Lập dự án đầu tư: Tuyến xe lộ bắc nam

Đồ án tốt nghiệp : Tuyến xe lộ bắc nam

PhÇn I

LËp dù ¸n ®Çu t

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG

I Giới thiệu vị trí tuyến

Tuyến C- A mà tôi được giao nhiệm vụ thiết kế là một phần trong đoạn tuyến xa lộ Bắc Nam - Dự án 1

Đất nước được chia ba miền: Bắc, Trung, Nam; trong đó miền Bắc và miền Nam là hai trọng điểm kinh tế quan trọng của cả nước

Tuyến xa lộ Bắc Nam được thiết kế nhằm nối hai trọng điểm kinh tế quan trọng của nước ta

Xa lộ Bắc Nam có tổng chiều dài khoảng 1.700 (Km) được chia thành 6 dự án về đường và 3 dự án cầu lớn

Tuyến C- A mà tôi được giao nhiệm vụ thiết kế thuộc huyện Như Xuân, tỉnh Thanh Hóa, nối các xã Xuân Bình, Bình Lương

Tuyến thuộc miền núi trung du nằm ở miền Bắc Trung Bộ của Tổ quốc

Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và bản đồ địa hình khu vực có tỉ lệ 1 : 10.000, đường đồng mức cách nhau 5 (m), tuyến C – A dài 8,2 (Km) và đi qua một số vùng dân cư rải rác

II Các căn cứ thiết kế

Các văn bản quyết định của các cơ quan chức năng về xây dựng tuyến đường để phục

vụ cho việc phát triển kinh tế xã hội

III Các qui trình qui phạm sử dụng

3.1 Qui trình khảo sát

- Qui trình khảo sát thiết kế đường ô tô 22 TCN – 263 – 2000

3.2 Qui trình qui phạm thiết kế

- Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 – 05

- Qui trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211 – 06

- Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường mềm, (song ngữ Anh - Việt), 22 TCN 274 – 01

- Qui trình thiết kế cầu cống 22 TCN – 272 – 05

- Qui trình lập thiết kế tổ chức xây dựng và thiết kế thi công TCVN 4252 – 88

- Qui trình tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ do mưa rào 22 TCN 220 – 95

3.3 Các thiết kế định hình

- Định hình cống tròn Bê tông cốt thép 78 – 02X

CHƯƠNG 2

ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI CỦA DỰ ÁN

I Hiện trạng kinh tế xã hội các tỉnh thuộc khu vực nghiên cứu

1.1 Giới thiệu chung về tỉnh Thanh Hóa

Tỉnh Thanh Hóa nằm ở cực Bắc Trung bộ Việt Nam, cách thủ đô Hà Nội 150 km về phía Nam, cách thành phố Hồ Chí Minh 1.560 km Phía Bắc giáp với tỉnh Sơn La, Hòa Bình và Ninh Bình, phía Nam giáp với tỉnh Nghệ An, phía Tây giáp tỉnh Sơn La, Hòa Bình và Ninh Bình, phía Nam giáp tỉnh Nghệ An, phía Tây giáp tỉnh Hủa Phăn (nước Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào), phía Đông là Vịnh Bắc Bộ

Thanh Hóa nằm trong vùng ảnh hướng của những tác động từ vùng kinh tế trọng điểm Bắc bộ, của các tỉnh Bắc Lào và những tác động từ các vùng trọng điểm kinh tế Trung bộ, ở vị trí cửa ngõ nối liền Bắc Bộ và Trung Bộ, có hệ thống giao thông thuận lợi như: đường sắt xuyên Việt, đường Hồ Chí Minh, quốc lộ 1A, 10, 45, 47, 217; cảng biển nước sâu Nghi Sơn và hệ thống sông ngòi thuận tiện cho lưu thông Bắc Nam, các vùng trọng điểm và quốc tế Hiện tại, Thanh Hóa có sân bay Sao Vàng và đang dự kiến

mở thêm sân bay quốc tế sát biển phục vụ cho khu kinh tế Nghi Sơn và khách du lịch

Dân số Thanh Hóa đến năm 2005 là 3,67 triệu người có 7 dân tộc anh em sinh sống, gồm: Kinh, Mường, Thái, H’mông, Dao, Thổ, Hoa Các dân tộc ít người chủ yếu ở các huyện vùng núi cao và biên giới

Dân số Thanh Hóa trong độ tuổi lao động có khoảng 2,16 triệu người chiếm tỷ lệ 58,8% dân số toàn tỉnh Nguồn lao động của Thanh Hóa tương đối trẻ, có trình độ văn hóa Trong đó, lực lương lao động đã qua đào tạo chiếm 27%, trong đó có trình độ cao đẳng đại học trở lên chiếm 5,4%

Vùng núi và trung du có diện tích đất tự nhiên 839.037 ha chiếm 75,44% diện tích toàn tỉnh, Vùng đồng bằng, được bồi tụ bởi các hệ thống sông như: sông Mã, sông Bạng, sông Yên, sông Hoạt Vùng này có điều kiện tự nhiên thuận lợi, với diện tích đất

tự nhiên là 162.341 ha chiếm 14,61% diện tích toàn tỉnh Đồng bằng sông Mã có diện tích lớn thứ 3 sau đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng

mát như Hải Tiến (Hoằng Hóa) và Hải Hòa (Tĩnh Gia) , có những vùng đất đai rộng lớn thuận lợi cho việc nuôi trồng thủy sản và phát triển các khu công nghiệp , dịch vụ kinh tế biển.

1.2 Hiện trạng kinh tế khu vực nghiên cứu

1.2.1 Công nghiệp

Cơ cấu các ngành công nghiệp tiếp tục phát triển theo hướng phát huy lợi thế của địa phương, như: công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, công nghiệp chế biến nông, lâm, thuỷ sản, công nghiệp khai thác khoáng sản, công nghiệp thu hút nhiều lao động (may, dệt ) chiếm tỷ trọng cao trong giá trị sản xuất công nghiệp Từ đó, bước đầu hình thành một số cơ sở sản xuất công nghiệp có công nghệ cao Công tác cổ phần hóa và sắp xếp lại các doanh nghiệp nhà nước được quan tâm chỉ đạo, đến nay đã cổ phần hóa được 89 doanh nghiệp; sắp xếp lại 44 doanh nghiệp Hoạt động sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp sau khi cổ phần hóa đã đi vào ổn định và có những chuyển biến tích cực Một số cụm công nghiệp được xây dựng, thu hút được nhiều doanh nghiệp vừa và nhỏ tham gia đầu tư sản xuất, kinh doanh, công tác nhân cấy nghề tiểu thủ công nghiệp ở nông thôn được chú trọng, một số nghề phát triển thu hút nhiều lao động như nứa cuốn, thêu ren, sản xuất hàng mỹ nghệ từ dăm bột gỗ, xe lõi cói, dâu tằm tơ… góp phần chuyển dịch cơ cấu lao động nông thôn

1.2.2 Nông lâm ngư nghiệp

Phát triển theo hướng sản xuất hàng hoá, gắn nông nghiệp, lâm nghiệp, thuỷ sản với nông nghiệp chế biến Tập trung đẩy mạnh phát triển cây công nghiệp có lợi thế như: cao su, hồ tiêu, lạc, ớt, tỏi, sắn, trồng rừng cho công nghiệp chế biến gỗ, nuôi trồng thuỷ sản, đặc biệt phát triển nuôi tôm trên cát, …

Tuy vậy, môi trường kinh tế xã hội có những thế mạnh để thúc đẩy kinh tế trong giai đoạn tới:

- Nhiều tiềm năng về lâm nghiệp

- Khoáng sản đa dạng và phong phú

- Dân số cũng tương đối nên sức lao động dồi dào

- Tiềm năng về du lịch, …

1.2.3 Chiến lược phát triển kinh tế xã hội

Quan điểm phát triển là gắn chỉ tiêu tăng trưởng kinh tế với chỉ tiêu tiến bộ và công bằng xã hội Nhằm trước hết tạo việc làm, nâng cao mức sống và trình độ dân trí cho dân cư Trước hết là xây dựng cơ sở hạ tầng (mạng lưới giao thông, hệ thống điện, …) Chuyển dịch cơ cấu kinh tế của vùng theo hướng công nghiệp hoá, hiện đại hoá Tiếp tục phát triển nông lâm ngư nghiệp

Một số chỉ tiêu phát triển kinh tế đến năm 2010: phấn đấu đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng kinh tế vùng

- Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân hàng năm 12% - 13%, phấn đấu đạt trên 13%

- GDP bình quân đầu người năm 2010: 780USD - 800 USD

- Giá trị gia tăng nông, lâm, ngư nghiệp tăng 5,8% - 6,5%/năm

- Giá trị gia tăng công nghiệp - xây dựng tăng 16,3% - 17,2%/năm

- Giá trị gia tăng các ngành dịch vụ tăng 11,9% - 13,1%/năm

- Cơ cấu kinh tế năm 2010:

+ Nông, lâm, ngư nghiệp: 23%

+ Công nghiệp, xây dựng: 40,6%

+ Dịch vụ: 36,4%

- Tỷ lệ huy động GDP vào ngân sách từ 9% - 10%/năm, tốc độ tăng thu ngân sách hàng năm là 23,3% trở lên, năm 2010 đạt khoảng 3.500 tỷ đồng

- Sản lượng lương thực có hạt: 1,5 triệu tấn trở lên

- Tổng giá trị hàng hoá xuất khẩu năm 2010 đạt 350 triệu USD, tăng bình quân hàng năm 27,6%

- Tổng vốn đầu tư toàn xã hội 5 năm đạt khoảng 50.000 - 60.000 tỉ đồng

II Hiện trạng mạng lưới giao thông khu vực nghiên cứu

2.1 Đường sông - Đường biển

Thanh Hóa có hơn 1.600 km đường sông, trong đó 487 đã được khai thác cho các loại phương tiện có sức chở từ 20 đến 1.000 tấn Cảng Lễ Môn cách trung tâm thành phố Thanh Hóa 6 km với năng lực thông qua 300.000 tấn/năm, các tàu trọng tải 600 nghìn tấn cập cảng an toàn Cảng biển nước sâu Nghi Sơn có khả năng tiếp nhận tàu trên 5 vạn tấn Hiện nay đang được tập trung xây dựng thành đầu mối về kho vận và vận chuyển quốc tế

CHƯƠNG 3

CÁC QUI HOẠCH VÀ DỰ ÁN CÓ LIÊN QUAN

DỰ BÁO NHU CẦU VẬN TẢI

I Những dự án có liên quan

Vào thời điểm này, nhiều đoạn tuyến Quốc lộ 1A vẫn không đáp ứng được nhu cầu

do sự gia tăng về vận tải Mặt khác Quốc lộ 1A đi qua nhiều Thành phố, Thị trấn và đồng bằng nên việc mở rộng sẽ tốn kém do phải đền bù giải phóng mặt bằng chiếm nhiều diện tích đất canh tác Trên Quốc lộ 1A còn nhiều đoạn ngập lụt nếu khắc phục

sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến hệ sinh thái và môi trường.Việc xây dựng xa lộ Bắc Nam

sẽ khắc phục được những nhược điểm trên đồng thời cũng mở mang phát triển kinh tế các vùng đất Bắc Trung Bộ có nhiều tiềm năng nhưng chưa được khai thác

Cùng với đầu tư của Trung ương nâng cấp các tuyến quốc lộ 1A, 12A và hai tuyến đường Hồ Chí Minh đi qua Thanh Hóa, tỉnh tăng cường đầu tư nâng cấp các tỉnh lộ, liên huyện, liên xã

Những cơ sở tiếp cận để dự báo:

- Hướng tuyến là một phần quyết định khu vực hấp dẫn hàng hoá, hành khách và có ảnh hưởng chủ yếu đến kết quả dự báo

- Chiến lược phát triển kinh tế xã hội quốc gia, vùng và các địa phương có tuyến đi qua

- Khả năng vận chuyển hàng hoá, hành khách của các phương thức khác như: đường sắt, đường biển, đường hàng không trên hướng Bắc Nam

II Dự báo nhu cầu vận tải trên tuyến

Việc xây dựng xa lộ Bắc Nam phải gắn liền với một quá trình qui hoạch tổng thể có liên quan đến các ngành kinh tế quốc dân và các khu vực dân cư đô thị tuyến đường xây dựng trên cơ sở đòi hỏi và yêu cầu sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu giao lưu kinh tế giữa các vùng dân cư trong cả nước nói chung và khu vực Bắc Trung Bộ nói riêng nơi có nhiều tiềm năng chưa được khai thác Sau khi công trình xây dựng chúng

động và thuận tiện đưa hang từ cửa đến cửa nên chiếm khoảng 65 % trong tổng số lượng về hang hoá, xấp xỉ 85 % về số lượng hành khách Đó là những dự báo có cơ sở

về nhu cầu vận tải cũng như tiềm năng của khu vực tuyến đi qua

III Dự báo nhu cầu vận tải khu vực nghiên cứu đến năm 2020

Đất nước được chia ba miền: Bắc, Trung, Nam; trong đó miền Bắc và miền Nam là hai trọng điểm kinh tế quan trọng của cả nước Tuyến xa lộ Bắc Nam được thiết kế nhằm nối hai trọng điểm kinh tế quan trọng của nước ta

Nhu cầu vận tải khu vực nghiên cứu, vận tải đường bộ chiếm vị trí quan trọng

CHƯƠNG 4

SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ

I Ý nghĩa phục vụ giao thông vận tải của tuyến đường trong quy hoạch phát triển - hoàn chỉnh mạng lưới quốc gia

Với địa hình trải dài của đất nước, nhu cầu giao thông suốt quanh năm, trong mọi tình huống là yêu cầu bức thiết Đồng thời, nó là nhân tố quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội và yêu cầu khác về hành chính, an ninh, quốc phòng trong mỗi khu vực cũng như trong toàn quốc

Hiện nay, trên hướng Bắc – Nam của cả nước đã hình thành mọi loại phương thức vận tải, song vận tải đường bộ với lợi thế về phục vụ vẫn chiếm tỉ trọng khối lượng cao khoảng 70 % tổng số hàng hoá và 80 % tổng số hành khách hướng Bắc – Nam

Với yêu cầu vận tải lớn song hạ tầng cơ sở của đường bộ cho tới nay vẫn còn nhiều bất cập Xét trong mạng lưới giao thông quốc gia từ Thủ đô Hà Nội đến Thành phố Hồ Chí Minh từ lầu đã hình thành hai trục quốc lộ là: Quốc lộ 1A ở phía Đông và các Quốc lộ 21A, Quốc lộ 15A, Quốc lộ 14 ở phía Tây Trục dọc phía Đông đã nối liền hoàn chỉnh từ Bắc – Nam, còn trục dọc phía Tây do nhiều nguyên nhân (nhu cầu sử dụng, chi phí đầu tư, …) nên chất lượng sử dụng kém, nhiều đoạn không thể thông xe, nhất là vào các mùa lũ

Từ bối cảnh tổng quan của giao thông đường bộ như đã nêu ở trên, yêu cầu cải tạo nâng cấp hoặc làm mới một số đoạn từ Bắc vào Nam theo dọc trục phía Tây một cách hoàn chỉnh là cần thiết và phù hợp với các yêu cầu của mục tiêu phát triển dân sinh, kinh tế, chính trị, an ninh, quốc phòng trong địa bàn mỗi tỉnh cũng như trên toàn quốc

Việc đầu tư xây dựng dự án 1 thuộc xa lộ Bắc Nam thực chất là phục hồi lại đoạn đường đã có từ lâu đi vào hoạt động, nhưng nay đang bị gián đoạn thành những đoạn ngắn Khi xem xét đầu tư cần chú ý đến các điều kiện kinh tế xã hội, an ninh, quốc phòng, …

Từ những phân tích cụ thể ở trên cho thấy rằng sự đầu tư xây dựng tuyến đường

C – A là đúng đắn và cần thiết

II Ý nghĩa của tuyến đường về kinh tế, chính trị, văn hóa – xã hội, an ninh, quốc phòng

2.1 Kinh tế

Đây là tuyến giao thông quan trọng nối liền các xã Xuân Bình, Bình Lương của tỉnh Thanh Hóa Sau khi xây dựng, tuyến sẽ là cầu nối giữa các tỉnh với Thanh Hóa; lượng vận tải trên tuyến tăng, tạo điều kiện cho việc giao lưu hàng hoá, sản phẩm nông nghiệp, phát triển các hình thức kinh tế thương nghiệp, dịch vụ và vận tải Thúc đẩy sự phát triển kinh tế, chính trị, văn hoá, dân trí của các xã trên và của tỉnh Thanh Hóa Nói chung, tuyến góp phần thực hiện công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước

2.2 Chính trị, xã hội

Việc xây dựng tuyến C - A là việc làm hết sức thiết thực trong chiến lược xoá đói giảm nghèo và phát triển đi lên ở các huyện vùng núi; thực hiện công nghiệp hoá đất nước và công cuộc bảo vệ an ninh biên giới, tạo điều kiện cho việc lãnh đạo và chỉ đạo của chính quyền các cấp được cập nhật thường xuyên Tuyến đường được xây dựng sẽ nâng cao bộ mặt của nông thôn, người dân phấn khởi tin theo Đảng, thực hiện tốt các chủ trương chính sách của Đảng và pháp luật của Nhà Nước

Do điều kiện giao thông hạn chế càng làm ảnh hưởng tới tốc độ phát triển kinh tế của khu vực Sản xuất hàng hoá, trao đổi dịch vụ, sự hình thành các vùng chuyên canh nhằm thúc đẩy sự phát triển nông thôn khu vực miền núi Để tạo tiền đề cho chương trình kinh tế - xã hội đó thì việc tập trung đi trước một bước cho kết cấu hạ tầng là một yêu cầu cần thiết và cấp bách

2.3 Quốc phòng

Đường Quốc lộ 1A là tuyến đường huyết mạch của Tổ quốc, có vị trí hết sức quan trọng trong chiến lược bảo vệ an ninh, giữ vững ổn định chính trị trong khu vực Hơn nữa, nó còn là trung gian giữa các vùng biên giới phía Tây với Thủ đô Sau khi xây dựng xong, khi cần thiết, có thể làm đường quân sự chi viện cho các tỉnh

Do nhu cầu phát triển kinh tế của các huyện trong tỉnh, việc xây dựng giao thông phải đi trước một bước Hơn nữa, nó còn thể hiện sự quan tâm của Nhà nước đến vùng sâu, vùng xa, vùng kinh tế gặp nhiều khó khăn

Vì thế, việc đầu tư xây dựng tuyến C - A là phù hợp với xu thế phát triển kinh tế, phù hợp với chủ trương chính sách của Đảng, Nhà nước

II Điều kiện địa chất và địa chất công trình

2.1 Các đặc điểm địa chất công trình dọc tuyến

Toàn bộ đoạn tuyến đi qua lãnh thổ địa lí tỉnh Thanh Hóa, vì vậy nó mang toàn bộ đặc trưng địa chất khu vực này

Căn cứ vào kết quả các lộ trình đo vẽ địa chất công trình, các kết quả khoan đào, kết quả phân tích mẫu đất trong phòng, địa tầng toàn đoạn có thể được phân chia như sau:

- Lớp bồi tích: gồm các lớp sét pha, sét màu xám, xám vàng, các bãi cát, cuội sỏi phân bố dọc theo các sông suối bề dày có thể đạt 5 ÷ 7 (m)

- Lớp đá gốc: đá vôi màu xám xanh, xám trắng, đá Bazan

2.2 Vật liệu xây dựng

Đoạn tuyến đi qua khu vực vật liệu xây dựng khá phong phú về trữ lượng, đảm bảo

về chất lượng và thuận tiện cho việc khai thác vận chuyển phục vụ công trình

- Đá: có nhiều mỏ khai thác và còn có nhiều mỏ dọc tuyến

- Cát sỏi: các bãi vật liệu dọc sông đều có thể khai thác làm vật liệu xây dựng được Đất nền á sét có cường độ tốt phục vụ cho việc làm đường

III Đặc điểm khí tượng thủy văn

3.1 Đặc điểm khí tượng

- Đoạn tuyến nằm trong địa bàn tỉnh Thanh Hóa nên nó mang đặc thù chung của khí hậu vùng Bắc Trung Bộ: quanh năm khí hậu nhiệt đới gió mùa, và luôn bị tác động bởi khí hậu của phía Bắc và phía Nam, chia hai mùa rõ rệt

- Chế độ mưa phân bố khá đều Thông thường mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau Lượng mưa trung bình hàng năm vào khoảng 2000 ÷ 2300 (mm/năm) Mưa lớn nhất vào khoảng tháng 9, 10, 11.

- Thanh Hóa có độ ẩm trung bình hàng năm khoảng 80 ÷ 83 % Mùa ẩm ướt kéo dài từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau, có độ ẩm trung bình trên dưới 90 % Tháng ẩm nhất là các tháng cuối mùa đông Thời kì khô nhất không phải là các tháng đầu mùa đông như ở Bắc Bộ mà là giữa mùa hạ Nó xuất hiện vào tháng 7, có độ ẩm trung bình

71 ÷ 74 % Chênh lệch giữa độ ẩm trung bình tháng ẩm nhất và tháng khô nhất đạt tới

18 ÷ 19 %

- Lượng mây trung bình hàng năm khá lớn Thời kì nhiều mây nhất là từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau Hai tháng nhiều mây nhất là tháng 11 và tháng 12, hai tháng ít mây nhất là tháng 5 và tháng 6

Tổng cộng cả năm quan sát được 1.800 giờ nắng Thời kì ít nắng nhất vào mùa đông, từ tháng 10 đến tháng 2 Thời kì nhiều nắng nhất từ tháng 6 đến tháng 9

- Vùng có chế độ gió thay đổi theo mùa

+ Mùa xuân và mùa đông thường có gió nam và đông nam

+ Mùa hè và mùa thu chủ yếu có gió tây nam

Tốc độ gió trung bình cả năm khoảng 2.2 (m/s) Tốc gió lớn nhất xảy ra khi có bão Bão trong khu vực thường xuất hiện vào khoảng tháng 6, tháng 9

10 5 20

40 50

80 70

90 100

BIÓU § å NHIÖT § é - § é ÈM

§ é ÈM(%) NHIÖT § é (0C)

25 23

6 7 5

85 83 80 76

33 37 35 32

88 89 91 90

18 26

0 2

35 2

20 10 30

50 40 60

80 70 90

6

70 6

4 3

3 40 4 55 5

5

75 7

7 8

85 8 80 9

9

L¦ î NG M¦ A L¦ î NG BèC H¥I (%)

115

11

50 11

10

75 10

12

40 12

0

100 50 150

250 200 300

400 350 450 L¦ î NG M¦ A (mm)

GI¸ TRÞ VÒ H¦ í NG GIã Vµ TÇN SUÊT GIã

ĐN Đ-ĐN Đ Đ-ĐB ĐB B B

TÇN SUÊT GIã

Sè NGµY GIã H¦ í NG GIã 24 6.6 19 5.2 15 4.1 17 4.7

45 12.3 19 5.2 6.6 24

TæNG KH¤NG N-ĐN N N-TN TN T-TN T T-TB TB B-TB

28 7.7 21 5.8 25 6.8 30 8.2

15 4.1 19 5.2 21 5.8

13 3.6 28 7.6 2 0.5 100 365

NAM

3.6

5.8 7.7 5.2

T¢Y 5.8

4.1

7.6

8.2 6.8

BIÓU § å HOA GIã B¾C

3.2 Tình hình thuỷ văn dọc tuyến

Đoạn tuyến nằm trong địa bàn tỉnh Thanh Hóa nên nó mang đặc thù chung của khí hậu vùng Bắc Trung Bộ: quanh năm khí hậu nhiệt đới gió mùa, và luôn bị tác động bởi khí hậu của phía Bắc và phía Nam, chia hai mùa rõ rệt Vì vậy, tình hình thuỷ văn dọc tuyến cũng chịu ảnh hưởng của khí hậu

CHƯƠNG 6

LỰA CHỌN QUI Mễ XÂY DỰNG VÀ TIấU CHUẨN THIẾT KẾ

II Xác định cấp hạng đờng:

- Việc xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đờng là một vấn

đề hết sức quan trọng vì cấp hạng kỹ thuật của tuyến đờng quyết

định hầu hết các chỉ tiêu kỹ thuật khác, mức độ phục vụ của tuyến đờng

- Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đờng đợc xác định căn cứ vào chức năng của mỗi tuyến đờng, vào lu lợng xe thiết kế, vào vận tốc thiết kế và vào điều kiện địa hình vùng đặt tuyến

+Lu lợng xe thiết kế là số xe con quy đổi từ các loại xe khác, thông qua một mặt cắt ngang trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tơng lai,15 năm

+Theo số liệu khảo sát đợc trên đoạn đờng thiết kế và qua xử lý

số liệu bằng phơng pháp thống kê, lu lợng các thành phần xe tham gia giao thông trên tuyến nh sau:

Tổng lu lợng xe thiết kế là: N = 1000 (xe/ngđ), trong đó:

Loại xe Tỷ lệ (%) xe ban đầu Lưu lượng

N o

Lưu lượng xe năm tương lai

N t

Hệ số quy đổi

a

NTB năm (xcqđ/ngđ)

Nt = No(1+q)t-1Trong đó :

No : lu lợng xe ban đầu

q = 7% : hệ số tăng trởng hay hệ số công bội, phụ thuộc sự

phát triển của nền kinh tế

t = 15 : số năm tơng lai, với đờng cấp III

Lu lợng xe thiết kế bình quân ngày đêm năm tơng lai là :

NTB năm = N a i i

= (77,36+ 77,36+ 103,14).3 + (412,57+ 593,06+ 464,14).2+ 850,92.1

= 5299 ( xcqđ/ngđ )

Tuyến đờng C-A có lu lợng xe thiết kế Ntbnam = 5299(xcqđ/ngđ), căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế đờng 4054-05 và căn cứ vào địa hình khu vực tuyến

⇒ xác định đợc :

II Xác định độ dốc dọc tối đa của tuyến

2.1 Xác định độ dốc dọc theo sức kéo của xe

Độ dốc dọc lớn nhất của tuyến đờng đợc tính toán căn cứ vào khả năng vợt dốc của các loại xe Hay nói cách khác nó phụ thuộc vào nhân tố động lực của ô tô và đợc xác định bằng công thức sau :

imax = D- f

Trong đó: + D : đặc tính động lực của xe, đợc xác định từ

biểu đồ nhân tố động lực của xe

+ f : hệ số cản lăn, với vận tốc thiết kế là 60 km/h và chọn mặt đờng bê tông nhựa, theo quy trình f = 0,02

Tra biểu đồ nhân tố động lực của từng loại xe ứng với vận tốc

V=60 km/h và thay vào công thức tính imax, ta lập đợc bảng sau:

2.2.Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực bám

Để xe chuyển động đợc an toàn thì giữa bánh xe và mặt đờng phải có lực bám, đây chính là lực ma sát giữa bánh xe và mặt đ-

ờng, nó là điều kiện quan trọng thể hiện đợc lực kéo, khi hãm xe

thì chính nó lại trở thành lực hãm để xe có thể dừng lại đợc Vì vậy điều kiện để xe chuyển động đợc an toàn là sức kéo phải nhỏ hơn hoặc bằng sức bám giữa lốp xe và mặt đờng Tức là độ dốc lớn nhất phải nhỏ hơn độ dốc tính theo lực bám ib

Gk: Trọng lợng trục chủ động (kg).

ϕ : Hệ số bám dọc của bánh xe và mặt đờng, lấy trong

điều kiện bất lợi nhất ϕ = 0,3

F

G (kg)

Ta thấy độ dốc tính theo lực bám của các loại xe đều lớn hơn độ dốc tính theo lực kéo.

Kết hợp tính toán và đối chiếu quy phạm đối với đờng cấp III miền núi, vận tốc thiết kế V = 60 km/h, chọn độ dốc dọc lớn nhất

trên toàn tuyến i max =7%.

3 Xác định khả năng thông xe của đờng:

Khả năng thông xe của đờng là số phơng tiện giao thông có thể chạy qua một mặt cắt bất kì trong một đơn vị thời gian Khả năng thông xe của đờng phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh: chiều rộng làn

xe, thành phần xe lu thông, vận tốc các loại xe, khả năng thông xe mỗi làn và số làn

3.1 Khả năng thông xe lý thuyết tối đa của một làn xe

Khả năng thông xe lý thuyết tối đa của một làn xe (năng lực thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe) là khả năng thông xe đợc xác định bằng công thức lý thuyết với giả thiết đoàn xe cùng loại, chạy cùng vận tốc, tất cả các xe chạy theo một hàng trong điều kiện

đờng thuận lợi và xe nọ cách xe kia một khoảng không đổi tối thiểu

để bảo đảm an toàn

Công thức tính : Nmax=1000V

d (*)Trong đó:

+ Nmax: Năng lực thông xe lý thuyết lớn nhất của 1 làn xe

+ V: Vận tốc xe chạy, tính cho cả dòng xe

+ d : Khổ động học của dòng xe (khoảng cách tối thiểu giữa hai xe liền nhau để bảo đảm an toàn)

d=l1+l2+l3+l4Với:

l2: Chiều dài đoạn hãm xe bằng chiều dài hãm ô tô chạy sau

trừ đi chiều dài hãm ô tô chạy trớc

Xem xe chạy trớc đứng im hoặc dừng đột ngột, ta có công thức tính:

ϕ: Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đờng, khi tính với năng lực

thông hành ϕ = 0,5

l3: Khoảng cách an toàn giữa hai xe, lấy l3=5m

l4: Chiều dài trung bình của xe, theo quy trình lấy l4= 4m

Từ những giá trị đã tính ở trên, thay vào công thức (*) và tính cho trờng hợp đờng bằng phẳng ( i = 0%), ta đợc:

V

V kV

l l f

đờng cấp 60 phải bố trí từ 2 làn xe trở lên Do đó chọn đờng 2 làn xe.

4.2 Chiều rộng 1 làn xe, mặt đờng, nền đờng

Sơ đồ tính toán

x

Trong đó b: Chiều rộng thùng xe.

x: 1/2 khoảng cách giữa 2 xe chạy ngợc chiều nhau

c: Khoảng cách giữa 2 bánh xe

y: Khoảng cách từ tâm bánh xe đến mép làn xe

B: Chiều rộng một làn xe, B =

2

b c + x + y

Với vận tốc xe chạy tính toán V = 60 (Km/h) ⇒ B =

2

b c + 1,6 (m)

Tính cho xe có kích thớc lớn nhất và phổ biến trong dòng xe

t-ơng lai Tính cho xe tải nhẹ: b = 2,5 m, c = 2 m

Vậy: B =2,5 2

2

 + 1,6 = 3,85(m)

4.3 Độ dốc ngang mặt đờng, lề đờng:

- Độ dốc ngang mặt đờng và lề gia cố: 2,0 %

- Độ dốc ngang lề đất: 4,0 %

V Xác định tầm nhìn xe chạy

5.1 Chiều dài tầm nhìn trớc chớng ngại vật cố định :

Tính độ dài đoạn để xe kịp dừng trớc chớng ngại vật cố định

Sơ đồ tính toán

S1 = Lp + Sh + L0Tính chiều dài tầm nhìn tính theo V ( km/h ) ta có :

  + LoTrong đó :

Lp : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý, Lp =3,6V (m)

Sh : Chiều dài hãm xe, Sh =

2

max

kV i

Sh

Thay số vào ta đợc S1 = 66,22(m).

Theo TCVN 4054-05, tầm nhìn trớc chớng ngại vật cố định S1 = 75m

5.3 Chiều dài tầm nhìn vợt xe(tính theo sơ đồ 4):

VI Xác định bán kính đờng cong nằm tối thiểu trên bình đồ

2

max

127( sc )

V i

 Trong đó:

Theo quy phạm bán kính đờng cong nhỏ nhất ứng với siêu cao 7%

là 125m Vậy kiến nghị chọn R scmin = 125m

6.2 Khi bố trí siêu cao thông thờng

R =

2

127( sc)

V i

 Trong đó



Theo quy trình R = 250m => Chọn R = 250 m.

6.3 Khi không bố trí siêu cao

Khi đó : R ksc =

2

127(0,08 n)

V i

 =

2

60127(0,08 0,02) = 472,44 (m)

Theo quy phạm bán kính đờng cong nằm không cần làm siêu cao là

Rksc = 1500 (m) Vậy kiến nghị chọn R kscmin = 1500 m

S

 Trong đó:

e2

L

0

Khi xe chạy trên đờng cong, trục sau cố định luôn luôn hớng tâm, còn bánh trớc hợp với trục xe 1 góc nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn hơn trên đờng thẳng

- Có đủ chiều dài để mở rộng 1m trên chiều dài ít nhất là 10 m.

- Trên suốt đoạn nối mở rộng, mở rộng đều (tuyến tính)

Đoạn nối mở rộng có một nửa nằm trên đờng cong và một nửa nằm trên đờng thẳng, bố trí ở cả 2 bên, phía bụng và phía lng đ-ờng cong

Theo quy trình: chỉ những đờng cong có bán kính từ 250 m trở xuống mới phải bố trí đoạn nối mở rộng do độ mở rộng trong những

đờng cong có bán kính lớn hơn là quá nhỏ, không cần phải bố trí

VIII Xác định siêu cao và đoạn nối siêu cao

8.1 Siêu cao

Siêu cao là cấu tạo đặc biệt trong các đoạn đờng cong có bán kính nhỏ, mặt đờng có độ dốc ngang một mái, nghiêng về phía bụng đờng cong bằng cách nâng cao thêm phía lng đờng cong để

đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận

Độ dốc siêu cao lớn nhất theo quy trình là 7% và nhỏ nhất tuỳ thuộc vào độ dốc mặt đờng nhng không nhỏ hơn độ dốc ngang mặt đờng (bằng 2%)

8.2 Đoạn nối siêu cao

Đoạn nối siêu cao đợc thực hiện với mục đích chuyển hoá một cách hài hoà từ trắc ngang thông thờng hai mái với độ dốc tối thiểu

để thoát nớc sang trắc ngang đặc biệt có siêu cao Sự chuyển hoá



Trong đó

b : Bề rộng phần xe chạy (tính cả phần mở rộng 1m), b = 9

m

i n : Độ dốc ngang mặt đờng, i n = 2%

ip : Độ dốc dọc phụ thêm, với đờng cấp 60 lấy bằng 0,5(%)

i SC : Độ dốc siêu cao, với đờng cấp 60 và xét cho trờng hợp siêu cao max, có : i sc 7%.

Thay số vào ta đợc: L NSC =81m.

Đoạn nối siêu cao đợc bố trí nh sau:

- Trùng hoàn toàn với đờng cong chuyển tiếp đối với những ờng cong có bố trí đờng cong chuyển tiếp

đ Trùng với đoạn nối mở rộng đối với đờng cong có bố trí mở rộng

- Một nửa ở ngoài đờng thẳng và một nửa ở trong đờng cong khi không có đờng cong chuyển tiếp

IX Xác định đờng cong chuyển tiếp nhỏ nhất

Để đảm bảo tuyến phù hợp với quỹ đạo xe chạy và để đảm bảo

điều kiện xe chạykhông bị thay đổi đột ngột ở hai đoạn đầu ờng cong, ngời ta bố trí đờng cong chuyển tiếp

đ-Để đơn giản cho cấu tạo đờng cong chuyển tiếp thờng đợc bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng phần xe chạy Chiều dài đờng cong chuyểt tiếp LCT đợc tính bằng công thức :

3

V

R : Bán kính đờng cong, R = 129 m (tính cho trờng hợp

bố trí siêu cao lớn nhất)

I : độ tăng của gia tốc li tâm, theo quy trình thì I = 0,5(

- Nếu không bố trí siêu cao, R= 1500m thì: LCT =

3

60

6,13( )47.1500.0,5 m .

- Khi bố trí siêu cao thông thờng, R= 252m, thì: LCT =

3

60

36, 47( )47.252.0,5 m .

X Bảo đảm tầm nhìn trên bình đồ

Sơ đồ tính toán

Để đảm bảo cho ngời lái xe chạy với tốc độ thiết kế ⇒ phải tính toán để đảm bảo tầm nhìn với giả thiết mắt ngời lái xe ở vị trí cao 1,2m so với mặt đờng

Gọi Z 0 là khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến chớng ngại vật

Z là khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến giới hạn tầm nhìn

11.1 Tính bán kính đờng cong nối dốc lồi tối thiểu:

Tính cho trờng hợp bất lợi nhất là tầm nhìn một chiều:

⇒ chọn bán kính đờng cong đứng lồi nhỏ nhất:

Trong thiết kế, chọn bán kính đờng cong đứng lồi tối thiểu

thông thờng theo TCVN 4054-05 là R min = 4000m

11.2 Tính bán kính đờng cong nối dốc lõm tối thiểu:

- Khi xe chạy vào đờng cong nối dốc lõm thờng tâm lý ngời lái xe

là muốn cho xe chạy nhanh để lên dốc Do đó thờng phát sinh vấn

đề vợt tải do lực li tâm Vì vậy để xe chạy trong đờng cong nối dốc lõm đợc êm thuận, bán kính tối thiểu đờng cong nối dốc lõm là :

Với vận tốc tính toán V= 60 km/h ⇒ Rmin =

2

606,5 = 553,8 (m)

- Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm có:

2 1 min

SR

2 h S.sin



Trong đó h : Chiều cao đèn pha lấy h = 1,2 m

α : Góc mở của đèn pha xe, thông thờng lấy bằng 1o

S1 : Chiều dài tầm nhìn 1 chiều, S1 = 75 m

75R

2.(1, 2 75.sin1 )



Theo quy phạm Rmin = 1000 (m)

⇒ chọn bán kính đờng cong lõm nhỏ nhất : R min = 1000 (m).

Trong thiết kế, chọn bán kính đờng cong đứng lõm tối thiểu

thông thờng theo TCVN 4054-05 là R min = 1500m

XII Kết luận tổng hợp các chỉ tiêu

Qua tính toán các yếu tố kỹ thuật của tuyến và so sánh với quy phạm tiêu chuẩn thiết kế Việt Nam 4054-05 của Bộ giao thông vận tải Đồng thời căn cứ vào tình hình thực tế của tuyến đờng, tính

kỹ thuật và kinh tế, kiến nghị sử dụng các chỉ tiêu cơ bản của tuyến đợc lập vào bảng sau:

Trị số Tính

Kiến nghị

65,32112,36509,06

75150350

75 150 350

129252472,44

1252501500

129 252 1500

-Đoạn nối mở rộng

mm

≥10

1

≥ 10

- Đoạn nối siêu cao

Bán kính đờng cong

đứng

- Nối dốc lồi tối thiểu giới hạn

- Nối dốc lồi tối thiểu thông

thờng

mm

4000

2500 4000

- Nối dốc lõm tối thiểu giới

hạn

- Nối dốc lõm tối thiểu thông

thờng

mm

1500

1000 1500

- Vạch cỏc phương ỏn tuyến đi qua hai điểm C, A

- Đo gúc, cắm đường cong, tớnh cỏc yếu tố của đường cong

- Đo dài, cắm cỏc cọc chi tiết

- Xỏc định cao độ tự nhiờn của cỏc cọc chi tiết

1.2 Cỏc nguyờn tắc xỏc định hướng tuyến

Căn cứ vào bỡnh đồ tỉ lệ 1

10000 với khoảng chờnh cao giữa cỏc đường đồng mức là 5 (m), căn cứ vào hai điểm khống chế C – A ta tiến hành vạch tuyến theo cỏc nguyờn tắc sau:

- Thiết kế nền đường phải đảm bảo cho giao thông thuận lợi, đồng thời phải tuân theo mọi qui định về tiêu chuẩn kĩ thuật của tuyến:

+ Căn cứ vào các yếu tố kĩ thuật đã khống chế trước như: độ dốc dọc lớn nhất, bán kính đường cong tối thiểu, chiều rộng mặt đường, … để tính toán vạch tuyến

+ Tại các vị trí tuyến đổi hướng, bố trí đường cong nằm có bán kính đủ lớn bám sát địa hình, tránh việc đào, đắp lớn

- Khi định tuyến nên tránh đi qua những vị trí bất lợi về thổ nhưỡng, thuỷ văn, địa chất (như đầm lầy, khe xói, sụt lở, đá lăn, karst, …) để đảm bảo cho nền đường được vững chắc

- Không nên định tuyến qua khu đất đai đặc biệt quí, đất đai của vùng kinh tế đặc biệt, cố gắng ít làm ảnh hưởng đến quyền lợi của những người sử dụng đất

- Khi tuyến giao nhau với đường sắt hoặc đi song song với đường sắt cần phải tuân theo qui trình của Bộ Giao thông Vận tải về quan hệ giữa đường ô tô và đường sắt (vị trí giao nhau phải ở ngoài phạm vi ga, đường dồn tàu, cửa hầm đường sắt, ghi cổ họng, các cột tín hiệu vào ga, góc giao ≥ 450)

- Khi chọn tuyến qua thành phố, thị trấn thì cần chú ý đến qui mô và đặc tính của giao thông trên đường, lưu lượng xe khu vực hay xe quá cảnh chiếm ưu thế, số dân và

ý nghĩa chính trị, kinh tế, văn hoá, xã hội của đường để quyết định hướng tuyến hợp lí

- Khi qua vùng đồng bằng, cần vạch tuyến thẳng, ngắn nhất, tuy nhiên tránh những đoạn thẳng quá dài (≥ 3 ÷ 4 (Km)) để người lái xe không chủ quan, kém phản xạ khi chạy trên đường thẳng, có thể thay bằng các đường cong có bán kính R ≥ 1000 (m), tránh dùng góc chuyển hướng nhỏ

- Khi đường qua vùng đồi nên dùng các đường cong có bán kính lớn uốn theo địa hình tự nhiên Bỏ qua những uốn lượn nhỏ và tránh tuyến bị gãy khúc về bình đồ và trắc dọc

- Qua vùng địa hình đồi nhấp nhô nối tiếp nhau, tốt nhất nên chọn tuyến là những đường cong nối tiếp hài hoà nhau, không nên có những đoạn thẳng chêm ngắn giữa những đường cong cùng chiều, các bán kính của đường cong tiếp giáp nhau không được vượt quá các giới hạn cho phép Nên để đoạn chêm > 200 (m), trong trường hợp khó khăn vẫn phải đảm bảo không nhỏ hơn 2V (m) đối với đường cong ngược chiều

- Khi tuyến đi theo đường phân thuỷ, điều cần chú ý trước tiên là quan sát hướng của đường phân thuỷ chính và tìm cách nắn thẳng tuyến trên từng đoạn, chọn những sườn đồi ổn định và thuận lợi cho việc đặt tuyến, tránh những mỏm cao và tìm những đèo thấp để vượt

- Khi tuyến đi trên sườn núi, mà độ dốc và mức độ ổn định của sườn núi có ảnh hưởng đến vị trí đặt tuyến thì cần nghiên cứu tổng hợp các điều kiện địa hình, địa chất

và thuỷ văn để chọn tuyến thích hợp Nếu tồn tại những đoạn sườn dốc bất lợi về địa chất, thuỷ văn như sụt lở, trượt, nước ngầm, … cần cho tuyến đi tránh hoặc cắt qua phía trên

- Khi triển tuyến qua đèo thông thường chọn vị trí đèo thấp nhất, đồng thời phải dựa vào hướng chung của tuyến và đặc điểm của sườn núi để triển tuyến từ đỉnh đèo xuống hai phía

Đối với những đường cấp cao nếu triển tuyến qua đèo gặp bất lợi như sườn núi

không ổn định hoặc các tiêu chuẩn kĩ thuật về bình đồ, trắc dọc quá hạn chế không thoả mãn thì có thể xem xét phương án hầm Tuyến hầm phải chọn sao cho có chiều dài ngắn nhất và nằm trong vùng ổn định về địa chất, thuỷ văn

- Khi tuyến đi vào thung lũng sông, suối nên:

+ Chọn một trong hai bờ thuận với hướng chung của tuyến, có sườn thoải ổn định, khối lượng công tác đào đắp ít

+ Chọn tuyến đi trên mực nước lũ điều tra

+ Chọn vị trí thuận lợi khi giao cắt các nhánh sông suối: nếu là thung lũng hẹp tuyến

có thể đi một bên hoặc cả hai bên với một hoặc nhiều lần cắt qua khe suối Lí do cắt qua nhiều lần một dòng suối thường là khi gặp sườn dốc nặng, vách đá cao, địa chất không ổn định (sụt, trượt, …)

- Vị trí tuyến cắt qua sông, suối cần chọn những đoạn suối thẳng có bờ và dòng ổn định, điều kiện địa chất thuận lợi

Để đảm bảo sự đều đặn uốn lượn trong không gian tạo cảnh quan cho đường, các yếu

tố tuyến trên bình đồ được chú ý phối hợp với các yếu tố trên trắc dọc, trắc ngang Song để thuận lợi cho quá trình thiết kế, cho phép đầu tiên là vạch tuyến trên bình đồ Thông qua các đường dẫn hướng tuyến (các phương án) đã vạch tiến hành thiết kế trắc dọc, trắc ngang Tuy các công việc thiết kế trắc dọc và trắc ngang làm sau nhưng trong quá trình thiết kế nhất thiết phải xem lại hướng tuyến đã vạch và có thể sửa lại tuyến trên bình đồ sao cho phù hợp với ý định thiết kế

1.3 Vạch phương án tuyến trên bình đồ