Điều kiện áp dụng công nghệ tháp phao (tower pontoon) trong thi công hầm dìm tại việt nam phân tích hiệu quả tài chính của dự án hầm thủ thiêm khi áp dụng công nghệ này

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NGỌC HUYÊN ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ THÁP PHAO (TOWER-PONTOON) TRONG THI CÔNG HẦM DÌM TẠI VIÊT NAM – PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ TÀI CHÍNH CỦA DỰ ÁN HẦM THỦ THIÊM KHI ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ NÀY Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG Mã ngành: 60.58.90 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2010 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS Ngô Quang Tường (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: TS Phạm Hồng Luân (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: ThS Đỗ Thị Xuân Lan (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 15 16 tháng 01 năm 2011 Xác nhận Chủ tịch hội đồng đánh giá luận văn Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sữa chữa (nếu có) Chủ tịch hội đồng TS Phạm Hồng Luân Bộ môn Thi công Quản lý xây dựng TS Lương Đức Long CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 03 tháng 09 năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN NGỌC HUYÊN Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 10/10/1980 Chuyên ngành: Công nghệ Quản lý Xây dựng MSHV: 09080236 Nơi sinh: Thanh Hóa 1- TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ THÁP PHAO (TOWER- PONTOON) TRONG THI CƠNG HẦM DÌM TẠI VIÊT NAM – PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ TÀI CHÍNH CỦA DỰ ÁN HẦM THỦ THIÊM KHI ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ NÀY 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: 1) Nghiên cứu công nghệ tháp phao để thi cơng hầm dìm 2) Nghiên cứu điều kiện áp dụng công nghệ Việt nam 3) Đánh giá hiệu dự án xây dựng hầm Thủ Thiêm áp dụng công nghệ 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 03 / 09 /2010 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 06 / 12 / 2010 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS NGÔ QUANG TƯỜNG Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS NGÔ QUANG TƯỜNG TS LƯƠNG ĐỨC LONG KHOA QL CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình cao học viết luận văn này,tơi nhận hướng dẫn, giúp đỡ góp ý nhiệt tình q thầy trường Đại Học bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Trước hết, tơi xin chân thành cảm ơn đến q thầy trường Đại Học bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đặc biệt thầy tận tình dạy bảo cho suốt thời gian học tập trường Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Ngô Quang Tường dành thời gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu giúp tơi hồn thành luận văn Nhân đây, xin chân thành cảm ơn ông Masao Hagiwara, ơng Lương Minh Phúc, ơng Vương Hồng Thanh có ý kiến q báu cơng nghệ giúp tiếp cận tài liệu cần thiết cho việc nghiên cứu Đồng thời, xin cảm ơn tác giả tài liệu mà tham khảo nghiên cứu Cám ơn bạn lớp học tập, nghiên cứu chia sẻ khóa học Sau cùng, cám ơn cha me sinh thành, cho động lực vượt qua khó khăn, để khơng ngừng học tập Mặc dù có nhiều cố gắng hồn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp q báu q thầy bạn TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2010 Học viên: Nguyễn Ngọc Huyên Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Công Nghệ Quản lý xây dựng MỤC LỤC Chương 1: Mở đầu 1.1 Giới thiệu 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp công cụ nghiên cứu Chương2 : Tổng quan 2.1 Lịch sử phát triển công nghệ thi cơng hầm dìm 2.2 Cấu tạo trình tự thi cơng hầm dìm Chương3: Cơng nghệ thi cơng hầm dìm 3.1 Thi cơng hầm dẫn 3.2 Chế tạo đốt hầm 3.3 Nạo vét lịng sơng 3.4 Lai dắt đốt hầm 3.5 Dìm hầm 3.6 Bơm cát lấp đáy hầm 3.7 Thi công đốt hợp long 3.8 Đắp trả lịng sơng bảo vệ kết cấu 3.9 Xử lý cố nứt, thấm Chương 4: Phân tích hiệu tài dự án hầm Thủ Thiêm (Đại Lộ Đông – Tây) áp dụng công nghệ 4.1 Lý thuyết phân tích tài dự án 4.2 Phân tích tài dự án hầm Thủ Thiêm Chương 5: Phân tích điều kiện áp dụng cơng nghệ Tháp Phao Việt Nam Chương 6: Kết luận – Kiến nghị Phụ lục số 1: Một số hình ảnh thi công hầm Thủ Thiêm Phụ lục số 2: Kết phân tích hiệu tài Phụ lục số Quy trình kiểm sốt chất lượng bê tơng Phụ lục số Đánh giá rủi ro công tác lai dắt dìm hầm GVHD:TS.NGƠ QUANG TƯỜNG HVTH.NGUYỄN NGỌC HUYÊN Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Công Nghệ Quản lý xây dựng DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Quan hệ tuổi thọ bê tông bề rộng vết nứt Bảng 4.1: Đơn giá xây dựng hạng mục hầm theo SAPROF Bảng 4.2: Đơn giá hạng mục theo SAPROF nước Bảng 4.3a: Bảng tổng hợp kinh phí xây dựng tồn tuyến theo đơn giá SAPROF Bảng 4.3b: Bảng tổng hợp kinh phí xây dựng toàn tuyến theo đơn giá nước Bảng 4.4: Tổng mức đầu tư theo SAPROF Bảng 4.5: Tổng mức đầu tư theo JBIC Bảng 4.6: Tổng mức đầu dự án Bảng 4.7: Chi phí tu khai thác Bảng 4.8: Phân kỳ đầu tư (Đơn vị: Triệu đồng) Bảng 4.9: Tổng hợp lưu lượng phương tiện giao thơng dự báo Bảng 4.10: Tổng hợp thu phí giao thông hàng năm dự án Bảng 4.11: Tổng hợp tính tốn phân tích tài dự án Bảng 4.12: Tổng hợp phân tích độ nhạy tài tính chi phí đầu tư tăng 10% Bảng 4.13: Tổng hợp phân tích độ nhạy tài tính chi phí đầu tư tăng 20% Bảng 4.14: Tổng hợp phân tích độ nhạy tài tính chi phí đầu tư tăng 30% Bảng 4.15: Tổng hợp phân tích độ nhạy tài tính chi phí đầu tư tăng 40% Bảng 4.16: Tổng hợp phân tích độ nhạy tài tính chi phí đầu tư tăng 50% Bảng 4.17: Tổng hợp phân tích độ nhạy tài tính chi phí đầu tư tăng 75% Bảng 5.1: Thiết bị thi cơng hầm dẫn Bảng 5.2: Thiết bị thi cơng đốt hầm Bảng 5.3: Thiết bị phục vụ lai dắt dìm đốt hầm GVHD:TS.NGƠ QUANG TƯỜNG HVTH.NGUYỄN NGỌC HUYÊN Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Công Nghệ Quản lý xây dựng DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 1: Trắc dọc hầm dìm điển hình………………………………………………… Hình 2: Cấu tạo phần hầm dìm … …………………………………………………… Hình 3: Trắc dọc hầm dẫn điển hình……………………………………………… Hình 4: Mặt cắt ngang hầm dẫn chữ U kết cấu móng băng …………………… Hình 5: Mặt cắt ngang hầm dẫn chữ U kết cấu móng cọc …………………… Hình 6: Mặt cắt ngang hầm dẫn chữ U có tường đất …………………… Hình 7: Chống thấm cho mạch ngừng…………………… …………………… Hình 8: Chi tiết khe co giãn……………………………………………………… Hình 9: Mặt cắt ngang hầm đào lấp điển hình…………… …………………… Hình 10: Chống hố đào hầm đào lấp …………………………………………… Hình 11: Mặt đê quai hình………………………………………………… Hình 12: Mặt cắt ngang đê quai ……… ……………………………………… Hình 13: Mặt đứng đê quai ……………………………………………………… Hình 14: Vỏ thép cáp nối…… ……………………………………………… Hình 15: Vách ngăn (Bulkhead) đoạn cuối……………………………………… Hình 16: Mặt bể đúc …….….……………………………………………… Hình 17: Mặt cắt ngang bể đúc ….……………………………………………… Hình 18: Mặt cắt dọc đốt hầm điển hình …………………………… ………… Hình 19: Mặt cắt ngang đốt hầm điển hình ……………………………………… Hình 20: Bố trí bể nước hệ thống bơm………………………………………… Hình 21: Khóa chống cắt………………………………………………………… Hình 22: Vách ngăn (Bulkhead) đốt hầm ………………………………………… Hình 23: Gioăng cao su (Gina gasket) hình……………………………………… Hình 24: Khảo sát cao độ đáy sơng……………………………………………… Hình 25: Nạo vét lịng sơng ……… …………………………………………… Hình 26: lắp dựng thiết bị phụ trợ lần (Trong bãi đúc)….…………………… Hình 27: Bơm nước vào bể đúc………………………………………………… Hình 28: Làm đốt hầm bể đúc………………………………………… Hình 29: Bê tơng giằng GVHD:TS.NGƠ QUANG TƯỜNG HVTH.NGUYỄN NGỌC HUN Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Công Nghệ Quản lý xây dựng Hình 30: Kênh dẫn để kéo đốt hầm sơng Hình 31: Kéo đốt hầm khỏi bãi đúc tời Hình 32: Hồn thiện lắp đặt thiết bị (Ngồi sơng) Hình 33: Máy đo dịng nước Hình 34: Đồ thị ngày có mức thủy triều phù hợp cho việc lai dắt đốt hầm Hình 35: Máy quét siêu âm đo hải đồ Hình 36: Kiểm tra hải đồ luồng lai dắt Hình 37: Một phần hải đồ tuyến luồng lai dắt Hình 38: Buộc dây kéo vào tàu lai dắt Hình 39: Bố trí tàu lai dắt Hình 40: Mặt cắt khu vực lai dắt Hình 41: Xoay hướng đốt hầm Hình 42: Thả rùa neo Hình 43: Đắp đá xung quanh rùa neo Hình 44: Bố trí neo đốt gần bờ Hình 45: Bố trí neo đốt khơng gần bờ Hình 46: Bố trí điểm quan trắc hầm Hình 47: Bố trí điểm gửi đỉnh hầm Hình 48: Bố trí gương quan trắc tháp định vị Hình 49: Đóng cọc chống giàn búa đặt xà lan Hình 50: Lắp kích thủy lực chốt gối Hình 51: Tháo bảo vệ gioăng cao su Hình 52: Bơm nước vào đốt hầm Hình 53: Hệ thống tháp phao dìm hầm Hình 54: Mặt cắt ngang đốt hầm dìm Hình 55: Mặt cắt dọc đốt hầm dìm Hình 56: Cấu tạo phao treo Hình 57: Tháp định vị Hình 58: Theo dõi vị trí đốt hầm máy tồn đạc Hình 59: Theo dõi độ nghiêng ống thủy GVHD:TS.NGÔ QUANG TƯỜNG HVTH.NGUYỄN NGỌC HUYÊN Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Công Nghệ Quản lý xây dựng Hình 60: Đốt hầm cách đốt dìm trước 1m x 0,6 m Hình 61: Hạ đốt hầm xuống cao độ thiết kế Hình 62: Kích ép đốt hầm Hình 63: Bơm nước hai vách ngăn ngồi Hình 64: Kích hiệu chỉnh cao độ Hình 65: Tháo thiết bị phụ trợ Hình 66: Bố trí thiết bị bơm cát xà lan Hình 67: Đắp cố định đốt hầm Hình 68: Trình tự bơm cát Hình 69: Đốt hợp long Hình 70: Bố trí panen đốt hợp long Hình 71: Hạ panen đáy Hình 72: Cố định panen đáy Hình 73: Lắp dựng panen biên Hình 74: Lắp dựng panen đỉnh Hình 75: Bơm nước ngồi đốt hợp long Hình 76: Cốt thép cho đáy Hình 77: Mặt cắt dọc đổ bê tơng đáy Hình 78: Mặt cắt ngang đổ bê tơng đáy Hình 79: Mặt cắt dọc đổ bê tơng tường Hình 80: Mặt cắt ngang đổ bê tơng tường Hình 81: Mặt cắt dọc đổ bê tơng đỉnh Hình 82: Mặt cắt ngang đổ bê tơng đỉnh Hình 83: Tổng thể cơng tác đắp trả Hình 84: Cấu tạo vật liệu đắp trả Hình 85: Đắp khóa cát Hình 86: Đắp bảo vệ đá hộc Hình 87: Trải vải địa kỹ thuật Hình 88: Đắp khóa đá Hình 89: Đắp hồn thiện GVHD:TS.NGƠ QUANG TƯỜNG HVTH.NGUYỄN NGỌC HUYÊN Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Công Nghệ Quản lý xây dựng Biểu đồ 1: Quan hệ chiều rộng vết nứt chiều dày bê tông bị cacbonat hóa Ảnh PL1-01: Tồn cảnh hầm Thủ Thiêm giai đoạn đầu thi công Ảnh PL1-02: Thi công tường đất cho hầm dẫn Ảnh PL1-03: Hệ thống chống thi công hầm dẫn Ảnh PL1-04: Chuẩn bị đổ bê tông đốt cuối Ảnh PL1-05: Chế tạo đốt hầm bể đúc Ảnh PL1-06: lắp dựng vỏ thép cho đốt hầm Ảnh PL1-07: Ván khuôn chế tạo đốt hầm Ảnh PL1-08: Bể nước hệ thống bơm đốt hầm Ảnh PL1-09: Vách ngăn gioăng cao su Ảnh PL1-10: Mặt căt ngang gioăng cao su Ảnh PL1-11: Máy nạo vét Ảnh PL1-12: Cẩu 300t Ảnh PL1-13: Lai dắt đốt hầm Ảnh PL1-14: Dìm hầm Ảnh PL1-15: Phao dìm hầm Ảnh PL1-16: Cáp treo hầm Ảnh PL1-17: Tháp định vị Ảnh PL1-18: Tời thủy lực đặt tháp định vị Ảnh PL1-19: Bố trí cáp đỉnh đốt hầm Ảnh PL1-20: Kích nối đốt hầm Ảnh PL1-21: Khóa chống cắt Ảnh PL1-22: Kích hiệu chỉnh cao độ sau dìm Ảnh PL1-23: Cáp nối đốt hầm Ảnh PL1-24: Kích nối cáp Ảnh PL1-25: Bơm cát lấp đáy hầm Ảnh PL1-26: Máy đo dòng nước Ảnh PL1-27: Đo dung trọng nước Ảnh PL1-28: Điều khiển tời GVHD:TS.NGÔ QUANG TƯỜNG HVTH.NGUYỄN NGỌC HUYÊN Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Công Nghệ Quản lý xây dựng phố Phụ khu A-.2 bao gồm phần lớn diện tích trung tâm thành phố, tây bắc Củ Chi Khi khảo sát xây dựng công trình ngầm khu A cần làm sáng tỏ vấn đề như: Chiều dày lớp phủ sét - sét pha đặc điểm lớp kẹp mỏng cát, sạn bão hoà nước, quy luật đặc điểm lớp kẹp sét - sét pha, trạng thái chúng, độ sâu mực nước ngầm, hướng vận động gradien dòng chảy ngầm, độ sũng nước bất đồng thành phần hạt đất đá chứa nước (cát, sạn, sỏi), quy luật dao động mực nước ngầm, áp lực thuỷ tĩnh lên cơng trình ngầm Khu B: khu thuận tiện Khu B chiếm toàn diện tích huyện Duyên Hải, Nhà Bè, Bình Chánh, nam Thủ Đức, tây nam Củ Chi dọc ven sơng Sài Gịn với độ cao địa hình - 2m bao gồm toàn bãi bồi thấp cao phạm vi thành phố Cấu trúc địa chất bao gồm phức hệ đất đá khác biệt Phần phức hệ đất yếu : sét chứa than bùn, tàn tích thực vật trạng thái dẻo chảy - chảy bùn sét - sét pha - cát pha chứa tàn tích thực vật, trầm tích sơng - biển - đầm lầy, chiều dày biến đổi trung bình từ đến 30m Phần phức hệ trầm tích sơng tầng Trảng Bom, có bề mặt bị bào kht sâu, không đều, tạo thành trũng lớn, nhiều nơi bị khoét thành rãnh hẹp sâu, lấp đầy trầm tích đất yếu Tại nơi tầng Trảng Bom bị bào khoét ít, bề mặt tầng lại lớp sét, sét pha Ở nơi bị bào khoét mạnh sâu, bề mặt tầng cát, sạn, sỏi Mực nước ngầm tồn khu B độ sâu khơng q 0,5 - 1,0m Xây dựng cơng trình ngầm khu B gặp phải nhiều khó khăn tồn phức hệ đất yếu có độ bền nhỏ Các trình tượng địa chất cơng trình xảy nghiêm trọng thời gian thi công cơng trình ngầm bao gồm : nước mặt nước ngầm chảy vào hố đào, bờ thành công trình khai đào ổn định tượng sạt, sập, sói lở Phải đặc biệt trọng biện pháp gia cố thành vách Các cơng trình bên cạnh mặt có khả bị lún, khí mê tan phân huỷ thực vật Nước ngầm có tác dụng ăn mịn kim loại kiểu axit Nếu chiều dày phức hệ đất yếu khơng lớn, đáy cơng trình ngầm xuống sâu đặt trầm tích tầng Trảng Bom khả ổn định thành, vách hố đào giảm xuống bị xuất thêm q trình tượng cát chảy, xói ngầm Xây dựng cơng 104 GVHD:TS.NGƠ QUANG TƯỜNG HVTH.NGUYỄN NGỌC HUN Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Công Nghệ Quản lý xây dựng trình ngầm phạm vi khu B đánh giá chung thuận lợi Mức độ bất lợi chúng phân chia chiều dày phức hệ đất yếu , bao gồm phụ khu : B-.1 , B-.2 B-.3 có chiều dày phức hệ đất yếu, tương ứng nhỏ 10m, 10 - 20m 20 - 30m Khi khảo sát xây dựng cơng trình ngầm khu B cần ý số vấn đề : Xác định bề mặt tầng Trảng Bom, đặc biệt rãnh bị khoét sâu hẹp, tính thấm, hướng vận động gradien dòng chảy ngầm phức hệ đất đá : đất yếu cát, sạn, sỏi xen kẹp sét - sét pha để xác định khu vực có khả thấm mạnh áp lực thuỷ tĩnh lớn, quy luật dao động mực nước ngầm, thành phần hoá học nước ngầm để xác định khu vực có khả ăn mịn bê tơng kim loại cao, khả mức độ khí mê tan phức hệ đất yếu, tính chất lý đất yếu để tính tốn ổn định thành hố đào mà chủ yếu độ bền, hệ số nén lún, sức chịu tải, mức độ chứa nước bất đồng thành phần hạt cát, sạn, sỏi tầng Trảng Bom.” ( PGS.TS Đoàn Thế Tường - Bài báo trình bày quy luật phân bố khơng gian loại đất có tính chất xây dựng khác lãnh thổ hai đô thị lớn Hà Nội Tp Hồ Chí Minh phân vùng lãnh thổ theo mức độ thuận tiện cho xây dựng cơng trình ngầm; Viện khoa học Cơng nghệ Xây dựng) Theo kết nghiên cứu PGS.TS Đồn Thế Tường kết luận điều kiện địa chất hai thành phố lớn Hà Nội (Khu vực Sông Hồng) TP HCM (Khu vực Sông Sài Gịn) đáp ứng u cầu để áp dụng cơng nghệ thi cơng hầm dìm: 1) Thi công hầm dẫn biện pháp đào hở 2) Nạo vét đáy sơng vị trí hầm dìm 3) Khả chịu lực đất đưới đáy hầm 5.1.2 Vận tốc dịng chảy Vận tốc dịng chảy Sơng Hồng khu vực Hà Nội “Theo số liệu quan trắc cảng Hà Nội năm 1995 mực nước