Báo cáo thực tập tốt nghiệp Tìm hiểu về công tác lập dự án đầu tư xây dựng công trình

Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp MỤC LỤC Lời cảm ơn Phần mở đầu I/ Mục đích yêu cầu II/ Nội dung thực tập Phần A: Giới thiệu Ban quản lí dự án đường sắt Việt Nam Cơ cấu chức Ban quản lí dự án đường sắt Việt Nam .5 Phần B: Tìm hiểu công tác quản lý dự án đầu tư bước để lập dự án đầu tư I/ Giới thiệu chung II/ Nội dung công tác thiết kế bước A Lập Báo cáo đầu tư B Lập dự án đầu tư .8 C Thiết kế kỹ thuật .13 D Thiết kế lập vẽ thi công, công nghệ thi công 16 Phần C:Một số nội dung công việc thực tập chuyên đề đường sắt I/ Quy trình, quy phạm, định, nghị định, thông tư……………… 17 II/ Tìm hiểu biện pháp tổ chức thi công đoạn km105+200 -km107+350; ga Yên Cư km112+823.73; cống km108+680.15…………………………… III/Các chuyên đề………………………………………………………… 30 Kết luận…………………… ………………………………… .33 Nguyễn Văn Cường Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp công việc quan trọng chương trình học sinh viên, đánh dấu việc hoàn thành kiến thức lý thuyết phục vụ cho công việc làm đồ án tốt nghiệp sau Đây hội tốt để sinh viên tiếp cận, trải nghiệm với thực tế công việc sau này, vận dụng kiến thức học để tính toán, thiết kế với số liệu, công trình thực tế - điều mà sinh viên thiếu Trong trình thực tập Ban Quản Lý Các Dự Án Đường Sắt, với thời gian thực tập tuần (từ 08/08/2014 đến 17/9/2014), với nội dung yêu cầu nắm bắt thời gian thực tập Bộ môn, với hướng dẫn nhiệt tình anh, chị Phòng Quản Lý Dự Án 1, em hoàn thành yêu cầu nội dung đợt Thực tập Tốt nghiệp, nắm bắt cách tổng quát công việc người làm công tác Tư vấn Thiết kế công trình Cầu, Đường số kiến thức thực tế Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Ban Quản Lý Các Dự Án Đường Sắt , Anh Tân – trưởng phòng Quản Lý Dự Án anh chị phòng nhiệt tình hướng dẫn tạo điều kiện tốt cho em suốt trình thực tập đơn vị Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: Ths Phạm Duy Hòa, giáo viên hướng dẫn tốt nghiệp thầy giáo, cô giáo Bộ môn Đường Sắt tạo điều kiên nhiệt tình hướng dẫn em suốt thời gian học tập nghiên cứu trường trình thực tập tốt nghiệp Nguyễn Văn Cường Lớp Đường Sắt – K53 Nguyễn Văn Cường Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp PHẦN MỞ ĐẦU O0O MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG CỦA ĐỢT THỰC TẬP I Mục đích yêu cầu : Mục đích: Giúp cho sinh viên biết cách áp dụng phần lý thuyết trang bị nhà trường vận dụng vào công tác như: thiết kế, bước lập hồ sơ thiết kế Tổng hợp kiến thức học phục vụ cho bước làm đồ án tốt nghiệp thời gian tới Yêu cầu: Trong thời gian thực tập quan, sinh viên phải thực tốt yêu cầu nội dung sau: a) Tuân thủ nghiêm túc nội quy, quy định quan cử đến thực tâp, quy chế thực tập nhà trường đề ra, không tự ý thay đổi địa điểm thực tập chưa có đồng ý nhà trường, giáo viên hướng dẫn quan thực tập b) Những vấn đề cần lĩnh hội chuyên môn: Biết vận dụng kiến thức học để củng cố nắm bắt nội dung sau: * Nội dung công tác thiết kế bước : - Bước báo cáo đầu tư - Bước lập Dự án đầu tư - Bước thiết kế kỹ thuật - Bước thiết kế lập vẽ thi công, công nghệ thi công * Hồ sơ cần lập: - Các vẽ cần thiết, khái toán dự toán công trình cho hạng mục công trình như: đường, ga, công trình thoát nước, công trình phòng hộ, công trình phục vụ khác đường văn tài liệu liên quan đến bước thiết kế - Hồ sơ thiết kế công trình đặc biệt Những vấn đề khác: Nguyễn Văn Cường Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp + Cuối đợt thực tập sinh viên phải nộp báo cáo thực tập bảo vệ trước môn kết đợt thực tập, điểm bảo vệ thực tập dùng để xét tư cách nhận đề tài tốt nghiệp + Báo cáo thực tập có xác nhận nhận xét quan đến thực tập + Trong thời gian thực tập: - Tranh thủ học hỏi kinh nghiệm đồng chí cán trước chuyên môn để phục vụ cho bước làm đồ án tốt nghiệp - Nếu có điều bất thường phải báo cho môn, giáo viên hướng dẫn biết để giải kịp thời II - Nội dung thực tập : Trong thời gian thực tập tốt nghiệp em gửi phòng quản lý dự án thuộc Ban quản lí dự án đường sắt Việt Nam trực thuộc giao thông vận tải với thời gian thực tập từ ngày 9/8/2016 -:- 17/9/2016 với nội dung yêu cầu cần nắm bắt: • Tìm hiểu cấu, chức năng, tổ chức hoạt động quan nơi tham gia thực tập • Tìm hiểu vai trò người cán kỹ thuật, tham gia vào hoạt động sản xuất quan nơi tham gia thực tập để làm quen dần tác phong làm việc người kỹ sư • Tìm hiểu nội dung thiết kế kỹ thuật công trình đường, ga, công trình tuyến mà quan nơi tham gia thực tập thực • Thu thập tài liệu phục vụ làm đồ án tốt nghiệp • Ôn lại nội dung đồ án thiết kế, đồ án thi công, giáo trình thiết kế, thi công đường, xử lý đường đất yếu, … Nguyễn Văn Cường Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Phần A o0o Giới thiệu địa điểm thực tập I Cơ cấu tổ chức chức Ban quản lý dự án đường sắt Việt Nam Ban quản lí dự đường sắt trực thuộc giao thông vận tải làm nhiệm vụ quản lí dự án giao thông vận tải làm chủ đầu tư Ban quản lí dự án đường sắt Việt Nam có tiền thân ban quản lý: ban quản lý tổng công ty đường sắt Việt Nam ban quản lí cục đường sắt Việt Nam Ban có 165 nhân gồm tổng giám đốc phó tổng giám đốc ( chuyển phó tổng phó tổng), mô hình chung ban trực thuộc gtvt chia làm 10 phận: phó tổng giám đốc phận tham mưu( tức phòng chức năng) phòng quản lí dự án (6 phòng qlda, phòng quản lí từ đến dự án) Bốn phòng chức có nhiệm vụ kiểm tra chéo phòng quản lí dự án, phòng quản lí dự án làm nhiệm vụ quản lí tổng dự án, phòng chức có nhiệm vụ quản lí tham mưu, kiểm soát chéo tránh khép kín dự án Tổng giám đốc đương nhiệm Lê Kim Thành  Địa liên hệ: Ô D20 Đường Tôn Thất Thuyết – KĐT Cầu Giấy P.Dịch Vọng Hậu – Q.Cầu Giấy – TP.Hà Nội (tầng 12-14)  phòng chức năng:  Phòng tham mưu văn phòng: hoạt động mảng quản lí hành nhân sự, tất công tác liên quan đến mảng hành nhân  Phòng kinh tế kế hoạch: quản lí chung chi phí, quản lí đầu vào đầu nguồn tiền, lập kế hoạch kêu gọi đầu tư dự án chuẩn bị đầu tư  Phòng kĩ thuật thẩm định: quản lí chất lượng, thẩm định hồ sơ, kiểm tra tất vấn đề kĩ thuật công trường  Phòng tài kế toán làm nhiệm vụ chi trả tiền  phòng quản lý dự án:  Phòng thực tập phòng quản lí dự án quản lí dự án: dự án chuẩn bị đầu tư dự án triển khai thực đầu tư Dự án chuẩn bị đầu tư: dự án án đường sắt sang Viên Chăn ( Lào) Dự án triển khai thực đầu tư: thi công từ lâu nguồn vốn bị hạn chế( cắt giảm thi công) nên vừa làm vừa dừng tuyến Yên Viên - Phả Lại - Hạ Long - Cái Lân  Phòng qlda 2: quản lí dự án đường sắt Cát Linh - Hà Đông  Phòng qida 3: quản lí dự án tuyến lai 1( Yên Viên - Ngọc Hồi)  Phòng qlda 4: quản lí sửa chữa nâng cấp tuyến Yên Viên - Lào Cai  Phòng qlda 5: quản lí sửa chữa nầng cấp 44 cầu, sửa chữa nâng cấp Nguyễn Văn Cường Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp cầu yếu tuyến  Phòng qlda 6: quản lí dự án thông tin tín hiệu PHẦN B O0O TÌM HIỂU VỀ CÔNG TÁC LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG I Giới thiệu chung 1/ Theo Nghị định 16/2005/NĐ-CP Chính phủ công trình xây dựng phân thành nhóm sau: - Công trình đặc biệt có vốn > 10.000 tỷ VNĐ phải Quốc Hội thông qua - Các dự án nhóm A: Đối với công trình Giao thông, Thuỷ lợi có tổng mức đầu tư ≥ 200 tỷ VNĐ phải Chính Phủ Bộ kế hoạch Đầu tư thông qua - Các dự án nhóm B: Đối với Công trình Giao thông, Thuỷ lợi có tổng mức đầu tư từ 25 đến 200 tỷ VNĐ phải cấp thông qua - Các dự án nhóm C: Là dự án không thuộc diện trên, thông qua cấp tỉnh 2/ Các giai đoạn đầu tư: Tuỳ theo quy mô Dự án mức độ phức tạp Công trình có giai đoạn đầu tư sau: - Đối với công trình lớn tiến hành theo bước: Chuẩn bị đầu tư – Lập Dự án đầu tư – Thiết kế kỹ thuật - Thiết kế vẽ thi công Tuy nhiên với dự án Quốc hội , Chính phủ định chủ trương đầu tư lập dự án đầu tư - Đối với Công trình vừa : dự án thành phần (hay gọi tiểu dự án thuộc dự án nhóm A) Chính Phủ thông qua báo cáo lập dư án đầu tư cho phép chia nhỏ dự án, nhiên phải trình duyệt quản lý dự án theo quy định dự án nhóm A tiến hành theo bước: Lập Dự án đầu tư - Thiết kế kỹ thuật - Thiết kế Bản vẽ Thi công - Với công trình nhỏ: Có mức vốn 1tỷ đồng lập Báo cáo đầu tư Thiết kế kỹ thuật - Thi công Thông thường Dự án gồm có giai đoạn đầu tư: Nguyễn Văn Cường Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp - Giai đoạn Lập dự án đầu tư: Là bước tiến hành nghiên cứu xác định tổng quát, sơ chủ trương đầu tư công trình Đường bộ, Đường sắt, Đường sông , quy mô Công trình, hướng phát triển, kết hợp Kinh tế - Quốc phòng, phương án hợp tác, đưa số phương án thời gian xây dựng, dự kiến kinh phí phương án để từ có định phê duyệt phương án tối ưu - Giai đoạn Thiết kế kỹ thuật: Dựa vào báo cáo LDAĐT phê duyệt, phác thảo ý đồ thiết kế đưa giải pháp thiết kế đáp ứng yêu cầu Báo Cáo LDAĐT, tiến hành TKKT, lập vẽ Thiết kế lập Hồ Sơ Tổng Dự Toán phù hợp với bước thiết kế - Thiết kế Bản vẽ Thi công: Giải cách cụ thể giải pháp thiết kế bước TKKT, lập vẽ bảng thống kê chi tiết, trình bày giải pháp thi công cách cụ thể II NỘI DUNG CÔNG TÁC THIẾT KẾ CÁC BƯỚC : A Bước báo cáo đầu tư: * Các pháp lý: - Quyết định cho phép tiến hành chuẩn bị đầu tư - Quyết định duyệt đề cương lập báo cáo CBĐT - Hợp đồng kinh tế chủ đầu tư quan tư vấn - Các văn có liên quan chiến lược phát triển kinh tế, quy hoạch vùng lãnh thổ có liên quan tới dự án * Những nội dung chủ yếu báo cáo BCĐT a) Sự cần thiết phải đầu tư: - Tình hình kinh tế, xã hội, GTVT sở thông tin điều tra thu thập - Phân tích dự báo lượng vận chuyển, tình hình phát triển giao thông vùng dự án - Từ phân tích đưa kết luận cần thiết phải đầu tư - Phân tích thuận lợi, khó khăn trình đầu tư xây dựng b) Dự kiến vị trí quy mô công trình: Nguyễn Văn Cường Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp - Đối với dự án đường cần đưa phương án tuyến, phân tích ưu nhược điểm phương án - Cấp hạng kỹ thuật chủ yếu đường bình đồ, trắc dọc, trắc ngang, kết cấu mặt đường, công trình - Các vẽ kèm theo - Xác định khối lượng xây dựng công trình, tổng mức đầu tư c) Hiệu dự án, hình thức đầu tư: - Hiệu kinh tế, xã hội dự án - Nguồn vốn, hình thức đầu tư - Thời gian dự kiến xây dựng công trình - Tác động tới môi trường dự án * Các kết luận kiến nghị - Đưa kiến nghị có tiếp tục nghiên cứu tiếp hay không? - Hướng NCKT tiếp tục ý lập báo cáo DAĐT B Bước lập Dự án Đầu tư * THUYẾT MINH TÊN CÔNG TRÌNH: ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG: CHỦ ĐẦU TƯ: CƠ QUAN TƯ VẤN THIẾT KẾ: a) Giới thiệu chung, pháp lý: - Tổng quan - Các pháp lý lập báo cáo DAĐT: Các định phê duyệt, văn liên quan - Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Các tài liệu sử dụng xuất xứ tài liệu b) Nội dung chủ yếu báo cáo nghiên cứu khả thi: Nguyễn Văn Cường Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp + Tình hình kinh tế xã hội vùng (hiện tương lai) - Dân số vùng - Tổng sản phẩm xã hội vùng - Tình hình ngân sách vùng hay khu vực tuyến qua - Một số ngành kinh tế chủ yếu - Kinh tế vùng xung quanh có liên quan tới dự án - Tình hình nước liên quan (nếu dự án có liên quan tới nước ngoài) + Chiến lược phát triển kinh tế vùng: * Định hướng phát triển kinh tế vùng: - Chiến lược phát triển kinh tế vùng qua giai đoạn - Một số tiêu chủ yếu - Phát triển dân số * Phương hướng phát triển kinh tế xã hội vùng có liên quan tới dự án * Phương hướng phát triển số ngành chủ yếu (công, nông, ngư nghiệp, dịch vụ ) + Các quy hoạch có liên quan tới dự án: - Các quy hoạch đô thị, khu công nghiệp tập trung liên quan tới dự án - Quy hoạch mạng lưới giao thông vùng - Quy hoạch vùng liên quan: Thuỷ lợi, lượng, nông nghiệp - Quy hoạch khu bảo tồn thiên nhiên + Hiện trạng giao thông vùng: - Tổng quan mạng lưới giao thông - Mạng lưới giao thông đường (đường lưu lượng xe đường) - Đường sắt - Đường thuỷ, cảng có liên quan - Hàng không - Nếu cải tạo nâng cấp đường cũ phải đánh giá mặt tuyến có tiêu chuẩn kỹ thuật, mặt đường, công trình đường lưu lượng giao thông tuyến Nguyễn Văn Cường Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp + Đánh giá vận tải dự báo nhu cầu vận tải: - Đánh giá vận tải vùng - Dự báo khu vực hấp dẫn tuyến đường - Dự báo nhu cầu vận tải vùng + Sự cần thiết đầu tư tuyến đường: - Tổng hợp vấn đề có liên quan đến việc đầu tư xây dựng tuyến đường - Phân tích lập luận cần thiết đầu tư + Đặc điểm điều kiện tự nhiên: - Mô tả chung - Điều kiện địa hình - Điều kiện địa chất địa chất thuỷ văn công trình - Điều kiện khí tượng - Điều kiện thuỷ văn + Xác định quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật: - Quy trình áp dụng - Cấp hạng đường, quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật chủ yếu - Thiết kế mặt đường - Tiêu chuẩn thiết kế cầu, cống + Các giải pháp kết thiết kế: - Kết khảo sát tuyến, cầu cống tuyến - Kết khảo sát thuỷ văn địa chất - Thiết kế tuyến: Nêu đặc điểm khống chế, phương án hướng tuyến, ý chỗ khó khăn Kết thiết kế: bình đồ, trắc dọc, đường (trắc ngang điển hình), mặt đường thoát nước (cống, rãnh), công trình phòng hộ, công trình phục vụ khai thác - Thiết kế cầu: Khẩu độ, bố trí chung, kết cấu nhịp, mố trụ - Tổng hợp khối lượng xây dựng: nền, mặt, cầu, cống - Khối lượng đền bù giải phóng mặt - Tổng hợp tiêu kỹ thuật tuyến + Tổng mức đầu tư giải pháp xây dựng: Nguyễn Văn Cường 10 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp - Monitor / PC: Các hình máy tính sử dụng để hình dung thông tin GPR thời gian thực vận hành hệ thống Tùy thuộc vào loại hình, máy tính sử dụng, liệu GPR lưu trữ để xử lý - Công cụ chuyển đổi A / D: Công cụ chuyển đổi A / D hình thành giao diện Ăng ten điểu khiển chuyển đổi tín hiệu từ sóng sang dạng số ngược lại tùy thuộc vào hướng phát triển mong muốn sử dụng Công cụ chuyển đổi A / D kết nối với mã hóa từ nơi nhận thông tin việc để kích hoạt xung sóng Radar 2.1.3 Nguyên lí hoạt động GPR phát tín hiệu tần số da vào lòng đất , phát thu lại tần số vọng lại, phân tích thời gian cường độ chúng Sự phản xạ tín hiệu tạo sóng da qua lớp vật liệu có tính chất khác Một phần tín hiệu phản xạ lại phần khác tiếp tục xuyên qua tầng vật liệu khác suy giảm điều khiển bỏ qua tín hiệu quay Sóng ra-da phát theo dạng hình nón, trình phát thu sóng ra-da diễn liên tục ta di chuyển hệ thống quanh khu vực rộng, liệu tổng hợp xử lý chương trình phần mềm chuyên dụng máy tính xuất mặt cắt ngang địa hình mô Hệ thống GPR để áp dụng kiểm tra, nghiên cứu cấu trúc, đặc tính vật chất bên lớp đất, lớp bê tông, sắt thép mà khảo sát bên nghiên cứu hết khảo sát địa kỹ thuật môi trường, thăm dò địa chất, khảo sát móng công trình cầu cống, đánh giá độ ô nhiễm nguồn nước, thăm dò khoáng sản, đường ống ngầm, khuyết tật bê tông, sắt thép… 2.1.4 Phạm vi áp dụng Số liệu GPR xử lý thuật toán với độ xác cao, kết vẽ mặt cắt phản ánh cấu trúc địa chất chi tiết khu vực khảo sát Vì thiết bị GPR Nguyễn Văn Cường 35 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp sử dụng nghiên cứu khảo sát địa kỹ thuật môi trường phục vụ điều tra bản, thăm dò địa chất, cụ thể là: - Khảo sát công trình móng xây dựng đường sắt, cầu cống, sân bay, bến cảng v.v… - Phát dị vật, ranh giới cấu trúc địa chất, vị trí ẩn họa liên quan đến trượt lở đất - Khảo sát nước đất, đánh giá độ ô nhiễm xác định tầng nước - Thăm dò tìm kiếm khoáng sản, độ sâu đá gốc vỉa quặng mỏ Ứng dụng khảo cổ học - Xác định loại đường ống dẫn ngầm, cáp ngầm, dị vật bãi phế thải bị vùi lấp từ trước Xác định vị trí lỗ hỗng, khuyết tật than đập, thân đê 2.2 Áp dụng công nghệ GPR vào khảo sát đường sắt 2.2.1 Đặc điểm đường sắt lớp đá balats 2.2.1.1 Nền đường sắt Nền đường sắt sở chịu tác dụng phận kết cấu tầng đường sắt đoàn tàu trạng thái tĩnh động Các tải trọng truyền xuống đường đến tầng móng khuếch tán Hình 1: Sơ đồ truyền lực tải trọng xuống đường Nền đường thường xây dựng móng đất đá sử dụng đất đá làm vật liệu xây dựng Đất đá vật liệu không liên tục có đặc tính vỡ vụn, rời rạc, có khe rỗng cộng thêm với khí hậu thay đổi quanh năm dẫn đến biến đổi đất đá ảnh hưởng tới tính chất chịu lực công trình Tuyến đường xây dựng thường gặp phải ảnh hưởng phức tạp điều kiện tự nhiên như: địa hình, địa chất phức tạp, khí hậu thủy văn, động đất Từ phát sinh nhiều cố đường taluy đào bị nước phá hoại, đường đất giãn nở ướt, co lại khô, dẫn đến taluy đường sạt trượt, đường đông cứng vào mùa đông nhiệt độ thấp, động đất cát bị hóa lỏng dẫn đến đường bị trượt Các hư hại, biến dạng đường cụ thể lớp đệm đường có nguyên nhân tác động từ kết cấu Nguyễn Văn Cường 36 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp tầng trên, công trình nhân tạo, tải trọng tĩnh tải trọng động đoàn tàu Một số phương pháp đo đạc thực nghiệm cho kết nghiên cứu động lực học đoàn tàu ảnh hưởng mạnh tới đất lòng đường Trong công trình xây dựng đường chiếm vị trí quan trọng khối lượng thi công, diện tích chiếm dụng đất vốn đầu tư lớn 2.2.1.2 Lớp đá Ballast Lớp đá ballast có nhiệm vụ đảm bảo độ ổn định cho ray tà vẹt không gian tác dụng lực thẳng đứng, lực ngang lực dọc, đảm bảo biết dạng Truyền áp lực nhận từ tà vẹt xuống đường, làm lớp đệm đàn hồi để giảm lực đập bánh xe Mặt cắt ngang lớp đá balats cần phải đảm bảo chiều rộng, chiều dày độ dốc mái đá, cho chịu ứng suất đoàn tàu gây đến đỉnh đường phải nhỏ ứng suất cho phép Đặc biệt đoạn đường cong độ rộng chiều cao lớp đá balats thay đổi để đảm bảo mục đích chạy tàu an toàn Vật liệu làm đá ba lát phải chắc, ổn định tải trọng, không bị vỡ vụn nát chèn, chịu phá hoại thời tiết, nước chảy không bị trôi Các vật liệu làm đá ballast chủ yếu đá dăm, đá cuội, cát hạt to, vỏ sò hến, sỉ lò 2.2.2 Cấu trúc hệ thống GPR khảo sát đường sắt Các hệ thống ăn ten thu phát tín hiệu có tần số xác định ghép nối với nhau, kết hợp hai, ba nhiều Chúng đặt cách mặt đất độ cao định để đảm bảo khả thăm dò tốt đảm bảo di chuyển dễ dàng nhờ đặt sau thiết bị di chuyển, tàu ô tô hình ảnh thể hình Hình 2: Hệ thống thử nghiệm thăm dò đường sắt GPR công ty GSSI, hệ thống GPR gắn phía trước xe lửa, sử dụng lên đến bốn anten thu phát, áp dụng Al-Nuaimy năm 2004 Nguyễn Văn Cường 37 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Hình 3:Hệ thống sử dụng để thu thập liệu đường sắt Wyoming, Michigan tháng năm 2007 Thông thường tốc độ thu thập liệu tốc độ 40 km/h cần khoảng thời gian 15 nano giây để thu thập liệu đến độ sâu khoảng 30m Tất nhiên, hệ thống thu thập liệu khoảng thời gian dài làm tăng độ sâu khảo sát Các liệu thu thập cách sử dụng ăn ten thu phát GPR, đo khoảng cách (DMI) gắn liền với xe Bộ đo DMI cung cấp thời gian vị trí hệ thống cách liên tục cho phép kết hợp hoạt động với điều khiển GPR để điều chỉnh trình khảo sát Dữ liệu GPR, video, liệu GPS địa điểm tổng hợp xử lý bước Đối với đường sắt thường kết hợp sử dụng ăng ten với tần số khác nhau: - Ăng - ten với tần số 1GHZ hay GHz để hình ảnh rõ ràng chi tiết lớp đá ballast subballast lớp tới độ sâu 2-3m - Ăng - ten với tần số thấp nhiều từ 400-500 MHz cho phép thâm nhập qua vật liệu đá balast, cát, tầng đất với chiều sâu thâm nhập từ 15m thăm dò sâu lớp đất Nguyễn Văn Cường 38 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Lef Side Antenna 2.2.3 Center Antenna Right Side Antenna Hình 4: Độ sâu làm việc Ăng ten có tần số khác Thu phát tín hiệu sóng ra-da Các nghiên cứu nhiễm bẩn đá balast ảnh hưởng tới thay đổi số điện môi lớp vật liệu GPR hoạt động cách phát tần số rada xác định, ghi lại cường độ thời gian trở lại tín hiệu phản xạ Sự phản xạ tín hiệu tạo tần số gặp vật liệu có tính dẫn điện khác thay đổi số điện môi vật liệu Cường độ, mức độ phản xạ tín hiệu xác định tương phản số điện môi độ dẫn điện vật liệu Granite ballast Ÿr Khô 3.2 Dolomite Ballast 3.7 Chất liệu Trap Rock Ballast (basalt) Trap Rock Ballast (10% fouled) Trap rock Ballast (30% Ÿr Bão hòa 26.4 5.0 25 31 22 3.5 28 4.3 fouled) Nguyễn Văn Cường Ÿr Ráo nước 16 016 4.8 17 020 39 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Bảng 1: Sự thay đổi số điện môi vật liệu xác định phòng thí nghiệm Trong phần tín hiệu GPR phản chiếu trở lại ăng-ten, phần lại không dừng lại tiếp tục xuyên qua lớp vật liệu khác suy giảm hết phận điều khiển GPR ngưng tiếp nhận sau khoảng thời gian định Tỷ lệ suy giảm tín hiệu khác phụ thuộc vào tính chất vật liệu mà sóng qua Vật liệu với số điện môi cao làm chậm sóng radar để thâm nhập sâu Vật liệu có độ dẫn cao làm giảm bớt tín hiệu nhanh chóng Sự bão hòa nước làm tăng đáng kể số điện môi vật liệu Hệ thống GPR dựa thay đổi để đánh giá xác chiều dày lớp đá, mức độ nhiễm bẩn thay đổi độ ẩm lớp đá balast nhiễm bẩn Các nghiên cứu tài liệu kết cụ thể đánh giá độ xác hệ thống lên tới 95% Clean Ballast Mostly Clean Ballast Fouled Ballast or Subballast Subgrade Scan of GPRLine DataScan image of multiple scans of GPR Data Ballast Cross-section Hình 6: Giải thích suy giảm cường độ tần số ra-đa xuyên qua lớp vật liệu 2.2.4 Khảo sát đoạn đường sắt Orin, Wyoming, tháng năm 2007 2.2.4.1 Thu thập liệu Quá trình quét liệu GPR đoạn tuyến tiến hành từ 23-7 tới 26-7 năm 2007 Công ty khảo sát sử dụng ô tô tải trọng nhỏ gắn ăngten, angten 500 MHZ vị trí trung tâm đường ray hai angten 2GHZ gắn hai bên đường Nguyễn Văn Cường 40 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Hình 7: Hai ăng-ten GHz gắn bên ăng ten 500 MHz gắn đường ray Hai Ăng-ten với tần số GHz hình ảnh rõ ràng chi tiết lớp đá ballast subballast lớp tới độ sâu 2-3m - Ăng ten trung tâm với tần số thấp 500 MHz cho phép thâm nhập qua vật liệu đá balast, cát, tầng đất với chiều sâu thâm nhập từ 15m thăm dò sâu lớp đất Các liệu lượng mưa ngày 23-7 tới 26-7 thống kê lập bảng, phục vụ cho trình theo dõi xác minh liệu GPR sau 2.2.4.2 Mặt đất thực Đồng thời với trình khảo sát GPR mặt đất thực đoạn tuyến xem xét với lỗ đào tay lấy 20 địa điểm vai đường Các lỗ đào lấy vị trí mà khả nghi có cố với đất, chiều dày lớp vật liệu lỗ đào đo lập bảng để so sánh với liệu GPR Nguyễn Văn Cường 41 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp (a) Dữ liệu mặt cắt 500 MHz (b) Hình ảnh phần lỗ đào Hình 8: Vị trí lỗ đào từ thực địa, bên trái liệu hình ảnh GPR tương ứng với lỗ đào Hình 9: Một lỗ đào khác đoạn tuyến, nơi phát độ sâu nhiễm bẩn gần mặt đất Nguyễn Văn Cường 42 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Hình 10: Hình ảnh lỗ đào công tác đo đạc Tại lỗ đào khác phát tình trạng nhiễm bẩn bụi than, lớp bụi than dày inch nằm lớp ballast mà phát từ quan sát bề mặt A) Bề mặt địa điểm (B) Bụi than lớp bề mặt Hình 11: Lỗ đào tay phát nhiễm bẩn bụi than 2.2.4.3 Dữ liệu GHz Dữ liệu Ghz sau xử lí phần mềm, cho ta mặt cắt có hiển thị màu sắc hình Độ dày lớp đá ba lat, vị trí nhiễm bẩn nặng, vị trí có nước ngầm cụ thể, hiển thị rõ ràng với màu sắc trực quan cho phép người dùng nhanh chóng xác định Nguyễn Văn Cường 43 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp thực trạng đất Chấm màu biểu thị vị trí độ sâu nhiễm bẩn, độ sâu tồn nước ngầm Dải màu đánh giá độ nhiễm bẩn lớp balat a, Xử lí liệu Hình 12: Dữ liệu hình ảnh giải thích - Dải liệu cùng: o Màu xanh biểu thị vùng o Màu đỏ đen biểu thị vị trí lỗi bẩn o Màu xanh lam biểu thị vị trí có độ ẩm lớn - Dải liệu thứ hai: o Các chấm màu đỏ hiển thị độ sâu nhiễm bẩn lớp đá balat o Các chấm màu xanh hiển thị vị trí chiều sâu có độ ẩm lớn - Dải liệu thứ ba: giải màu sắc hiển thị đánh giá chung độ ô nhiễm lớp đá, thang màu vị trí cuối mức độ ô nhiễm, màu trắng tương ứng với vị trí sạch, màu giá đenđộ tương ứng với vị trí nhiễm bẩn nặng b, Thang màu đánh nhiễm bẩn Kiểm tra theo dõi liệu GPR GHZ cho ta thấy vị trí, chiều sâu balat sach, balat vừa dính bẩn balat nhiễm bẩn nghiêm trọng Hơn vị trí nhiễm bẩn nghiêm trọng thường xuất cục suốt chiều dài tuyến khảo sát, việc xác định vị trí quan trọng giúp giảm chi phí , giảm thời gian nâng cao hiệu trình tu bảo dưỡng Nguyễn Văn Cường 44 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Hình 13: Dữ liệu hình ảnh đoạn chiều dài khảo sát chưa bị hư hỏng Hình 14: Dữ liệu hình ảnh đoạn chiều dài khảo sát bị hư hỏng, nhiễm bẩn nặng Nguyễn Văn Cường 45 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Hình 16: So sánh liệu nhiễm bẩn GPR độ sâu nhiễm bẩn từ 20 hố đào thực địa Hình 17: So sánh độ sâu phát ẩm GPR với độ ẩm thực từ 20 vị trí hố thực địa Trong hai hình 16 17: độ sâu bẩn, độ sâu tồn nước ngầm thu từ phân tích liệu GPR, so sánh với số ô nhiễm cho độ sâu mẫu địa điểm thực địa Các mối tương quan chặt chẽ vị trí sâu bẩn xác định Nguyễn Văn Cường 46 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp GPR thay đổi màu sắc dẫn đến kết luận: có tương đồng độ sâu bẩn xác định GPR độ sâu mẫu tương ứng Kiểm tra chặt chẽ cho thấy 79 % độ sâu bẩn xác định GPR cho thấy tương đồng với thật mặt đất Nhìn chung, kết coi hợp lý 2.2.4.4 Dữ liệu 500 MHZ Dữ liệu 500 MHZ xử lý khác so với liệu 2GHZ, sóng điện từ 500 MHZ xuyên sâu vào lớp đất phía dưới, xác định thay đổi chiều dày lớp vật liệu phía sâu, xác định vị trí tồn dòng nước ngầm, xác định vật thể sâu phía dưới… hình ảnh từ liệu 500 MHZ không chi tiết m lớp bề mặt , không cho ta dải màu cụ thể vị trí nhiễm bẩn, giúp đánh giá tổng quan lớp thông qua phản ánh tương đối chiều dày lớp Hình 18: Sự khác liệu GPR 500 MHZ(trên) GHZ(dưới) Nguyễn Văn Cường 47 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Hình 19: Dữ liệu 500 MHZ phản ánh tương đối chiều dày lớp vật liệu, chiều dày lớp vật liệu ổn định dấu hiệu hư hỏng Nguyễn Văn Cường 48 Đường Sắt K53 Trường :ĐH GTVT Báo cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Hình 20: Dữ liệu cho thấy đoạn đường với chiều dày lớp vật liệu bất thường Nguyễn Văn Cường 49 Đường Sắt K53