Ebook Công trình ga và đường tàu điện ngầm: Phần 1 - NXB Xây dựng Hà Nội

đường tiệm cận của máng thoát nước khi lắp dãĩ cấu Irúc dường phía ircn irèn lớp bctỏng;.. đường tiệm cận của lan caii trẽn cầu và cầu cạn cùim như của tường chán trôn đ[r]

G S I U S P R Ơ L Ĩ P , G S Đ M GÔLITSƯNSKI, G S A P L Ê Đ IA É P

CỊNG TRÌNH

G A V À Đ V Ờ N G TÀU ĐIỆN NGẦM

.\iiU 0i d ịc h : TS N G U Y ÊN ĐỨC NCỈUỒN

lỉi c u (lính : (iS, rS K ll NCìlỉYHN \'Á N Q U Ả N G

(Tái bản)

NH À X U Ấ T BẢN XÁY D ự N G

LỜI G I Ớ I T H I Ệ U

H ầu tiên tiến th ế giới có hệ thống công trinh tàu điện ngầm đại Đảy phương tiện giao thông ngầm đô thị rất cần thiết hiệu quả.

H iện thành p h ố Hồ Chí M inh Hà N ội có d ự án xây dựng hệ thống cơng trinh tàu điện ngầm khởi công tương lai gần.

Dĩ nhiên thời gian đầu, p h ả i thuê chuyên gia nước ngoài thiết kế, thi công chuyển giao công nghệ Trong tương lai chúng ta p h ả i tiến tới làm chủ công nghệ này.

Đê chuẩn bị khản trương phục vụ đào tạo kỹ sư xây dựng công trình ngầm thị nước củng cung cấp tài liệu công trinh tàu điện ngầm cho nhà quản lý, chuyên gia bạn đọc quan tâm tham khảo, Nhà xuất hản Xây dựng chọn dịch cuốn “Cơng trì nh ga đường tàu điện ng ầ m” của giáo sư IU.S.FRÔLốPj Đ M G Ơ LỈTSƯ NSKI; A.P.LÊĐIẮP xuất Matxcơva năm 200L Cuốn sách gồm phần với 17 chương mục TS Nguyễn Đức Nguôn dịch G S.TSKH Nguyễn Văn Quảng hiệu đính.

Quá trinh xuất khó tránh khỏi thiếu sót, mong nhận

đư Ợ c n h ữ n g đ ó n g g ó p q u ý b u c ủ a b n đ ọ c đ ể c u ố n s c h đ ợ c h o n

thiện hơn.

Mọi ỷ kiến góp ý xin gửi N hà xu ấ t X ây dựng trực tiếp cho dịch giả theo địa (ĐT): 0903201380 - 0912768334.

MỞ ĐẨU

B ên cạnh giái quvết toán quv hoạch kiến Irúc vân đề kết cấu cơng Irình khu \ ’ực khai ihác phát Iriển d ô ihị hiẽn dại yèu cáu phải ho àn thiện hệ thống íỉiao th n g nội thị Irước tiên phiìn eiao ih ỏn a \'ãn c h u y ên hành khách Sự lãng trưởng vòng q u a y h àn h khách, tăng độ dài vận chun, cần thiết oiảm thời gian lại địi hỏi phải tâ n g tốc đ ộ giao thôno đổiiH tliời tăiia độ lin cậy đ ộ an toàn tiện nghi vận c h u y ể n hành kh ách Trong đieu kiện đỏ Ihị lớn đại n g trình tàu điện n a ầ m - đ ườ ng sãl n s o i ến phơ' ihố m ãn hồn tồn vẽu cầu

() N g a có lứi 11 Ihị lớn nơi có phức tạp đặc biệt cúa vấn đổ giao ih ổ n s , có ng irìn h làu đ iên n g ầ m đ an g thiết k ế xây dựng, Matxcof\'a X an h Pêtecbua, N h iz n h i N ov og orot, No voxibirxk, X am ar, E katerin bu rk , n g trình tàu điện ng ầm đ a n g hoạt đ ộ n g liếp tục phát triến Đ ộ dài tổng c ộn g ến hoạt đ ộ n g lại đ ihị đến nãm 2000 401 km C ông lác x ây dựng c ô ng trình tàu điện ng ầm O m x k , T rcliab in xk , K raxnoiark, K azan U ph đ ang tiến hành Sự cần thiết củ a n g trình làu điện ng ầm Irong sơ đổ phát u iê n giao th ôn g tổng hợp vận c h u y c n h ành kh ch dô Ihị R o slo pn ad on u Permi dã (lượr hiận

M ỏi dô thị mới, nơi cơng tác xây dựng cơng trình tàu đ iện n g ầ m bát đầu, tuyến đườníí cơng irình làu điện n gầm có - đ ó trang m ới thiết k ế xây dựng, tìm tịi sáng tạo k hô n g ngừng làm giàu kinh n g h iệ m có

C ác n g trình tàu điện ngầin - tổ hợp hạng m ụ c c ơng trình, tạo thành c h ú n g - m ộ t lĩnh vực kỹ thuật khó khăn phức tạp c ủ a c ôn g tác xây dựng đại với giá thành cao Do đ ó vấn đề chu ẩn bị đội n gũ kỹ sư - đưịĩig ng ầm có c h u y ê n m ô n c ao với hiểu biết nghề nghiệp cần thiết tron g lĩnh vực xây dựng cơng trìn h tàu đ iện n g ầ m có ý ng hĩa lớn

Cấu trúc nội d un g q u y ể n sách trình bày tương ứng với chương trình mơn “ Đ ườn g hầm c ịn g trình tàu điện n g ầ m " Sự nghiên cứu sơ sinh viên c h n g trình liên quan “Đ ường h ầm xây dựng phương pháp m ỏ ” “Đ ườn g hầm x â y dựng phương pháp kh iê n " tiền đề xác định đặc đ iể m tài liệu trình bày

N g h iê n cứu “ C ơng trình ga đường làu điện n g ầ m ” , sinh viên cần:

- H iểu biết n h ữ n g n g u y ê n tắc Cử thiết kê cịng trình làu điện n gầm , kết Cấu ccng trình tuyến, giải ph p kết cấu quy hoạch không gian tổ hợp ga nút chiu;ển tàu, sơ đồ cô n g n g h ệ - tổ chức sản xuất điều kiện xâv d ựng khác

- Biết thiết k ế k ết cấu cơno trình nối ga tổ họp 2a; xác định aiải pháf) ÍUV h o ch th ô n g số kết cấu c s a cịng trình tàu điện n a ầ m tình hnh xây dựng thị đ iều kiện địa chất cơniỉ trình khác nhau; xác đ ịn h tái trọn.g c-n

kết cấ u c h ịu lực c ô n g trình n g ầ m thực h iệ n tính tốn ch ú n g , s o n thảo c c sơ đ C(;ig

ng h ệ tổ chức sản x u ấ t x ây dựng ga làu điện ngầm

Phầnl

CỊNG TRÌNH TÀU ĐIỆN NGẦM - GIAO THỊNG HÀNH KHÁCH NGỒI TUYẾN PHỐ CỦA CÁ C ĐƠ THỈ LỊN

Chương I

CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỂ CƠNG TRÌNH TÀU ĐIỆN NGẦM

i.l CƠN(Ỉ TRÌNH TÀU ĐIỆN NCẤM TRONC, HỆ THỐNG (ỈIAO THƠN(Ỉ ĐƠ THI

Sự tãng trướng dàn số nhanh, phái Irien đường trục giao thông, n ăng lượng, táng trướng inức đ ộ nguy hiểm môi Irườna siiih thái dấu hiệu đặc trung đ ô th 1()Ì1 đại nước khác irên th ế giới X u hướng tăng trưởng dân số đò th tio n g nước tiê n th ế giới ch o bảng 1.1

Giai q u v ế l tốn giao ihơng ihị liên quan đầu liên, tới tãng trướng số lượng òtò, vượt - lần tốc độ tăng dân sô, tới tiụng kh ả n ă n g th õ n g xc đường trục luyến p h ố k hô ng đủ chỗ đỗ cho ỏtô inột vấn đc

Cấu trúc đô thị đại vô nghĩa thiếu m ạn g lưới phàn n h ánh dư n g trục giao thông Bằng “động m c h ” cùa m ìn h m n g lưới giao th ôn g luồn lách q u a tất “ c q u a n ” côni; nghiệp dân sinh th àn h phố, đ ả m bảo di chuyển c ủ a nhân d â n theo hướng khác

Khi đô thị phát triển nhanh, khối lượng vận chu yển h ành k h ch trở nên lớn đến mức m n g lưới giao th ôn g h ành khách m ặt đất (tàu đ iện, ôtô c h ạy điện, ôtô buvt) k h ô n g thể lự khắc phục tăng trưởng vận c h u y ể n k h ô n g thể giải q u y ế t vấn đ ề giao th ô n g đ ô thị

Tàu điện th ô n g thường sử dụng dạng vận tải đường phố thị với d ị n g h n h kh ách từ đến 10 ng hìn người g iờ Iheo hướng Ơ tơ chạy d iệ n ơlơ b u ýt sử d ụ n g hợp lý hướng với dò n g h n h k h ch - ng hìn người tro n g T ron g đỏ thị lớn với dân số 500 n g h ìn người, ph ần lớn clưcíiig Irục, d ò n g h ành khách vượt 10 nghìn người g iờ theo hướng trư ờng hợp đó, tốt sừ dụng tàu điện cao tốc K hi d ò n g hành k h c h ổn định 20 ng hìn người theo ] hướng, vấn đề vận c h u v ển h n h k h c h đại trà cần phải giải n h đ ườ ng tàu điện ngẩm

B ang l l

Châu lục Tỷ trọng dân

số đô thị (%) Đất nước

Tý Irọna dán số

đổ thi (^c) Đỏ thi

S ỏ l â m (triêii ngaròi)

Châu Úc 71 ủ c Xiini 3 5

Châu Á 31 Ấn Đỏ 25,7 I^ombay i:.3

CancLiUa n i

Trung Quốc 26,2 Thưone l ĩai

' i-,i

Bãc Kinh 1!,4

Nhật Bàn Tokyo 2:,8

Châu MỸr' 75 Mehico 50 - 75 Mehico l:',3

(Bắc Mỹ)

Mỹ 77,3 New York 1(,2

Los / \ n ”ioiet l i 9

Châu Mỹ 75 Brazin 30 - 75 Xao Paolỏ ,<.2

(Nam Mv)

Riò (ỉơ jannỏrố 11,3

Châu Phi 32 Ai Cập 30 - 50 C’airỏ 9 )

Châu Àu 73 Anli quốc > 75 l.iián Đỏn 7.^

txrc 78,;^ I’,\Cn

l^háp 74.^ Pan 9 4

Nga 74 Maixc(v\a 9 2

Xaiih Pctccbiia ■^1

Ngày n ay giải q u y ế t vấn đe eiao thống đô thị lớn phải x e m xét kết hợp với nh iệm vụ xây d ự n g đ ô thị khác m trước tiên giảm diện tích b ố trí c ông trình tổ hợp giao th ô n g c ô n g c ộ n g cần phục vụ hành khách c c h văn m in h lịch T ro ng cần xét đ ế n “ g iá thành xã hội” giao thông đô thị b ao g m chi p h í thất tạo nên d o tiến g ồn, nhiẽin bẩn khơng khí, chi phí thời g ia n c h đợi k h n g dự tính dược đ iể m d n g g ia o thơnạ, chi phí lượng tổ n thất vật tư níĩười tai nạn giao thông đường

Xét đường tàu đ iệ n n g ầ m hệ thống đơn vị giao thơng đ thị, u cầu chi p h í đầu tư khai thác lớn, c ầ n phải đánh giá hiệu sử dụng hệ th ố n g m ộ t cách đ n g rong cần p h ả i xét đến yếu tố sau: hiệu kinh tế d o g iả m chi phí khai thác, giảm tổng chi p h í đầu tư cho việc phát triển hồn thiện c n g tác giao th ô n g theo tuyến m ặt đ ất, ch vển phần việc xuống đ ò n g tàu điện n gầm ; tiết k iệ m thòi gian c ủ a hà n h kh ách tàu điện ngầm so với phương tiện giao thô ng nổi; g iảm m ệt m ỏi tàu điện ngầm so với phương tiện giao thông mật đất; g iả m số lượng tai nạn ạiao thông đường tã n g cườn g trạng thái sinh thái mỏi trường x u n g q u an h Cần lưu V rằng, vai trò yếu tố k in h t ế - xã hội dường làu đ iệ n n g ầ m tăng inạnh tương lai

Khi soan th ả o sơ đ tổn g tuyến làu điện ngầm , q u a n hệ c ủ a ch úng với cấu trúc lịuy h oạch đ ô thị c ầ n xél đến Theo tuyến tàu điệ n n g ầ m đặt dọc khối nhà ở c h ín h , k h u cịng nụhiệp cơng trình vãn h o - x ã hội v ề phần m ìn h, tu y ế n đư n g tàu điện ngầm tạo thành trục hướng q u y hoạch phát triển tương lai c ủ a v ù n g đô thị, ga nút chuyển đ ổ i tàu vị trí tập trung c n g trình thu hút dân số, tâm điểm m ối liên kết bên dô thị ảnh hư n g tới hướ ng dòng giao ihông giới h àn h , tới vị trí điểm đỗ phương tiện g ia o th ô n g công cộng mặt đất

N hư lưư ý, m ộ t lợi th ế quan trọng đường tàu điệ n n gầm khả Iiãng tiết k iệ m d iệ n tích đị thị (đặc biệt vùng trung tâm m a n g tính lịch sử có nhiều tưọng đài n g h ệ thuật) C ần tính đến rằng, thị có s ố dân lớn 500 nghìn người, đ n h g iá k in h t ế tổng hựp héc ta k hoảng 204 - 1126 n ghìn rúp (giá vào n ă m 1990) T ro n g giá thành đất cho xây dựng thị ngày c n g lăng

G iả sử, vào n h ữ n g n ă m gần đâv đất bố trí 70% tổng s ố gara, 80% k h o tàng, % trụ sở phục vụ văn h o xã hội 40% xí nghiệp cơng nghiệp, 30% sở thị \'à 50% các c s c n g c ộng Phương án cho phép giải p h ó n g c h o người in trường dic tích bổ sung lớn mặt đất

1.2 CÁC LOẠI ĐƯỜNG TÀU ĐIỆN N(,ẦM

Đ ặ t n g ầ m Các tu yến đư n g tàu điện n g ầ m ch ia loại đặt n ô n g đặt SÍÌLI, Các tuyến đ ặt n n g ưu tiên b ố trí gần m ặt đất (thơng thường giới hạn ^ 15m tù' cốt mặt đất) c h o việc x â y dựng ga tiến hành bàng p h n g pháp lộ thiên h ầ m sau đ ó đ ắ p đất lại

Các tu y ến đường tàu đ iệ n n g ầ m đặt n ô ng thuận tiện cho h ành k h c h so \'Ớ1 tuyến đ ặt sâu Đ ộ sâu k h ô n g lớn tồn lối vào ga tiết k iệm đượ c thời gian (li lại củ a hành k h ch từ lối vào tới bến đỗ N goài ra, lối vào ga tạo điều kiện phàn bô hành k h ch cho toa, tăng nh anh tốc độ thơ ng h ành k h c h từ bến đỗ lên niặt đất

Giá thành xây dựng tuyến đặt nông điều kiện địa chấl thuỷ vãn thuận lợi trung bình nhỏ lần tuyến chơn sâu, chi phí khai thác tính cho km tuyến nhỏ Tất điều xác định tính ưu việt tuyến đường tàu điện n gầm đạt aỏníỉ m tương lai rộng lớn cho phát triển chúng Phân tích kinh ngh iệm xây duiiíí đường tàu điện ngẩm cho thấy tỷ lệ tuyến đặt nịnq độ dài tổníì cộng đường trục giao thơng n gầm phần lớn đị thị tăng mạnh (hình 1.1)

141,6 124,1

113,3

82,1

s 63,7 68,4

1965-1970 1971-1975 1976-1980 1981-1985 1986-1990 1991-1995

H inh 1.1: T\' lệ độ dà i tuyểìi đường làìi điệu ngầm cỉậl sâii lìơnỊ’ {phán gạch)

T rong nhiều đ ô thị củ a nước SNG, nơi việc xây dựng đư n g tàu điện ngầm (m etrô) bắt đầu ch a lâu, người ta đặt tuyến n ô n g (T asken, M inxk, N ôv ôx ib irxk , N ovg orot N h iz n h i, X am ara, O m xk ) C ũn g trạng thái n h quan sát thấy đường tàu đ iệ n n g ầm phần lớn đò thị th ế giới

T rong đó, đ ườ n g n g ầ m đặt nơng có m ột số nhược đ iể m n h sau: G ìn phải b m theo tu yến p h ố vạch tuvến; cần phải ch u y ển đổi, lắp đặl lại m ạng lưới kỹ thuật ngầm ; cần phải gia cường m ón g lồ nhà lân cận

ư u đ iể m c ủ a tu y ế n đ ặ t sâu n ằ m c h ỗ c h ú n g cho khả n ă n g vạch tưvên ihco hướng ngắn Đ iều k h n g đ ả m bảo giảm khối lượng c ô n g tác m liết

k iệ m chi phí khai thác tồ n sơ đồ gọn đơn giản hơn; c h o phép bảo tồn m n g kỹ thu ật n g ầ m thời gian xây dựng đ ả m bảo ổn đ ịn h m ó n g nh c ông trìn h lân c ậ n tu yến

V ạch tu y ế n đặt sâu ch o p h é p đật đường ngầm điề u kiện đ ịa chất c ơng trình clịa chất thủy v ã n th uận lợi

N hược đ iể m c ủ a tu yến đặt sâu cần phải xây d ự n g thang n â n g hạ học cho h n h khách; tă n g chi p h í thời gian lại cú a hành khách ; k h n g có m ặt b ằ n g rộng rãi thi công; phải x â y d ự n g hệ th ố n g thống gió phức tạp so với tro n g đường n g ầm đặt n ô n g N gồi ra, c c n g trìn h đường tàu điện n g ầ m tu y ế n đặt sâu có giá th n h c ao chi p h í lao đ ộ n g lớn

H ìn h 1.2: Đườìig câu Mélrơ qua sơng Ơh ỏ Nôvôxibivxk

C c ến n ê n đặt sâu x â y dựng m êtrô phần tru n g tâm đ ô thị lớn đ iề u kiện c ị n g trình xây d ự n g đ ã dày đặc, nơi có vùng cần bảo tổn, tượng đài lịch sử, nghệ th u ậ t, cần c q u a d ò n g nước rộng sâu, c ũ n g n h k hi c q u a kh u vực địa chất

c ó n g trình địa c h ấ t thuỷ văn phức tạp tầng địa c h ất k ỷ đệ tứ Đ ặc trưng cho việc xày dựng tu y ế n c h n sâu lấy ví dụ đường tàu đ iệ n n g ầ m X a n h Pêtecbua

P h ụ Ihuộc vào trạ n g thái x â y dựng đô thị đ iề u k iệ n địa chất c ơng trình, tuyến đitỜTig theo trắc d ọ c c h u y ể n đổi từ đật sâu sang đặt n ô n g ngược lại

C c tu y ế n m ậ t đất c ủ a đường tàu điện n g ầ m x â y d ự n g n ề n đ ất đ ắp đất đào chủ yếu n h ữ n g vùng ven đô kéo dài n hững đ ườ n g h iệ n có (ví dụ đ o n đường vòn.g A rbat c ủ a đ n g tàu đ iệ n n gầm M atxcơva), c ũng n h n g o i p h m vi đ ô thị

H inh 1.3: Tàu điện cao tốc Kiep

dạng đ ườ ng lên (đư ờng tàu điện n g ầ m Pari) C ũ n g c ó trường hợp, đ o n đườ n g tàu đ iệ n n g ầm trẽn m ặ t đất gặp c ả giới han đô thị điều k iệ n khu vực \ địa hình tạo nên T ro n g n hững trườne hợp đó, tuyến trê n m ặt đấl bãi buộc phải h ly k h ỏ i đường Iruc th àn h p h ố b ằng c cấu h àng rào c h u y ên d ù n g (đường tàu điện n«ẩm M atxcơva, X to c k h ô m )

Các đ o n tu y ế n c ủ a đưịìig tàu đ iệ n n g ầ m b ố trí cầu dẫn th n g th ng để giảm lải vùng trung tâm đ thị vùng biên C ác c ầ u cạn làm từ kim loại, bêtô ng c ố t thép Để đảm bảo q u a lại củ a c c phương tiện

giao th ô n g kh ác n h a u m ặt đâì, cầu c n c ầ n đ ả m bảo c h iều cao thỏna tíhiiỷ cần Ihiếl (4,25 6,Om) lăng Iiliị]) dếii kích Ihước cầii Ihiết (tươiig ứng với khu r.iăiig th ôn g xe c ủ a tu y ế n phố)

C ác tu y ến n ổ i c ủ a đư n g tàu điện n s ầ m m ặc dù c ó g iá th n h hạ hơ n so với tu y ế n n g ầ m n hư ng c h ú n g c ó m ộ t loạt nhược đ iể m nên sử dụn g:

- V iệc b ố trí c ầ u cạn khu \ ’ực đỏ thị cản trở c h u y ể n đ ộ n g n h iều giảm khả th ô n g xe c ủ a tu y ế n phố

- Các c n g trình c ầ u cạn, nguyên tắc, phá vỡ q u ầ n thể k iế n trúc h iện có cua khư vực đô thị, ch ú n g p h v ỡ tầm nhìn che khuất c ản h q u a n đô thị

- T iếng ầm tiế n g đ ộ n g liên tục SUỐI n gàv đ ê m d o phươ ng tiện g iao thông qua lại gây nên, k h ô n g th o ả m ã n yêu cầu môi trường sin h thái h iệ n đại củ a ngíi đàn đô thị lớn

- Bụi xe q u a lại tạo nên từ phần đường tàu c h y củ a cầu cạn dẫn đ ế n ô nhiicm k h ô n g k h í q u giới h n ch o phép vùng có đ o n củ a đ ườ n g tàu đ iện n g ầ m

Tất c ả n hữ n g nhượ c đ iểm hạn c h ế nhiều p h m vi sử d ụn g tu y ế n nẩi đường tàu đ iện n g ầ m V ì tuvếii c đư n g tàu đ iệ n n g ầ m c h ủ yếu đuTc xãv dựng cắt q u a d ò n g ch ảy, điều kiện địa h ìn h phức tạp, lối cúa trạm toa xe, v ù n g n goại vi vùng c n g trình xây dựng c thị miêtrơ

cầu qua sò n g Đ n h é p K iep, q u a sông Ồ b Nôvôxibirxk, qua sô n g đ o M atxcơva, qua sông Đ unai V iên v.v ) (hìn h 1.2)

Trong việc giải to án tăng mức phục vụ giao thông cho c c đ ô thị lớn, vấn đề m ô hình h o vận ch u y ển h n h k h c h th eo đường ray m ặt đất c ó ý n g h ĩa lớn V í dụ, đế giải q u y ê t vấn để g iao th ôn g n h ữ n s vị trí đường trục th ị có cường độ giao thơ ng lớn, kh i d ò n g giao th ô n g c h y có ray (tàu điện) loại k h ô n g ray (ôtô buýt, ôlô chạy đ iệ n ) đ ề u lóín, người ta xâ y d ự n g tuyến tàu điện cao tốc Các tuyến tàu điện cao tốc đẽ’ lại dải băng riêng biệt (hìn h 1.3) chiều dài lớn n ằm m ặ t đất, cắt qua đường trục đ ỏ thị đ ộ c a o k h ác (hình 1.4) qua v ù n g thị có cường độ chu n đ ộ n g cao đường n g ầ m đạl nịng (hình 1.5) u đ iể m c tàu diện cao tốc giải p h ó n g hồn tồn vùng Irung tâm đô thị k h ỏ i đường ray irong d ó k h n g tách rời trung tàm đò Ihị khỏi phương tiện tàu đ iệ n thu ận tiện u ’u đ iểm c ủ a tàu điện cao tốc có k h ả nãng vận tải cao đạt tới 20 n gh ìn h àn h khách irong uiờ

•

H ình 1.4: Nhánh giao thông dô thi với tàu diện ca o tốc (thành p h ổ Kiep)

H ình 1.5: Tiiyểii lích hợp đường tùii điện ngẩm và làu diện cao tốc Los Aìigiơlét

Thiết k ế xây dựng tu y ế n tàu điện cao tốc N ga tiến h n h sở quy phạm , tiêu c h u ẩ n xây dựng r O C T sử dụng cho đường tàu đ iệ n ngầm V í dụ đoạn 5,3 kin thuộc giai đo ạn đ ầu c ủ a tu v ế n tàu điện cao tốc R o k K riv d i 12,2km đưa vào khai thác n ă m 1989 n g ầ m đất Trong tổ hợp cơng trình đường tàu điện cao lốc c ó ga, có ga ng ầm Chiều dài sân ga mạt đất 80m Các ga n gầm dài 102m có m ộ t sân ga h n h k h c h rộng 8m có sân ga p h ía sườn rộng 4m Đ n g tàu đ iệ n c a o tốc tương tự khai tliác Vongaarat

Các tu y ế n tàu điện cao tốc thiếl kế xáv dựng khai thác nhiều đô thị thê giới (K iep, Evốp, Riga, B oxton, M arkxây, Niuberg, G am bu g, X iu ric v.v ) T rong tàu đ iệ n c a o tốc theo bước riêng biệt (Ihậm chí theo thị) c ó cấu tạo toa, c cấu sán ga hệ th ố n g c ấ p lượng v.v lất khác

T ro n g đô thị lớn, đ ố i với điểu kiện q u y h o ch giao th ôn g đ ịn h, nên sử tlụng ến đường s ắ t‘đi q u a kh u vực đô thị để tổ chức vận c h u y ể n h n h k h c h nội thị T rong n h iều trư ờng hợp, th e o m ức độ m rộng khu vực đố thị, ga cuối c ủ a tu y ến đường sắt dần trở th n h “ vị trí tru ng tâ m ” đ o n đường sắt n g y c n g kéo dài n ằ m tron g giới h n c ủ a đ ô thị K ết q u ả tu y ế n đường sắt c ó đ o n dài (10 15km) q u a k h u vực đ ô thị lớn hà n h kh ách sử dụ n g cho g ia o th ô n g nội thị

Sử d ụ n g đường sắt để tổ chức vận chu yển n h a n h h n h k h c h nội thị hợp lý đ thị có m ặ t bằ n g k é o dài theo hướng có đường sắt q u a d ọ c th e o kh u vực đô thị (M u rm a n x k , V o n g a g rat, A rk h a n g h e n x k v.v )

Đ a tu y ế n đưòfng sắt v làm việc n h phưcfng tiện giao th n g đ th ị thực cách x â y dự n g đ o n đường sắt sâu vào phần trung tâm đ thị Đ ể làm điều cần p hải c ác h ly toàn b ộ lối vào khỏi giao th ô n g đ ô thị n hờ đ n g n g ầ m Các lối vào sâu k h ô n g n h ữ n g tạo nên điều kiện cần thiết để sử d ự n g tu y ế n đưòTig sắt vận ch u y ển h n h k h c h nội thị, m c ò n tăng d ịch vụ vận c h u y ể n h n h k h c h nội thị cách c h u y ể n h ọ trực tiếp vào vù n g trung tâm đ ô thị

P hát triển hệ th ố n g lối vào sâu xây d ự n g m ộ t đường sắt x u y ê n tâ m kết nối tuyến đ ò n g sắt tro n g c c kh u vực đối d iện q u a vùng trung tâ m đ ô thị Đ ường xuyên tâ m n h n ằ m tro n g giới hạn đồ thị làm việc n h tu y ế n tàu diện ngầm , đảm bảo th u ậ n tiện ch o h n h k h c h nội thị, đ n g thời g iảm tải n hiều c h o giao thông đ ô thị

X ây d ựng tu y ế n đư ng sắt liên th ốn g cắt q u a đô thị c h ủ yếu n ằ m đường n gầm c h o phép giải q u y ế t v ấ n đ ề g iao thông n g o ại vi - đ ô ihị T ro n g đ iề u k iệ n n h ấ t định, giá th àn h m n g lưới n h b ằ n g giá thành đ ườ ng tàu điện n g ầ m đ thị, có h iệu q u ả h o n theo c ác sô hoạt đ ộ n g giao thơng T rong đ ó cần phải xét đến ga n g ầ m kết h ợ p phục vụ h n h k hách nội thị n go ại Ịhị cần c ó c n g suất lớn ga tàu đ iện n g ầ m bình thườ ng có kích thước tương ứng N goài ra, để tổ chức hệ th ống th ố n g n hất “ đưịíng làu đ iện ngầm - đườ ng sấ t” cần tạo n ê n c cấu thống n h n h a u đ ối với việc k h a i thác tuyến n g ầ m c ủ a đường tàu điệ n n g ầ m mạt đất - đ o n đư n g sắt lân c ậ n đô thị Sự k h c biệt c h ín h to a tàu điện n g ầ m so với đườ ng sắt k íc h thước toa cấu m n g m c h điện

H ệ th ố n g h ỗ n h ợ p n h v ậy khai thác th àn h c ô n g Pháp, Đ ức, H u n g g a ri, Tây Ban N ha, A c h en tin a V í dụ Pari từ năm 1985 tuyến tàu tốc hành n g ầ m R E R kết hợp với đườ ng M ê trô k ế t nối v ù n g ngoại vi với trung tâm đô thị có cấu tạo từ m ộ t sổ cung đ o n (A, B, c , D, E) theo phương án n g ầ m m ặt đất T u y ế n đường tàu ngoại vi - đ ô thị n h đ ả m b ả o vận ch u y ển khối lượng lớn h n h khách với tốc độ k h cao (V > k m /g iờ ) m ột qu ãng đư n g dài N g o i tu y ến đường R E R với tổ ng chiều dài trê n 0 k m (trong nằm giới hạn Pari k m có 27 kin

đường n g ầ m ), trung tâm Pari người ta x â y d ự ng tuyến tốc h n h “M e te o r” h oàn toàn tự đ ộ n g có c h iề u dài k h o ả n g 20km với 18 ga V o n ă m 1996, có k m tu y ế n n g ầ m với ga (íã đưa vào khai thác Phục vụ cho tu y ế n đ o n tàu toa dài 90m M ỗi đ o n tàu c h ứ a 720 hành khách Tốc đ ộ tru n g bình đạt tới 40 k m /g iờ K h o ả n g cách đ o n tàu 105 giây Đ iều khiển c h u y ể n đ ộ n g đ o n tàu tiến h àn h từ trạ m điều h n h tru n g tâm, khô ng cần tham gia người lái

T ro ng trường họfp, đường tàu điện n g ầ m th ô n g thường (hoặc tu y ế n riêng biệt c nó) theo k h ả vận ch uyển k hô n g k in h tế q u đắt, x â y dựng tu y ế n M ê trô - m i ni T rên tuyến M êtrô - m i ni sử d ụ n g đ oàn tàu n h ỏ cấu tạo từ h o ặ c loa (thay c h o toa), theo n g u y ê n tắc giảm k ích thước tương ứng Đ iểu cho phép giả m m ặt cắt đường ngầm nhữ n g đoạn tu y ế n n g ầ m g iả m k ích thước p hần sân c ủ a nhà ga T u y ế n M êtrô - mi ni xây dự n g đ ể g iả m tải c h o vùng tru n g tâm song song với tuyến đường tàu đ iện n g ầ m h iện có, b ằn g c ách giảm số lượng ph n g tiện giao thông mặt đất (ôtô buýt, ôtô c h ạy điện, tàu điện) T u y ế n n h đ n g tàu điện n gầm có đồn tàu từ - toa k hai thác thành p h ố Lil (Pháp), (h ìn h 1.6)

H inh 1.6: Tuyến tàu điện ngầm kích thước nhỏ cầu cạn thành p h ố L i ỉ (Pháp)

Đ ối với v ù n g vành đai ngồi thị, n ê n sử d ụ n g m ê trô “ n h ẹ ” , c h ú n g c h o phép thu g o m h n h khách v ùn g ngoại vi c h u y ển h ọ ga n h n h c ủ a đườ ng m êtrơ th n g thường (h ìn h 1.7) M êtrỏ “ n h ẹ" so với đ ườ ng tàu đ iện n g ầ m th ôn g thường rẻ n h iề u (g iảm -r 3,5 lần) tuyến chủ yếu m ặt đất c ầu trẽn cầu cạn M ẽ trô “ n h ẹ ” cần thiết dễ d n g c h u y ể n san g tàu đ iện n g ầ m thông th ng n h liên k ế t đường ray có ] bánh, c h o p h ép đ o àn tàu M ê trô “ n h ẹ ” n goài cao điểm “ p ik ” , phục vụ c h o tuyến đường tàu đ iện n g ầ m th ôn g thường

l ỉ i n ĩ i : T u y ế n d ììỊ i ĩù ii d i ệ n ỉìí^ ổ ỉỉỉ " ỉ ìh ẹ " k h u v ự c ịỊù ỉ ì ìÌì p h u P c ỉi\

1.3 TUYẾN VÀ KÍCH THƯỞC ĐƯỜNG TÀL' ĐIỆiN N(ỉẤM

T u y ế n đường tàu điện ngầm nôn thiết k ế đặt nông theo hướng ngắn n hat dọc theo đườ ng truc giao thốn g măt đất hoãc khu vực cỏ nạ irìiih xủv clưne đõ Ihị

T rong trường hợp Ihiết kè tuyến đườiig tàu điẹn nuầm đặt sâu (điều kiện dịa chãi c ô n g trình k h n g thuận lợi, cơng trình cao tầng dày đặc k h u \'ực dô thị), c h ú n g bơ' trí ga theo đường ngán \ ’à Irường hợp n y yếu tô c ơng trình m ặ t đất k h ô n g có ý nghĩa lớn

K hi xây d ự n g tu yến đường tàu điện ngầm cán tách dải đặc biệt riêng \';'i xét đ ế n yêu cầu tiêu chuẩn ảnh hướng mức ổn rung từ đoàn tàu cluivổn (lộng đ ế n khu nh thị

G iá trị bán k ín h đường cong mặt đườno k h ô n g cỉưực nhỏ hơ n 0 m , đường nối - 150m, đườrm nhánh - 75m Tại n h ữ n g \'ị trí khó k h ă n phức tạp m ặt địa chất cơng trình địa chất thuv \’ãn cho p h é p lấy bán kính đư n g c o n g đườ n g - 300m, đường nối - lOOm đường n h n h - 60in

Các đoạn thẳng cong đường mặt R < 2000m đoi.n uốn trịn cong bán kính khác liên kết irực liẽp đườiiií cona cluivển dổi

Các ga c ủ a đườ ng tàu điện ngầm m ặt thường bố tií Irên đoạn tiivến thẳng, c ũ n g phép bơ trí c húng trẽn đoạn cong có R > 800m

K hi thiết k ế đo n n gầm tuyến làu điện ngầm đặt nòng cần lấv chiều sâu nhỏ c đường n g ầ m không nhỏ tổng chiều dày áo đường lóp h nhiệt

đ ả m b ả o chiều dàv báo vệ cơng trình tránh bị đống lạnh Phía đường ngầm c h u y ể n tàu vị trí cắt qua đường trục p h ố , chiểu sâu chơn ngầm th n s k h ô n g n h ỏ 3m, cịn vị trí khác cho p h ép giảm giá trị đ ám bảo d n g n g ầ m tránh đỏng lạnh \'à cho phép xâv dựng áo đ ườ ng chúng

Đối với đường n gầm đặt sâu cần để lại phía vòm vỏ hầm chiều dày n h ỏ c lớp ổn định, cho phép phương liên qua lại không c ần phải sử dựng biện pháp đặc biệt

Tất cá đ n a luyến tàu điện ngầm (trên mật đất m ặt đất) cần có độ dóc dọc k hơ n g n h ỏ 39óo Trong trường hợp có sớ luận chứng, c h o phép bố trí đ o n rièng biệt Irên diẹii lích nằm ngang đảm bảo độ dốc d ọc m áim nước khơiig nhỏ 2%0 Độ dốc dọc lóìi tuyến tàu đ iện ng ầm thường không lớn h()'n ‘’oo (vổ ngu yên tắc tới 38%o) đoạn mặt đất k h ô n g lớn 35%0 Trong n h ữ n a điéu kiện khó khãn đoạn na ầm dài 1500m cho phép độ dốc dọc lới -15''(k) lYoníỉ đ ó khu \ ực lân cận cẩn bỏ trí irèn độ dốc kh ô n o lớn 20% o độ dài c h ú n g k h ò n g nhỏ ht:(n 1500rn cho đoạn V ị trí liên kết cúa chi tiết tr;ic dọc với hướng khác có uóc nghiêng lớn hớn 5%0 cần có chi tiết đệm với độ dốc k hô n o lớn h n 5%0

C ác chi tiết kếí nối thảng trắc dọc hiệu đại số g iá trị đ ộ dốc lớn ỈKín 2%0 kếl nối mặt pliáng đứng bán kính cong: ga - 3000m , đ n g c h ín h - 0 m tai đường phụ đường n h n h - 1500m

K hi thiết k ế trắc dọc tuyến đật sâu có xét đến điều kiện k hai thác tối ưu, nên c ố gắng b ố trí ga vị trí cao (hình 1.8)

CTA Đ ĩ CTI é 150-200M CTB o _ _ 3%0 150-200M X 150-200M

l ỉ i n h 1.8: Sơclổ trắc dọc liiỵêìi dìíờng tàu điện ngầm chơn sâu

L ố i \'ào g a đoạn 150 - 00m cần bơ trí độ dốc 30%o, c ị n đoạn ph ầ n c h u y ể n tiếp - độ dốc 30%o Trong trường hợp đ ó g iả m nhẹ lấy đà đ o àn tàu từ ga giảm tốc độ tàu tới bến tạo điều kiện tiết kiệm chi phí n ăng lượng nh iều

C ác ga tàu đ iẹ n ngầm bố trí vị trí dọc có độ dốc ch iều 3%0, trường hợp k h ó k h n - độ dốc tới 5%0 bố trí diện tích nằm n g a n g với điều kiện đ ảm bảo llioát nước th eo m

Lựa c h ọ n vị trí tu y ế n đường tàu điện ngầm troiiíỉ mật mậl đứiiiỉ phụ ihuộc vào n h iều yếu tố, đ ó q u a n trọng là: điều kiên địa chất cơng trình, cị n g trình xây d ựng m ặ t đất, giải pháp kết cấu đường nađm lựa chọn

K íc h thước kết cấu đư n g tàu điện ngầm đưọc xác định tưoìm ứ n s \ ới rOCT 23961 -80 cho đườ n g ray 520m m , n g dự kiến sử dụng irên tuvến c h o toa tàu chiều cao 3,7m , rộ n g ,7 m dài 19,2m ; sử dụng ray đặl trẽn tà vẹt dài 2,65 ni ray tiếp xúc với lưới đii n phía dưới; b ố trí thiết bị lỏi qua lại cho nliàn \ ièn phục \ ụ đường n g ầ m K hi tàu c h u y ể n đ ộn g đường tháníi khơng phần loa tàu đu a k h u ô n khổ củ a p h ầ n chuvển động M (hình 1.9),

700 700

H ình L : Kích (hước phần chuyến cỉộnq M

a hình đáng phía trên; hình dáng phía dưới; đường bố trí gương giới hạn phía sau;

2. đường bố trí giới hạn thu dòng điện máy phát điện lự động (khoảng cách từ YĨ'P đén mặl phẳng phía máy phát điện tự động không lớn 137mm);

3 đường bố trí giới hạn thu dịng điện vị trí làm việc;

4 đường bố trí giới hạn khố tự động dừng; đườns bố trí giới hạn khối giảm tốc

K íc h thước tiệm cận thiết bị 0^1 xét đến đ ộn g lực đứng phía h n g toa c h u y ển đ ộn g, đ ộ c h o p h é p k h i c h ế tạo loa, m ài mòn cho phép phần bánh xe, gãy n híp c ủ a ph ậ n treo tru n g lâm tời từ hướng n h c h u y ển d ịc h cho phép, độ m i m ị n đư ng ray (hình 1.10) Phía kích thước k h n g bố trí bát

c ứ thiết bị chi tiẽì níỉoại trừ phần cấu tác đ ộn g tương hỗ trực tiếp với thành phần c h u y ể n động

a)

1005 1005

—•V;^325 , , Ĩ325^Y^

ự 162D _

ỉ ì ì n h L IO : Kích íhước ĩiệm cận cíta thiết bị Oxi

a hình dạng phía trơn; hình dạng phía dưới

1 đường tiệm cận ray tiếp xik; dường tiệm cận gờ sàn;

3 đường liệm cận bánh xe tự động dừng vị trí nâng;

4 đường liệm cận của thiết bị đánh dấu tuyến đường (piket) đường tiệm cận lự động dừng điều kiện tức thời;

6 đường tiệm cận của thiết bị tự động điều khiển (cho phần bên phải); đường tiệm cận diểm mắc cáp tiếp xúc với ray;

8 đưcnig tiệm cận tà vẹt đổ nén đường bêtơng đường ngầm dạng hình trịn K íc h thước c cấu tiệm c ận Q , xét đến bố trí ngồi giới hạn k íc h thước thiết bị câu đường, k ỹ íhuật vệ sinh m trường, trang bị điện, c h iếu sáng, C H B v liên lạc, hệ ih ố n g phanh tự đ ộn g tự đ ộ n g điểu klìiền đồn tàu, c ũ n g n h b ố trí từ hướng đường h ẩ m , ray tiếp xúc phía đ ố i diện, lối liên tục ch o n hân viên phục vụ qua lại Phía tixmg kích thước tiệm c ậ n k h n g bố trí bâì kỳ p h ậ n n o c ủ a n g trình kết câu -xây dự n g (hlnh 1.11 1.12)

H ìn h L l l : Kích ĩhước tiệm cận cùa rcÍK ỉnìc tréỉì cóc iĩoọìì i ììuyểìì ĨÙII a (cho đườns ngầm hình trịn); C\iỊ| (cho dường ngầm dạng chữ nhậí,

các cống trình cấu p h n ỏ' mật dất và p h n n ổ ị )

1 đường tiệm cận cúa lối qua lại nhân viên cỈỊch vụ:

2 đường tiệm cận máng nước lắp dãĩ cấu Irúc dường phía ircn irèn lớp bctỏng;

3 c h o k ích thước đư ng tiệm cặn, cho kích thước C\,|Ị cĩường tiệm cận nến đường lóp bẻíon^:;

4 đường tiệm cận đường lớp dá dáưi;

5 đường liệm cận hộ cột;

6 đường tiẹm cận ían can trỏa cẩu cầu can lirờniĩ chán doạn luyến h tlhièn.

H in h 1.12: ú c h ihước íiệm cận Cỉia cấu Irủc Ỉrêỉỉ cúc ga Q,;( ■

1 đường tiệm cận lan caii trẽn cầu cầu cạn cùim tường chán trôn đoạn tuyến lo tỉnién;

2 đường liệm cận của nển đường lớp bêtòng;

3 đườns liệm cận đirờno Irên lớp dá dãm; đường tiệm cận cùa lan can sân ga;

5 đường tiệm cận cùa máns thoát nước ỉáp dặt cấu Irik phía irẽn dường lớp bêlóng;

6 đường liệm cận của hẹ CỘI.

Đối \'ới đ oạn tuyến cong, kích thước tính tốn dự a vào g iá trị bán kính đường c o n g độ nâng ray bên nsoài

ơ n hiều nước khác, đường tàu điện ng ầ m xây dựng k h a i thác với k íc h thước phần c h u y ể n đ ộ n g k h nhỏ Sự tiếp tục hoàn thiện phần c h u y ể n đ ộ n g c ủ a đư n g tàu điện ngâm có n h iề u kh ả nâng cho phép eiảm kích thước bên c ủ a m ặ t cắt n g a n g đường ngâm , dẫn đến giảm giá thành xây dựiỉg đường trục ngầm

1.4 CẤU TRÚC PHÍA TRÊN CỦA ĐƯỜNCỈ

Các chi tiết cấu trúc phía đường bao gồm đườ ng ray, n ề n ray, lóp b êtịng đ ba lát, móc gia cường tru ng gian, m ố i nối ray v.v K ế t cấu ph ần irêii đườ ng cần thoả m ãn yêu cầu định: m ột loại, tố n k im loại sửa chữa c ũ n g n hư phải đảm bảo tính liên tục an toàn c h o c h u y ể n đ ộ n g c ủ a đ o n t;'iu, tính ổn định, tính chấl g nghệ q u trình khai thác, k h ả n ă n g lắp ráp cấu thiết bị điện, tính cách ly điện cho đường ray

N'cn ch o cấu trúc phía trêii đường tàu điện ngầm tro ng đư n g n g ầ m m n g phang từ b êtông, bêlông cốt thép đoạn lộ thiên tro n g trạ m đ ề p ô đ iệ n -■ riển đất c ũ n g kết cấư cầu k im loại, b ê tơ n g cốt thép, tron g c ó cầu cạn dưííng ố n g dẫ n (hình 1.13)

H ìn h 1.13: Mặt cắt ngang đường đoạn ga đitờng trén các nhánh liên kết dịch vụ r c ìY có dạng P tà vẹt gỗ đoạn cùa tuyến

T rẽn tuvến đưịfng ch ín h người ta đặt ray dạn g P65 c h ủ yếu Đ ố i với đoạn, đ ó theo điểu kiện kích thước k h n g thể đặt loại y , c h o p h é p đặt C.'C

ray d n g P50

ở viện n g h iê n cứu kh oa học đường (B llllH /K T ) ngư i ta đ ã c h ế tạo loại ray c h u y ê n d ù n g P m cho đườntỉ tàu điện ng ầm , có c h iề u c ao , c h iề u rộ n g n h ray P50 n hư n g trọ n g lượng lớn hơn, mặt đứn g đ ỉnh rav nhắc lại h ìn h d n g c ủ a cặp bánh, c h o phép giảm giá Irị áp lực tiếp xúc

Chiều rộ n g b n h xe mãl tron'a dinh ray Irên đoạn đ ườ n g ihảng \ tivn đoạn c ong bán k ín h > 600m dirọc là> bằne 1520nim

C hiều rộng b n h xe nhCrng doan coiiiỉ can lấ_\' :

K hi bán kính c o n g từ 599 - 400in 1530m m

K hi bán k ín h c o n g từ 399 - 125m ! 535m m

K hi bán kínl: c o n g từ 124 - lOOiii ! "^40mm

K hi bán kính c o n g từ nhỏ lOOni ! 544m m

N ền ray cho đường tàu diện nííẩm ùiườna dược sử dụng tà \'ẹt gỗ bclơrig cơì thép (BTCT) tà vẹt gỗ súc dài 0,9ni dùiiiỉ trén dường c hính , dài in ircn đườ ng nh ga C ác tà vẹt gỏ \'à \-ẹt izồ - súc cán dược tám d ầ u ch ỏ n g m ôi mọt k h ô n g dẫn điện

T ron g đ ườ ng n g ầ m nối ga (hinh 1.14), ga (hình 1.15) việc lắp đặi nen ray tiến h n h theo n suy cn tắc, Iren lớp nen đường từ bẽlỏng loỊÚ B I 2,5

theo độ bền chịu nén có chiêu dày íl nhát , 16m LÌIO đoạn Ihẳng, ch o các

đoạn c ong - íl n h ấ t , l m ; doạn lộ ihión ứ inãi dất (nổi m ật đất) đật trẽn lớp đá balát từ ioại khống vậl cứng ígranit điaba/ \’,v ) có Ihành phần hạt từ 25 + 70inni C hiều dày lớp balát trạng tiiai IICII chậl dưứi !à \c t vị trí đặt ray đường

H ỉnh 1.14: M ặt cắt iiụiiiíỊ diùììig clìínli trciì doi nối íỊci có ray ỉoại P65 láp hélỏiig àifờng chạy irig đườniỊ ngầm clạiìí’ liìiìli ìrịiì <.ÍII'Ờ IIỊ> kinh Iraiig 5.1 m vơ íịang

1 dườna kích thước tiệm cân cúa càu trúc

2 tâm lý thuyết cùa tiết diẽn dưị'iií> nốm \'à lâm kích thước; đ n g d i DỘ c h o n h â n \ i é n p l n i c Mi;

4 rãnh 25 X 50mm đê ihoát nước;

5 đường tiệm cận nén dường iheo kích thước CviK