Nghiên cứ đề xuất và lựa chọn phương pháp thi công ga tàu điện ngầm của tuyến bến thành suối tiên tại thành phố hồ chí minh

Tính cấp thiết của đề tài Ở các nước tiên tiến trên thế giới, hầu như đều có xây dựng hệ thống các công trình ngầm ở các thành phố lớn như: hệ thống tàu điện ngầm, các ga ra ngầm, bãi đổ

Lê như nguyễn

Nghiên cứu đề xuất Và LựA ChọN

phương pháp thi công ga tàu điện ngầm

của tuyến bến thành - suối tiên

tại thành phố hồ chí minh

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hà NộI - 2013

Lê như nguyễn

Nghiên cứu đề xuất Và LựA ChọN

phương pháp thi công ga tàu điện ngầm

của tuyến bến thành - suối tiên

Hà NộI - 2013

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình khác nào

Hà Nội, ngày 03 tháng 04 năm 2013

Tác giả

Lê Như Nguyễn

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH XÂY DỰNG CÁC GA TÀU ĐIỆN NGẦM TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 5

1.1 Tổng quan về tình hình xây dựng các ga tàu điện ngầm trên thế giới 5

1.1.1 Sơ lược lịch sử xây dựng 6

1.1.2 Phân loại ga – kết cấu ga 14

1.2.Tổng quan về tình hình xây dựng các ga và đường tàu điện ngầm ở Hà Nội và Thành Phố Hồ Chí Minh 17

1.2.1.Dự án tuyến tàu điện ngầm ở Hà Nội 17

1.2.2 Dự án tuyến tàu điện ngầm ở Thành Phố Hồ Chí Minh 20

1.3 Nhận xét chương 24

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GA TÀU ĐIỆN NGẦM 26

2.1.Tổng quan về các phương pháp thi công xây dựng ga tàu điện ngầm 26

2.2 Xây dựng công trình ga tàu điện ngầm bằng phương pháp lộ thiên (đào mở) 26

2.2.1.Bản chất công nghệ 26

2.2.2.Phạm vi áp dụng 27

2.2.3 Phương pháp đào hầm 30

2.2.4 Phương pháp đào hào 33

2.3.Xây dựng công trình ga tàu điện ngầm bằng phương pháp ngầm (kín) 37

2.3.1 Phương pháp khoan nổ mìn 38

2.3.2 Phương pháp đào hầm bằng TBM và SM 39

2.4 Đánh giá khả năng áp dụng và lựa chọn phương pháp thi công 42

2.5.Nhận xét chương 43

TRÌNH THI CÔNG 45

3.1 Các vấn đề chung 45

3.2.Yếu tố điều kiện khu vực xây dựng công trình 46

3.3.Yếu tố điều kiện địa kỹ thuật khu vực xây dựng công trình 48

3.3.1.Địa chất 48

3.3.2.Địa chất công trình 49

3.3.3.Địa chất thủy văn 56

3.3.4 Tải trọng 60

3.3.5 Ảnh hưởng của độ sâu bố trí ga, kích thước ga 61

3.4 Các tác động của việc xây dựng ga và tàu điện ngầm đến xung quanh 61

3.4.1 Tác động tích cực đến nhận thức của con người sử dụng phương tiện công cộng 61

3.4.2 Tác động tiêu cực đến môi trường trong quá trình thi công và vận hành 63

3.5 Nhận xét chương 65

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG PHÙ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM CỦA TUYẾN BẾN THÀNH - SUỐI TIÊN 66

4.1 Các vấn đề chung 66

4.2 Đề xuất giải pháp không gian kiến trúc và kết cấu cho ga số 2 66

4.3 Lựa chọn phương pháp thi công phù hợp cho ga tàu điện ngầm số 2 70

4.3.1 Lựa chọn giải pháp công nghệ thi công ga tàu điện ngầm của tuyến Bến Thành - Suối Tiên theo phương pháp hở Tường- nóc 72

4.3.2 Sơ bộ phương pháp tính toán tường chắn đất 91

4.4 Sự cố công trình gần hố đào và biện pháp phòng tránh 103

4.5 Nhận xét chương 104

KẾT LUẬN 105

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC3

Thứ tự Tên bảng Trang

Bảng 1.1: Danh mục các đường tàu điện ngầm lớn trên thế giới 9

Bảng 2-1.Các phương pháp thi công hầm theo cách bóc tách đất đá 38

Bảng 4.1: Một số loại gầu của hãng Bachy 76

Bảng 4.2: Kết quả đánh giá khả năng xảy ra biến dạng thấm 99

Thứ tự Tên hình Trang

Hình 1.1: Ga tàu điện ngầm ở thành phố Munich (Đức) 6

Hình 1.2: Ga Kiep của tàu điện ngầm Moskva (Nga) 6

Hình 1.3: Ga Nordpark Cable Railway (Áo) 10

Hình 1.4 Ga Madrid Atocha (Tây Ban Nha) 10

Hình 1.5: Ga Stockholm Metro (Thụy Điển) 11

Hình 1.6: Ga Berlin-Spandau (Đức) 11

Hình 1.7: Ga Komsomolskaya station (Nga) 12

Hình 1.8: Ga Saint Petersburg (Nga) 12

Hình 1.9: Ga.London Underground (Anh) 13

Hình 1.10: Ga Lisbon Metro (Bồ Đào Nha) 13

Hình 1.11: Ga Kanazawa Station (Nhật) 14

Hình 1.12: Các ga trung gian 15

Hình 1.13: Các loại kết cấu ga 16

Hình 1.14: Mạng lưới đường sắt Hà Nội phát triển đến 2020 và tương lai 18

Hình 1.15: Vị trí xây dựng các ga trên tuyến Nhổn – ga Hà Nội 19

Hình 1.16: Vị trí xây dựng các nhà ga tuyến metro số 1 22

Hình 1.17: Vị trí xây dựng các ga tuyến metro số 2 23

Hình 1.18: Mạng lưới đường sắt đô thị TP.HCM đến 2020 và tương lai 24

Hình 2.1: Các giải pháp bảo vệ thành hào theo điều kiện thi công 27

Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ xây dựng công trình ngầm bằng phương pháp đào mở có thành đứng được chống giữ bằng trụ cứng (cọc), bản cài ngang và thanh chống (a) và đào đất (b) 28

Hình 2.3: Thi công đường ngầm nối ga đường tàu điện ngầm bằng phương pháp đào lộ thiên 29

Hình 2.4: Sơ đồ xây dựng hố móng không chống (a) và có chống vách 31

Hình 2.5: Hố đào vách thẳng đứng chống đở bằng cừ thép và hệ thanh văng 32

Hình 2.8: Các giai đoạn xây dựng công trìng ngầm nhiều tầng 35

Hình 2.9: Các loại tường cừ chống giữ hố đào 36

Hình 2.10: Tường trong đất và thi công cọc khoan nhồi cho hố móng 36

Hình 2.11: Thi công trình ngầm theo phương pháp ngầm 37

Hình 2.12: Thi công hầm theo phương pháp NATM 38

Hình 2.13: Thi công trong khối đá bở rời theo NATM 39

Hình 2.14: Máy khoan đào hầm TBM 39

Hình 2.15: Chu kỳ khoan của máy khoan đào TBM đào toàn gương 39

Hình 2.16: Sơ đồ nguyên lý công nghệ đào bằng khiên 40

Hình 2.17: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của khiên cân bằng áp lực 41

Hình 3.1: Mặt cắt địa chất công trình 56

Hình 3.2: Sông Sài Gòn đoạn qua trung tâm thành phố và bán đảo Thủ Thiêm 56

Hình 4.1: Vị trí các ga ngầm của tuyến Bến Thành – Suối Tiên 67

Hình 4.2: Mặt bằng xây dựng ga Nhà hát Thành Phố 67

Hình 4.3: Hình dạng các panel tường 68

Hình 4.4: Hình dạng mặt cắt ngang ga số 2 69

Hình 4.5: Mặt cắt dọc và mặt bằng các tầng ga số 2 70

Hình 4.6: Cẩu và gàu ngoạm 77

Hình 4.7: Mặt bằng sơ đồ thi công panel tường trong đất 80

Hình 4.8: Mặt cắt điển hình tường dẫn 81

Hình 4.9: Thi công tường dẫn 81

Hình 4.10: Đào đất panel hào ở mép thứ nhất 82

Hình 4.11: Đào đất panel hào ở mép thứ hai 82

Hình 4.12: Đào đất panel hào ở giữa 82

Hình 4.13: Hạ gioăng chống thấm 83

Hình 4.14: Hình ảnh về gioăng chống thấm 83

Hình 4.15: Kiểm tra độ sâu và thổi rữa hố đào 83

Hình 4.18: Đổ bêtông cho panel tường thứ 1 84

Hình 4.19: Quy trình cung cấp và thu hồi dung dịch Betonite 85

Hình 4.20: Hoàn thành panel tường thứ 1 85

Hình 4.21: Bức tường trong đất hình thành 86

Hình 4.22: Thực tế đào đất công nghệ thi công top down 86

Hình 4.23: Thực tế thi công topdown tầng hầm 2 86

Hình 4.24: Thực tế thi công topdown 4 tầng 86

Hình 4.25: Các cốt móng của công trình 87

Hình 4.26: Đào đất phần trên bản mái tầng 1 87

Hình 4.27: Đổ bêtông sàn tầng máih 88

Hình 4.28: Đổ bêtông dầm sàn cột tầng 1 88

Hình 4.29: Đổ bê tông dầm sàn cột tầng 2, sau đó đào đất tầng 3 89

Hình 4.30: Đổ bêtông dầm sàn, cột tầng 3, sau đó đào đất tầng 4 90

Hình 4.31: Đổ bêtông đài móng, bản đáy và cột tầng 4 91

Hình 4.32: Công trình đã hoàn thành 91

Hình 4.33: Sơ đồ quan hệ của chống với chuyển dịch của thân tường trong quá trình đào đất 94

Hình 4.34: Sơ đồ tính toán chính xác theo phương pháp Sachipana 95

Hình 4.35: Sơ đồ tính toán gần đúng theo phương pháp Sachipana 96

Hình 4.36: Sơ dồ kiểm tra ổn định nền hố đào khi nước ngầm có áp 97

Hình 4.37: Sơ đồ tính toán chống trồi khi đồng thời xem xét cả c và  100

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ở các nước tiên tiến trên thế giới, hầu như đều có xây dựng hệ thống các công trình ngầm ở các thành phố lớn như: hệ thống tàu điện ngầm, các ga ra ngầm, bãi đổ xe ngầm kết hợp với các trung tâm thương mại, văn hóa và giải trí, các hệ thống hạ tầng kỹ thuật.v.v.Điều đó nói lên rằng là một quốc gia có trình độ khoa học kỹ thuật cao, vừa văn minh, vừa hiện đại Để đưa Việt Nam là một đất nước phát triển, có được những thành phố hiện đại xứng tầm thế giới thì nhất thiết phải có các công trình ngầm đô thị mà trước tiên là các công trình giao thông ngầm đô thị Muốn thế, ngay từ bây giờ phải xây dựng các đề án quy hoạch và phát triển không gian ngầm từng bước phù hợp với điều kiện kinh tế và xã hội của từng giai đoạn

Vì công trình ngầm là dạng công trình có tính kỹ thuật cao Để xây dựng các công trình ngầm cần phải có kinh nghiệm, có kinh phí và có công nghệ.v.v Việt Nam là nước đang phát triển thì đây là một thách thức lớn, do đó để xây dựng được những công trrình ngầm có ý nghĩa và mang tầm vóc quốc tế nhất thiết phải nhờ vào sự giúp đỡ của các nhà đầu tư lớn, các chuyên gia có trình độ ở trong và ngoài nước

Việt Nam có nhiều kinh nghiệm xây dựng công trình ngầm trong các lĩnh vực như: thủy lợi, thủy điện, các công trình mỏ, nhưng trong lĩnh vực giao thông nhất là trong đô thị lớn thì còn rất ít kinh nghiệm

Trong những năm gần đây, một vài công trình tiêu biểu có quy mô lớn đã được xây dựng với sự giúp đỡ của các tập đoàn và các chuyên gia nước ngoài như: công trình “Hầm đường bộ qua đèo Hải Vân”, công trình “Hầm Thủ Thiêm vượt sông Sài Gòn’’

Hầm Thủ Thêm vượt sông Sài Gòn

Hầm đường bộ qua đèo Hải Vân

Việc xây dựng các đường tàu điện ngầm dưới các thành phố lớn là rất phức tạp và tốn nhiều kinh phí trong đó công tác xây dựng các nhà ga chiếm tỷ trọng rất lớn về giá thành của một tuyến tàu điện ngầm và đòi hỏi một kỹ thuật, công nghệ thi công cao

Hiện tại ở nước ta, một điều đáng phấn khởi là Thủ tướng chính phủ đã phê duyệt chủ trương xây dựng hệ thống metro ở hai thành phố Hà Nội và Thành Phố

Hồ Chí Minh và hai hai dự án này đã bắt đầu khởi động Vì vậy việc nghiên cứu đề xuất lựa chọn phương pháp thi công công trình ga tàu điện ngầm trong thời điểm hiện nay là cần thiết, có ý nghĩa thực tiển

2 Mục đích nghiên cứu

Mục đích của đề tài là lựa chọn được phương pháp thi công phù hợp cho ga tàu điện ngầm của tuyến Bến Thành – Suối Tiên ở Thành Phố Hồ Chí Minh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là ga tàu điện ngầm của tuyến Bến Thành – Suối Tiên thi công bằng phương pháp nữa kín nữa hở

- Phạm vi nghiên cứu của luận văn là nhà ga số 2 (ga Nhà hát Thành Phố) của tuyến Bến Thành Suối Tiên thi công bằng phương pháp nữa kín nữa hở

4 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu các phương pháp thi công ga tàu điện ngầm trong điều kiện phức tạp của đô thị Thành Phố Hồ Chí Minh

- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp thi công

- Phân tích, đánh giá, tổng hợp, nhận xét và đề xuất chọn phương pháp thi công phù hợp cho ga tàu điện ngầm của tuyến Bến Thành - Suối Tiên tại Thành Phố

Hồ Chí Minh

5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu của đề tài là phương pháp nghiên cứu tổng hợp:

Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với phân tích, đánh giá và lựa chọn

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: nghiên cứu của đề tài đã lựa chọn được phương pháp thi công phù hợp cho nhà ga tàu điện ngầm khu vực trung tâm TPHCM

- Ý nghĩa thực tiển: kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần định hướng phương án thi công cho các ga tàu điện ngầm khu vực trung tâm TPHCM

7 Cấu trúc của luận văn

Cấu trúc luận văn bao gồm:

- Mở đầu

Chương 4 – Nghiên cứu đề xuất và lựa chọn phương pháp thi công ga tàu điện ngầm của tuyến Bến Thành - Suối Tiên

- Kết luận và Kiến nghị

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH XÂY DỰNG CÁC GA TÀU ĐIỆN NGẦM

TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

1.1 Tổng quan về tình hình xây dựng các ga tàu điện ngầm trên thế giới

Tàu điện ngầm còn được gọi là metro, là một hệ thống vận tải hành khách lớn đem lại nhiều hiệu quả kinh tế cho một quốc gia, trong các đô thị lớn với tốc độ tăng dân số cao và mạng lưới giao thông hiện hữu không đáp ứng được nhu cầu thông xe thì tàu điện ngầm là phương tiện vận chuyển tối ưu, chia sẽ được gánh nặng cho các tuyến đường và các phương tiện vận chuyển khác trên mặt đất

Tàu điện ngầm chạy với tốc độ cao trên đường ray và thường có một phần lớn chiều dài tuyến đi ngầm dưới lòng đất, chạy nhiều lượt, nhiều chuyến trong ngày, lượng khách lớn, thuận tiện và thoải mái Đa số các thành phố lớn trên thế giới đều có tàu điện ngầm

Nước Anh là nước đầu tiên trên thế giới xây dựng tàu điện ngầm, đoạn tàu điện ngầm đầu tiên chỉ dài 6 km

Tốc độ chạy tàu điện ngầm nhanh nhất ở Mỹ, đạt 72km/h Lượng vận chuyển hành khách lớn nhất ở Matxcơva (Nga), mỗi năm 2,5 lượt tỉ người, đường tàu điện ngầm thuận tiện nhất ở Paris (Pháp)

Đường tàu điện ngầm thường được hiểu là đi ngầm dưới mặt đất, còn lại là kết hợp giữa trên và dưới mặt đất, ở nơi sầm uất thì phải làm dưới mặt đất, còn lại dùng cầu vượt hoặc đi trên mặt đất để giảm bớt khó khăn và giá thành thi công

Trong các đường tàu điện ngầm có các ga, các hầm nối ga, kết hợp cả các dịch vụ tiện nghi khác.v.v Hệ thống ga được bố trí ở những khoảng cách hợp lý tùy thuộc vào mức độ tập trung dân cư, nhu cầu đi lại của vị trí đặt ga trên tuyến và ở những vị trí thuận tiện để đưa đón hành khách

Hình 1.1: Ga tàu điện ngầm ở thành phố Munich (Đức)

Hình 1.2: Ga Kiep của tàu điện ngầm Moskva (Nga) 1.1.1 Sơ lược lịch sử xây dựng

Lịch sử xây dựng và phát triển tàu điện ngầm và các ga ở một số nước trên thế giới:

Năm 1863 đường tàu điện ngầm đầu tiên được xây dựng ở Luân Đôn theo thiết kế của T.Pirson Chiều dài của tuyến là 3,6 km nối các nhà ga của thủ đô Chuyển động của đoàn tàu chạy bằng hơi nước, trong năm đầu tiên đã vận chuyển

được hơn 10 triệu hành khách Năm 1884 chiều dài đường tàu xây dựng dài 21 km với 27 ga, trong đó có 10 ga tiếp giáp với các nhà ga trên mặt đất Năm 1890 đường tàu điện ngầm đầy tiên chạy bằng điện với chiều dài hơn 5 km nối vùng Xiti với đường sắt phía nam Luân Đôn Năm 1905 tất cả các tuyến đường tàu điện ngầm ở Luân Đôn đều chạy bằng điện Đến nay đã có 415 km và 378 nhà ga, lực vận chuyển lên đến 2,3 triệu khách/km/năm, vận tốc trung bình đạt 33 km/h

Năm 1868 đường tàu điện ngầm thứ 2 được xây dựng ở NewYork là đường sắt nổi trên mặt đất, bố trí chủ yếu trên các cầu cạn có sử dụng cáp kéo Vào năm

1871 chuyển động của đoàn tàu được chuyển sang đầu máy hơi nước và đến năm

1890 thì chuyển sang chạy bằng điện Năm 1904 thì ở NewYork đã xây dựng tuyến đường tàu chạy ngầm dưới đất Đến nay đã có 471 km và 468 nhà ga, năng lực vận chuyển đạt 3 triệu khách/km/năm, vận tốc trung bình đạt 29 km/h

Năm 1896 ở Châu Âu tuyến đường tàu điện ngầm được xây dựng ở Budapet với chiều dài 4,7 km, được xây dựng bằng phương pháp lộ thiên

Năm 1900 ở Pari đã xây dựng tuyến metro đầu tiên có chiều dài 13,4 km với

22 ga và hoàn thành vào năm 1898 Đến năm 1905 Pari đã có tổng chiều dài các tuyến metro là 30 km bao gồm các đoạn ngầm và trên mặt đất Đến nay hệ thống tầu điện ngầm có 16 tuyến dài 214 km và 384 nhà ga, đạt năng lực vận chuyển 4 triệu hành khách mỗi ngày, vận tốc trung bình là 22 km/h Đặc biệt là đường xe số 14 khai trương năm 1998 hoạt động với các xe hoàn toàn tự động (không người lái)

Năm 1931 ở Moskva (Nga): tuyến tàu điện ngầm đầu tiên được xây dựng và đưa vào khai thác năm 1935 với 13 nhà ga Đến nay đã có 265 km và 164 nhà ga (trong đó có 14 ga nổi còn lại là ga nhầm), đạt năng lực vận chuyển 12,1 triệu hành khách/km/năm, vận tốc trung bình đạt 41 km/h Còn ở Xanhpetecbua đưa metro vào

sử dụng từ năm 1955, cho đến nay có 4 tuyến đường với tổng chiều dài 92 km, 54 nhà ga, lượng vận chuển hành khách lên đến 810 triệu người hàng năm

Ở các nước Châu Á thì tàu điện ngầm phát triển muộn hơn khá xa so với các nước Châu Âu như:

Vào những năm 1950 Trung Quốc đã chuẩn bị cho dự án tàu điện ngầm và sau đó là thực hiện quy hoạch mạng lưới tàu điện ngầm của Thủ đô Bắc Kinh Năm

1965, giai đoạn 1 của dự án tàu điện ngầm Bắc Kinh dài 54 km đã được khởi công xây dựng và đi vào hoạt động năm 1970 Bắc Kinh đã có 9 tuyến tầu điện ngầm hoạt động, dài 189 km, với 138 ga

Singapore bắt đầu xây dựng tầu điện ngầm (MRT) vào năm 1993 với tuyến dài 67 km (trong đó có 20 km đi ngầm), tiếp tục phát triển tuyến Đông - Bắc 20 km

đi ngầm (1998) và tuyến vành đai 34 km đi ngầm (2002)

Thái Lan xây dựng tuyến tầu điện ngầm đầu tiên Chaloem Ratchamongkhon tại Thủ đô Bangkok vào năm 1996 và đưa vào khai thác 7/2004, dài 21,5 km với 18

ga Tuyến này cũng là giai đoạn khởi đầu của dự án hệ thống đường sắt đô thị (MRT) dài 326 km, trong đó có 42 km đi ngầm

Đài Loan đã đưa tuyến tầu điện ngầm (MRT) đầu tiên của thành phố Đài Bắc

đi vào hoạt động từ năm 1996, hiện đang khai thác 10 tuyến dài 106 km với 96 ga, năng lực vận chuyển 1,66 triệu hành khách/ngày; đang xây dựng 60 km và 52 ga, sẽ xây dựng thêm 98 km để hoàn thiện hệ thống tàu điện ngầm 270 km với năng lực vận chuyển 3,6 triệu hành khách/ngày Còn tại thành phố Cao Hùng đã đưa vào hoạt động hệ thống tầu điện ngầm từ năm 2008 và hiện có 2 tuyến dài 42,7 km với 38 ga trong đó có 24 ga đi ngầm

Tại Tôkyô (Nhật) hệ thống tầu điện ngầm có 14 tuyến, dài 293,1 km, với 282

ga Dưới nhà ga đường sắt Tokyo là một tổ hợp công trình ngầm 5 tầng, liên kết 5 tuyến đường sắt ngoài thành phố, 1 tuyến vành đai và 3 tuyến đi ngầm, với lượng hành khách qua ga trung bình 2 triệu lượt người/ngày

Theo số liệu của tổ chức giao thông công cộng quốc tế giai đoạn 1994 –

1995 được thống kê trong bảng 1-1 [11]

Bảng 1.1: Danh mục các đường tàu điện ngầm lớn trên thế giới

khai thác

Lượng vận chuyển khách triệu ng/năm

Số lượng tuyến

Chiều dài tuyến

Trong lịch sử xây dựng trên phạm vi thế giới, các ga tàu điện ngầm được thiết

kế và xây dựng rất đa dạng theo nhiều mục đích sử dụng, ảnh hưởng bởi kiến trúc văn hóa đặc thù của mỗi nước, nhiều nhà ga được thiết thật lộng lẩy và ấn tượng

Hình ảnh những ga tàu điện ngầm thật đẹp ở một số nước tiên tiến:

Năm 2005, Nordpark Cable Railway đã được “nhào nặn” dưới bàn tay của

nữ kiến trúc sư lừng danh Zaha Hadid Nordpark Cable Railway được đưa vào sử dụng vào tháng 12/2007 Đây cũng là công trình kiến trúc nhận được giải Vàng về thiết kế do Ủy ban Olympic Quốc tế (IOC) trao tặng năm 2005

Hình 1.3: Ga Nordpark Cable Railway (Áo)

Đây là nhà ga trung chuyển lớn nhất tại thủ đô Madrid của Tây Ban Nha Công trình này là thiết kế của kiến trúc sư người Tây Ban Nha Rafael Moneo với không gian của một khu vườn quyến rũ bên trong khu tổ hợp nhà ga Điều đặc điệt nữa là tại đây còn có một câu lạc bộ đêm

Hình 1.4: Ga Madrid Atocha (Tây Ban Nha)

Là một trong những nhà ga được trang trí ấn tượng nhất trên thế giới được xây dựng từ năm1950, Stockholm Metro có tổng cộng 100 ga, phục vụ 1.122.000 lượt khách mỗi ngày Hiện nay, ngoài những buổi triển lãm nghệ thuật, tác phẩm của hơn 100 nghệ sĩ được giới thiệu tại hơn 90 nhà ga trên toàn Thụy Điển

Hình 1.5: Ga Stockholm Metro (Thụy Điển)

Được đặt tại quận Spandau thuộc thủ đô Berlin nước Đức, Berlin-Spandau ra đời thay thế cho công trình nhà ga lịch sử Spandau Tuy vậy, bên cạnh những tiện nghi hiện đại, Berlin-Spandau vẫn chứa những nét đẹp cổ kính với thiết kế mái vòm

Hình 1.6: Ga Berlin-Spandau (Đức)

Komsomolskaya station là thiết kế của kiến trúc sư Alexey Shchusev Bức bích họa lớn trên trần, đèn chùm và những thiết kế nghệ thuật trang trí mang lại cho nhà ga này dáng dấp của một bảo tàng Bên cạnh đó, Komsomolskaya station còn là nằm ngay tại trung tâm vận tải đông đúc nhất của Moscow Đây cũng là điểm du lịch hấp dẫn đối với các du khách đến với thành phố này

Hình 1.7: Ga Komsomolskaya station (Nga)

Được đưa vào sử dụng từ năm 1955, Saint Petersburg là một trong những nhà ga tao nhã nhất trên thế giới với với thiết kế nghệ thuật hết sức độc đáo Saint Petersburg cũng là một trong những hệ thống tàu điện ngầm sâu nhất trên thế giới khi nằm cách mặt đất 105 mét Phục vụ gần 3 triệu lượt khách mỗi ngày, hệ thống Saint Petersburg xếp thứ 13 trên thế giới về mức độ đông đúc

Hình 1.8: Ga Saint Petersburg (Nga)

Được đưa vào sử dụng từ năm 1863, đây là ga tàu điện ngầm lâu đời nhất thế giới Năm 1890, London Underground là nhà ga đầu tiên sử dụng tàu điện Với 270

ga và trải dài 402 km, London Underground là hệ thống tàu điện ngầm lớn thứ 2 trên thế giới tính về độ dài

Hình 1.9: Ga.London Underground (Anh)

Được đưa vào sử dụng từ năm 1959, Lisbon Metro là hệ thống ga tàu điện ngầm đầu tiên tại Bồ Đào Nha Công trình này nổi bật màu vàng ấm cúng và phong cách thiết kế ấn tượng

Hình 1.10: Ga Lisbon Metro (Bồ Đào Nha)

Đây là một trong những ga tàu điện ngầm hiện đại và độc đáo nhất tại Nhật Bản Kanazawa Station là sự kết hợp hoàn hảo giữa kiến trúc truyền thống và đương đại với thiết kế cổng gỗ kết hợp hài hòa với kính và thép với chiều dài 14 mét Được biết, mái vòm kéo dài từ hai hướng đông tây của nhà ga này được làm từ 3.000 tấm kính

Hình 1.11: Ga Kanazawa Station (Nhật) 1.1.2 Phân loại ga - kết cấu ga

a Khái niệm chung

Tổ hợp ga là công trình phức tạp và quan trọng nhất trên các tuyến đường tàu điện ngầm Khó khăn từ bước thiết kế đến khi thi công và khi xây dựng các ga sẽ chiếm một giá trị lớn khi xây dựng một đường tàu tùy theo phương pháp thi công Trong phương pháp thi công lộ thiên, chúng chiếm khoảng 18 ÷ 20% giá thành xây dựng, trong phương pháp thi công bằng khiên chúng chiếm khoảng 30 ÷ 35%

Khi đường tàu đưa vào vận hành, khai thác thì ga đảm đương nhiệm vụ cho

sự làm việc của cả đoàn tàu từ khâu lên, xuống và chuyển tàu của hành khách đến các công tác cần thiết về phục vụ và tổ chức chuyển động của các đoàn tàu như: Nhận, đổ, xuất phát và thông tàu tương ứng với sơ đồ chuyển động, đảm bảo an toàn của tàu trong giới hạn ga và đoạn nối ga, tổ chức trên các ga cuối hoặcc ga khu vực cho quay tàu, kiểm tra thường kỳ hoặc dừng qua đêm của các đoàn tàu

và xuất phát có sự mở rộng tuyến để dừng và quay tàu

- Theo vị trí tương hổ của các tuyến và sàn ga phục vụ hai tuyến (ga trung gian) được chia thành 3 loại: một sàn (có sàn đảo), hai sàn (có sàn hai bên) và ba sàn (có một đảo và hai sàn lên xuống hai bên)

Hình 1.12: Các ga trung gian a.Có sàn đảo; б.Có hai sàn bên; b.Có một đảo và hai sàn bên

1.Sàn đảo; 2.Sàn bên

- Theo vị trí ga so với mặt đất: tương ứng với loại đường tàu điện ngầm, các

ga được chia ra ga ngầm, ga mặt đất và ga nổi trên mặt đất Ga ngầm theo chiều sâu đặt móng lại được chia ra ga chôn và ga đặt nông Tương tự với đường tàu điện ngầm giới hạn đó quy ước lấy bằng 15 mét từ mặt đất đến đỉnh ray

- Theo phương pháp thi công: khi xây dựng bằng phương pháp kín (mỏ hoặc khiên) thì gọi là ga ngầm đặt sâu, khi thi công bằng phương pháp lộ thiên thì gọi là

ga ngầm đặt nông Các ga ngầm ở độ sâu tớii 30 mét cũng được xây dựng bằng phương pháp lộ thiên và nữa lộ thiên (một phần kết cấu ga được xây dựng bằng phương pháp kín, phần còn lại bằng phương pháp lộ thiên)

c.Kết cấu ga

Theo sơ đồ kết cấu, mặt cắt ngang đoạn sàn thao tác, ga ngầm đường tàu điện ngầm được chia làm 3 loại: Loại trụ cầu, loại cột và loại một nhịp có dạng vòm hoặc mặt cắt hình chử nhật)

- Đối với ga trụ cầu từng tuyến đều có sàn lên xuống và phòng phân phối của

ga được bố trí ở các đường ngầm khác nhau Đường hầm được bố trí trên khoảng cách tránh sự tiếp xúc hoặc giao cắt vỏ hầm của chúng Để liên thông giữa các đường ngầm ga, tại cốt sàn người ta bố trí các lối qua lại Như vậy sơ đồ kết cấu ga trụ cầu chỉ xây dựng bằng phương pháp kín

- Đối với loại ga cột, sơ đồ kết cấu là sự kết hợp các tuyến và sàn ga vào một không gian thống nhất được phân chia bằng các trụ trung gian – các kết cấu chịu lực bên trong Các kết cấu chịu lực bên trong theo nguên tắc được làm theo dạng dầm dọc và cột, ít khi theo dạng tường có lổ thông Khi thi công bằng phương pháp đào kín, ga cột sẽ có mái vòm, còn phương pháp lộ thiên mái sẽ có vòm hoặc phẳng

- Đối với ga một nhịp, mái có dạng vòm hoặc phẳng (trong phương pháp thi công lộ thiên), có một đường ngầm thiết diện lớn liên kết các tuyến với các sàn ga

Hình 1.13: Các loại kết cấu ga a.Loại trụ cầu; б.Loại cột; b.một nhịp có mái vòm (vòm một nhịp)

i.một nhịp có mái phẳng;

1.Đường ngầm dạng tuyến; 2.Phòng phân phối; 3.Lối qua lại;

4.Trụ cầu; 5.Kết cấu chịu lực phía trong;

a)

б)

b)

1.2.Tổng quan về tình hình xây dựng các ga và đường tàu điện ngầm ở Hà Nội

và Thành Phố Hồ Chí Minh

Việt nam là nước đang phát triển và có một nền kinh tế năng động Trong những năm gần đây tốc độ đô thị hóa tăng mạnh, đã làm cho diện tích đất sử dụng dành cho giao thông ngày càng ít đi, cùng với sự tăng dân số và các phương tiện cá nhân đường sá trong các đô thị trở nên chật hẹp, trong khi các phương tiện vận chuyển hành khách công cộng tỏ ra kém hiệu quả trong điều kiện đông đúc của Thành phố Nhiều tỉnh thành đã mọc lên những khu dân cư vệ tinh, những cụm công nghiệp, những khu đặc thù kinh tế.v.v điều đó cũng góp phần làm giản mật độ dân số từ nội thành ra ngoài thành, giảm bớt được tình trạng lưu thông quá tải ở khu nội thị Tuy nhiên ở hai thành phố lớn như Hà Nội Và Thành Phố Hồ Chí Minh thì vấn đề giao thông đô thị là một trong những vấn đề trọng tâm, Chính quyền thành phố đã thực hiện nhiều chủ trương như: mở rộng Thành phố ra các vùng ven, cải tạo nâng cấp các công trình cũ, xây dựng thêm nhiều công trình mới, xây dựng các công trình vành đai, hạn chế tăng phương tiện cá nhân, cấm phương tiện vận chuyển lớn vào thành phố.v.v Ngoài ra để giải quyết bài toán ùn tắc giao thông này, hiện nay ở Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh đã có các dự án khả thi về xây dựng đường tàu điện ngầm Đó là cách giải quyết đúng hướng và tích cực

1.2.1.Dự án tuyến tàu điện ngầm ở Hà Nội

Hệ thống đường sắt đô thị đi ngầm và đi trên cao đã được đề cập từ đồ án điều chỉnh quy hoạch chung Thủ đô Hà Nội đến năm 2020 được phê duyệt năm

1998 (tại Quyết định số 108/1998/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ), sau đó đã được cụ thể hóa trong Quy hoạch phát triển GTVT Thủ đô Hà Nội đến năm 2020, được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt năm 2008 tại Quyết định số 90/2008/QĐ-TTg Theo đó đường sắt đô thị của Thủ đô bao gồm 6 tuyến:

Tuyến 1: Ngọc Hồi – Như Quỳnh (38,7 km);

Tuyến 2: Nội Bài – Thượng Đình (35,2 km);

Tuyến 2A: Cát Linh – Hà Đông (14 km);

Tuyến 3: Nhổn – Hoàng Mai (21 km);

Tuyến 4: Tuyến vòng, nối các tuyến 1, 2, 3 và 5 (53 km);

Tuyến 5: Nam Tây Hồ – Hòa Lạc (34,5 km)

Đến năm 2020 sẽ có khoảng 35 km Metro đi ngầm trong tổng số gần 200 km đường sắt đô thị

Từ kết quả dự báo nhu cầu vận tải, kế thừa quy hoạch phát triển giao thông vận tải Thủ đô Hà Nội đã được duyệt trước đây, cập nhật hoàn thiện hệ thống mạng lưới giao thông trong điều kiện mới (mở rộng địa giới hành chính Thủ đô…), Tổng công

ty TEDI đã đề xuất quy hoạch 8 tuyến đường sắt đô thị như sau:

Tuyến số 1: Yên Viên – Ngọc Hồi dài 27 km

Tuyến số 3: Hà Nội - Hà Đông dài 15 km

Tuyến số 4: Bac Co - Hanoi Station - Voi Phuc - Nhon dài 16 km

Tuyến số 2: Hanoi - Noi Bai Airport dài 25 km

Tuyến số 5: Daewoo - Trung Kinh - Hòa Lạc dài 32 km

Tuyến số 6: Giáp Bát - Southern Thang Long dài 19 km

Tuyến số 7: Bưởi - Đông Anh - Sóc Sơn dài 24 km

Tuyến số 8: Có Bi - Gia Lâm - Kim Nỏ dài 26 km

Hình 1.14: Mạng lưới đường sắt Hà Nội phát triển đến 2020 và tương lai

Hiện tại Hà Nội đang có tuyến số 2A (Cát Linh – Hà Đông) cũng đang trong giai đoạn thi công, năm 2013 sẽ khởi công xây dựng tuyến số 1 (Yên Viên - Ngọc Hồi)

Một số dự án cụ thể:

Tuyến metro số 3: Đoạn từ Nhổn đến ga Hà Nội (theo Quy hoạch phát triển giao thông vận tải Thủ đô Hà Nội đến năm 2020 được phê duyệt tại Quyết định số 90/2008/QĐ-TTg ngày 09/7/2008) Dự án có tổng chiều dài toàn tuyến 12,5 km, trong đó 8,5 km đi trên cao (từ Nhổn đến công viên Thủ Lệ) và 4 km phần đi ngầm đoạn từ Kim Mã đến ga Hà Nội (xuất phát từ công viên Thủ Lệ) Đoạn trên cao đi qua ga Nhổn – Minh Khai – Phú Diển – Cầu Diển – Lê Đức Thọ - Đại học Quốc Gia – Chùa Hà – Cầu Gíấy, đoạn đi ngầm qua ga Kim Mã – Cát Linh - Văn Miếu –

Ga Hà Nội, mặt bằng bố trí hai ống hầm song song Tổng số ga trên chiều dài tuyến

là 12 ga, trong đó có 4 ga đi ngầm Được biết tháng 11/2011 khởi công xây dựng các công trình kiến trúc của đepot; cuối tháng 2/2012, triển khai thi công phần trên cao; và từ tháng 11/2012 sẽ bắt đầu triển khai thi công phần đi ngầm Dự kiến, tuyến đường đi ngầm sẽ sâu từ 13 - 15m so với mặt đất Dự kiến đến năm 2016 sẽ đưa vào vận hành

Hình 1.15: Vị trí xây dựng các ga trên tuyến Nhổn – ga Hà Nội

Tuyến metro số 2: Được UBND thành phố Hà Nội phê duyệt với tổng chiều dài 11,5 km, trong đó có 8,5 km đi ngầm 3 km đi trên cao Điểm đầu của tuyến sẽ xuất phát từ Nam Thăng Long (khu đô thị CIPUTRA) chạy theo đường Nguyễn Văn Huyên kéo dài qua Hoàng Quốc Việt - Hoàng Hoa Thám - Thụy Khuê - Phan Đình Phùng - Hàng Giấy - Hàng Đường - Hàng Ngang - Hàng Đào - Đinh Tiên Hoàng - Hàng Bài - đến điểm cuối đoạn giao với phố Trần Hưng Đạo Được biết, toàn tuyến sẽ có 10 nhà ga, gồm 3 ga trên cao từ C1 đến ga C3; 7 ga ngầm từ C4 đến ga C10 Depot đặt tại Xuân Đỉnh (Từ Liêm) với quy mô khoảng 17ha.Theo kế hoạch đến năm 2017, đoàn tàu sẽ có 4 toa đi vào hoạt động và sang giai đoạn 2 (sau năm 2017) sẽ tăng lên 6 toa Năm 2020, tàu sẽ vận chuyển khoảng 535.000 lượt hành khách mỗi ngày; năm 2030 là 661.000 và năm 2040 là 777.000 lượt hành khách Tổng mức đầu tư dự án khoảng 131 tỷ Yên Nhật, tương đương 19.556 tỷ đồng, sử dụng vốn vay ODA của Chính phủ Nhật Bản và vốn đối ứng từ ngân sách nhà nước Gói tư vấn chung xuyên suốt quá trình thực hiện dự án, bao gồm: hoàn thiện báo cáo nghiên cứu kỹ thuật, hỗ trợ công tác đấu thầu xây lắp, giám sát xây lắp, đào tạo chuyển giao công nghệ, quản lý môi trường, giải phóng mặt bằng

1.2.2 Dự án tuyến tàu điện ngầm ở Thành Phố Hồ Chí Minh

a.Quy mô xây dựng

Ở Thành phố Hồ Chí Minh: Theo quyết định phê duyệt 101/QĐ-TTg ngày 22/01/2007 của Thủ Tướng Chính phủ về quy hoạch mạng lưới phát triển giao thông đến năm 2020 và tầm nhìn sau năm 2020 thì hệ thống đường sắt đô thị Thành phố Hồ Chí Minh bao gồm 6 tuyến tàu điện ngầm:

Tuyến số1 (Bến Thành - Suối Tiên) dài 19,7 km (2,6 km đi ngầm, 17,1 km đi trên cao), bao gồm 3 ga ngầm và 11 ga trên cao

Tuyến số 2 (Bến xe Tây Ninh - Thủ Thêm) dài 19 km bao gồm 2 tuyến:

- Tuyến Bến Thành – Tham Lương: dài 11,3 km (9,5 km đi ngầm, 1,8 km đi trên cao) bao gồm 10 ga ngầm và 1 ga trên cao

- Tuyến Tham Lương – Bến xe Tây Ninh và Bến Thành - Thủ Thêm đi trên cao dài 8,678 km

Tuyến số 3 (Bến Thành - Tân Kiên) dài 16,2 km bao gồm 2 tuyến:

- Tuyến 3A (Bến Thành - Bến Xe Miền Tây) dài 9,7 km đi ngầm, có 10 ga ngầm

- Tuyến 3B (Ngã 6 Cộng Hòa – Hiệp Bình Phước) dài 12,1 km (9,1 km đi ngầm và 3 km đi trên cao) bao gồm 8 ga ngầm và 2 ga trên cao

Tuyến số 4 (Thạnh Xuân – Nguyễn Văn Linh) dài 24 km (19 km đi ngầm và

5 km đi trên cao) bao gồm 15 ga ngầm và 5 ga trên cao

Tuyến số 5 (Bến Xe Cần Giuộc Mới – Cầu Sài Gòn) dài khoảng 26 km bao gồm 2 tuyến:

- Tuyến Ngã Tư Bảy Hiền – Cầu Sài Gòn dài 11,2 km (cả nhánh vào Sân Bay Tân Sơn Nhất) bao gồm 8 ga ngầm và 1 ga trên cao

- Tuyến Ngã Tư Bảy Hiền – Bến Xe Cần Giuộc Mới và depot Bình Chánh dài 14,8 km (7,4 km đi ngầm và 7,4 km đi trên cao) bao gồm 7 ga ngầm và 6 ga trên cao Tuyến số 6: Bà Quẹo-Vòng Xoay Phú Lâm dài 6 km đi ngầm và 7 ga ngầm b.Tình hình thực hiện các dự án:

Dự án tuyến metro số 1: Với tổng mức đầu tư khoảng 2,4 tỉ USD đã được khởi công tháng 08/2012 đi qua các quận 1, 2, 9, Bình Thạnh, Thủ Đức (TP HCM)

và huyện Dĩ An (Bình Dương) Đoạn đi ngầm bắt đầu từ Ga số 1 (khu vực vòng xoay Quách Thị Trang trước chợ Bến Thành) dưới đường Lê Lợi gồm 2 tuyến đường hầm đơn chạy song song Từ ngã tư Lê Lợi - Pasteur chuyển sang chạy trùng tim (hầm trên, hầm dưới) đi qua bên hông Nhà hát thành phố rồi qua trụ sở công ty Điện lực Sài Gòn, theo đường Nguyễn Siêu, qua Fafilm đến khu vực nhà máy Ba Son Phần đi nổi từ sau ga số 3 (ga Ba Son), bắt đầu bằng việc vượt đường Nguyễn Hữu Cảnh, đi theo bờ Bắc rạch Văn Thánh, đi qua công viên Văn Thánh, vượt trên đường Điện Biên Phủ, vượt qua sông Sài Gòn, đi dọc theo xa lộ Hà Nội, vượt sông Rạch Chiếc đến Suối Tiên và rẽ vào tuyến depot Long Bình

Theo kế hoạch, dự kiến đến năm 2017 sẽ hoàn thành việc xây dựng tuyến metro Bến Thành - Suối Tiên và vận hành năm 2018.Tuyến metro này dự kiến sẽ vận chuyển khoảng 186.000 hành khách/ngày Đến năm 2020 sẽ vận chuyển 620.000 hành khách/ngày và đến năm 2040 vận chuyển được hơn 1 triệu hành khách/ngày

Với tốc độ tàu metro chạy từ 40-60km/giờ trên lộ trình Bến Thành - Suối Tiên dài 19,7 km chỉ mất khoảng 30 phút (cứ 5 phút có một chuyến xuất bến và tàu dừng ở mỗi ga bình quân 1,5 phút để đón và trả khách)

Tuyến metro số 1 sau khi đưa vào hoạt động sẽ đóng vai trò chủ lực trong việc giải quyết vấn nạn ùn tắc giao thông, góp phần thúc đẩy kinh tế - xã hội của TP HCM phát triển Ngoài ra việc triển khai xây dựng trước đoạn trên cao của tuyến metro này sẽ tác động mạnh đến sự phát triển đô thị dọc tuyến trên địa bàn các quận

2, 9, Thủ Đức và huyện Dĩ An

Hình 1.16: Vị trí xây dựng các nhà ga tuyến metro số 1

Dự án tuyến metro số 2: Ban quản lý Đường sắt đô thị cho biết, tuyến tàu điện ngầm số 2 sẽ bắt đầu thi công vào tháng 6/2013 Dự kiến đến tháng 2/2017, tuyến metro này sẽ được đưa vào khai thác.Theo lộ trình, nhà ga ngầm đầu tiên tại Bến Thành sẽ được thi công vào tháng 11/2013 và hoàn thành vào tháng 9/2015, đi qua các quận: gồm 1,2, 3, 10, 12, Tân Bình và quận Tân Phú Đoạn đi ngầm với độ sâu trung bình 18 m Trong giai đoạn một, xây dựng trước tuyến Bến Thành - Tham Lương với tổng mức đầu tư 1,37 tỉ USD, trong đó Ngân hàng Phát triển châu Á góp

540 triệu USD, Ngân hàng KFW Đức góp 313 triệu USD, Ngân hàng EIB góp 195 triệu USD, vốn đối ứng ngân sách Thành Phố góp 326,5 triệu USD Hiện nay các quận 1, 10, 12 và Tân Phú đang triển khai công tác bồi thường giải tỏa 644 hộ dân, chủ yếu ở các khu vực xây dựng nhà ga

Hình 1.17: Vị trí xây dựng các ga tuyến metro số 2

Dự án tuyến metro số 3A: Hiện đang tiến hành lập hồ sơ ranh mốc, làm cơ

sở bàn giao cho địa phương quản lý quy hoạch

Dự án tuyến metro số 3B: Tháng 7-2012 Sở Giao thông vận tải đã trình Ủy Ban Nhân Dân Thành Phố Hồ Chí Minh thông qua thiết kế cơ sở của dự án

Tổng mức đầu tư của hai tuyến khoảng 2,2 tỉ USD

Dự án tuyến metro số 4: Hiện nay Sở Giao thông vận tải đang xem xét về thiết kế cơ sở của dự án Mới đây Ủy Ban Nhân Dân Thành Phố Hồ Chí Minh đã yêu cầu bổ sung kéo dài tuyến metro này từ đường Nguyễn Văn Linh đến khu đô thị cảng Hiệp Phước, dự kiến trong năm 2013 sẽ hoàn thành nghiên cứu toàn tuyến này Tổng mức đầu tư khoảng 1,3 tỉ USD

Dự án tuyến metro số 5: Trong đó giai đoạn 1 xây dựng trước đoạn từ ngã

tư Bảy Hiền (Q.Tân Bình) đến cầu Sài Gòn đã được Chính phủ Tây Ban Nha đồng

ý tài trợ vốn ODA 500 triệu euro Ủy Ban Nhân Dân Thành Phố Hồ Chí Minh đang

đề nghị Bộ Kế hoạch - đầu tư kiến nghị Ngân hàng Thế giới tham gia vốn tài trợ khoảng 190 triệu euro Tổng mức đầu tư khoảng 2,1 tỉ USD

Dự án tuyến metro số 6: Hiện nay tư vấn đang hoàn thiện báo cáo cuối kỳ

về thiết kế cơ sở của dự án này Tổng mức đầu tư khoảng 506 triệu USD

Hình 1.18: Mạng lưới đường sắt đô thị TP.HCM đến 2020 và tương lai

1.3 Nhận xét chương

Trong xu thế phát triển theo hướng hiện đại của các đô thị thì tàu điện ngầm ngày càng có vị trí quan trọng, vì đây phương tiện vận chuyển hành khách được với khối lượng lớn, nhanh, tiên lợi, đem lại nhiều mục đích lợi ích cho xã hội

Lịch sử xây dựng các đường tàu điện ngầm, hệ thống các ga ngầm của các nước trên thế giới, cho thấy sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực xây dựng công trình ngầm, bằng các phương pháp từ phương pháp thi công truyền thống cho đến các phương pháp thi công áp dụng công nghệ tiên tiến, con người đã xây dựng được những công trình giao thông ngầm vĩ đại dưới lòng đất

Ở Việt Nam, việc khởi công hai dự án đường tàu điện ngầm ở Hà Nội và Thành Phố Hồ Chí Minh đánh dấu bước ngoặt lớn cho ngành giao thông vận tải, đây sẽ là những bài học kinh nghiệm quý báu cho công tác quy hoạch, xây dựng và khai thác không gian ngầm ở các đô thị lớn khác trong nước Và trong tương lai gần

sẽ có thêm loại hình chuyên chở hành khách hiện đại trong đô thị, góp phần vào công cuộc xây dựng công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước Từ đó khẳng định việc xây dựng các công trình đường tàu điện ngầm là một giải pháp hợp lý cho sự phát triển bền vững trong tương lai

Trong giai đoạn hiện nay, khi xây dựng các tuyến metro thì cần phải nghiên cứu việc xây dựng các tổ hợp ga ngầm, tận dụng việc khai thác không gian ngầm hiệu quả và phù hợp với sự phát triển của các công trình kiến trúc trên mặt đất, đảm bảo cảnh quan đô thị

Tuy nhiên, đây là lĩnh mới nên sẽ có nhiều thử thách trong quá trình triển khai và thực hiện dự án

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

GA TÀU ĐIỆN NGẦM 2.1.Tổng quan về các phương pháp thi công xây dựng ga tàu điện ngầm

Các công trình giao thông ngầm đô thị (ga tàu điện ngầm) là những công trình đòi hỏi kỹ thuật cao Do vậy, việc xây dựng cần được tính toán kỹ phù hợp với đặc điểm quy hoạch khu vực xây dựng sao cho cùng với các công trình mặt đất và trên mặt đất tạo thành một không gian đồng nhất

Tùy thuộc vào điều kiện địa chất thủy văn, địa hình, điều kiện kinh tế - kỹ thuật, chế độ nước ngầm, các yếu tố về khí hậu, quy hoạch không gian kết cấu mà xác định được khả năng kỹ thuật xây dựng công trình ngầm và lựa chọn được phương pháp thi công tối ưu, để đảm bảo an toàn trong quá trình thi công và đảm bảo được công năng khi xây dựng xong và có hiệu quả khi đưa vào khai thác

Các phương pháp thi công xây dựng hầm ngoài phương pháp truyền thống (phương pháp mỏ) thì với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại, nhiều phương pháp đào hầm mới tiên tiến trên thế giới đã ra đời như đào hầm bằng máy khoan đào TBM, bằng khiên đào SM… cũng đã góp phần cho việc xây dựng hầm ngày càng hiện đại hơn, đẩy nhanh tốc độ đào hầm, nâng cao độ ổn định công trình ngầm, an toàn trong thi công, chất lượng công trình ngày càng tốt hơn…

Để xây dựng các công trình ngầm giao thông trong thành phố và các công trình ngầm khác, thì có nhiều phương pháp, nhưng thường các phương pháp được chia làm hai nhóm là:

2.2 Xây dựng công trình ga tàu điện ngầm bằng phương pháp lộ thiên (đào mở)

2.2.1.Bản chất công nghệ

Xây dựng công trình ngầm bằng phương pháp đào mở (hay đào lộ thiên, đào hở) là phương pháp tiến hành đào từ trên mặt đất xuống, xây dựng công trình và cuối cùng phủ đất hay lớp vật liệu khác lên trên kết cấu công trình ngầm Thông thường với phương pháp này kết cấu công trình ngầm có thể được xây dựng từ đáy

hào (phương thức tường nền) hoặc trước tiên thi công tường và nóc của kết cấu công trình ngầm (phương thức tường nóc) và sau đó các công tác khác được tiến hành và hoàn thiện

Tùy thuộc vào điều kiện mặt bằng thi công, để xây dựng kết cấu của công trình ngầm có thể thi công đào với bờ dốc nghiêng (phương pháp đào hầm) hoặc đào với bờ dốc thẳng đứng (phương pháp đào hào) Nói chung trong thành phố phương án đào với bờ dốc thẳng đứng thường là giải pháp được chọn Việc bảo vệ

ổn định bờ dốc là rất quan trọng, liên quan đến ổn định của các công trình trên mặt đất cũng như đảm bảo các điều kiện thi công tiếp theo Cũng tùy thuộc vào điều kiện đất nền, vào các công trình kiến trúc trên mặt đất cần được bảo vệ mà các kết cấu bảo vệ bờ dốc công trình cũng đã được áp dụng rất đa dạng Kết cấu bảo vệ bờ dốc có thể được thu hồi sau khi thi công kết cấu công trình ngầm nhưng cũng có thể được giữ lại làm một bộ phận quan trọng của kết cấu công trình ngầm

2.2.2.Phạm vi áp dụng

Phương pháp thi công đào mở dùng để thi công các công trình ngầm đặt nông có chiều sâu từ 5 mét đến 15 mét và có thể đến 20 mét tính từ cốt mặt đất trong các hố đào, sau đó lấp đất lại

Hình 2.1: Các giải pháp bảo vệ thành hào theo điều kiện thi công

Khi xây dựng các đường ngầm ngắn qua các giao lộ, các bãi đổ xe ngầm, ga

ra ôtô ngầm, các ga và đường tàu điện ngầm đặt nông, các công trình mạng lưới kỹ thuật (cáp điện, các đường ống…) thường người ta lựa chọn phương pháp thi công đào mở là tốt nhất

Công nghệ thi công công trình ngấm trong hố đào mở được trình bày như hình 2-1

Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ xây dựng công trình ngầm bằng phương pháp đào

mở có thành đứng được chống giữ bằng trụ cứng (cọc), bản cài ngang và thanh

chống (a) và đào đất (b)

I Đào hào định vị tường; II Đóng trục cứng (cọc); III Đào đất và cài bản gỗ (bê tông/ thép) ngang; IV Làm phẳng đáy hố đào; V Đổ bê tông lót; VI Làm lớp chống thấm; VII Thi công công trình ngầm; đổ bê tông tại chỗ/ lắp các đoạn hầm; VIII Chống thấm tường

và nắp CTN; IX Lấp đầm chặt đất trên nắp; X Nhổ cọc 1 Thiết bị nhổ cọc; 2 Máy lu đường; 3 Tường chắn hố đào; 4 Cần trục nâng; 5 Xe chở các tấm đúc sẵn (khi thi công CTN bằng cấu kiện đúc sẵn); 6 Thùng đựng bê tông; 7 Máy xúc đất; 8 Máy đào đất; 9 Thiết bị để đóng cọc; 10 Ô tô tự đổ; A-D Các giai đoạn đào đất trong hố đào

Ở nhiều đô thị của các nước SNG, lịch sử xây dựng tàu điện ngầm còn mới, người ta đào mở để xây dựng các tuyến đặt nông như tàu điện ngầm ở thành phố Tasken, Minxk…ở thành phố Tokyo, Osaka của Nhật, hệ thống tàu điện ngầm cũng được thi công đào mở

Thực tế thi công đường ngầm nối ga đường tàu điện ngầm bằng phương pháp đào mở với bờ dốc nghiêng như hình 2-3

Hình 2.3: Thi công đường ngầm nối ga đường tàu điện ngầm bằng phương pháp

đào lộ thiên

Ưu nhược điểm của phương pháp thi công đào mở:

Ưu điểm nhất của phương pháp thi công đào mở là có thể sử dụng máy làm đất và máy thi công khác nhau với mức độ cơ giới hóa cao, làm sát tới tường ngoài của công trình ngầm hiện hữu, thi công chống thấm đơn giản và có chất lượng

Gía thành xây dựng công trình ngầm trong điều kiên địa chất thủy văn thuận lợi sẽ rẻ hơn hai lần so với các công trình đào ngầm, chi phí khai thác tính cho một

km tuyến cũng ít hơn

Có khả năng sử dụng các máy móc và thiết bị có năng suất cao, áp dụng rộng rãi kết cấu lắp ghép khối lớn bằng bê tông ,bằng cách sử dụng các thiết bị lắp đặt bê

tông hiện đại, cấu kiện bê tông cốt thép được sản xuất tại nhà máy… nên đẩy nhanh được tiến độ thi công

Đối với các ga tàu điện ngầm độ sâu không lớn nên tiết kiệm được thời gian

đi lại của hành khách từ lối vào tới bến ga đổ, tăng nhanh tốc độ thông thoát hành khách từ bến ga đổ lên mặt đất

Về mặt tính toán công trình ngầm khi thi công trong các hố đào mở cũng đơn giản hơn, vật liệu dùng để thi công dể tìm và dể kiểm soát được chất lượng

Nhược điểm của phương pháp thi công đào mở (nhất là trong các đô thị đông dân cư và mật độ xây dựng cao) là chiếm nhiều diện tích đất để xây dựng, máy móc hoạt động ồn ào, khó bụi và dể gây ách tắc giao thông

Khi thi công có thể vướng nhiều công trình ngầm cần phải di dời do trong quá trình khảo sát còn thiếu sót nên rất phức tạp và khó khăn

Chuyển vị và lún của các công trình lân cận có thể xảy ra trong quá trình thi công sẽ gây trở ngại về tiến độ

2.2.3 Phương pháp đào hầm

dựng kết cấu của công trình ngầm trong hố đào sẳn rồi lắp đất trở lại để khôi phục mặt đất như ban đầu.(phương pháp tường nền)

Hình dạng và kích thước của hố đào trên mặt bằng và chiều sâu của chúng cũng như hệ thống chống đỡ hố móng phụ thuộc vào kích thước, khuôn khổ của kết cấu ngầm; điều kiện địa chất công trình và điều kiện xây dựng của các công trình trên mặt đất, nhất là trong thành phố [5]

Hình 2.4: Sơ đồ xây dựng hố móng không chống (a) và có chống vách 1.Taluy tự nhiên ; 2.biên ngoài của công trình ngầm

3.Vùng đã xây dựng ; 4.chống vách

Trong điều kiện địa tầng ổn địng với độ ẩm tự nhiên, khi công trình có mặt bằng đầy đủ thì có thể đào hố đào với taluy tự nhiên mà không cần phải chống vách hố đào Bề rộng hố đào ở phía dưới (B2) cần lớn hơn bề rộng Bo của công trình ngầm

để có thể xây dựng tầng phòng nước trên mặt ngoài của kết cấu ngầm, để dựng ván khuôn, lắp ráp các kết cấu lắp ghép, cũng như xây rãnh nước bên cạnh Chiều sâu

hố móng được xác định có xét đến chiều sâu đặt công trình h, chiều cao của công trình ngầm Ht và chiều dày lớp lót б (chuẩn bị để xây công trình) Độ dốc của taluy

hố đào m được xác định bởi các tính chất cơ lý của đất, vị trí mực nước ngầm và chiều sâu hố đào Các hố móng có mái dốc tự nhiên được sử dụng nhiều trong thi công các đường hầm cho ôtô, gara ngầm, các tổ hợp ngầm khác [5]

Khi không thể đào hố móng rộng thì đào hố móng với vách thẳng đứng có chống đỡ (phương thức tường nền), phương pháp này hạn chế được bề rộng đào hố móng so với bề rộng công trình ngầm Bo không lớn Một vài trường hợp, khoảng cách giữa tường chắn hố đào và kết cấu được để khoảng 15 – 20cm ở các bên để bố trí các lớp cách nước và tường bảo vệ và phòng khi đóng cọc cừ không chính xác