Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng Thiết kế và tổ chức thi công hầm metro

Song song với các biện pháp tăng cườngquản lý giao thông, thì việc phát triển vận tải hành khách công cộng với khốilượng lớn cũng được xem là giải pháp cứu cánh, Trước thực trạng như vậy

LỜI NÓI ĐẦU

Ở Hà Nội hiện nay, tốc độ phát triển của hệ thống giao thông vận tải đôthị (GTVTĐT) rất cao Riêng tốc độ phát triển của các phương tiện giao thôngđường bộ trong các năm 1996 tới nay là khoảng : 8 - 13% đối với xe máy, và 5 -8% đối với xe ôtô Chủng loại phương tiện cũng ngày càng đa dạng và phongphú hơn Hệ thống cơ sở vật chất hạ tầng cho giao thông cũng có nhiều thay đổi.Toàn bộ hệ thống đường xá, cầu, cống đã liên tục được nâng cấp, tại các ngã ba,ngã tư, các nút giao thông đã được trang bị hệ thống đèn hiệu dải phân luồng.Nhiều tuyến đường lớn nhỏ tiếp tục được qui hoạch, mở rộng hợp lý, đạt yêu cầu

về tiêu chuẩn chất lượng, đảm bảo phục vụ tốt cho các hoạt động lưu thông Bộmặt giao thông đô thị ở Hà Nội đã và đang thay đổi từng ngày

Tuy nhiên, quá trình phát triển của GTVTĐT ở Hà Nội cũng thể hiệnnhiều bất cập Xu thế phát triển hiện nay của toàn bộ hệ thống GTVTĐT ở HàNội chưa cân đối và hợp lý Điều này có thể thấy rõ ở sự phát triển thiếu hài hoàgiữa số lượng và chủng loại của các phương tiện giao thông với hệ thống cơ sở

hạ tầng đô thị Hệ thống cơ sở hạ tầng tuy phát triển nhanh và dần dần được hiệnđại hoá nhưng không theo kịp với tốc độ phát triển nhanh đến mức không thểkiểm soát nổi của các phương tiện giao thông Chính vì thế hệ thống cơ sở hạtầng đô thị vẫn nhanh chóng bị quá tải và xuống cấp nghiêm trọng Điều này thểhiện rõ qua các sự cố tắc đường liên tục xảy ra trong và ngoài giờ cao điểm tạirất nhiều điểm trên các tuyến đường giao thông ở Hà Nội trong thời gian gầnđây

Những sự cố ách tắc giao thông xảy ra đều gây nên hậu quả nghiêm trọng về nhiềumặt Về thời gian, các vụ ách tắc thường kéo dài và làm lãng phí rất nhiều thời gian của hàngngàn người phải dừng lại tại điểm ách tắc Về kinh tế, các vụ ách tắc giao thông làm cho nhiềuhoạt động lưu thông, buôn bán, trao đổi bị ngừng trệ Như vậy, tổn thất kinh tế không thể tínhhết Về mặt năng lượng, các xe tại điểm ách tắc thường trong trạng thái nổ máy, do đó nănglượng lãng phí do sử dụng nhiên liệu cho các động cơ rất lớn

Hiện trạng và viễn cảnh không xa của tình hình giao thông tại Hà Nội cho thấy vấn đề đã mang tính cấp bách Các loại phương tiện giao thông cá nhânngày càng tăng cả về số lượng, và số lượt hoạt động, nhưng Hà Nội không cókhả năng xây dựng thêm đường sá, vì quĩ đất thì có hạn mà dân số lại tăng

nhanh Để phát triển đồng bộ kinh tế - xã hội, Hà Nội đang phát triển về khônggian, xây dựng những đô thị vệ tinh Song song với các biện pháp tăng cườngquản lý giao thông, thì việc phát triển vận tải hành khách công cộng với khốilượng lớn cũng được xem là giải pháp cứu cánh,

Trước thực trạng như vậy giải pháp khắc phục mang lại hiệu quả vềnhiều mặt là xây dựng hệ thống giao thông ngầm Việc xây dựng hệ thống giaothông ngầm có ý nghĩa lớn trong giải quyết vấn đề giao thông đô thị, cho phép

sử dụng đất đô thị hợp lý.Xuất phát từ vấn đề trên ,với những kiến thức đã đượchọc trong trường , em chọn đề tài tốt nghiệp :”Thiết kế và tổ chức thi công hầmmetro ”

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình ngoài sự cố gắng nỗ lực củabản thân, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn CầuHầm Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo đã trang bị cho em nhữngkiến thức quý báu về chuyên ngành Cầu Hầm trong suốt những năm học vừaqua, đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình, giúp đõ của thầy Đỗ Như Tráng

Do thời gian có hạn, tài liệu tham khảo lại không đầy đủ nên mặc dù đãrất cố gắng nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi thiếu sót Qua đây, em mongmuốn có được nhiều những ý kiến, sự chỉ bảo của thầy cô hơn nữa để có thểvững vàng trong công tác của mình sau này

Hà Nội, ngày 7 tháng 5 năm 2007

Sinh viên

Trần Chí Trung

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ

 Tuyến đường sắt đô thị thí điểm Nhổn - Ga Hà Nội là trục chínhtheo hướng Đông - Tây của Thành phố, là tuyến được xác định cần xây dựngtrước trong Quy hoạch (Ga Hàng Cỏ - Cát Linh - Kim Mã - Thủ Lệ - Nghĩa Đô

- Phú Diễn - Minh Khai)

 Theo các số liệu điều tra sau về thực trạng giao thông tại Hà Nội :

Hình 1.1- Các điểm điều tra lưu lượng giao thông

a Lưu lượng giao thông rất lớn

Nếu tính cả hai hướng thì số lượng xe mỗi giờ dao động từ 7.500 đến trên22.000 xe Ðây là một trong những mức lưu lượng cao nhất thế giới Nếu so vớiLyon (thành phố có quy mô tương đương với Hà Nội nếu chỉ tính riêng khu vực

đô thị) thì lưu lượng xe trên đường ôtô đô thị vào giờ cao điểm chỉ đạt khoảng7.000 xe/h theo mỗi hướng

Bảng 1.1-Bảng điều tra lưu lượng giao thông

Ðịa điểm Lượng xe vào giờ cao điểm

Lượng người tham gia giao thông vào giờ cao điểm

b Các luồng di chuyển lớn theo hai chiều

Trên tổng số các trục đường được điều tra, lưu lượng giao thông theo hướng vàonội thành đạt mức cao nhất vào buổi sáng, còn hướng ra ngoại thành đạt mức cựcđiểm vào buổi chiều Cụ thể như sau :

+Buổi sáng có 49 332 người đi ra khu vành đai và 85 873 người đi vào trungtâm, tức là mức chênh lệch lên tới 74%,

+Buổi chiều có 60 196 người đi vào trung tâm và 76 535 người đi ra khuvành đai, tức là mức chênh lệch đạt 27%

Những số liệu này cho thấy rõ các luồng di chuyển luân phiên hai chiều giữa nơi ở và nơi làm việc Vào buổi sáng, những khu vực ở trung tâm thành phố

luôn thu hút nhiều lao động sống ở những khu vành đai, sau đó đến giờ caođiểm buổi chiều những người này lại trở về nhà sau giờ làm việc

c Mức độ đi lại :Những trục đường có nhiều người qua lại nhất đều là những

trục xuyên tâm nối khu trung tâm thành phố với các khu vành đai và nhữngtuyến đường vành đai 1 và 2 (xem bản đồ trên đây) :

- Trục tây - đông nối khu vực trung tâm thành phố với điểm Cầu Giấy(các tuyến phố Nguyễn Thái Học, Trần Phú, Kim Mã, Cầu Giấy, XuânThuỷ)

- Trục tây - đông chạy qua phố Giảng Võ

- Trục bắc -nam chạy dọc theo tuyến đường sắt (các tuyến đường LêDuẩn, Giải Phóng)

- Trục bắc - nam chạy dọc theo sông Hồng (các tuyến đường TrầnQuang Khải, Trần Khánh Dư)

- Trục đông bắc - tây nam nối khu vực trung tâm thành phố với thị xã

Hà Ðông (các tuyến phố Khâm Thiên, Nguyễn Lương Bằng, Tây Sơn,Nguyễn Trãi)

- Đường vành đai 2 (các phố Minh Khai, Ðại La, Trường Chinh, Láng,Bưởi)

- Đường vành đai 3 (các đường Pháp Vân, Thanh Xuân)

Một số tuyến phố chính trong khu vực trung tâm thành phố cũng có lưu

lượng xe lớn: phố Huế, Bà Triệu, Hai Bà Trưng

d Ðổi mới trong giao thông công cộng

Năm 2000 giao thông công cộng chỉ đáp ứng 4% nhu cầu đi lại, tức là ở mứcthấp nhất trong số các nước Ðông Nam á Tình hình này là kết quả của một quátrình suy giảm dần chất lượng của giao thông công cộng từ cuối những năm

1970 Do đó, số lượng hành khách đã giảm từ 76,5 triệu người vào năm 1978(khoảng 25 - 30% lưu lượng giao thông) xuống chỉ còn 3,9 triệu người vào năm

1992 Sự suy giảm này là do xe máy ngày càng được ưa chuộng, song cũng bắtnguồn từ sự sa sút chất lượng dịch vụ và không được chính quyền thành phốquan tâm từ khi tiến hành công cuộc Ðổi Mới (ngừng trợ giá cho giao thôngcông cộng) Các tuyến xe buýt đều bị bãi bỏ, mạng lưới tổ chức kém, xe quá cũ,giá vé quá cao so với chất lượng dịch vụ

Hình 1.3-Biểu đồ so sánh xe buýt và xe điện

Kể từ năm 2001, chính quyền thành phố đã quyết định đầu tư trở lại chogiao thông công cộng Hàng loạt biện pháp đã được áp dụng khiến cho hànhkhách sử dụng xe buýt ngày càng nhiều :

- Năm 2001, các xí nghiệp xe buýt được sát nhập lại trở thành Công ty Vậntải và Dịch vụ công cộng Hanoi Transerco nhằm tạo sự thống nhất toàn mạnglưới các tuyến buýt và hệ thống vé

- Các nguồn trợ cấp cho hoạt động xe buýt đã tăng gấp 6 lần trong vòng từnăm 2000 đến 2003

- Một chính sách nâng cao chất lượng dịch vụ đã được áp dụng sau khi thuđược thành công từ ba tuyến xe buýt mẫu thí điểm trong khuôn khổ dự án AsiaTrans giai đoạn 2002 - 2004 : nâng cao tính đúng giờ, áp dụng chính sách giá véphù hợp hơn, mua thêm những xe buýt tiện nghi hơn

Tất cả những biện pháp đó đã giúp cho giao thông công cộng trở nên hấpdẫn hơn Năm 2004, lượng hành khách đi xe buýt đã vượt mức 270 triệu người(theo ước tính của Tổng công ty vận tải Hà Nội, tên gọi mới của HanoiTranserco)

e.Tỷ lệ xe hơi còn thấp

Giao thông bằng xe hơi cá nhân chiếm tỷ lệ còn thấp trong hệ thống giaothông đô thị (chỉ chiếm 5% theo số liệu điều tra do IMV thực hiện năm 2004).Ðiều đó cho thấy sự chênh lệch giữa mức sống của người dân Hà Nội với giá trịcủa một chiếc xe hơi, mức thuế cao (thuế nhập xe gần 100%) và còn nhiềuđường phố hẹp không thuận tiện cho sử dụng xe hơi Tính đến cuối năm 2004 có147.000 xe hơi mới được đăng ký tại Hà Nội, tức là trung bình chỉ có khoảng 50

xe / 1.000 dân Tuy nhiên, lượng xe hơi đang tăng dần với mức tăng trưởng cóthể đạt tới gần 20%/năm Việc chuyển dần từ xe máy sang ôtô trong những nămtới là điều hoàn toàn có thể xảy ra nếu mức sống của người dân cho phép Ðâycũng chính là xu hướng phổ biến đối với một bộ phận dân cư khá giả ở Hà Nội.Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu đều chưa thấy được rằng về lâu dài xe hơi

sẽ trở thành phương tiện phổ biến ở Hà Nội

Hệ thống giao thông ở Hà Nội tương đối hiệu quả Vận tốc di chuyểntrung bình là 20 km/h, tức là cao hơn hẳn so với vẫn tốc di chuyển trung bình tạihầu hết các thủ đô khác trong khu vực (Bangkok 9 km/h, Manila 10 km/h, Jakarta

15 km/h ) Cho đến nay, tình trạng tắc đường vẫn chưa phổ biến nhiều

- Tuy nhiên, cần thừa nhận rằng giao thông tại Hà Nội vẫn còn nhiều táchại : Số vụ tai nạn giao thông tăng đều đặn : khoảng 6 người chết/ngày theoước tính của Tổ chức Chữ thập Ðỏ

- Ô nhiễm không khí và tiếng ồn ngày càng trở nên trầm trọng

- Chỗ đỗ xe còn thiếu khiến người dân phải để xe trên vỉa hè gây cản trởcho người đi bộ

Qua các số liệu điều tra ở trên ta nhận thấy lưu lượng giao thông đã vượtquá khả năng thông qua trên mặt cắt giao thông Tình trạng ùn tắc giaothông sẽ xảy ra rất nghiêm trọng vào những năm tới khi lượng ôtô cá nhânđược sử dụng ngày càng tăng

Dọc theo tuyến đường đã hình thành nhiều khu trường Đại học

và Cao đẳng, đang hình thành và phát triển các Khu công nghiệp tập trung vừa

và nhỏ, các Khu Đô thị mới: Mỹ Đình, Cầu Diễn, Khu liên hợp thể thao Quốcgia Sự phát triển này tất yếu dẫn đến tăng đáng kể lưu lượng hành khách (theo

dự báo lưu lượng người tham gia giao thông đến năm 2010 vào giờ cao điểmtrên đường Kim Mã sẽ là 50.000 đến 60.000 người/ hai hướng/ giờ)

Việc đưa vào vận hành Tuyến đường sắt đô thị thí điểm là rất cần thiết,giải quyết cơ bản tình trạng ùn tắc giao thông do quá tải, tình trạng ô nhiễm dokhí thải và đặc biệt đảm bảo an toàn cao cho người tham gia giao thông

1.1.2.Năng lực vận tải hành khách của tuyến

Trên cơ sở phân tích các dự báo về phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu giaothông của Thành phố Hà Nội, lộ trình phát triển giao thông công cộng của Thànhphố, việc triển khai một số dự án tuyến xe buýt nhanh (BRT), tuyến đường sắt đôthị Dự báo nhu cầu giao thông trên tuyến đường Nhổn - Ga Hà Nội như sau: Lưulượng hành khách trong ngày tới năm 2010 là 123.800 hành khách (HK),năm 2020 là 274.000 HK, năm 2030 là 360.000 HK; lưu lượng hành khách trênđoạn đông nhất vào giờ cao điểm (1 chiều) tới năm 2010 là 6000 HK, năm

2020 là 9500 HK, năm 2030 là 12.000 HK

Tổ chức các bến trung chuyển với đường sắt nội đô tại bến số 11 (KSDaewoo) với hệ thống xe buýt nhanh (BRT) tại bến số 13 (Giảng Võ) và với hệthống xe buýt tại bến số 10 (Cầu Giấy) và bến số 15 (Ga Hà nội)

1.1.3.Phương án tuyến

Hình 1.4-Bình đồ của dự án

Tuyến đường sắt đô thị thí điểm đi theo lộ trình sau: điểm đầu Nhổn (theo Quốc

lộ 32) - Cầu Diễn - Mai Dịch - Nút giao với đường Vành đai 3 - Cầu Giấy - Kim

Mã - Núi Trúc - Giảng Võ - Cát Linh - Quốc Tử Giám - ga Hà Nội - điểmcuối trênđường Trần Hưng Đạo (trước ga Hà Nội)

Tổng chiều dài tuyến 12,5 Km + 0,2 Km đường dẫn vào Depot tại Nhổn,trong đó : đoạn đi trên cao dài 9,8 Km (gồm cả 0,2 km đường dẫn), đoạn đingầm dài 2,9 Km

1.1.4.Vị trí các ga.

S4 Km3+330 Quốc lộ 32, trước cổng chợ Cầu Diễn, huyện Từ Liêm

S5 Km4+280 Quốc lộ 32, trước nghĩa trang Mai Dịch, quận Cầu Giấy

S9 Km7+465 Đường Cầu Giấy, Bưu cục Cầu Giấy, quận Cầu Giấy

S10 Km8+110 Đối diện trường đại học Giao thông vận tải, quận Ba Đình

S11 Km8+975 Đường Kim Mã, gần khách sạn Daewoo, quận Ba Đình

S12 Km9+875 Đường Kim Mã, trước cửa khu Ngoại giao đoàn,quận Ba Đình.S13 Km10+705 Đường Giảng Võ, trước cổng Bộ Y Tế, quận Đống Đa

S14 Km11+520 Cát Linh, quận Đống Đa

S15 Km12+500 Đường Trần Hưng Đạo, trước cửa ga Hà Nội, quận Hoàn Kiếm

1.1.5.Phạm vi thiết kế trong đồ án.

Trong phạm vi của đồ án này em xét đoạn S14 – S15 với :

Điểm đầu : Đường Cát Linh, quận Đống Đa

Điểm cuối : Ga Hà Nội ,quận Hoàn Kiếm

Chiều dài ước tính từ điểm đầu đến điểm cuối là 1000 m

1.2.Điều kiện tự nhiên,kinh tế xã hội khu vực xây dựng

1.2.1.Điều kiện tự nhiên.

a Vị trí xây dựng

Chọn một trong các đoạn trên mạng tuyến giao thông để thiết kế và tổ chức thicông : đoạn từ đường Cát Linh, quận Đống Đa đến Ga Hà Nội,quận HoànKiếm Tuyến đi qua khu trung tâm văn hóa chính trị là quận Ba Đình, khu vựcphố cổ là quận Hoàn Kiếm

b Đặc điểm mặt bằng khu vực xây dựng

Đây là khu trung tâm Thủ đô Hà Nội , nên không cho phép thay đổi kiến trúckhu vực Do vậy mặt bằng thi công khó khăn chật hẹp nên phải có phương ánthiết kế và thi công cho phù hợp

c Đặc điểm địa chất –Khí hậu –Thủy văn

*Địa chất :

Địa chất xác định thông qua kết quả khoan khảo sát địa chất của lỗ khoanL36 tại khu vực quận Hoàn Kiếm.Trên mặt cắt hố khoan có các lớp: đất tự nhiên,lớp sét dẻo và bùn hữu cơ, cát xám hạt trung, sét pha cát, cát hạt thô, sỏi cuội lẫncát thô (Bảng 1.2)

Bảng 1.2: Sơ đồ mặt cắt cấu tạo địa chất khu vực

31

5 11

8 9

1,2 4,8

70

39 34

23 15

6 1,2

đáy lớp (m) chiều sâu

*Khí hậu :

Nằm trong khu vực Hà Nội là khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩmướt.Thông thường khí hậu khu vực này có hai mùa rõ rệt là mùa mưa(từ tháng 4đến tháng 10) và mùa khô (từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau)

Lượng mưa trung bình dao động từ 1200 mm đến 2200 mm (trung bình là

1500 mm), độ ẩm ướt trung bình 85%, lượng bốc hơi trung bình 938mm/năm.Vào mùa khô khí hậu tương đối tốt có nhiều thuận lợi cho xây dựng cáccông trình hạ tầng cơ sở Do đó ta nên chọn thời gian thi công vào mùa khô

Bảng 1.3-Các thông số khí hậu trung bình tháng

trong năm khu vực Hà Nội

Chỉ tiêu

tháng

Nhiệt độ trungbình(độ C)

Lượng mưatrung bình(mm)

Độ ẩm trungbình(mm)

Lượng bốc hơitrung bình(mm)

*Thủy văn :

Hà Nội có sông Hồng chảy qua,rộng khoản 1Km-1,5 Km Mực nước caonhất ghi nhận được là +14,3m và mực nước thấp nhất là +17,3 m Mực nướctrung bình dao động từ +1,28 trong mùa khô và +10,18 trong mùa mưa

Khu vực xây dựng đường hầm có liên quan đến mực nước ngầm, do vậykhi mực nước sông Hồng lên xuống có ảnh hưởng tới mực nước ngầm Theo tàiliệu khảo sát địa chất thủy văn thì mực nước ngầm lớn nhất vào mùa mưa (tháng

8 âm lịch), đây cũng là lúc mực nước sông Hồng lên cao nhất.Sau đó mức nước

nâng rút dần xuống và thấp nhất vào tháng 12 âm lịch.Song theo tài liệu khảo sátthì mực nước ngầm dao động từ -30m đến +13m.

b Điều kiện cơ sở hạ tầng kỹ thuật.

Khu vực thi công có điều kiện về cơ sở hạ tầng thuận lợi như mạngđường xá thuận lợi, vỉa hè rộng nên có thể tập kết vật liệu, máy móc mà khôngảnh hưởng đến quá trình giao thông Song một điều ảnh hưởng không nhỏ đếnquá trình thi công là đây là khu vực trung tâm nên mọi hoạt động vận chuyểnmáy móc, trang thiết bị, vật liệu, vận chuyển đất đá đào lên từ đường hầm chỉ cóthể tiến hành vào ban đêm từ 22h00 ngày hôm trước đến 6h00 ngày hôm sau Đây

là một trong những yếu tố ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình thi công, do vậytrong quá trình thiết kế kỹ thuật thi công phải đưa ra được biện pháp thi côngphù hợp

CHƯƠNG II: LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC

2.1.Các giải pháp đặt tuyến tàu điện ngầm (Metro).

2.1.1.Giới thiệu chung về tàu điện ngầm :

*Khái niệm: Metro là hệ thống đường sắt cao tốc nội đô khép kín, phục

vụ vận tải hành khách công cộng độc lập với những mạng lưới giao thông khác

trong thành phố

Trong hệ thống Metro có 3 loại tuyến :

+Tuyến đường sắt trên cao chạy trên hệ thống cầu cạn để khắc phục mật

độ kiến trúc cao và địa hình phức tạp Loại tuyến này có ưu điểm thi công dễdàng,chế độ khai thác đơn giản nhưng có nhược điểm là gây ồn và gây bụi chothành phố, ảnh hưởng nhiều đến quy hoạch

+Tuyến chạy nổi trên mặt đất trong hệ thống đường riêng có hàng rào chekín Những tuyến khác cắt ngang đều phải vượt qua bằng cầu và hầm vượt.Loạituyến này có ưu điểm: xây dựng đơn giản, rẻ, chế độ khai thác không phức tạp.Nhược điểm: gây ồn và bụi, chiếm dụng nhiều diện tích giao thông và gây khókhăn cho quy hoạch đô thị

+Tuyến chạy ngầm trong lòng đất dưới thành phố hay còn gọi là hệ thốngtàu điện ngầm.Loại tuyến này chạy ngầm là chủ yếu, hành khách đi xuống tàuqua các nhà ga nối thông với mặt đất Khi vượt qua sông tuyến có thể phải nổi lên

để vượt sông bằng cầu và ở những khu vực xây dựng thưa hoặc gần đến khuĐêpot để quay đầu, tuyến có thể chạy nổi 1 đoạn.Nhiều tuyến tàu điện ngầm củamột số thành phố trên thế giới,đoạn vượt sông người ta vẫn giải quyết bằng hầm

Tàu điện ngầm có năng lực vận chuyển lớn,đáp ứng được yêu cầu giaothông công cộng rất cao của một thành phố đông dân, chiếm dụng diện tích rất ít,không gây ồn và bụi và còn kết hợp một số chức năng khác trong đời sống xã hộicủa thành phố vì vậy tàu điện ngầm là một phương tiện giao thông công cộng phổbiến của nhiều thành phố trên thế giới

Đường tàu điện ngầm đầu tiên trên thế giới được xây dựng ở Anh vàonăm 1863, cho đến nay đã có 80 thành phố trên thế giới sử dụng hệ thống tàuđiện ngầm trong giao thông công cộng

Hệ thống đường tàu điện ngầm lớn nhất là NewYork với tổng chiều dài392Km và 471 ga, thứ hai là Paris: 301 Km, 349 ga

Do đặc điểm khu vực xây dựng, vị trí xây dựng là khu vực phố cổ và khuvực trung tâm văn hóa chính trị, mặt bằng xây dựng chật hẹp nên ta chọn tuyếnchạy ngầm trong lòng đất

2.1.2.Các thông số kỹ thuật của đoàn tàu :

Tầu có 3 khoang (02 khoang có động cơ, 01 khoang không động cơ) dài58,5m, rộng 2,8 m, tải trọng trục 14 Tấn, tốc độ tối đa 80 km/h, khả năng chuyên

chở 431 chỗ - 587 chỗ, tương lai sẽ tăng lên thành đoàn tàu 4 khoang, dài 80 m

và khả năng chuyên chở sẽ là 792 người (6 ng/m2) và đạt mức chuyên chở đặcbiệt 1002 người (8ng/m2)

Thời gian phục vụ của tuyến Metro từ 5h đến 24h, tần suất chạy tầu 5,4phút/chuyến, năng lực vào giờ cao điểm đạt 6300 HK/giờ/hướng (trong tương laităng tần suất lên 3,45 phút/chuyến, đạt 9500 HK/giờ/hướng và 3 phút/chuyến,đạt 12.000 HK/giờ/hướng có nối thêm toa vào đoàn tầu) Thời gian đi hết 1 vòng

là 49 phút, vận tốc thương mại đạt 33,8 Km/giờ

Các thông số kỹ thuật của toa xe:

+ Kích thước toa xe: dài 19 - 20 m; rộng 2,8m; cao 3,8m, chiều cao sàn0,9 - 1,15m;

+ Tải trọng trục tối đa : 14 Tấn;

2.2.1.Phương án sơ bộ đặt nông.

Hầm đặt nông là hầm bố trí gần mặt đất (thường giới hạn 5-10m từ cốtmặt đất) Đây là dạng phổ biến do các tuyến đặt nông thuận tiện cho hành khách

so với các tuyến đặt sâu ,tiết kiệm được thời gian đi lại của hành khách,dễ thicông bằng phương pháp lộ thiên,những biện pháp chống thấm và thông gió ítphức tạp, đường dẫn lên mặt đất ở các nhà ga bố trí dễ dàng.Giá thành xây dựngcủa các tuyến đặt nông trong điều kiện địa chất thủy văn thuận lợi trung bình nhỏhơn 2 lần các tuyến đặt sâu

Tuyến hầm đặt nông thường bám dọc theo các tuyến giao thông chínhtrên mặt đất.Chiều sâu đặt hầm là 5m kể từ mặt đất, hầm gồm 2 tuyến

a Mặt cắt ngang

-Chiều dày tường bên : 0,6 m;

-Chiều dày tường giữa: 0,4m;

-Chiều dày nóc hầm: 0,6m

b Cấu tạo ray cho hầm đặt nông.

2870

1200 c®®r

Hình 2.4-Cấu tạo ray.

c Sơ đồ bố trí hầm đoạn đường đi.

-Chiều rộng vỉa hè: 5m;

-Chiều rộng đường : 10m;

-Cao độ đặt hầm : -2,5m;

10000

-8.6 -2.5

Hình 2.5-Sơ đồ bố trí hầm tại đoạn đường đi.

d Sơ đồ bố trí hầm tại ga.

4-Bê tông tòan khối;

c Sơ đồ bố trí hầm tại điểm đỗ

-15,00 +0,00

Hình 2.9-Sơ đồ bố trí hầm tại điểm đỗ.

d. Sơ đồ bố trí hầm đoạn đường đi.

Căn cứ vào điều kiện tự nhiên tại vị trí đặt hầm: vì đây là khu trung tâm Thủ

đô Hà Nội, nên không cho phép thay đổi kiến trúc khu vực Tuyến đi qua khutrung tâm văn hóa chính trị là quận Ba Đình, khu vực phố cổ là quận Hoàn Kiếm

Do vậy mặt bằng thi công khó khăn, chật hẹp nên phải có phương án thiết kế và

thi công cho phù hợp Tuyến đi qua khu trung tâm văn hóa chính trị là quận BaĐình, khu vực phố cổ là quận Hoàn Kiếm

Theo hướng quy hoạch đô thị trong tương lai bao gồm khu đô thị cổ và khu

đô thị quy hoạch mới Đối với các khu vực mới quy hoạch và các khu vực cũ cóđiều kiện mở công trường thì chọn phương án đặt ngầm loại nông Còn vớinhững khu đô thị cũ, các khu phố cổ do điều kiện mặt bằng thi công hạn chế,không được thay đổi kiến trúc khu vực và nhất là không được làm ảnh hưởng đếncác công trình lân cận thì phương án đặt ngầm sâu là hợp lý hơn cả Do vậy trongtrường hợp này ta chọn phương án đặt ngầm sâu

Căn cứ vào điều kiện địa chất thủy văn, điều kiện khu vực xây dựng và quyhoạch các công trình ngầm xung quanh khu vực xây dựng, em chọn vị trí đặt hầm

-Phương pháp thi công

-Trình độ chuyên môn, phương tiện máy móc trang thiết bị, vật tư cũngnhư khả năng về vốn đầu tư …

Đây là dạng kết cấu phù hợp với phương pháp thi công lộ thiên bằng côngnghệ thi công tường trong đất.Có thể là lắp ghép hoặc đổ tại chỗ.

-Khả năng chịu lực kém hơn so với kết cấu vòm

-Cần phải mở rộng hầm sang một bên để bố trí đường công vụ

c) Các thông số kỹ thuật :

-Bề rộng hầm : 8800 mm

-Cao :6100 mm

-Chiều dày đáy và nóc hầm : 600 mm

-Chiều 2 dày tường bên là : 600 mm

-Chiều dày tường giữa là : 400 mm

-Kết cấu có khả năng chịu lực tốt

-Tận dụng được không gian vòm để bố trí các hệ thống kỹ thuật

b) Nhược : Thi công phức tạp hơn so với dạng kết cấu hình tròn.

c) Các thông số kỹ thuật :

-Chiều rộng mặt cắt hầm: 8200mm

-Chiều cao: 5450mm

-Chiều dày tường bên là : 350 mm;

-Chiều dày tường giữa là : 300 mm;

-Chiều rộng đường công vụ : 600mm

-Chiều dày nóc hầm : 400 mm;

350

c®®r 1520

1520 c®®r

-Kết cấu có khả năng chịu lực tốt hơn so với các kết cấu khác

-Có dạng hình tròn nên phù hợp với hình dạng khiên đào

b) Nhược điểm :

-Thi công phức tạp

-Hệ số sử dụng không gian không cao

-Do phải thi công 2 hầm đơn nên chi phí tăng hơn so với hầm tuyếnđôi

750 1400 1400

750

1520 1520

Hình 2.13-Mặt cắt ngang hầm 2 tuyến đơn dạng hình tròn

2.3.2.4 Giải pháp mặt cắt 3: Dạng mặt cắt hình tròn cho hầm tuyến đôi.

d) Ưu điểm:

-Thỏa mãn tốt nhất điều kiện làm việc của vỏ hầm ngầm trong các đấtyếu

-Kết cấu có khả năng chịu lực tốt

- Phù hợp với phương pháp thi công kín

431 1520

1400 1400 300

350

8500

1400 1400

c®®r

1520

Hình 2.14-Mặt cắt kiến trúc hầm dạng hình tròn.

2.3.3.Đánh giá lựa chọn các phương án mặt cắt

Với hầm Metro đặt sâu thì dạng hình tròn là phổ biến nhất Dạng này thỏamãn tốt nhất điều kiện làm việc của vỏ đường hầm trong điều kiện đất yếu,không ổn định, dễ bị cuốn trôi, tạo nên áp lực lớn theo mọi hướng và phù hợpvới hình dạng khiên đào

Mặt cắt hình tròn là kinh tế khi xây dựng đường hầm 1 tuyến Nhiều đườngtàu điện ngầm trên thế giới phần lớn cũng có dạng hình tròn khi xây dựng đườngngầm hai tuyến bằng phương pháp kín Đặc biệt phần lớn những đường ngầmnhư vậy được xây dựng cho đường Metro ở Pháp nơi phần lớn các ga có sàn sân

ga bên sườn

Bảng 2.1.So sánh các phương án mặt cắt.

Stt Nội dung so sánh Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Phương án 4

3 Khả năng thi công Thuận lợi Phức tạp Phức tạp Phức tạp

Qua bảng 2.1, đồng thời từ điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văntại khu vực xây dựng: đất đá yếu, kém ổn định, có nước mặt và điều kiện thicông bắt buộc phải dung phương pháp kín nên chỉ có tiết diện hình tròn là phùhợp hơn cả và phương pháp thi công là sử dụng khiên đào

Trong dạng mặt cắt hình tròn em chọn dạng mặt cắt hình tròn cho hầmtuyến đôi do thi công đơn giản và chi phí giảm so với hầm 2 tuyến đôi

2.4.Giải pháp đảm bảo.

2.4.1.Hệ thống thông gió.

Trên tuyến đặt sâu, người ta sử dụng thông gió hút – đẩy nhân tọa Ởgiữa đường nối ga, người ra xây dựng giếng thông gió có quạt thông gió Mỗigiếng thông gió đảm bảo thông gió cho đường ngầm chiều dài tới 2500m

Thông gió đường ngầm đặt sâu thực hiên qua giếng đứng, kích thước mặtcắt ngang của chúng được xác định theo tính toán với tốc độ chuyển động củakhông khí 7-8m/s Đường hầm thông gió liên kết giếng đứng với đường hầmMetro thường được lấy dạng hình tròn với đường kính bên trong là 4m Để thoátnước, đường hầm thông gió được bố trí theo độ dốc dọc ít nhất 0,003 kể từ giếngđứng và có độ dốc ngang ít nhất là 0,02

Đoạn tuyến Metro ngầm và kín trên mặt đất cần trang bị hệ thống thôngtin trắc viễn truyền các giá trị thông số không khí đo được (nhiệt độ và độ ẩmkhông khí, lượng đioxit và ôxit cácbon) về trung tâm điều hành

Thiết bị thông gió cấu tạo từ quạt thông gió, động cơ điện và truyền độngcủa quạt Lựa chọn loại quạt để thông gió đường ngầm được tiến hành theo điềukiện làm việc vật lý đặc biệt của chúng dưới lòng đất

Để thông gió đường ngầm ta sử dụng 2 loại quạt sau là: quạt ly tâm vàđồng trục

Quạt đường hầm cần phải thỏa mãn các điều kiện sau đây:

 Có công suất lớn (180000-250000m3/h) và kích thước tối thiểu ;

 Có khoảng thay đổi công suất cho phép rộng(trong giới hạn 250000m3/h);

70000- Hệ số tác động có ích khi chế độ làm việc tối ưu;

 Làm việc theo hướng xuôi và đảo chiều ;

 Đảm bảo sự làm việc song song và ổn định của 2 quạt là như nhau;

 Truyền dẫn từ động cơ điện đến quạt phải tin cậy, đơn giản trong hoạtđộng và ít tiếng ồn ;

 Kết cấu quạt cần ít rung tháo lắp được,tin cậy đảm bảo tiếng ồn khí độnghọc nhỏ nhất

Kết luận: ở phương án này ta chọn thông gió dọc với 2 quạt bố trí ở giữa 2 gacách ga Hà Nội 300 m

C C

Nước xuất hiện trong các hầm đào ngầm từ đất xung quanh do cách nướcchưa đảm bảo và sự tồn tại các lỗi khi làm lớp cách nước cũng như do rửa đườngngầm nối ga và ga trong quá trình khai thác Nước vào đường hầm theo đườngống và máng với độ dốc dọc ít nhất 0,003, độ dốc ngang ít nhất 0,02-0,03 vàđược hướng về bể thu của thiết bị thoát nước, sau đó chúng được bơm lên mặtđất vào hệ thống thoát nước chung của đô thị bằng máy bơm và được hướng vào

bể thu của thiết bị thoát nước , sau đó chúng được bơm lên mặt đất vào hệ thốngthoát nước chung của đô thị bằng máy bơm Loại thiết bị bơm được lựa chonvào sự bố trí chúng và đặc điểm kết cấu của công trình thoát nước Thiết bị bơmthoát nước được lắp ráp trong các khoang chuyên dùng

Do hầm nằm trên mực nước ngầm, lại là hầm đặt sâu nên việc thoát nước làkhông đáng kể nên ta chỉ tạo những rãnh nhỏ ở hai bên tàu để thoát nước tronghầm

2.4.3 Cấp điện cho đường tàu điện ngầm

Những yêu cầu điện năng cơ bản trên đường tàu điện ngầm là động cơ kéotàu, thiết bị truyền động băng tải, máy bơm và quạt, các lò sưởi nước, các cơ cấu(tín hiệu, điều khiển trung tâm) và thông tin, thiết bị cơ cấu vệ sinh - môitrường, điện chiếu sáng, các dụng cụ điện khác nhau

Cung cấp năng lượng trạm hạ thế có thể tiến hành từ nguồn trung tâm của

hệ thống điện qua trạm kéo xây dựng ở mặt đất Cung cấp như vậy thuộc về hệthống cung cấp trung tâm và cho phép giảm được chiều dài tuyến cao áp, cũngnhư tránh được việc sử dụng các ô độc lập tại trung tâm cung cấp đối với tảitrọng không lớn của trạm hạ thế đường tàu điện ngầm

Trong hệ thống cung cấp đó, trạm kéo ở mặt đất theo nguyên tắc, phải cách

xa ga hành khách, đường tàu điện ngầm, nơi tải chính tập trung và điều đó bắtbuộc phải đặt tuyến cáp dài Trong hệ thống đó người ta xây dựng trạm kéo - hạ

áp đồng thời, từ đó dòng điện được dẫn đến các hộ tiêu thụ nằm trong vùng phục

vụ

Cung cấp cho đường tàu điện ngầm được thực hiện từ hệ thống cung cấpđiện thành phố bằng dòng điện 3 pha điện áp 6KV-10KV dẫn đến trạm kéo - hạthế ngầm, bố trí trong tổ hợp ga và trên đoạn giữa các ga Trạm kéo - hạ áp củatuyến cần được cung cấp điện từ 3 nguồn độc lập của hệ thống điện thành phố.Trong đó, nguồn chính có thể là trạm điện

Trên trạm điện kéo, dòng điện xoay chiều điện áp 6-10KV được nắn sangdòng cố định bằng cách giảm điện thế đến 825V và truyền lên dây tiếp xúc(dòng chủ đạo) nằm phía bên trái đường ngầm theo chiều chuyển động của đoàntàu Dòng ngược trở lại đi qua trục và bánh xe toa tàu tới ray, sau đó theo cápquay trở lại trạm

Đối với những tải còn lại trên trạm điện hạ thế, điện áp cao thế được giảmxuống đến 380V và để chiếu sáng đến 220V và 127V

Cung cấp cho các thiết bị điện- băng tải, quạt, bơm, các tổ hợp sửa chữa diđộng.v.v…được tiến hành trực tiếp từ trạm hoặc từ tuyến cung cấp trục chínhtổng

2.5 Giải pháp kết cấu vỏ hầm.

Có ba giải pháp kết cấu :

-Giải pháp 1: là vỏ hầm từ bêtông và BTCT toàn khối

-Giải pháp 2: là vỏ hầm lắp ghép

-Giải pháp 3: là vỏ hầm hỗn hợp sử dụng bêtông phun

2.5.1 Giải pháp vỏ hầm bằng kết cấu BTCT toàn khối.

a) Ưu điểm:

-Bảo đảm độ ổn định cao

-Khả năng chụi lực tốt.

-Khả năng chống thấm cao

b) Nhược điểm:

-Thi công khó khăn phức tạp

-Thời gian thi công dài

b) Nhược điểm:

-Phải xử lý các mối nối, sự tồn tại của các mối nối làm giảm tính nguyênkhối và do đó khả năng chịu lực kém hơn Đặc biệt khi tồn tại nước ngầm, vấn

đề chống thấm đối với kết cấu lắp ghép là rất khó khăn

-Kết cấu lắp ghép sử dụng khối BTCT có ưu điểm là khả năng chịu lựctốt, thời gian thi công nhanh, quá trình thi công đơn giản nhưng độ ổn định kémhơn kết cấu toàn khối vì tồn tại các mối nối

2.5.3 Giải pháp vỏ hầm bằng kết cấu hỗn hợp.

Với giải pháp này đã khắc phục một số nhược điểm của vỏ hầm từ kết cầulắp ghép và kết cấu toàn khối Chính vì vậy trong thiết kế và thi công công trìnhngầm để tăng tiến độ thi công, rút ngắn thời gian xây dựng thì vỏ hầm hay sửdụng kết cấu hỗn hợp

2.5.4 Đánh giá lựa chọn kết cấu vỏ hầm.

Qua sự đánh giá các giải pháp kết cấu vỏ hầm, căn cứ vào điều kiện địachất công trình, kỹ thuật thi công, thời gian thi công cho phép, điều kiện thicông, tôi chọn giải pháp vỏ hầm là kết cấu lắp ghép bằng khối BTCT

2.6.Giải pháp chống thấm .

2.6.1.Việc phân cấp chống thấm cho công trình ngầm.

Việc phân cấp chống thấm cho công trình ngầm (CTN) rất cần thiết, hiệntại ở Việt Nam chưa có một tiêu chuẩn hay quy phạm nào quy định cụ thể, ở đây

em tham khảo một số quy phạm hiện hành của Trung Quốc phù hợp với điềukiện Việt Nam.

Theo quy phạm kỹ thuật chống thấm CTN của Trung Quốc-Tiêu chuẩnGBJ 108-87 phân cấp chống thấm như sau :

Bảng 2.2.Phân cấp chống thấm cho công trình.

Cấp chống

thấm

Tên công trình ngầm Tiêu chuẩn yêu cầu với từng

cấp chống thấmCấp 1 Bệnh viện, phòng ăn, rạp

hát, rạp chiếu phim, cửahàng, kho lạnh, kho lươngthực, kho cơ sở, kho tiền,trạm thông tin, gian đặt máytính, gian điều khiển phânphối điện, hầm chỉ huy, kho

vũ khí, ga hành khách tầuđiện ngầm và đường hầmcho người đi bộ trong thànhphố

Không cho phép thấm nước,kết cấu bao che công trìnhkhông có dấu hiệu thấm ẩm

Cấp 2 Xưởng sản xuất bình

thường, nhà đặt máy điềuhòa, gian đặt máy phát điện,kho nhiên liệu, hầm trú ẩn,đường hầm xe lửa chạyđiện,đường tầu điện ngầm

và đường ô tô trong thànhphố, nhà đặt máy bơmnước

Không cho phép thấm nước,kết cấu bao che công trìnhchỉ có dấu hiệu thấm ẩm

Cấp 3 Tuynel kỹ thuật và đường

hầm cho xe lửa không chạyđiện, đường hầm chứa cápđiện, đường hầm ô tô thôngthường

Có một ít điểm thấm nước,không có tia nước chảy,lượng nước rò rỉ vào côngtrình dưới 0,5 lít/m2/ngàyđêm

Cấp 4 Đường hầm cấp nước,

đường hầm thải nước bẩn,

Có chỗ rò nước, không có tianước chảy, lượng nước rò rỉ

đường nhánh sơ tán để bảo

vệ người, hang động

dưới 2 lít/m2/ngày đêm

2.6.2.Các giải pháp chống thấm cho công trình ngầm.

a) Phụt tạo vách chống thấm quanh hầm.

Việc phòng nước cho công trình ngầm phổ biến nhất hiện nay là làm đặcnền đất xung quanh bằng cách phụt silicat, bitum, nhựa tổng hợp hoặc vữa ximăng Các giải pháp phụt vữa tổng hợp, bitum quanh hầm ít còn được dùng.Ngược lại, xi măng hóa tạo vách chống thấm lại rất phổ biến Biện pháp này chophép giảm lưu lượng nước thấm vào công trình và bảo vệ kết cấu ngầm khỏinhững tác động xâm thực, ngăn ngừa các hiện tượng xói mòn, hòa tan… Ngoàitác dụng chống thấm, việc xi măng hóa nền còn cho phép tăng tính đồng nhấtcủa nền, nâng cao môđum biến dạng… Việc xi măng hóa có thể là kín (tức làtiến hành trên toàn chu vi công trình trong vùng thấm) Chiều sâu vùng xi mănghóa tạo vách chống thấm phụ thuộc vào điều kiện khu vực, được xác định bằngviệc tính toán thấm, có thể lấy sơ bộ từ 3-8m

b) Phun vữa bề mặt.

Lớp vữa bề mặt được tạo thành bằng cách phun lên mặt vỏ hầm một lớpvữa xi măng cát Lớp vữa phun phủ bề mặt dày  4 cm Phổ biến hơn cả là phunlên mặt trong của lớp vỏ lắp ghép Đôi khi được phun lên 1 lớp lưới thép đườngkính 2-6 mm Chiều dày lớp phun trong trường hợp này có thể là 5 – 6 cm.Nhược điểm của phun vữa là bụi và lượng tiêu hao xi măng khá lớn, độ bềnkhông cao

c) Lớp phủ chất nhựa tổng hợp.

Trong xây dựng công trình ngầm, để phòng nước cũng sử dụng lớp phunbằng nhựa tổng hợp epoxy ED-5 (20%), nhựa Phuphurol axêtat (20%) với phụgia đông cứng 10% và cát thạch anh hạt mịn (50%) phun lên vách hang bằngmáy phun tạo bụi mini thành từng lớp dày 2 - 3 mm Lớp phun loại này có thểchịu thấm với áp lực đến 20KG/cm2 Lớp nhựa tổng hợp có thể phun lên váchkhô hoặc nhẹ Kết cấu phòng nước rất có hiệu quả là phun một lớp nhựa epôxyphun lên vách đất khô hoặc trên mặt lớp bê tông phun, sau đó xây dựng vỏ hầm

d) Lớp phủ màng mỏng.

Kết cấu phòng nước dạng màng mỏng chia làm 2 nhóm:

-Nhóm 1:Dán lên mặt ngoài vỏ công trình và dán vào mặt trong vỏ Cáckết cấu phòng nước bằng cách gắn màng polime lên kết cấu, sau đó đổ bê tông

vỏ và lớp sau màng Việc thực hiện các phương pháp này đòi hỏi hết sức tỉ mỉ vàcẩn thận

-Nhóm 2: là loại kết cấu màng mỏng gắn lên mặt trong vỏ hầm bằngbitum hoặc các lá định hình polietilen, đầu nhô của nó gắn vào bên trong vỏ khi

đổ bê tông Trong trường hợp đặc biệt quan trọng, lớp phòng nước có thể bằngthép lá dày 4 – 6 mm và dùng làm ván khuôn để đổ bê tông lớp vỏ hầm Mặtngoài của thép hàn vào cốt thép Mặt trong được phun phủ bằng lớp bê tôngphun hay đổ tại chỗ

2.6.3 Đánh giá lựa chọn giải pháp chống thấm cho hầm.

Căn cứ vào tiêu chuẩn phân cấp chống thấm công trình ngầm và các biệnpháp chống thấm đã nêu ra cũng như đặc điểm của hầm metro, tôi chọn giảipháp chống thấm cho hầm như sau :

-Để tăng khả năng chống thấm thì bê tông phải có năng lực chống thấmtốt, cần có các biện pháp nhằm tăng độ chặt của bê tông (trong đó bê tông chokết cấu công trình ngầm lắp ghép phải có cường độ nén nhỏ nhất là R400 vàcường độ chống thấm tương đương là B8)

-Dùng cho vật liệu không thấm nước làm thành tầng phòng nước ở mặtngoài và trong vỏ hầm như quét sơn chống thầm hay bi tum, việc quét hay dáncác lớp sơn chống thấm được tiến hành khi chế tạo các cấu kiện trong nhà máy

-Phía trong cùng đổ một lớp bê tông chống thấm dày 10cm Cứ 20m bốtrí 1 khe biến dạng rộng 200 mm, việc chống thấm cho khe biến dạng dùng cácbăng PVC hay băng cao su có chiều rộng từ 250-300 mm

2.7.Giải pháp thi công hầm.

Dựa vào kinh nghiệm thi công hầm và các công trình ngầm của các nướctrên thế giới, với điều kiện của Hà Nội có thể vận dụng một số phương pháp thicông sau đây :

2.7.1 Phương pháp thi công lộ thiên :

Phương án thi công lộ thiên bao gồm các phương pháp sau đây :

-Phương pháp đào hố móng

-Phương pháp dùng vì kéo di động

-Phương pháp thi công tường trong đất.

a) Phương pháp đào hố móng.

Đầu tiên từ mặt đất tiến hành đào hố móng có vách xiên hoặc thẳng đứngvới hệ thống chống vách đến độ sâu cần thiết đặt hầm Sau đó tiến hành lắp đặtcác cấu kiện BTCT định hình sẵn hoặc đổ bê tông toàn khối tại chỗ, xây dựngkết cấu chống thấm rồi lấp đất trở lại, khôi phục mặt đất tự nhiên hoặc xây dựngnhững công trình ngầm trên mặt đất như đường xá vỉa hè …Để chống đỡ vách

hố móng thẳng đứng dùng cọc cừ hoặc cọc cừ kết hợp với neo

Phương pháp thi công dùng hố móng đặc trưng bằng việc cơ giới hóacao quá trình thi công, cho khả năng áp dụng các kết cấu kiểu công nghiệp hóa,các máy làm đất và các thiết bị nâng hạ có công suất lớn Tuy nhiên trong điềukiện thành phố có công trình xây dựng dày đặc, mật độ giao thông lớn khôngphải lúc nào cũng áp dụng phương pháp cũng có hiệu quả Việc đào các hốmóng rộng kéo dài trên đoạn 100m-150m sẽ dẫn đến phá hoại giao thông đườngphố trong suốt thời kỳ xây dựng, gây khó khăn cho cuộc sống bình thường của

đô thị Khi thi công hầm bằng phương pháp hố móng thường đòi hỏi chi phí lớn

về kim loại, gỗ gia cố tạm Ví dụ để gia cố hố móng sâu 6m-7m rộng 8m-10m sẽchi phí 250 tấn -300 tấn thép và 60m3 -70m3 gỗ

-Nâng cao mức độ cơ giới hóa, giảm khó khăn trong thi công.

-Nâng cao tốc độ xây dựng hầm

c) Phương pháp tường trong đất.

Khi bố trí công trình ngầm đặt nông, gần các công trình nhà cửa cũngnhư trong điều kiện giao thông thành phố dày đặc có thể áp dụng phương pháptường trong đất

Đầu tiên ở những chỗ sẽ xây dựng tường của công trình ngầm, người tađào hào và gia cố nó theo từng bước, rộng 0,6-0,8m sâu đến 18-20m trong đó sẽxây dựng kết cấu tường của công trình ngầm Sau đó tiến hành đào hố móng đếncao độ nóc công trình rồi đặt tấm trần đã xây xong được bảo vệ bằng phòngnước rồi lấp đất trở lại, khôi phục các công trình trên mặt đất như mặt đường,vỉa hè Dưới sự bảo vệ của tường và trần đã tiến hành đào đất trong lõi, xâydựng tấm đáy và các vách ngăn …

Việc xây dựng các kết cấu tường công trình ngầm có thể từ BTCT toànkhối hoặc áp dụng công nghệ tường lắp ghép trong đất tạo điểu kiện giảm bớtkhối lượng công tác đất giảm chi phí bê tông cốt thép, giảm thời hạn và giáthành xây dựng

Phương pháp tường trong đất có ưu điểm hơn phương pháp hố móng làkhông đòi hỏi dùng tường cừ, đảm bảo ổn định cho nhà cửa và các công trìnhbên cạnh Phương pháp này có thể áp dụng trong đất không cứng dạng bất kỳ(kể cả đất rời lẫn đất sét chặt) trừ loại đất bùn chảy, đất có lỗ rỗng lớn hoặc cócáctơ

Phương pháp này có hiệu quả nhất khi chiều sâu hố đào lớn hơn 5-6mcũng như bố trí công trình ngầm gần sát nhà cửa và các công trình khác.

d) Phương pháp hạ đoạn (Kenson Method).

Phương pháp hạ đoạn được áp dụng trong các điều kiện thành phố, điềukiện địa chất công trình và điều kiện thủy vănm trong môi trường đất mền yếu,trong các vùng có chứa nước sâu 6-40m và nó đặc biệt có hiệu quả khi xây dựnghầm trong môi trường đất có phát sinh tình trạng cát chảy, bùn chảy hoặc khilàm đường xe điện, ôtô điện qua đáy sông, hồ

Về nguyên tắc phương pháp này cũng thuộc quy trình thi công đào lộthiên rồi lấp phủ nhưng để tăng tốc độ làm kết cấu vỏ hầm, hạn chế biến dạng,lún sụt đất ở hai bên tuyến hầm và giảm ảnh hưởng của nước ngầm đối với thờigian xây dựng và chất lượng kết cấu vỏ hầm, người ta đúc sẵn những khoanghầm bằng BTCT rồi dùng hệ thống thiết bị chuyên dùng hạ xuống hố đào

Phương pháp hạ đoạn đã được các nước trên thế giới áp dụng nhiều.Trong tương lai ở Việt Nam có thể áp dụng để thi công Mêtrô qua sông Hồnghoặc những công trình ngầm qua những nơi có chiều sâu nước ngầm lớn, đất yếukhông ổn định Gần đây nhất là dự án vượt sông Sài Gòn bằng đường hầm HàmNghi qua Thủ Thiêm do công ty Anh Quốc Maunsell thiết kế đã áp dụng phươngpháp hạ đoạn để thi công phần hầm qua sông

2.7.2.Phương pháp thi công kín.

Phương pháp thi công kín có nhiều phương pháp thi công song ở đây tachỉ xét phương pháp phổ biến nhất mà các nước trên thế giới đã sử dụng thicông đó là phương pháp khiên đào

Khiên đào là một máy thi công chuyên dụng để làm đường hầm trongthành phố, khi có yêu cầu phải giữ nguyên hiện trạng kết cấu đô thị (các côngtrình hạ tầng kỹ thuật và các công trình kiến trúc ) ở trên mặt đất Phương phápkhiên đào áp dụng trong những điều kiện địa chất công trình và địa chất thủyvăn phức tạp nhất, đất đá mềm yếu, không ổn định, chiều dài công trình lớn, tiếtdiện ngang không đổi

Khiên đào là một máy liên hợp được trang bị các hệ thống cơ giới đểđào, bốc dỡ đất đá, lắp ghép vỏ hầm đồng thời là vỏ chống tạm vững chắc dưới

sự bảo vệ của nó tiến hành tất cả các công việc đào hầm chính Một số nước trênthế giới như Anh, Pháp, Mỹ, Nhật …áp dụng phương pháp này từ lâu

Để có thể thi công bằng phương pháp khiên đào, trước hết phảo thi côngcác giếng đứng (giếng thi công) để đưa máy móc thiết bị xuống Giếng thi côngđược thi công bằng dàn khoan cơ giới hạng nặng mà các khay khiên đào đấtđược tiết diện đường kính 800mm-6000mm

Trong thời gian khiên đào phá theo chiều sâu thì kết hợp hạ các vòmgiếng kết cấu BTCT hoặc loại thép đặc biệt Khi đạt đến độ sâu thiết kế và saukhi gia cố kết cấu thành giếng, tiếp theo là lắp đặt giá đỡ vòng khiên ngang vàbắt đầu thi công mở rộng đường hầm Đồng thời gian với tiến độ dịch chuyểnkhiên ăn sâu vào lòng đất là vận chuyến các khối BTCT lắp ghép vỏ hầm vàotrong miệng giếng thi công Các khối vỏ hầm lắp ghép được sản xuất hàng loạttrong nhà máy Sau khi đưa các khối vào trong hầm tiến hành xếp đặt lắp ráp và

vị trí liên hoàn giữa giá đế tựa thủy lực bằng vì kéo thép đặc biệt và vòng khiênđào phá, cùng với tác dụng lực ép thủy lực việc vận chuyển của các phay khiênvào lòng đất Hệ thống liên hoàn vừa đào phá vừa lắp đặt khối BTCT lắp ghép

vò hầm vào đường hầm là quá trình làm việc liên tục cho đến khi khiên đào đihết đoạn đường giữa 2 giếng công trường Việc theo dõi định vị đường đi củakhiên đào hoàn toàn được điều khiển bằng hệ thống tự động trên mặt đất

Ưu điểm của phương pháp này là có thể áp dụng xây dựng các hệ thốngTynel kỹ thuật, các hầm đặt sâu trong lòng đất mà không ảnh hường đến kiếntrúc ở bên trên, hoặc cải tạo hệ thống cơ sở cho các khu phố cũ mà quy hoạchkhông cho phép thay đổi kiến trúc, như khu vực trung tâm Hà Nội hoặc các khu

di tích lịch sử truyền thống, các công trình an ninh chính trị của đất nước nhưquận Ba Đình, quận Hoàn Kiếm

2.7.3.Đánh giá lựa chọn phương án thi công.

Trên cơ sở đánh giá các phương án thi công và dựa vào điều kiện địachất công trình, địa chất thủy văn và điều kiện xã hội khu vực xây dựng ta chọnphương án thi công bằng khiên đào vì quan trọng nhất là nó đảm bảo không thayđổi kiến trúc khu vực xây dựng, không ảnh hưởng nhiều đến điều kiện và cuộcsống sinh hoạt xã hội của dân cư khu vực xây dựng.

Để đảm bảo tốc độ và chất lượng xây dựng hầm ta chọn phương án thicông bằng khiên đào cơ giới (TBM)

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN KẾT CẤU

 0 Eox103

T/m3

Kx103T/m3

b d

-Diện tích tiết diện: F=b.dk=1.0.35=3,5(m2)

-Môđum đàn hồi của vật liệu : E=2,9.106(T/m2);

1.1.3.Số liệu tải trọng

1.1.3.1.Tải trọng thường xuyên cần luôn được khảo sát (tổ hợp tải

trọng cơ bản):

kpf