Bài viếtrình bày vắn tắt một số tính năng trên hệ thống đường cao tốc của Trung Quốc và quan điểm cũng như công nghệ mới áp dụng trong điều trị landsliding trên đường cao tốc ở Trung Quốc để cung cấp thông tin và thảo luận về quan điểm trên khả năng ứng dụng hiệu quả của những công nghệ trong thực tế điều kiện ở Việt Nam.
Trao đổi học tập kinh nghiệm xử lý đất sụt Trên đ-ờng cao tốc Trung Quốc Doón Minh Tâm* * Viện KHCN giao thông vận tải 1252 Đường Láng - Hà Nội Tel/Fax: 7663029/7661524 Study and experience exchange on landsliding treatment on expressway of China Abstract During the time from end of April to beginning of May, 2005 the Ministry of Transport has sent a Team for working visit for some days in China, especially specialized on landsliding treatment on expressway in mountainous areas of Van Nam and Quang Dong provinces Based on this useful studytour, the author presents briefly some features on the expressway system of China and opinions as well as new technology applied in landsliding treatment on express way in China for providing information and discussing view on effective application possibilities of those technology in actual condition in Vietnam Tổng quan hệ thống đường cao tốc Trung Quốc Nước Cộng hoà Nhân dân Trung Hoa (gọi tắt Trung Quốc), quốc gia có diện tích lãnh thổ lớn đứng thứ giới sau Cộng hoà Liên Bang Nga Canada Trung Quốc có diện tích khoảng 9,6 triệu km2, chiếm 1/15 diện tích mặt đất tồn cầu Dân số Trung Quốc 1,2 tỷ người, quốc gia đông dân nhất, chiếm tỷ lệ khoảng 1/4 dân số toàn giới Do phát triển mạnh mẽ nhanh chóng kinh tế Trung Quốc với mức tăng trưởng trung bình hàng năm đạt 9,4%/ năm vòng 20 năm qua, nhu cầu vận chuyển hành khách hàng hố giao thơng vận tải đường Trung Quốc chịu sức ép lớn kinh tế đòi hỏi phải đáp ứng nhu cầu thực tế mức độ cao Vào thời kỳ năm đầu thập kỷ 1990, nhu cầu vốn để xây dựng tuyến đường Trung Quốc đánh giá vượt khả đất nước Trung Quốc mặt tài cơng nghệ xây dựng Tuy nhiên, thực tế năm sau cho thấy, sách cải cách kinh tế đắn mình, Trung Quốc tự giải hầu hết đòi hỏi Trung Quốc trở thành quốc gia có mạng lưới đường đường cao tốc phát triển nhanh giới Về mặt kiện, giới ghi nhận ngày 30/ 12/ 1940 California (Mỹ), người ta cắt băng khánh thành tuyến đường cao tốc giới nối California với Los Angeles Trong năm từ 1960 đến 1990, nước Mỹ hoàn thành việc nối Bang nước Mỹ với hệ thống đường cao tốc Theo số liệu thống kê, hệ thống đường cao tốc nước Mỹ thời điểm năm 2001, có tổng chiều dài tới 88 000 km, xếp hàng thứ giới, chiếm tỷ lệ 50% tổng chiều dài đường cao tốc tất nước giới cộng lại vào thời điểm lúc Trong Trung Quốc, vào năm 1949, vào thời điểm Cách Mạng Trung Quốc thành cơng, Trung Quốc lúc có 80 000 km đường đạt tiêu chuẩn quốc gia, khơng có đường cao tốc Nhưng đến năm 1999, tức sau 50 năm giải phóng xây dựng CNXH, Trung Quốc xây dựng 352 000 km đường quốc gia phân bố 68 tuyến quốc lộ xây dựng hoàn chỉnh 14 000 km đường cao tốc Cũng nên biết rằng, năm 1978 năm Trung Quốc bắt đầu tiến hành khảo sát – thiết kế mét đường cao tốc lãnh thổ Đến năm 1988, tức sau 10 năm, Trung Quốc xây dựng xong đưa vào khai thác 185 km tuyến đường cao tốc đầu tiên, nối Thượng Hải với Jiading Đến năm 1989 Trung Quốc có 271 km đường cao tốc Thế sau 10 năm sau đó, đến năm 1999, với sách phát triển kinh tế mình, Trung Quốc xây dựng xong 10 000 km đường cao tốc đến cuối năm 2002 tăng vọt tới số 25 200 km đường cao tốc Theo Bộ GTVT Trung Quốc cho biết, tính riêng năm 2003, Trung Quốc xây dựng thêm 600 km đường cao tốc, nâng tổng chiều dài hệ thống đường cao tốc Trung Quốc đến cuối năm 2003 lên tới 29 800 km Theo kế hoạch, 29 800 km đường cao tốc hoàn thành, Trung Quốc khẩn trương xây dựng 16 000 km để đến năm 2006 đưa vào sử dụng khoảng 47 000 km đường cao tốc xây dựng tiếp đến năm 2008 Chính vậy, Trung Quốc trở thành quốc gia có tổng chiều dài đường cao tốc đứng thứ giới Theo kế hoạch đến cuối năm 2008, Trung Quốc hoàn thành kế hoạch xây dựng 85 000 km đường cao tốc Từ chỗ ban đầu xây dựng tuyến xuất phát từ thủ đô Bắc Kinh, tuyến nối từ phía bắc xuống phía nam xây dựng tiếp 18 tuyến nối từ đông sang tây, mạng lưới đường cao tốc Trung Quốc có tổng chiều dài 85 000 km, dược gọi tắt Dự án “ mạng lưới 7918”, phủ tương đối khắp vùng kinh tế trọng điểm khu tự trị khắp lãnh thổ Trung Quốc Hiện số 31 tỉnh khu tự trị Trung Quốc có đường cao tốc qua có nửa tỉnh xây dựng 1000 km đường cao tốc địa phương Tuy nhiên, so sánh mức độ cung cầu, nỗ lực lớn song chưa đáp ứng đủ nhu cầu thực tế Bằng chứng cho thấy : hệ thống đường sá mở rộng phát triển đạt mức tăng trưởng 5% hàng năm, song so với mức tăng trưởng hàng năm 22% vận tải hành khách 10% vận tải hàng hoá, hệ thống sở hạ tầng Trung Quốc phải phấn đấu nỗ lực nhiều Theo tính toán Bộ GTVT Trung Quốc, với quốc gia có dân số 1, tỷ người để trì tốc độ tăng trưởng GDP trung bình hàng năm 9%, vòng 15-20 năm nữa, Trung Quốc cần đạt mục tiêu phát triển tiếp hệ thống đường cao tốc lên tới 200 000 km tồn quốc, có đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế – xã hội Các quan điểm công tác khảo sát – thiết kế đường cao tốc Trung Quốc Trên sở so sánh với TCVN 5729 : 1997 Đường Ơtơ cao tốc – Yêu cầu thiết kế Việt Nam, đưa số nhận xét so sánh mang tính tổng qt cơng tác KS-TK đường cao tốc miền núi thuộc địa phận tỉnh Vân Nam Quảng Đông Trung Quốc sau : - Các tuyến đường cao tốc miền núi thuộc địa phận tỉnh Vân Nam Quảng Đông (Trung Quốc) thuộc dạng tương đương đường cao tốc loại A (Freeway) theo TCVN 5729 : 1997, tức đảm bảo 100% giao cắt khác mức với tất loại đường giao Tuy nhiên, số lượng nút giao liên thông đường cao tốc hạn chế Các loại nút khác mức liên thông áp dụng đường cao tốc giao - Cấp đường cao tốc, tuỳ theo đoạn, mà đạt tiêu chuẩn tương đương cấp 120 100 theo TCVN 5729 : 1997 Mặt cắt ngang đường cao tốc thiết kế cho – xe có dừng xe khẩn cấp hai bên lề - Tất cầu vượt thiết kế xây dựng riêng cho cầu chiều chiều Mặt cắt ngang cầu rộng chiều rộng mặt cắt ngang mặt đường tất rãnh dọc đường cao tốc xây có nắp đậy, nắp có chừa lỗ thu nước Nhìn chung, cơng tác KS-TK xây dựng đường cao tốc Trung Quốc tuân thủ tuyệt đối Quy trình thiết kế, thi công nghiệm thuđườngcaotốccủaTrung Quốc, tôn trọng đến mức nghiêm ngặt việc gìn giữ cảnh quan mơi trường, sẵn sàng thay việc đào sâu, đắp cao giải pháp cơng trình cầu cạn, hầm chui để đảm bảo hài hồ thân thiện với mơi trường Chủ trương xử lý triệt để đoạn có khả gây sụt trượt quán triệt thực từ khâu khảo sát – thiết kế Do đó, từ đầu, đoạn đường thiết kế qua vùng có cấu trúc địa chất xấu, biện pháp gia cố xử lý sụt trượt áp dụng thể đầy đủ hồ sơ thiết kế KT-TC Bằng trực quan nhận thấy công tác KS-TK tuyến đường cao tốc Trung Quốc tiến hành chu đáo nghiêm túc Các yếu tố hình học đường cao tốc thiết kế xây dựng bảo đảm theo tiêu chuẩn, dường không bị triết giảm châm chước Do tầm nhìn khơng bị hạn chế đảm bảo điều kiện xe chạy an toàn đường với vận tốc tối thiểu 60 Km/h tối đa 120 Km/ h Hầu tất đường cong tuyến đường cao tốc sử dụng bán kính Rmin, siêu cao đường cao tốc đường cong sử dụng độ dốc siêu cao max Không phát tuyến cao tốc có góc ngoặt gắt, gây tuyến xấu bị che khuất tầm nhìn Việc nối vuốt đường cong lồi lõm điều hoà êm thuận, đảm bảo tầm nhìn Theo Ơ Tạ Phượng Vũ – Phó Tổng Cơng trình sư cơng tác Ty GTVT Vân Nam (Trung Quốc), tuyến đường cao tốc qua vùng núi tuyến G213 (Côn Minh – Mô Hang), để đảm bảo yếu tố tuyến thoả mãn yêu cầu tiêu chuẩn thiết kế trắc dọc bình đồ, đồng thời để hạn chế đắp cao, đào sâu qua vùng địa chất xấu người ta phải chủ động thiết kế xây dựng cơng trình cầu cạn hầm chui để khắc phục điêù kiện địa hình địa chất Trên tuyến cao tốc G213, đoạn từ Nguyên Giang Mô Hang, dài 147 km, người ta phải sử dụng cầu vượt hầm chui có tổng chiều dài chiếm tới 50% tổng chiều dài toàn tuyến Một đặc điểm đáng ý tồn vật liệu, vật tư dùng xây dựng đường cao tốc, kể loại vật tư đặc chủng thép cường độ cao, neo, gối cầu, … Trung Quốc tự chế tạo sản xuất Nhìn chung, cơng trình cầu hầm đường cao tốc thực cơng trình nhân tạo mang tính thẩm mỹ cao hài hoà với cảnh quan thiên nhiên khu vực Mục đích cuối xử lý đất yếu làm tăng độ bền đất, làm giảm tổng độ lún độ lún lệch, rút ngắn thời gian thi cơng giảm chi phí đầu tư xây dựng Đối với đất yếu bão hoà nước (như cát pha, sét pha bão hoà, bùn…) nhạy cảm với lún, theo kinh nghiệm nước giới nói chung Trung Quốc nói riêng, cải tạo chúng phương pháp giếng cát, bấc thấm thoát nước thẳng đứng, cọc cát – giếng cát đầm chặt, cọc đất hỗn hợp Ximăng/ Vôi, … hiệu Đối với cơng trình đất đắp phương pháp gia cường vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật (Geogrid), lưới Tenax, … thử nghiệm cho hiệu chưa mong muốn Theo tổng kết Trung Quốc, so với nhiều phương pháp gia cố đất yếu bão hồ nước nén lún mạnh phương pháp cổ điển dùng giếng cát thoát nước thẳng đứng cọc cát làm chặt đất kết hợp với việc chất tải tạm thời chúng phương pháp đơn giản đạt hiệu cao kỹ thuật, thời gian kinh tế Theo phương pháp này, người ta thường dùng giếng cát có đường kính 50-60 cm, nhồi vào đất yếu bão hoà nước đến độ sâu thiết kế để làm chức những kênh thoát nước thẳng đứng, nhằm đẩy nhanh q trình cố kết đất yếu Do đó, phương pháp phải kèm theo biện pháp gia tải trước để tăng nhanh trình cố kết Lớp đất yếu bão hồ nước dầy phương pháp giếng cát hiệu độ lún tức thời Vào năm 1926, Mỹ, người ta sử dụng vải sợi thông thường để làm vật liệu ngăn cách dùng để cải tạo ổn định đất yếu Tuy nhiên từ năm 1960 trở lại phương pháp sử dụng Vải địa kỹ thuật nước giới áp dụng rộng rãi xử lý đất yếu Đặc biệt từ năm 1990 trở lại đây, nước ASEAN áp dụng phổ biến Vải địa kỹ thuật với chức bản, : ngăn cách, lọc nước, gia cường đất yếu để tăng khả chịu tải đất nền, làm lớp bảo vệ ngăn nước Phương gia cố đất yếu cọc đất – Vôi/ XM công nghệ giới biết đến áp dụng từ năm 1970 đạt cơng nghệ hồn chỉnh phát triển mạnh mẽ phải tính từ năm 1990 trở lại Phương pháp cọc đất Vôi / XM chia làm loại : phương pháp trộn khô, phun khô phương pháp trộn phun ướt – mà thực chất phương pháp phun vữa Từ năm 90 thập kỷ trước, bên cạnh phương pháp cổ điển xử lý đất yếu cọc cát, giếng cát, lần công nghệ xử lý đất yếu phương pháp bấc thấm thoát nước thẳng đứng ( Prefabricated Vertical Drain Method - PVD) kết hợp gia tải trước đưa vào sử dụng rộng rãi giới Tuy nhiên, theo Ô Tạ Phượng Vũ cho biết, kinh nghiệm sử dụng bấc thấm Trung Quốc cho thấy, có tới 50% dự án xử lý đất yếu bấc thấm thất bại nước cố kết theo phương thẳng đứng từ đất yếu khơng ngồi Vì vậy, để xử lý đất yếu đường cao tốc, Trung Quốc chủ yếu dùng giếng cát giếng đá ứng dụng công nghệ xử lý đất sụt đường cao tốc Trung Quốc Tuỳ theo đặc điểm địa hình, ĐCCT, thuỷ văn, ĐCTV khí hậu nước khác mà việc phân loại tượng đất sụt nước khơng hồn tồn giống Theo giới thiệu chung điều kiện địa hình, địa chất khí hậu, nhận thấy tượng đất sụt diễn tuyến đường đường cao tốc tỉnh Vân Nam Quảng Đông Trung Quốc tương tự tượng đất sụt xảy tuyến đường Việt Nam Vì vậy, phân loại tượng đất sụt nói chung dạng đặc trưng, : trượt đất, xói sụt, sụt lở đá đổ, đá lăn Việc nhận biết phân loại dạng sụt trượt quan trọng, chất tượng thơng qua dạng trên, khác nhau, việc đề xuất biện pháp xử lý cho dạng đòi hỏi khác Trong đó, việc nghiên cứu xử lý dạng trượt đất phức tạp khó khăn Theo quan sát dọc đường, gần 100% vị trí đào đắp đường cao tốc chủ động gia cố từ giai đoạn thiết kế thi công Theo quan điểm nhà thiết kế Trung Quốc, vào cấu trúc địa chất thông qua kết khoan thăm dò ĐCCT, mà người thiết kế chủ động đưa biện pháp gia cố mái dốc Để xử lý tượng trượt đất, kỹ sư thuộc Viện thiết kế Vân Nam chủ yếu sử dụng biện pháp neo theo công nghệ OVM Theo công nghệ này, người ta chủ yếu sử dụng neo cáp dự ứng lực, có chiều dài cáp từ 20-45m, để neo giữ khối đất đá có khả bị trượt Đầu ngồi neo được căng kéo dự ứng lực tựa khung, dầm bêtông phủ bề mặt taluy Cũng có số vị trí người ta dùng tường neo để chống trượt vị trí chân đồi Tất cơng trình chống trượt thiết kế giai đoạn KS-TK người thiết kế phát yếu tố tiềm ẩn nguy gây trượt đất, sau cho thi cơng q trình đào bạt taluy làm đường, khơng đợi đến hoàn thiện, đưa vào khai thác xảy trượt đất nghiên cứu xử lý thường gặp Việt Nam Các cơng trình dùng để gia cố bề mặt taluy thiết kế phổ biến Trung Quốc có dạng khung bêtơng với kết cấu phong phú hài hoà, sau : Kiểu : Gia cố bề mặt theo khung kết cấu hình vng Hình Sơ đồ gia cố taluy dạng khung hình vng (theo kinh nghiệm Trung Quốc) Trong đó, khung kết cấu đổ bêtông M.250 – M.300 dùng đá xây mác vữa 100 Kích thước mặt cắt gờ khung kết cấu bố trí theo cấu tạo (35 x 40) cm Kích thước vng thường dùng (3 x 3) m (3 x 4) m Kiểu : Gia cố bề mặt kiểu khung kết cấu hình thoi Hình Sơ đồ gia cố taluy dạng khung hình thoi (theo kinh nghiệm Trung Quốc) Trong đó, khung kết cấu đổ bêtơng M.250 – M.300 dùng đá xây mác vữa 100 Kích thước mặt cắt gờ khung kết cấu bố trí theo cấu tạo (25 x 35) cm Kích thước ô vuông thường dùng nhỏ 3m Kiểu : Gia cố bề mặt kiểu khung kết cấu hình chữ A Hình Sơ đồ gia cố taluy dạng khung hình chữ A (theo kinh nghiệm Trung Quốc) Trong đó, khung kết cấu đổ bêtông M.250 – M.300 dùng đá xây mác vữa 100 Kích thước mặt cắt gờ khung kết cấu bố trí theo cấu tạo (25 x 35) cm Kích thước vng thường dùng nhỏ 3m Mức độ xiên khung chữ A không nên lấy lớn 30o Kiểu : Gia cố bề mặt kiểu khung kết cấu hình vòm Hình Sơ đồ gia cố taluy có dạng khung hình vòm (theo kinh nghiệm Trung Quốc) Trong đó, khung kết cấu vòm đổ bêtơng M.250 – M.300 dùng đá xây mác vữa 100 Kích thước mặt cắt gờ khung kết cấu bố trí theo cấu tạo (25 x 35) cm Kích thước ô vuông thường dùng nhỏ 3m Mức độ xiên khung vòm khơng nên lấy lớn 30o Kiểu : Gia cố bề mặt kiểu phun vữa bêtông lưới thép, chống đá lở Kiểu thường áp dụng taluy đá bị nứt nẻ mạnh Tuy nhiên, kiểu dáng gia cố có phạm vi điều kiện áp dụng Việc lựa chọn sử dụng loại cần phải tính tốn kỹ hợp lý Hiệu biện pháp chủ động gia cố xử lý đất sụt thể mặt sau : Đảm bảo cho mái dốc có điều kiện tăng cường ổn định từ thi công ổn định trì q trình khai thác đường Hiệu đem lại tượng sụt lở, sụt trượt bị chặn giữ từ đầu, khơng có điều kiện phát sinh, đảm bảo đường thông, không bị ách tắc ảnh hưởng tới vận doanh Đảm bảo an toàn cho người phương tiện qua lại đường kể vào mùa mưa bão Do taluy ổn định mặt đường cơng trình phòng hộ khác bảo vệ trì, khơng phải sửa làm lại đất sụt gây Về mặt cảnh quan, cơng trình gia cố, xử lý đất sụt tạo cảnh quan hài hồ, tơ điểm thêm cho cơng trình đường cao tốc, chứng tỏ sức lao động trí tuệ người q trình hồ hợp với thiên nhiên Có thể đánh giá rằng, biện pháp chủ động gia cố taluy phòng chống sụt trượt đường cao tốc Trung Quốc hiệu quả, cần kỹ sư Việt Nam nghiên cứu thêm tìm cách áp dụng có hiệu vào điều kiện đường sá, đặc biệt cho tuyến đường cao tốc nằm kế hoạch xây dựng tới năm 2010 – 2020 Việt Nam Kết luận Đất sụt tượng thiên nhiên thường xuất tuyến đường miền núi mùa mưa bão Vấn đề ổn định mái dốc phòng chống đất sụt nội dung chuyên ngành Địa kỹ thuật Vì vậy, việc tiếp tục sâu nghiên cứu chất tượng đất sụt, việc phổ biến kết nghiên cứu tổng kết thành công bước đầu công tác xử lý đất sụt Việt Nam thời gian qua mở rộng việc trao đổi, học tập kinh nghiệm phòng chống đất sụt nước việc làm cần thiết Hy vọng rằng, kinh nghiệm xử lý đất sụt Trung Quốc, đất nước gần gũi mặt địa lý có yếu tố địa kỹ thuật cấu trúc địa chất, điều kiện địa chất công trình, lượng mưa, khí hậu điều kiện địa hình (tại tỉnh phía nam Trung Quốc) tương tự Việt Nam, tham khảo nghiên cứu kỹ để lựa chọn áp dụng có hiệu vào điều kiện cụ thể hệ thống đường giao thông nước ta Tài liệu tham khảo: Đồn cơng tác Bộ GTVT Báo cáo kết tham quan kỹ thuật xây dựng đường cao tốc miền núi giải pháp xử lý sụt trượt số tuyến đường cao tốc thuộc tỉnh Vân Nam Quảng Đông, Trung Quốc Viện Khoa học Công nghệ GTVT, Hà Nội, tháng 5/ 2005 Doãn Minh Tâm Báo cáo kết nghiên cứu đề tài cấp Bộ GTVT quản lý: Nghiên cứu giải pháp chống sụt trượt có sử dụng neo cho đường đắp cao đào sâu Viện Khoa học Công nghệ GTVT, Hà Nội, tháng 2/ 2005 PGS.TS Nguyễn Ngọc Bích, ThS Lê Thanh Bình, PGS.TS Vũ Đình Phụng Đất xây dựng - ĐCCT kỹ thuật cải tạo đất xây dựng, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2001 ... gian qua mở rộng việc trao đổi, học tập kinh nghiệm phòng chống đất sụt nước việc làm cần thiết Hy vọng rằng, kinh nghiệm xử lý đất sụt Trung Quốc, đất nước gần gũi mặt địa lý có yếu tố địa kỹ... biết, kinh nghiệm sử dụng bấc thấm Trung Quốc cho thấy, có tới 50% dự án xử lý đất yếu bấc thấm thất bại nước cố kết theo phương thẳng đứng từ đất yếu khơng ngồi Vì vậy, để xử lý đất yếu đường cao. .. xong 10 000 km đường cao tốc đến cuối năm 2002 tăng vọt tới số 25 200 km đường cao tốc Theo Bộ GTVT Trung Quốc cho biết, tính riêng năm 2003, Trung Quốc xây dựng thêm 600 km đường cao tốc, nâng tổng