Thông tin tài liệu
GS TS NGUYỄN VIẾT TRUNG - ThS TRẦN THU HẰNG THIẾT KẾ ■THI CƠNG GIÁM SẮT CƠNG TRÌNH HẨM GIAO THƠNG NHÀ XUẤT BẢN XẢY DỰNG LỜI GIỚI THIỆU Cơng trin h hầm có m ặt khắp nơi, nhiều lĩn h vực đời sống xà hội rthư hầm mò, nhà m áy thủy điện, khu vực q u â n sự, hệ thống thu gom dẩn nước, m ạng lưới g iao thòng, sở hạ tần g kỹ th u ậ t kh a đỏ thị Ở Việt Nam , m ột thời gian dàiy việc lự a chọn phương án hầm quy hoạch, th iết k ế thi công m ạng lưới g ia o thông rtước ta dè d ặ t gặp p h ả i nhược điểm lớn g iá thành cơng trìn h , trinh độ công nghệ, tiến độ thi công, yêu cầu cao cơng tác th iết kế, thi cơng cơng trìn h , địi hỏi m áy móc thi cơng chun dụng C hỉ đến đ ầ u năm 200 , thành cơng cơng trìn h h ầm đường H ải Văn với giú p đỡ kỹ th u ậ t công nghệ từ N h ậ t B ản đ ã m đường cho việc áp dụ n g hầm rộng rãi m ạng lưới g ia o thông nước ta đường bộ, đường thủy khu đô th ị lớn Đ â y khởi sắc đ n g m ừng cho ngành giạo thơng nói chung cho lĩnh vực th iết k ế - thi công hầm g ia o thơng nói riêng Đê đ p ứng cho u cầu học tậ p, nghiên cứu tham khảo lĩn h vực n y , N hà X u ấ t Bản X ảy dựng trăn trọng giới thiệu tới bạn đọc sách “T h iết kê - th i công - g iá m sá t cơng trìn h hầm g ia o th n g 99do tác g iả : G S.T S N guyễn Viết Trung ThS Trần Thu H ằng biên so n Đ ối tượng sách sinh viên ngành X â y dự ng c ầ u Đường dù n g đ ể học tập, làm đ án môn học đ án tốt n g h iệp N gồi ra, sách cịn d ù n g cho kỹ sư thiết k ế - thi công công trin h hầm gia o thông, làm tà i liệu tham khảo cho người quan tâ m đến lĩn h vực N h X u ấ t Bản X ây dựng xin trăn trọng cảm ơn bạn đọc m ong nhận nhận xét, góp ý, ph ê bình tài liệu Mọi ý kiến xin gử i về: N h X u ấ t B ản X ây dựng 37 Lê Đ ại H ành, H Nội - Đ iện thoại: 04.39760216 Nhà Xuất Bản Xây dựng C hương I N H Ũ N G KHÁI NIỆM C H U N G 1.1 Đ ỊN H N G H ĨA VÀ PHÂN LOẠI CƠNG TRÌNH HAM 1.1.1 Đ ịn h nghĩa Có nhiều lựa chọn công tác thiết kế cơng trình vượt chướng ngại tuyến đường giao thơng Đó là: - Cầu: vượt lên chướng ngại, - Đường: vòng qua chướng ngại, - Hầm: xuyên qua chướng ngại, - Các cơng trình thoất iìUỚC nhỏ gồm dường tràn, cẩu tràn, công - Tường chắn, kè, v.v H ầm giao thông kết cấu kín dùng phục vụ mục đích giao thơng xun qua chướng ngại vật như: - N ú i, - Sơng, hồ, - Cơng trình xây dựng, - Khu vực phát triển kinh tế, v.v Cơng trình hầm cơng trình nhân tạo nằm lịng đất có lối thơng với mặt đất, có nhiều mục đích sử dụng khác nhau, nằm ngang, nằm nghiêng thẳng đứng Hầm giao thông cơng trinh giao thơng thiết kế có cao độ thấp nhiều so với cao độ mật đất tự nhiên Theo tiêu chuẩn cho hầm xuyên núi Nhật Bản đuờng hầm cơng trình ngầm đất có chiều dài lớn mặt cắt khai đào mặt cắt độ dốc dọc nhỏ 15% Có nhiều dạng cơng trình hầm khác H iện nay, hầm đỏ thị (hầm chui đường bộ, hầm chui dân sinh) nút giao thông khác mức thường coi kết cấu cống chôn vùi đất thi công theo công nghệ đào hờ (đào lấp) sử dụng tiêu chuẩn thiết k ế cầu để tính tốn thiết k ế cơng trình Đây hướng giúp cho việc tính tốn thiết k ế thi cơng cơng trình hầm đơn giản hơn, tạo điều kiện cho xuất ngày nhiều hầm việc lựa chọn phương án tuyến quy hoạch xây dựng m ạng lưới giao thông khu vực đô thị N gày nay, hầm sử dụng phổ bi.ến nhiều lĩnh vực khác cùa kinh tế quốc dân Khi cao độ tuyến đường thấp nhiều so với cao độ mặt đất tự nhiên, xây dựng hầm xuyên qua núi Khi tuyến đường m en theo sườn núi có mái dốc lớn, địa chất xấu có đá lăn, đất trượt ngưỜL ta dịch tuyến đường vào núi xây dựng đường hầm K hi vượt qua sông lớn, eo biển sâu, việc xây dựng trụ cầu khó khăn cầu q cao xây dựng hầm qua sôrng qua eo biển Trong thành phố đêmg dân cư, để đảm bảo giao thơng nhanh chóng, xây dựng hầm lịng đấit cho người, xe cộ tàu điện qua S ự có m ặt dạng n g trìn h h ổm khác nlìau th n h p h ố Ở nước ta, trước có số g trình hầm phục vụ giao thơng Pháp xây dựng nằm dọc tuyến đường sắt, tro'ng ngành cơng nghiệp khai khống, qn N gày nay, việc xây dựng cơng trìrnh hầm tưcmg đối phát triển nước ta với nhiều thuỷ điện, cơng trình h im phục vụ mục đích quân sự, khai thác mỏ H ầm đường Hải Vân, hầm Đèo Ngang dược thi cóng theo phưcmg pháp đào hầm kiểu Á o (N ew Austrian Tunelling Method) thức đưa vào sử dụng năm 2005 Dự án xây dựng hệ thốnơ tàu điện ngầm trung tâin thành phố Hồ Chí Minh lên k ế hoạch Cơng ty T vấn Khảo sát thiết kế xây dựng (Bộ Quốc Phịng) vừa hồn thành báo cáo nghiên cứu tiền khả thi xây dựng hầm đường xuyên đèo Cả nối tỉnh Phú Yên với Khánh H oà đèo quan trọng trục đường Bắc - Nam 1.1.2 P h ản loại H ầm có nhiều cơng dụng, cấu tạo, đặc điểm kết cấu phân loại theo tiêu chí sau đây: 1.1.2.1 T h eo m ục đích sử dụng a) Hầm giao thơng: cơng trình hầm phục vụ mục đích giao thơng, bao gồm loại hầm ch o đường sắt, tàu điện naầm (metro), ôtỏ, người bộ, hầm vượt sông, hám vượt b iể n Theo m ục đích sử dụng, có thê phán loại cơng trình hầm giao thơng thành loại cc sau: - H ầm đường sắt: Hầm xây dựng tuyến đường sắt khổ ray tiêu chuẩr; lOOOmm, 1435mm, đường đơn đường đôi, không hạn chế tốc độ chạy tàu loại hình phương tiện (điện khí hóa khơng điện khí hóa) - Hầm đường tơ: Hầm dược xây dựng tuyến đường ô tô đường ô tô cao tốc - Hầm giao thông đỏ thị: Hẩm đường sắt, hầm đường ô tô, tàu điện ngầm xây dưng đô thị, hầm cho xe thô sơ, hầm cho người người tàn tật b) Hầm thuỷ lợi: bao gồm loại hầm phục vụ cơng tác cấp nước, cơng tác nóng nghiệp (hầm thuý nông), hầm thuỷ điện c) Hâm bơ trí hệ thống kỹ thuật: bao gồm hầm cấp nước, hầm bố trí mạng lưới thơng tin liên lạc, mạng điện, hệ thống ống cung cấp hơi, cấp n h iệ t d) Hâm mỏ: loại hầm phục vụ cho công nghiệp khai khống gồm hầm giao thơng, hầm thơng gió, hầm nước e) Hầm có ỷ nghĩa dặc biệt: cơng trình hẩm phục vụ cho lĩnh vực trọng yếu, có ý nghĩa quan trọng kinh tế quốc dân hầm phục vụ công tác quốc phòng, hầm cho nhà máy điện nguyên tử, nhà máy quốc phòng, phục vụ cho nhu cầu dán sinh thành phố đại 1.1.2.2 Theo điêu kiện địa chất khu vực xáy dựng công trình - Hầm đá - Hầm đất: + H ầm đất cứng; + Hầm đất mềm - Hầm vượt sông - Hẩm vượt biển 1.1.2.3 Theo vị trí so vói m ặt đớt Có ba dạng cơng trình phân loại theo vị trí so với mặt đất: - Hầm nằm ngang: bao gồm loại hẩm xuyên núi, hang động, kho tàng, hầm giao thơng, hầm nơng nghiệp - Hầm đứng: cịn gọi giếng, phận trọng yếu cơng trình ngầm Hầm đứng phục vụ cơng tác thơng gió, cung cấp khơng khí, ánh sáng, đặt thiết bị vận chuyển người thiết bị lên xuống vào cơng trình ngầm Trong thời kỳ xây dựng, cịn có tác dụng để mớ rộng khu vực thi cơng cơng trình Đóng vai trị quan trọng hệ thống cơng trình ngầm phục vụ cơng nghiệp khai khống, chủ yếu để vận chuyển khoáng sản, phục vụ lại, thơng gió, cung cấp khí sạ c h - Hầm nghiêng: giỏng hầm đứng, giai đoạn xây dựng cơng trình có tác dụng chủ yếu để mở rộng khu vực làm việc, giai đoạn sử dụng dùng để phục vụ cơng tác thõng gió, chiếu sáng tự nhiên, cung cấp khí sạch, đường cho người lại Là phận kết nối cửa vào mặt đất với nhà ga ngầm cơng trình đường sắt ngầm Ngồi ra, phân loại theo độ sâu cơng trình hầm so với mặt đất: - Hầm đặt nông: ỉà cơng trình hầm xây dựng có chiều dầy tầng phủ đỉnh hầm không lớn 2,5D Chỉ giới xây dựng cơng trình hầm đặt nơng khơng gian ngầm phép xây dựng cơng trình hầm có diện tích giới hạn m ặt đất đào xuống đến độ sâu cho phép với mái dốc thẳng đứng - Hầm đặt sâu: cơng trình hầm xây dựng có chiều dầy tầng phủ lớn hem 2,5D vùng ảnh hưởng tương hỗ không trồi lên mặt đất Chỉ giới xây dựng cơng trình hầm đặt sâu không gian ngầm phép xây dựng công trình hầm mà xây dựng vùng ảnh hưởng tương hỗ khơng vượt ngồi giới kiểm sốt an tồn hầm 1.1.2.4 Theo kích thước tiết diện cơng trình - Hầm có tiết diện nhỏ: bề ngang sử dụng cơng trình nhỏ 4m - Hẩm có tiết diện trung bình: bề ngang sử dụng cơng trình từ đến lOm - Hầm có tiết diện lớn: bề ngang sử dụng cơng trình lớn 10 m có diện tích tiết diện lớn 100 m Ngồi phân loại theo hình dạng vỏ hầm, phương pháp thi công 1.1.2.5 Theo chiều dài cơng trình Để phân loại cơng trình hầm giao thơng, dựa chiều dài cơng trình L (m): TT Cấp cơng trình Loại cơng trình Hầm đường tô tối thiểu xe Đặc biệt Hẩm đường sắt đường đồi Hầm giao thông đô thị Hầm mêtro, tàu điện ngầm Hầm đường ô tô tối thiểu xe I Hầm đường ô tô tối thiểu xe II Hầm đường sắt đơn đường đôi Hầm giao thông đô thị Hầm đường ô tô tối thiểu xe III Hầm đường tô tối thiểu xe IV Hầm đường sắt đơn đường đôi Hầm cho xe thô sơ người 3.000 Các loại 3.000 đến < 5.000m 1.000 đến < 3.000m 1.000 đến < 3.000m L=100 đến < l.OOOm L=100 đến < l.OOOm Hầm đường sắt đơn đường đôi Hầm giao thồng đô thị 5.000 Hẩm đường sắt đơn đường đồi Hầm giao thông đô thị Chiều dài hầm L (m) L < lOOm L< lOOm Các loại Đ ối với cơng trình có tầm quan trọng đặc biệt, công trinh xây dựng điều kiện trường đặc biệt bất lợi nâng lên cấp 1.1.2.6 Theo chiều dài cơng trình Tuổi thọ cơng trình hầm thường lớn, chí coi vĩnh cửu phụ thuộc vào cấp, loại, mục đích sử dụng tầm quan trọng cơng trình Đ ối với cơng trình hầm giao thơng thị nút giao thông khác mức thường coi kết cấu cống chôn vùi sử dụng tiêu chuẩn thiết k ế cầu để tính tốn thiết k ế tuổi thọ cịng trình hầm quy định cơng trình cầu quy định tiêu chuẩn thiết kế 1.1.2.7 Theo công nghệ thi cơng Có nhiều cơng nghệ thi cơng áp dụng cho cơng trình hầm - H ầm thi công công nghệ đào trần (công nghệ đào lấp): hầm thi công cách đào hố m óng từ mặt đất (đào đắp thơng thường, đào đắp tường khung vây cọc ván thép, đào đắp tường cọc BTCT, v.v ) thi công kết cấu vỏ hầm chỗ lắp ghép Thường gặp hầm xây dựng khu vực đô thị, hầm đặt nông so với mặt đất - Hầm dìm: gồm đốt vỏ hầm BTCT thường hay BTCT dự ứng lực đúc sẵn bờ được đặt vào rãnh (đã đào trước) đáy sông hay đáy biển Thường gặp hầm xây dựng sông, biển - H ầm thi cơng cơng nghệ đào kín: hầm thi cơng gần giống q trình đào hầm lị khai thác mỏ khống sản đào lịng đất với việc chống đỡ vách hang đào thi công vỏ hầm - Hầm thi công công nghệ TBM: hầm thi công m ột thiết bị đào hầm thi công chuyên dụng với vỏ chống đ ỡ thép thực tồn phần cơng việc thi cơng cơng trình hầm Thường gặp cơng trình hầm đặt sâu hầm đặt nông xây dựng bên đường ô tô - H ầm thi công công nghệ NATM: đất đá xung quanh hầm trở thành phận kết hợp với hệ thống chống đỡ toàn hầm Hầm sử dụng hệ thống kết cấu chống đỡ kết hợp m ôi trường đá núi xung quanh hầm đảm bảo khả tự chống đờ Thường gặp hầm xây dựng qua núi 1.2 UtJ NHUỢC Đ Ể M CỦA HAM t r o n g v iệ c LựA CHỌN CÁC PHUƠNG ÁN TUYÊN 1.2.1 Ưu điểm H ầm m ột phương tiện có hiệu để m rộng khả vạch tuyến gặp chướng ngại điều kiện khó khăn Chướng ngại vùng đồi núi, đỉnh phân thuỷ, dịng sơng, kênh rạch, vùng biển, cơng trinh, khu vực xây dựng vùng có đặc điểm địa hình, địa chất khơng đảm bảo cho công tác thiết k ế tuyến nằm khu vực trọng yếu, di tích lịch sử, vùng sinh thái đặc b iệ t Phương án hầm sử dụng trường hợp gặp chướng ngại vật núi cao, sông lớn, eo biển, mà giải pháp khác làm đường vòng tránh hay làm cầu vượt khó khăn Khi gặp chướng ngại, tuyến đường phải vòng, kéo theo việc táng chiều dài tuyến, thay đổi độ dốc bố trí cơng trình vượt qua Điều làm xấu điều kiện khai thác tuyến, làm tãng chi phí, chí khơng thực được, Vượt chướng ngại hầm cho phép rút ngắn tuyến cách đáng kể, giảm độ dốc Điều cho phép tãng tải trọng tiêu chuẩn tốc độ xe chạy, tải thiện điều kiện kỹ thuật khai thác cho tuyến Ngồi phương án hầm cịn giúp tiết kiệm mặt bằng, giảm gánh nặng cơng tác giải phóng mặt phục vụ xây dưng cơng trình giao thơng, giảm ảnh hướng tới mỏi trường q trình thi cơng khai thác cơng trình Đ ây m ột vấn đề mà tất dự án xây dựng cơng trình giao thịng Việt Nam th ế giới phải cân nhắc, đặc biệt xây dựng cơng trình 'Ác thành phố lớn Việc lựa chọn phương án xây dựng hầm khả thi khi: - Đi qua khu vực thị mà chi phí giải phóng mặt q cao khổ thực cơng tác giải toả - Vượt qua núi phải lên dốc nhiều có chiều dài lớn - Vượt qua sơng, hồ nước hay biển có mật độ tàu bè lại lớn, yêu cầu thông thuỷ phức tạp - Đi qua khu vực bào tổn, bảo tàng hay khu vực có mơi trường nhạy cảm - Khi có u cầu tĩnh không cầu cao sử dụng nhiều đất - Chiều sâu đường đào từ 15m trở lên Khi vượt chướng ngại nước, chọn lựa cầu hầm Sovớivượt báng cầu, việc vượt tuyến hầm có ưu điểm sau: - Khơng phải bố trí khổ thống thuyền với sông thông thuyền, không ảnh hưởng tớ) lưu thông tàu thuyền mật độ giao thông tăng lên theo thời gian - Chiều dài giao với chướng ngại ngắn hơn, trường hợp khổ thóng thuyền cao, bãi sông rộng - Xây dựng đường dẫn thuận tiện gặp điểm giao với khu vực dân :ư, khu vực xây dựng dày đặc, khu vực trọng yếu - Tránh ảnh hướng gió mưa, bão, sóng gây - Không làm xáo trộn khung cánh thiên nhiên khu vực bố trí cơng trình - Q trình thi cơng chịu ảnh hưởng thời tiết, khí hậu Hiện nay, th ế giới tiến hành xây dựng cơng trình hầm vượt biển, tiếng hầm vượt biển M ăngsơ nối liền hai nước Pháp Anh 10 Đế tăng khả thông xe đường phố, giải điểm giao thông xung đột khu vực dân cư đỏng đúc, địa bàn chật hẹp, giải cách xây dựng cơng trình nút giao lập thể (cầu vượt) đường hầm Hoặc người ta tách liêng loại phương tiện giao thông (tàu điện, người bộ, xe c ộ ) để giảm thiểu xung đột với loại phương tiện giao thông khác cách tách đưa lên cầu vượt đưa vào hầm Phương án hầm thể ưu điểm lớn, là: - Không làm phá hoại cảnh quan môi trường xung quanh - Hạn chế ảnh hưởng trình lưu thông phương tiện giao thông gây khí thải, tiếng ồn, ánh sáng đèn p h a đến môi trường xung quanh Riêng với loại hình giao thơng đường sắt, việc tách riêng đường sắt đưa xuống hầm, tổ chức dạng xe điện ngầm (mêtrơ), tàu ngầm hình thức phổ biến hẳn so với phương án đưa đường sắt lên cao nhiều mẻ Để so sánh phương án hầm dìm cầu để vượt qua chướng ngại nước (sơng, biển), vào tiêu chí giá thành cơng trình, thời gian thi công, đặc điểm địa chất khu vực xây dựng, đặc điểm phương án yếu tố khác so sánh cụ thể sau: Tiêu chí so sánh Hầm dìm Cầu Giá thành Giá thành xây dựng ÍI thay đổi, Phụ thuộc vào chiều dài nhịp, chiểu tãng tỉ lệ với chiều đài, song nhìn cao trụ, điều kiện địa chất chung chi phí lớn Theo giá thành xây dựng biến đổi phạm vi lớn Thời gian thi cồng Nhìn chung thời gian thi công ngắn việc chế tạo đốt đào hào dìm tiến hành thời Thời gian xây dựng bị chi phối thi công kết cấu phần đường dản Tuỳ theo đặc điểm địa chất chiều dài nhịp Phụ thuộc vào điều kiện địa chất Tác động nhiểu vào chi phí xây đựng Khó khắc phục lún đường đầu cầu Địa chất Do chiều sâu thông thuyền yêu cầu Dài dốc phải bảo đảo nhỏ nhiều so với tĩnh không thông thuyền Chiều dài, chiều thông thuyền nên chiều dài ngắn Chiều cao lớn số cao độ dốc Không làm ảnh hưởng đến không phận cầu tháp cầu dây văng, gian phía q trình khai cầu treo cản trở việc sử dụng thác khơng gian phía (đường bay) Vận hành u cầu có hệ thống vận hành Khơng u cầu bảo đảm giao thông Các vấn đề khác Nằm mồi trường ổn định, Điều kiện khí hậu tự nhiên ảnh bị ảnh hưởng điều kiện khí hưởng nhiều đến xây dựng, khai hậu tự nhiên thác 11 1.2.2 N hược điểm Bên cạnh ưu điểm trình bày trên, phương án xây dựng hầm có nhiều nhược điểm sau: - G iá thành cơng trình xây dựng thường cao phải thực khối lượng công tác đất lớn - Phải đảm bảo nước, thơng gió, cung cấp khí cho cơng trình - Thời gian thi cống kéo dài diện thi công chật hẹp - Công tác thi cơng u cầu trình độ kỹ thuật cao, cịn tương đối mẻ nước ta Hiện nay, h ầm kết cấu có giá thành tính theo đơn vị diện tích mặt đường cao Giá thành hẩm gấp 10 lần giá thành cầu vị trí (kể giá khai thác bảo trì) hầm sử dụng có lý xác đáng Tuy nhiên, tính tổng chi phí dự án (bao gồm chi phí đền bù, giải phóng mặt bằng, chi phí hội bị trình chiếm dụng mặt phục vụ thi cơng cơng trình, v.v ) chênh lệch lớn rút xuống nhiều, khoảng - lần 1.2.3 Những cân để đánh giá phù hợp hầm việc lựa chọn phương án tuyến Để đánh giá mức độ phù hợp hầm việc lụâ chộn plìưỡng ấn tuyến vơi mức độ đánh giá trực tiếp gián tiếp, hiệp hội Đường quốc tế (PIARC) đưa tiêu chí sau : - Giá thành công tác quy hoach thiết kê: + Thăm dò khảo sát trường bao gồm khảo sát địa kỹ thuật, + Tham khảo ý kiến cộng đồng bao gồm mơ hình trưng bày, + Báo cáo q uy hoạch mổi trường, + G iá thành thiết k ế bao gồm vẽ, thuyết minh dự tốn - Chi phí đền bù để giải phóng mặt bằng: + Tiền đất trả cho cá nhân, cho thương mại công nghiệp, + Chi phí tái định cư, + Chi phí tiện ích công cộng - Giá thành xây dựng: + Giá thành cơng trình thưc tế, + Giá thành thiết bị hầm, + Giá thành cơng trình hạ tầng có liên quan cần phải thay để tạo diều kiện phát huy hiệu hầm đến mạng lưới giao thông, + Giá thành xử lý cách âm chống ồn 12 - G iá thành khai thác: + Thơng gió chiếu sáng, + Dịch vụ phịng chữa cháy, + H ệ thống truyền hình nội bộ, + Công tác kiểm tra định kỳ, + H uấn luyện nhàn viên cấp cứu, + K iểm tra điều khiển giao thông - G iá thành bảo trì cho hạng mục: + M ặt đường, + V ệ sinh, + Các thiết bị phục vụ khai thác cơng trình + Các cơng trình phục vụ có liên quan - Lợi ích người sử dụng: + G iảm thời gian chiểu dài lại (xe khách xe hàng) bù lại tiền thu phí (nếu có), + G iảm sơ lượng tai nạn, + G iảm lun lượng xe đường khác - N hững thay đổi giá trị đất đai, tài sản lợi tức: + Thay đổi giá trị đất đai tài sản, lợi tức cho khu vực xung quanh cơng trình diện tích có liên quan + K thu hồi lại mặt sau xây dựng xong - Hiệu gián tiếp: + Sự phát triển tương lai mạng lưới giao thông mặt đất, + Sự thay đổi tuyến vận chuyển hàng hoá hành khách hiệu thay đổi chi phí sử dụng khách hàng - Các yếu tố liên quan đến việc bảo vệ môi trường hiệu xã hội: thường đánh giá tiền bạc định lượng đầy đủ Hiệu xã hội việc xây dựng hầm đem lại tuyến vận chuyển mang đến lợi ích cho m ột số nhóm cộng đồng làm thiệt hại cho số khác Đó là: + Sự thay đổi mối quan hệ cộng đồng ly tán hay đường xây dựng + Giá trị mỹ quan dự án người sử dụng cộng đồng + Sư linh hoạt tãng trưởng lực vận tải tuyến đường tương lai (khoảng 20 năm) 13 + N hững nhược điểm khiếm khuyết tạm thời q trình xây dựng ảnh hưởng đến cơng việc thương mại cộng đồng + Tác động đến sinh sống động vật thực vật - Các yếu tố đo được: xác định khó đánh giá bàng tiền bạc C húng cần việc định giải pháp xây dụng hầm r.hững sở để kiến nghị Đó là: + Tiếng ồn: H ầm gây tiếng ổn khu vực không lớn '.uyến đường lộ thiên Vì cần phải bảo đảm mức độ tiếng ồn cho phép cửa hầm hay lỗ thông Việc giảm tiếng ồn lý để định xây dựng hầm + Ơ nhiễm khơng khí: Đ ộ nhiễm khơng khí từ đường vùng phụ cận đo yếu tố để xác định phương án kiến nghị + T ầm nhìn: Tầm nhìn đường nguyên nhán gây trở ngại cho rrột số người Việc xác định hiệu tầm nhìn khó định lượng + Ả nh hưởng rung động từ hầm tới nhà cửa kết cấu xung quanh giai đoạn xây dựng khai thác cơng trình - M ức độ dịch vụ: hiệp hội Dường quốc tế (PLARC) mô tả mức độ dịch vụ u yếu tố làm cho người sử dụng cảm thấy dễ chịu lái xe mà khơng bị cản txỏf rối loạn T rên tồn giói khái niệm mức độ dịch vụ quan tâm nhiều, d í cịn ảnh hưởng đến việc định yếu tố hình học tuyến đường 14 Chương II N H Ũ N G N G U Y Ê N TẮ C THIẾT K Ê C Ô N G TRÌNH H Ầ M GIAO T H Ô N G 2.1 NHŨNG N G UYÊN TÁC THIẾT K Ế CHUNG H ầm giao thông phận tuyến đường Vì thế, bình đổ trắc dọc hầm phải thiết kế theo tiêu chuẩn chung tuyến đường có xét đến đặc điểm ngầm Cịng trình phải đảm bảo giao thơng an tồn, liên tục tốn cống tu, bảo dưỡng trình sử dụng Tuổi thọ cơng trình hầm phải thoả mãn quy định tiêu chuẩn kỹ thuật sử dụng để thiết kế hầm: - Tiêu chuẩn TCVN 4527:1988: Hầm đường sắt hầm đường ồtô thiết k ế theo tiêu chuẩn vĩnh cửu, có độ bền cấp I - Q uy chuẩn thiết kê hầm (đang đề nghị ban hành): phải đảm bảo tối thiểu 100 năm cho cơng trình từ cấp III trở lên cơng trình cấp IV có quy m vĩnh cửu Riêng cơng trình cấp IV bán vĩnh cửu, tuổi thọ cơng trình tối thiểu 50 năm - Tiêu chuẩn 22TCN272-05: hầm thiết kế kết cấu cống chôn vùi đất có tuổi thọ 100 nơm theo u cầu cụ thể Chủ đầu tư Khi thiết kế hầm phải vào luận chứng kinh tế - kỹ thuật tuyến đường luận chứng kinh tế - kỹ thuật riêng cơng trình hầm phê duyệt, có xét đến u cầu quốc phịng Trong quy hoạch xây dựng cơng trình ngầm, cần xem xét nhiều điều kiện, yếu tố cụ thể khác vị trí xây dựng việc lựa chọn cấu tạo hình thái hợp lý cơng trình cơng việc quan trọng Khi thiết k ế cơng trình hầm phải vào tài liệu đo đạc, khảo sát địa chất công trình địa chất thuỷ văn Vị trí đặt cơng trình nên chọn nơi có địa hình ổn định, địa chất tốt, tránh vùng có trượt lở, trượt lở, vùng có hang động cac-tơ Nếu bắt buộc phải qua khu vực cần có biện pháp ngăn ngừa, gia c ố kết cấu hầm nhằm đảm bảo khả làm việc ổn định Vị trí hầm chọn lựa theo tiêu chuẩn: kinh tế - kỹ thuật, địa chất địa chất thuỷ vãn, địa hình, điều kiện thơng gió, phù hợp với u cầu quốc phịng, đồng thời phải kết hợp chặt chẽ với thiết kế tổng thể tuyến đường vể mặt mặt cắt dọc Ngồi yếu tố kể q trình thiết kế tuyến hầm phải ý đặc biệt đến vấn đề sau: 15 - Tiêu chuẩn thiết k ế phương pháp xây dựng phù hợp, có hiệu - Mặt cắt ngang hầm phải bảo đảm bố trí tồn thiết bị phương tiện - Lường trước hạn c h ế cố việc quản lý trước, sau xây dựng - Đ ảm bảo an toàn cho người sử dụng khai thác bảo trì Hầm giao thơng có số đặc điểm bật so với dạng phương án tuyến khác (cầu, đường) sau: - Khơng có điểm nối, bãi dừng đỗ xe, điểm quay đầu xe - Là m ột đường kín có tĩnh khơng hạn c h ế theo chiều đứng chiều ngang - Chiếu sáng thơng gió nhân tạo Khi vào khỏi hầm hay vào - liên tiếp hầm liền nhau, người tài x ế căng thẳng, khơng thoải mái đánh giá sai độ dốc thực tế Vì để hạn chế tối đa khả xảy tai nạn hầm, cần ý đặc biệt thiết kế yếu tố tuyến 2.1.1 Các yêu cầu sử dụng không gian ngầm giới xây dựng cóng trình hầm giao thơng 2.1.1.1 Yêu cầu vê sử dụng không gian ngầm Khi thiết kế xây dựng cơng trình hầm giao thơng phải sử dụng khơng gian ngầm tiết kiệm, chi phí xây dựng thấp khai thác cơng trình đạt hiệu cao a) Đ ối với hầm đường ô tô hầm đường sắt Không gian hầm bố trí đủ u cầu khổ giới hạn thơng xe tuyến xét đến nhu cầu m rộng tương lai, bố trí hệ thống thiết bị phụ trợ hệ thống vận hành bảo dưỡng hầm Việc mở rộng không gian hầm kết hợp với mục tiêu khác phải cấp định đầu tư chấp thuận b) Đ ối với hầm giao thông đô thị Khi khống có u cầu đặc biệt, khơng gian hầm đường sắt hầm đường ố tô đô thị phải tuân thủ yêu cầu nêu mục a) Hầm cho người yêu cầu nêu trên, thiết kế xây dựng nên xem xét đến việc sử dụng không gian hầm cho mục tiêu khác kết hợp phải cấp định đầu tư chấp thuận 2.1.1.2 Yêu cầu vê giới xây dựng cơng trình hầm a) u cẩu chung Khi thiết k ế xây dựng cơng trình hầm giao thơng khơng vượt ngồi phạm vi giới xây dựng cơng trình hầm cấp có thẩm quyền phê duyệt b) C hỉ giới xây diừig hầm qua núi Khi xây dựng hầm đường ô tô hầm đường sắt qua núi, giới xây dựng xác định bao 'gồm: 16 - Chỉ giới xây dựng cơng trình hầm đặt nơng cho khu vực cửa hầm đoạn hầm đặt nông (bao gồm hầm chính, hầm lánh nạn, hầm phụ trợ k h c ) xây dựng theo công nghệ thi cơng đào hở - Chi giới xây dựng cơng trình hầm đặt sâu cho khu vực hầm hệ thống cơng trình phụ trợ ngầm lịng núi dược xây dựng theo cổng nghệ thi công NATM công nghệ thi công hầm máy TBM - Chi °iới xây dựng hầm eiao thôns dô thị Khi xây dựng hầm đường giao thịng thị, giới xây dựng xác định bao gồm: - Chỉ giới giới xây dựng cơng trình hầm đặt nơng cho hệ thõng cơng trình hầm (bao gồm hầm giao thông, hầm phụ trợ cửa hầm) xây đựng theo công nghệ thi công đào hờ - Chỉ giới xây dựng cơng trình hầm dặt sâu cho hầm hệ thống cơng trình phụ trợ ngầm xây dựng theo công nghệ thi công hầm bằn° m áy TBM - Đối với hầm qua sông xây dựng theo công nghệ thi công hầm dìm, giới xây dựng cơng trình hầm đặt nơng áp dụng mặt đất tính từ đáy sông 2.1.1.3 Yêu cấu ré xây dựng liên quan đến giói xây dựtĩg a) Đối với hầm ýiiíì lliâìíỊ í/lì,! núi Khơng cho phép xây dựng hất cơng trình mặt đất cơng trình ngầm vi phạm hành lang bảo vệ cơng trình ngẩm Trong trường hợp cần thiết phải có giải pháp kỹ thuật đặc biệt đảm bảo an tồn cho cóng trình hầm xây dựng b) Đ ỏi với liổm íỊÌao thơng dỏ thị dặt nồng - Có thể xây dựng đường giao thơng, cơng trình cơng cộng cơng viên, bãi đỗ xe cơng trình cộng cộng khác mặt đất phạm vi hành lang bảo vệ cơng trình hầm khơng cho phép xây dựng kết cấu móng có tải trọng tập trung gây ảnh hưởng đến cơng trình hầm bên - Khi xây dựng cơng trình bén cạnh hành lang bảo vệ cơng trình ngầm có móng đặt sâu phái xét đến ảnh hường tương hỗ cơng trình c) Đ ối với hẩm giao thông dô thị đặt sâu - Khi thiết k ế xây dựng hầin oịao thông đô thị phải xác định giới kiểm sốt an tồn hầm khịng vi phạm móng cóng trình xâv dựng trước Trường hợp vi phạm giới hạn cho phép (khơng phạm chí giới xâv dựng cống trình hầm đặt sâu) thực phải có giải pháp kv thuật đặc biệt nhằm khơng ảnh hướng đến cơng trình xây dựng - Không xây dưng hầm giao thông đô thị cắt qua hành lang bảo vệ cơng trình ngầm phục vụ quốc phịng cơng trình đặc biệt quan trọng khác Trong trường hợp cần phải cắt qua phải Thủ tướng phủ cho phép - Khi xây dựng cơng trình mặt đất, m óng cơng trình khơng vi phạm giới kiểm sốt an tồn hầm phải xét đến ảnh hưởng tương hỗ công trình 2.1.2 N hững u cầu vật liệu thi cơng cơng trình hầm 2.1.2.1 u cầu chung Việc lựa chọn vật liệu xây dựng công trinh hầm giao thơng ngồi u cầu chung, vật liệu xây dựng phải phù hợp với công nghệ xây dựng hầm yêu cầu khác nhằm tạo hệ thống kết cấu cơng trình bền vững đảm bảo ngun tắc sau: - Ư u tiên sử dụng vật liệu xây dựng sẵn có nước, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật hiệu kinh tế - Vật liệu không gây độc hại, ô nhiềm môi trường suốt thời gian xây dựng khai thác cơng trình, hạn c h ế gây ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm - Phế thải xây dựng phải tính đến hậu kinh tế phương pháp xử lý - Vật liệu xây dựng đảm bảo yêu cầu chống ồn bụi ảnh hưởng đến cư dân phạm vi xây dựng - Toàn phần lộ hầm phải sử dụng vật liệu chống cháy nổ - Tuổi thọ vật liệu xây dựng dùng cơng trình hầm giao thơng phải bàng tuổi thọ cơng trình 2.1.2.2 u cầu vật liệu thơng thường Vật liệu thông thường bao gồm kết cấu thép, neo thép, bê tông phun, bê tông bê tông cốt thép, kết cấu chống đỡ gang, vữa xi m ăng phụ gia cho bê tôn g đ ượ c chọn sử dụng xây dựng cơng trình hầm giao thông, đặc biệt hầm giao thông đô thị xây dựng vùng có địa chất yếu, mực nước ngầm cao, vật liệu xây dựng phải đảm bảo yêu cầu sau: - Nên chọn vật liệu bê tông mác khơng thấp 28M Pa có độ chống thấm cao để xây dựng kết cấu vỏ hầm - Kết cấu mặt đường bê tông xi măng sử dụng hầm đường ô tô, với hầm đường sắt phải dùng tà vẹt bê tông cốt thép kết cấu ray đặt trực tiếp, không dùng tà vẹt gỗ vật liệu dễ cháy - Hệ thống kết cấu phụ trợ hầm phải chọn loại vật liệu có khả chống cháy nổ cao 2.1.2.3 Yêu cầu vé vật liệu đặc g Vật liệu đặc chủng bao gồm bê tơng tự chống thấm, vật liệu phịng nước, vật liệu khe nối cho kết cấu vỏ hầm, vật liệu gia cố đất trình đào hầm Khi sử dụng vật liệu đặc chủng phải đảm bảo yêu cầu sau: 18 - Phụ gia dừng cho bẽ tông vữa xi măng phải chọn loại không gây tác dụng có hại mơi trường - Vữa hóa chất sử dụng gia cố đất đào hầm bơm sau vỏ hầm phải chọn loại không độc hại với môi trường nước ngầm, đặc biệt xây dựng hầm giao thông đô thị - Hạn c h ế sử dụng chì chèn khe nối kết cấu vỏ hầm lắp ghép Trong trường hợp có u cầu sử dụng, khơng để mối nối thi cơng có chì chèn khe lộ bẽn hầm - Vật liệu PVC loại vật liệu khác làm lớp phòng nước lắp đặt sau kết cấu bê tông vỏ hầm - Vật liệu cao su, chận nước (Waterstop) vật liệu PV C lắp đặt khe nối kết cấu BTCT vỏ hầm lắp ghép, khớp nối đoạn hầm dìm phải thiết k ế cấu tạo đảm bảo chống cháy 2.1.3 Các yêu cầu thiết kê thi cơng cơng trình hầm giao thơng - Khi lựa chọn vị trí tuyến hầm phải xem xét đến điểu kiện địa hình, địa kỹ thuật, khí tượng thủy văn phù hợp vớị quy hoạch tống thể khu vục, tổng thể tuyến đường, quy hoạch mạng lưới giao thông cấp định đầu tư phê duyệt - Hầm giao thông phải đảm bảo yôu cầu kỹ thuật, khai thác sử dụng, vệ sinh cơng nghiệp, phịng chống cháy nổ, an lồn giao thơng, chi phí thấp cho cơng tác tu bảo dưỡng suốt trình sử dụng - Khi lập thiết k ế phải đưa giải pháp phù hợp giải pháp công nghệ thi công nhằm hạn chế thấp khó khán gặp phải đào hầm kiểm sốt chất lượng cơng trình giá thành xây dựng - Hầm giao thông xây dựng phải đảm bảo khô ráo, phải thiết lập giải pháp lớp phòng nước, kết cấu ngăn cách nước giải pháp kỹ thuật đặc biệt khác, trường hợp không cho nước thấm chảy vào hầm - Bề mặt bê tông hầm phải đảm bảo phảng nhẩn, trường hợp không cho phép dùng vữa trát hồn thiện Khi có u cầu bề m ặt bê tông hầm sơn loại sơn chịu nước 2.2 TH IẾT K Ế M ẶT BẰNG CƠNG TRÌNH Mặt cơng trình hầm bơ trí thẳng, cong xen kẽ đoạn thẳng đoạn cong, v ể nguyên tắc, quy hoạch tuyến hầm, cần c ố gắng bô' trí tuyến đường thẳng chiều dài cơng trình ngắn nhất, kích thước tiết diện nhỏ nhất, thi công 19 dễ vận hành thuận tiện Tuy nhiên, thực tế, lúc đạt điều Nếu hầm bắt buộc có đường cong đường cong nên bố trí gần cửa hầm Những yêu cầu mặt tuyến hầm sau: - Hướng tuyến thẳng đường cong bán kính lớn ưu tiên sử dụng Hầm đường tỏ đường cong, bán kính đường cong nằm tối thiểu yêu cầu cấp dường phải thỏa mãn tầm nhìn chiều cho xe với tốc độ thiết kế - Khi phải xây dựng hai hầm gần xây dựng hầm gần công trình khác, phải xem xét ảnh hưởng tương hổ cơng trình - Đối với hầm cho người bộ, khơng gian hầm ngồi u cầu đảm bảo giao thông, nên xem xét đến yêu cầu khai thác dịch vụ khác kết hợp khu bán hàng, trưng bày sản phẩm nhằm nâng cao hiệu sử dụng hầm đảm bảo mơi trường an tồn giao thơng Có nhiều dạng sơ đồ mạng lưới tuyến hầm bình đồ: - Dạng vòng xuyến xuyên tâm: bao gồm nhiều tuyến thẳng có khơng giao cắt nhau, bố trí cục khu vực hay chạy xuyên qua khu vực trung tâm Một tuyến dài dạng hình vòng xuyến cắt qua tất tuyến đường thẳng cịn lại với mục đích đảm bảo trung chuyển tuyến, vùng khác bình đồ Hình 2.1 Mặt mạng lưới tuyến tàu điện ngầm Matxc(f\'a - Nga Đây dạng sơ đồ bố trí tuyến mặt áp dụng nhiều cho mạng lưới đường tàu điện ngầm, mêtrỏ nhiều thành phố lớn giới Matxcơva - Nga, Tokyo - Nhật Bản, Bắc Kinh - Trung Quốc 20 - Dạng mạng đường song song: bao gồm nhiều tuyến th in g chạy song song với cắt qua khu vực trung tâm tạo thành mạng lưới đường song song dạng bàn cờ Hình 2.2 Mặt mạng lưới tuyến tàu diện ngầm ỞPari - Pháp - Dạng tự do: tun dương hám bơ trí tuân theo đặc điểm tự nhiên (sông, núi, eo biển, v v ) theo đặc (liêm phân bô' dân cư jkhu vực Đ ây dạng sơ đồ bố trí mạng lưới tàu điện ngầm khõng logic, rắc rối lại đặc biệt phù hợp với đặc điểm khu vực đáp ứng nhu cầu lại hành khách khu vực Dang sơ đồ áp dụng thành phò' L o n n - A nh New York - Mỹ Cấu tạo mặt cơng trình hầm gồm có nhiều hầm đảm nhiệm chức khác Cơng trình gồm hầm phục vụ cho 21 phương tiện lại cá c buồn g kỹ thuật để phục vụ ch o c ô n g tác vận hành, d u y tu, sửa chữa c ô n g trình có thêm hầm phụ, hầm lánh nạn, hầm n g a n g 2.2.1 Hầm đường sát m êtro V iệ c b ố trí m ật hầm xác định th eo th iết k ế củ a tu yến bên n ối lién với hầm phải thoả m ãn yêu cầu quy định v ề kỹ thuật trình sử dụng M ặt tuyến xác định c sở quy hoạch c h u n g củ a toàn m ạng lưới g ia o thông khu vực Trong thành phố, m ặt hầm phụ thuộc vào vị trí củ a cá c ga m ạng lưới g iao thông mặt đất K hi c ô n g trình đặt n ơn g, thường b ố trí d ọ c th eo c c đường trục g ia o th ơn g đ ô thị K hi c ô n g trình đặt sâu, hướng tu yến phụ thuộc chủ yếu vào vị trí ga H ầm n ối cá c ga thường th eo hướng n gắn giữ a ga Hình 2.4 Mặt b ố trí hệ thống tàu điện ngầm ỞTokyo - Nhật Bản M ặt hầm đường sắt lấy th eo T C V N 1 :1 với bán kính g nhỏ 0 m Trị s ố bán kính c o n g R bị hạn c h ế cá c đ iều k iện khai thác tuyến, dạng đầu m áy sử dụng tuyến Bán kính co n g càn g n h ỏ đ iều k iện khai thác tuyến càn g bất lợi, gây khó ch ịu c h o hành khách tàu ch ạy đoạn c o n g c h ỗ quay đầu Đ ể đảm bảo tàu ch y êm thuận hơn, người ta c ò n sử d ụ n g cá c đ oạn đường co n g ch u y ển tiếp từ đoạn thẳng vào đoạn c o n g hầm T h eo q u y trình củ a Ljên X với bán kính c o n g nhỏ 12 0 m , bắt b u ộc phải đưa vào cá c đoạn đường c o n g ch u y ển tiếp V i đoạn hầm đường c o n g , cần ý c c đặc đ iể m sau: - Phải m rộng khổ hầm đoạn đường c o n g , d o làm tăng k h ối lượng đào hầm xây vỏ; 22
Ngày đăng: 23/05/2021, 01:29
Xem thêm:
