bình đồ và trắc dọc tuyến phải uốn lượn quanh co, bám theo địa hình để tranh thủ vượt độ dốc Tận dụng địa hình thấp để vượt tuyến qua đồi hoặc qua núi, những địa hình có đồi dốc thoải, dọc theo sông suối để giảm khối lượng đào đắp Dùng đường dẫn hướng tuyến theo “ lối đi gò bó”.
+ Đảm bảo các yếu tố của tuyến như bán kính tối thiểu đường cong nằm, chiều dài đường cong chuyển tiếp,…không vi phạm những quy định về trị số giới hạn đối với đường thiết kế.
+ Đảm bảo tuyến đường ôm theo dạng địa hình để khối lượng đào đắp là ít nhất, đảm bảo được cảnh quan thiên nhiên.
+ Không nên thiết kế những đoạn thẳng quá dài (lớn hơn 3km) gây tâm lý mất cảnh giác và buồn ngủ cho người lái xe.
+ Trong điều kiện địa hình cho phép, nên sử dung các tiêu chuẩn hình hoc cao như bán kính đường cong nằm, chiều dài đường cong chuyển tiếp.
+ Phối hợp giữa các yếu tố trên bình đồ với địa hình và cảnh quan xung quanh.
+ Tránh các vùng đất yếu, với đường cấp cao tránh tuyến chạy qua khu dân cư.
XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ
Trên bình đồ cần nghiên cứu kỹ địa hình và cảnh quan thiên nhiên để xác định được những khu vực khó khăn hay thuận lợi mà tại đó tuyến cần phải tránh hoặc đi qua.
+ Những khu vực tuyến cần tránh:
- Địa hình có độ dốc ngang sườn lớn.
- Địa chất kém ổn định, dễ bị sạt lở.
- Khu vực có nước ngầm hoạt động.
+ Những vị trí tuyến phải đi qua:
QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ VÀ XÁC ĐỊNH BƯỚC COMPA
- Vị trí vượt sông, suối thuận lợi: Bề rộng sông ngắn, địa chất ở hai bên bờ sông ổn định, không bị xói lở.
Sau khi được xác định những điểm khống chế, cần đánh dấu để làm cơ sở cho công tác vạch tuyến đi qua.
3.3 QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ VÀ XÁC ĐỊNH BƯỚC COMPA
Khi thiết kế tuyến phải dựa trên các quan điểm sau:
- Trường hợp tuyến phải đi qua thung lũng và đặt trên các thềm sông, suối phải đảm bảo đặt tuyến trên mực nước ngập về mùa lũ, tránh vùng đầm lầy, đất yếu và sự đe dọa xói lở của bờ sông Tránh tuyến đi uốn lượn quanh co quá nhiều theo sông suối mà không đảm bảo sự đều đặn của tuyến.
- Trường hợp tuyến đi theo đường phân thủy ít phải làm công trình thoát nước vì điều kiện thoát nước tốt, thường được dùng ở những vùng đồi thoải, nơi đỉnh đồi, núi phẳng ít lồi lõm và địa chất ổn định.
- Trường hợp tuyến đi lưng chừng sườn núi nên chọn những sườn đồi thoải, ít quanh co, địa chất ổn định, đường dẫn hướng tuyến sẽ được xác định theo độ dốc đều với một độ dốc chủ đạo với chú ý là phải nhỏ hơn độ dốc cho phép.
3.3.2 Xác định bước compa Để xác định vị trí đường dẫn hướng tuyến dốc đều trên bình đồ dung cách đi bước compa cố định có chiều dài:
+ : Chênh lệch giữa hai đường đồng mức gần nhau, = 5m.
+ idmax: Độ dốc dọc lớn nhất cho phép đối với cấp đường ( 0 /00).
Có thể lấy id = idmax - 0,02 phòng trường hợp tuyến vào đường cong bị rút ngắn chiều dài mà tăng thêm độ dốc dọc thực tế khi xe chạy
Thay các số liệu vào công thức 3.1 ta được:
VẠCH CÁC ĐƯỜNG DẪN HƯỚNG TUYẾN
- Đường dẫn hướng tuyến trong trường hợp gò bó về trắc dọc thì được vạch theo đường triển tuyến có độ dốc đều với độ dốc giới hạn (dung bước compa).
- Đường dẫn hưỡng tuyến trong trường hợp gò bó về bình đồ thì nên bám theo đường cùng cao độ (đường đồng mức) với độ dốc lên xuống ít để đảm bảo yêu cầu thoát nước trên đường.
- Đường dẫn hướng tuyến xác định bằng bước compa là một đường gãy khúc tại các đường đong mức, đường này có độ dốc không đổi id Dựa theo đường dẫn hướng tuyến lựa chọn tuyến đường chạy trong phạm vi giữa các đường gãy khúc gồm các đoạn thẳng và đoạn cong.
3.5 MỘT SỐ CHÚ Ý KHI VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN KHÁC NHAU
- Trường hợp tuyến đi theo thung lũng và đặt trên các thềm sông suối (lối đi thung lũng) phải đảm bảo đặt tuyến trên mực nước ngập về mùa lũ, tránh vùng đầm lầy đất yếu và sự đe dạo của sói lở bờ sông Tránh đi tuyến uốn lượn quanh co qua nhiều theo sông suối mà không dảm bảo sự đều đặn của tuyến.
- Trong trường hợp tuyến đi theo đường phân thủy – ít phải làm công trình thoát nước vì điều kiện thoát nước tốt, thường được đóng ở những vùng đồi thoải, nơi đỉnh đồi, núi phẳng ít lồi lõm và địa chất ổn định.
- Trường hợp tuyến đi qua lưng chừng sườn núi nên chọn sườn đồi thoải ít quanh co, địa chất ổn định.
Phương án 1: Tuyến có sáu đường cong nằm bán kính lần lượt là 125 và 250m
- Chiều dài tuyến ngắn nhất : 3953.81 Km
- Tuyến điều hòa bám sát đường đồng mức.
- Tuyến có đường cong nằm nhỏ R = 250 m
- Số lượng công trình cống thoát nước tính toán là 5.
Phương án 2: Tuyến gồm các đoạn thẳng và 5 đường cong nằm, bán kính lần lượt
- Chiều dài tuyến tương đối ngắn: 3640.05 Km
- Bán đường cong nằm nhỏ R = 250m
- Tuyến thiết kế hài hòa đều đặn
- Số lượng công trình cống thoát nước tính toán là 6
Bảng 1 11 : So sánh sơ bộ chọn phương án tuyến
STT Chỉ tiêu so sánh Đơn vị PA1 PA2 PA3 PA4
3 Độ dốc dọc trung bình tự nhiên %
4 Số lần chuyến hướng Lần 5 6 7 6
5 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất Rmin n M 125 125 250 250
6 Số cống thoát nước dự kiến Cái 5 6 5 4
7 Công trình cầu trên tuyến Cái 1 0 0 0
Trong hai phương án tuyến PA1 , PA2 ta nhận thấy phương án PA2 có chiều dài tuyến ngắn hơn, phương án PA2 có ít công trình thoát nước tính toán hơn Phương án PA2 đi bám theo đường đồng mức có cao độ 130m, do đó độ dốc dọc đường đen sẽ giảm. Phương án PA1 có độ dốc dọc đường den lớn hơn do tuyến có những chỗ lên dốc. Phương án PA2 có hệ số triển tuyến là 1,02 lớn hơn không đáng kể so với hệ số triển tuyến của phương án PA1 là 1,02 Qua việc phân tích các yếu tố như trên ta chọn phương án PA2 để lập dự án khả thi. Đối với hướng tuyến PA4 ta nhận thấy rằng phương án tuyến PA3 có chiều dài tuyến và hệ số triển tuyến lớn hơn không đáng kể Ngoài ra phương án tuyến PA3 đi có độ dốc dọc nhỏ hơn và khối lượng đào đắp nhỏ hơn.
Từ các đặc điểm nêu trên ta chọn hai phương án tuyến PA1 và PA2 để lập dự án khả thi
3.7 TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG CHO PHƯƠNG ÁN TUYẾN CHỌN
Tính toán các yếu tố đường cong là khâu quan trong quyết định đến chất lượng xe chạy trên đường Để đảm bảo điều kiện trên khi tính toán cần căn cứ vào:
- Chiều dài đoạn tuyến giữa các đỉnh phải đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp hoặc các đoạn nối siêu cao.
- Chỉ trong trường hợp khó khăn mới vận dụng bán kính đường cong nằm tối thiểu.
Hình 1 9: Các yếu tố của đường cong nằm
Các yếu tố đường cong được xác định như sau:
+ Chiều dài đường tang của đường cong:
+ Phân cực của đường cong:
+ Chiều dài của đường cong:
Trong đó: + R (m): Bán kính của đường cong.
+ (độ): Góc chuyển hướng của tuyến
Kết quả tính toán các yếu tố đường cong của phương án chọn được lập bảng:
Bảng 1 12: Bảng cắm cong phương án 1, 2
STT Lý trình Góc chuyển hướng a Các yếu tố cơ bản của đường cong đỉnh Trái Phải R(m) P(m) T(m) K(m) L(m)
CHƯƠNG IV THIẾT KẾ QUI HOẠCH THOÁT NƯỚC
Nước là kẻ thù số một của đường Nước có thể gây xói lở cầu cống, nền đường, sạt lở taluy Nước thấm vào nền, mặt đường làm cho cường độ chịu lực của nền đất và vật liệu làm đường giảm đáng kể Do đó, kết cấu mặt đường dễ bị phá hỏng khi có xe nặng chạy qua Vì vậy, việc thiết kế hệ thống thoát nước trên tuyến là một vấn đề quan trọng có ý nghĩa lớn về mặt kinh tế, nâng cao chất lượng khai thác đường ôtô
Trong công tác thiết kế quy hoạch thoát nước đường ôtô, hệ thống thoát nước trên đường bao gồm:
- Hệ thống rãnh thoát nước như: Rãnh biên, rãnh đỉnh, rãnh tập trung nước…
- Hệ thống các công trình vượt sông, suối như cầu, cống…
Những điều lưu ý khi quy hoạch thoát nước:
- Tần suất thiết kế của công trình thoát nước ứng với cấp thiết kế cấp V của tuyến là 4% (Bảng 30, trang 54, TCVN 4054-2005).
- Ưu tiên chọn cống ở chế độ chảy không áp để thoát nước tốt, tránh nước dâng trước cống và cống bị phá hoại do vật trôi Để tránh lắng đọng bùn đất thì độ dốc trong cống thông thường chọn 2÷3%.
- Ưu tiên cống tròn lắp ghép để thi công thuận tiện Trong trường hợp cao độ thấp, đất đắp trên cống bị hạn chế hoặc lưu lượng tính toán lớn (>20 m 3 /s) thì phải nghiên cứu phương án cống vuông, hay cống bản trên cơ sở luận chứng kinh tế kỹ thuật.
Rãnh thoát nước được thiết kế nhằm để thoát nước mưa từ mặt đường, lề đường, taluy các đoạn nền đường đào và diện tích khu vực 2 bên dành cho đường ở các đoạn nền đường đào, nửa đào nửa đắp.
- Rãnh biên được thiết kế và xây dựng để thoát nước mưa từ mặt đường, lề đường, taluy nền đường đào và diện tích khu vực hai bên dành cho đường ở các đoạn nền đường đào, nửa đào nửa đắp, nền đường đắp thấp hơn 0,6m.
- Kích thước của rãnh biên trong điều kiện bình thường được thiết kế theo cấu tạo định hình mà không yêu cầu tính toán thủy lực Chỉ trong trường hợp nếu rãnh biên không những chỉ thoát nước bề mặt đường, lề đường và diện tích dải đất giành cho đường mà còn để thoát nước lưu vực hai bên đường thì kích thước rãnh biên phải được tính toán theo công thức thủy lực, nhưng chiều sâu rãnh không được quá 0,8m.
Hình 1 10 : Cấu tạo rãnh biên.
Tiết diện của rãnh có thể là hình thang, tam giác, chữ nhật hoặc nửa hình tròn Phổ biến dung rãnh tiết diện hình thang, có chiều rộng đáy là 0,40m, chiều sâu tối thiểu tính từ mặt đất tự nhiên là 0,30m, taluy rãnh nền đường đào lấy bằng độ dốc taluy đường đào theo cấu tạo địa chất, taluy rãnh nền đường đắp là 1:1,5 – 3 Có thể dung rãnh có tiết diện tam giác, chiều sâu 0,30m, mái dốc phía phần xe chạy 1:3 và phía đối xứng 1:1,5 đối với nền đường đắp, và 1:m theo mái dốc 1:m của nền đường đào, ở những nơi địa chất là đá có thể dung tiết diện hình chữ nhật hay tam giác.
- Để tránh rãnh không bị ứ đọng bùn cát, độ dốc lòng rãnh không được nhỏ hơn 5‰, trường hợp đặc biệt cho phép lấy bằng 3‰
- Khi quy hoạch thoát nước mặt, chú ý không để thoát nước từ rãnh nền đường đắp chảy về nền đường đào, trừ trường hợp nền đường đào ngắn hơn 100m, không cho nước từ các rãnh đỉnh, rãnh dẫn nước, v v… chảy về rãnh dọc và phải luôn luôn tìm cách tháo nước rãnh dọc về chỗ trũng, ra sông suối gần đường hoặc cho thoát qua đường nhớ các công trình thoát nước ngang đường Đối với rãnh tiết diện hình thang cứ cách tối đa 500m và tiết diện tam giác cách 250m phải bố trí cống cấu tạo có đường kính cống 1m để thoát nước từ rãnh biên về sườn núi bên đường Đối với cống cấu tạo không yêu cầu tính toán thủy lực.
MỘT SỐ CHÚ Ý KHI VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN KHÁC NHAU
THIẾT KẾ QUI HOẠCH THOÁT NƯỚC
RÃNH THOÁT NƯỚC
Rãnh thoát nước được thiết kế nhằm để thoát nước mưa từ mặt đường, lề đường, taluy các đoạn nền đường đào và diện tích khu vực 2 bên dành cho đường ở các đoạn nền đường đào, nửa đào nửa đắp.
- Rãnh biên được thiết kế và xây dựng để thoát nước mưa từ mặt đường, lề đường, taluy nền đường đào và diện tích khu vực hai bên dành cho đường ở các đoạn nền đường đào, nửa đào nửa đắp, nền đường đắp thấp hơn 0,6m.
- Kích thước của rãnh biên trong điều kiện bình thường được thiết kế theo cấu tạo định hình mà không yêu cầu tính toán thủy lực Chỉ trong trường hợp nếu rãnh biên không những chỉ thoát nước bề mặt đường, lề đường và diện tích dải đất giành cho đường mà còn để thoát nước lưu vực hai bên đường thì kích thước rãnh biên phải được tính toán theo công thức thủy lực, nhưng chiều sâu rãnh không được quá 0,8m.
Hình 1 10 : Cấu tạo rãnh biên.
Tiết diện của rãnh có thể là hình thang, tam giác, chữ nhật hoặc nửa hình tròn Phổ biến dung rãnh tiết diện hình thang, có chiều rộng đáy là 0,40m, chiều sâu tối thiểu tính từ mặt đất tự nhiên là 0,30m, taluy rãnh nền đường đào lấy bằng độ dốc taluy đường đào theo cấu tạo địa chất, taluy rãnh nền đường đắp là 1:1,5 – 3 Có thể dung rãnh có tiết diện tam giác, chiều sâu 0,30m, mái dốc phía phần xe chạy 1:3 và phía đối xứng 1:1,5 đối với nền đường đắp, và 1:m theo mái dốc 1:m của nền đường đào, ở những nơi địa chất là đá có thể dung tiết diện hình chữ nhật hay tam giác.
- Để tránh rãnh không bị ứ đọng bùn cát, độ dốc lòng rãnh không được nhỏ hơn 5‰, trường hợp đặc biệt cho phép lấy bằng 3‰
- Khi quy hoạch thoát nước mặt, chú ý không để thoát nước từ rãnh nền đường đắp chảy về nền đường đào, trừ trường hợp nền đường đào ngắn hơn 100m, không cho nước từ các rãnh đỉnh, rãnh dẫn nước, v v… chảy về rãnh dọc và phải luôn luôn tìm cách tháo nước rãnh dọc về chỗ trũng, ra sông suối gần đường hoặc cho thoát qua đường nhớ các công trình thoát nước ngang đường Đối với rãnh tiết diện hình thang cứ cách tối đa 500m và tiết diện tam giác cách 250m phải bố trí cống cấu tạo có đường kính cống 1m để thoát nước từ rãnh biên về sườn núi bên đường Đối với cống cấu tạo không yêu cầu tính toán thủy lực.
- Nơi thoát nước từ rãnh biên nền đường đắp phải cách xa nền đường đắp Nếu bên cạnh nền đường đắp có thùng đấu thì rãnh dọc nền đường đào được thiết kế hướng dần tới thùng đấu Nếu không có thùng đấu thì rãnh dọc nền đường đào bố trí song song với tim đường cho tới vị trí nền đường đắp lớn hơn 0,50m thì bắt đầu thiết kế rãnh tách xa dần khỏi nền đường cho tới chiều sâu rãnh bằng không.
- Đối với vùng canh tác nông nghiệp, nếu kết hợp sử dụng rãnh làm kênh tưới tiêu thì tăng kích thước của rãnh dọc và đồng thời có biện pháp đảm bảo nền đường không bị sụt và xói lở.
- Qua các khu dân cư, rãnh biên nên thiết kế loại rãnh xây đá hoặc bê tông và có lát các tấm đan che kín, có bố trí hệ thống giếng thu nước mưa.
- Rãnh biên trong hầm nên thiết kế có kích thước lơn hơn thông thường để tăng khả năng thoát nước và sử dụng loại rãnh xây đá hoặc bằng bê tông.
- Ở những đoạn độ dốc rãnh lớn hơn trị số độ dốc gây xói đất lòng rãnh phải căn cứ vào tốc độ nước chảy để thiết kế gia cố rãnh thích hợp (lát đá, xây đá, xây bê tông). Trong điều kiện cho phép, nên gia công lòng rãnh bằng lát đá khan hoặc xây đá, không phụ thuộc vào độ dốc của rãnh để đảm bảo khả năng thoát nước của rãnh và giảm nhẹ công tác duy tu, bảo dưỡng rãnh.
- Khi diện tích lưu vực sườn núi đổ về đường lớn hoặc khi chiều cao taluy đào 12m thì phải bố trí rãnh đỉnh để đón nước chảy về phía đường và dẫn nước về công trình thoát nước, về sông suối hay chỗ trũng cạnh đường, không để nước đổ trực tiếp xuống rãnh biên.
- Rãnh đỉnh phải có quy hoạch hợp lý về hướng tuyến, độ dốc dọc và mặt cắt thoát nước Thiết kế rãnh đỉnh với tiết diện hình thang, chiều rộng đáy rãnh tối thiểu là 0,50m, bờ rãnh có taluy 1:1,5, chiều sâu rãnh xác định theo tính toán thủy lực và đảm bảo mực nước tính toán trong rãnh cách mép ít nhất 20cm, nhưng không sâu quá 1,50m.
- Khi rãnh đỉnh có chiều dài đáng kể thì chia rãnh thành các đoạn ngắn Lưu lượng nước chảy tính toán của mỗi đoạn lấy bằng lưu lượng nước chảy qua mặt cắt cuối cùng của mỗi đoạn, tức lưu lượng từ phần lưu vực chảy trực tiếp về đoạn rãnh tính toán cộng với tất cả các lưu lượng nước chảy từ lưu vực ở các đoạn rãnh từ trên chảy về.
- Độ dốc của rãnh đỉnh thường chọn theo điều kiện địa hình để tốc độ nước chảy không gây xói lòng rãnh Trường hợp do điều kiện địa hình bắt buộc phải thiết kế rãnh đỉnh có độ dốc lớn, thì phải có biện pháp gia cố lòng rãnh thích hợp, tốt nhất là gia cố bằng đá hộc xây hay bằng tấm bê tông hoặc thiết kế rãnh có dạng dốc nước hay bậc nước. Để tránh ứ đọng bùn cát trong rãnh không được nhỏ hơn 3% - 5%.
- Ở những nơi địa hình sườn núi dốc, diện tích lưu vực lớn, địa chất dễ sụt lở, có thể làm hai hoặc nhiều rãnh đỉnh Ngược lại, nếu độ dốc ngang sườn dồi nhỏ và diện tích lưu vực nước chảy về rãnh dọc không lớn, có thể không làm rãnh đỉnh, nhưng phải kiểm tra khả năng thoát nước rãnh biên.
CÔNG TRÌNH VƯỢT DÒNG NƯỚC
Công trình thoát nước bao gồm cầu, cống, đường tràn v.v được bố trí tại tất cả các nơi trũng trên bình đồ, trắc dọc và nơi có sông suối
Giá thành của các công trình thoát nước khá lớn trong tổng giá thành công trình đường, chọn và bố trí hợp lý sẽ giảm được giá thành xây dựng một cách đáng kể.
Phổ biến nhất hiện nay là các công trình cầu và cống nhỏ Nếu những vị trí này gần nhau và sườn lưu vực thoải có thể đào kênh dẫn nước từ đó về công trình để giảm số công trình. Đối với cống tính toán ta chọn loại cống không áp, khẩu độ được chọn theo tính toán thủy văn, số đốt cống tuỳ theo lưu lượng nước chảy và địa hình Nếu đường kính cống tròn 0,75m thì chiều dài cống không quá 15m, khẩu độ cống 1m thì chiều dài cống không lớn hơn 30m, còn cống có khẩu độ lớn hơn 1,25; 1,5m thì chiều dài cống cho phép trên 30m (Mục 10.7, trang 54, TCVN 4054-2005). Đối với cầu, khẩu độ được chọn dựa trên bình đồ nơi vị trí có dòng chảy rõ ràng theo định lượng.
Cao độ nền đường tại vị trí cống phải thoả các điều kiện:
Lớp đất đắp trên cống tròn dày ít nhất 0,5(m), nếu không dùng cống bản BTCT.
Nền đường phải cao hơn mực nước dâng trước cống một đoạn dự trữ; cầu nhỏ, cống không áp khẩu độ nhỏ hơn 2(m) thì chiều cao dự trữ là 0,5(m)
4.2.1.1 Xác định vị trí cống:
Các vị trí cần đặt cống hoặc cầu nhỏ là những suối nhỏ, các đường tụ thuỷ.
Lý trình của các công trình thoát nước của phương án I được ghi ở bảng 9:
Bảng 1 13 : Vị trí công trình cống thoát nước theo Phương án 1
Lý trình của các công trình thoát nước của phương án II được ghi ở bảng 10:
Bảng 1 14 : Vị trí công trình cống thoát nước theo Phương án 2
4.2.1.2 Xác định lưu vực cống:
Diện tích lưu vực được xác định dựa vào bình đồ địa hình, ta khoanh từng lưu vực nước chảy về công trình theo ranh giới của các đường phân thủy, sau đó tính diện tích của từng lưu vực Kết quả được thống kê ở bảng sau:
Diện tích lưu vực cống của phương án I được xác định ở bảng 11:
Bảng 1 15 : Diện tích lưu cống theo phương án 1
Diện tích lưu vực cống của phương án II được xác định ở bảng 12:
Bảng 1 16 : Diện tích lưu cống theo phương án 2
4.2.2.1 Xác định vị trí đặt cống
Cống phải được đặt ở những chổ thoát nước nhanh và tôt nhất do vậy: Cống thoát nước được bố trí ở những nơi có dòng suối nhỏ, đường tụ thủy cắt ngang qua tuyến.
4.2.2.2 Xác định lưu vực cống
Diện tích lưu vực cống được xác định như sau: Trên bản đồ địa hình (đường đồng mức), xác định vị trí, ranh giới các đường phân thủy để khoanh lưu vực xác định được diện tích hứng nước chảy về các đường tụ thủy mà ở đó dự định sẽ bố trí cống Diện tích hứng nước là phần diện tích được giới hạn bởi các đường phân thủy và tuyến đường
4.2.2.3Tính toán lưu lượng nước cực đại chảy về công trình
Xác định lưu lượng cực đại chảy về công trình theo công thức tính Qmax (theo 22TCN
220- 95) của Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam được áp dụng cho sông suối không bị ảnh hưởng của thủy triều.
Dạng công thức tính toán:
+ F: Diện tích lưu vực (km 2 ).
+ Qp: Lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế P% (m 3 /s).
+ HP: Lưu lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế P% (mm), (xác định theo phụ lục
5/T286-303/Sổ tay Thiết kế đường ôtô tập II) phụ thuộc vào tần suất P và vùng thiết kế, nếu gần đấy không có trạm đo mưa Trường hợp có trạm đo mưa thì hiệu chỉnh lý theo tài liệu đo mưa thực tế.
+ : Hệ số dòng chảy lũ, (xác định theo phụ lục 6/T304/Sổ tay Thiết kế đường ôtô tập
II) tùy thuộc loại đất cấu tạo bề mặt lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế Hp và diện tích lưu vực F
+ Ap: Modun dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện chưa xét đến ảnh hưởng của hồ ao, (xác định theo phụ lục 3/T279-284/Sổ tay Thiết kế đường ôtô tập
II) phụ thuộc vào hệ số đặc trưng địa mạo lòng sông fls (công thức ), thời gian tập trung nước trên sườn dốc tsd và vùng mưa.
+ : Hệ số ảnh hưởng của hồ ao và đầm lầy, (xác định theo bảng 7.2.6, trang
214, sổ tay thiết kế đường tập II)
1 Dựa vào phụ lục 1 và Phụ lục 5, Sổ tay Thiết kế đường ôtô tập II, xác định vùng thiết kế và lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế.
Tuyến đường nằm ở địa phận Lâm Đồng ứng với vùng mưa XVI Có lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế lấy theo qui phạm TCVN4054 – 2005 Theo TCVN4054 – 2005 với cấp thiết kế là cấp V ta lấy p = 4%, H4%= 179 mm. Ở khu vực tuyến đi qua có đất là loại đất cấp III
2 Chiều dài sườn dốc lưu vực được xác định theo công thức:
+ : Tổng chiều dài các suối nhánh (km) Chỉ tính các suối có chiều dài lớn hơn 0,75 chiều rộng trung bình của sườn dốc lưu vực B.
+ L: Chiều dài suối chính (km) đo từ nơi suối bắt đầu hình thành rõ ràng tới vị trí công trình.
Đối với lưu vực có một mái dốc:
3 Hệ số đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực:
+ : Độ dốc của sườn dốc lưu vực Độ dốc trung bình của sườn dốc chính Isd được xác định bằng trị số trung bình của 4 – 6 hướng nước chảy đại diện cho sườn dốc lưu vực.
+ msd: Hệ số đặc trưng nhám của sườn dốc, xác định theo bảng 7.2.5 (Sổ tay thiết kế đường tập II).
4 Xác định thời gian tập trung nước t sd :
Xác định thời gian tập trung nước tsd theo phụ lục 4, Sổ tay Thiết kế đường ôtô tập II, ứng với và vùng mưa rào.
Ta có: tsd = (vùng mưa, ).
5 Hệ số đặc trưng địa mạo lòng sông suối tính theo công thức:
+ L : Chiều dài suối chính (km).
+ Isl : Độ dốc lòng suối chính Độ dốc lòng suối chính Ils được xác định theo độ dốc của đường thẳng kẻ theo trắc dọc sông từ nơi suối hình thành rõ ràng tới vị trí công trình sao cho phần diện tích nằm trên và dưới đường thẳng này gần bằng nhau
+ msl: Hệ số đặc trưng nhám của lòng suối (xác định theo bảng 7.2.4, Sổ tay Thiết kế đường tập II).
6 Xác định Ap theo và t sd , vùng mưa theo Phụ lục 3, Sổ tay Thiết kế đường ôtô tập II
7 Xác định trị số Q max sau khi thay các trị số trên vào công thức 4.1
4.2.3 Chọn loại cống, khẩu độ cống.
- Dựa vào điều kiện địa hình, thủy văn và thủy lực
+ Với cống làm mới thường dùng cống chảy không áp.
+ Khi lưu lượng thiết kế