Khảo sát thiết kế nâng cấp tuyến đường nam hòa phong hải đoạn KM0 461 04 KM1 500

ĐẶT VẤN ĐỀ Giao thông vận tải phận quan trọng kết cấu sở hạ tầng Giao thông nhƣ đƣợc trọng đầu tƣ phát triển điểm tựa lớn để thúc đẩy lĩnh vực khác phát triển theo Trƣớc thay đổi đất nƣớc Việt Nam đà phát triển hội nhập với nƣớc khu vực giới, địi hỏi đầu tƣ nâng cấp sở hạ tầng dần đƣợc nâng cao Giao thông cần đƣợc nâng cấp, sửa chữa thiết kế mới, vừa tạo điều kiện thuận lợi cho nhân dân lại phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội vừa thúc đẩy đầu tƣ, thu hút nguồn vốn Từ nhu cầu thiết yếu xã hội vấn để phát triển hệ thống giao thơng vận tải việc nghiên cứu thiết kế xây dựng công trình giao thơng bền vững đáp ứng đƣợc nhu cầu xã hội đƣợc cấp quan tâm Nhận thấy nhu cầu cần thiết cơng trình giao thơng, em chủ động nghiên cứu chuyên sâu “ Thiết kế đƣờng ô tô ” trình theo học ngành Kỹ thuật xây dựng cơng trình thuộc khoa Cơ Điện – Cơng Trình, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Đồ án tốt nghiệp kết q trình tích luỹ kiến thức thời gian học tập nghiên cứu trƣờng Sau thời gian nghiên cứu, tích luỹ trƣờng em đƣợc thực đồ án tốt nghiệp với đề tài “Khảo sát, thiết kế nâng cấp tuyến đường Nam HòaPhong Hải, đoạn Km 0+461,04 -:- Km 7+000” Đây đề tài thực tế mà em thực hiện, vừa áp dụng đƣợc kiến thức đƣợc học vừa tình cảm dành cho sống ngƣời đất mỏ Trong trình thực đề tài cịn nhiều hạn chế, thiếu sót mong nhận đƣợc góp ý thầy Em xin trân thành cảm ơn thầy, cô giáo Bộ môn Kỹ thuật cơng trình, thầy, giáo trƣờng Đại học Lâm nghiệp giảng dạy em suốt thời gian học tập, nghiên cứu trƣờng Đặc biệt thầy giáo TS Đặng Văn Thanh ngƣời tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ để em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2016 Sinh viên thực Nguyễn Hoàng Dũng Phần KHẢO SÁT THIẾT KẾ CƠ SỞ DỰ ÁN XÂY DỰNG TUYẾN ĐƢỜNG Chƣơng CĂN CỨ LẬP DỰ ÁN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA KHU VỰC 1.2 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 1.2.1 Điều kiện tự nhiên - Ngày 25 tháng 11 năm 2011, Chính phủ Việt Nam ban hành nghị số 100/NQ-CP, tái lập thị xã Quảng Yên sở toàn diện tích tự nhiên nhân huyện Yên Hƣng, tỉnh Quảng Ninh - Thị xã Quảng Yên nằm ven biển thuộc phía Tây Nam tỉnh Quảng Ninh, nằm vùng đồng châu thổ sông Hồng với tọa độ địa lý +Từ 20o45'06 - 21o02'09 vĩ độ Bắc +Từ 106o45'30 - 106o0'59 độ kinh Đơng - Phía đông giáp với thành phố Hạ Long vịnh Hạ Long, phía tây nam giáp huyện Thủy Nguyên, huyện Cát Hải thành phố Hải Phịng, phía bắc giáp thành phố ng Bí huyện Hồnh Bồ - Vị trí tuyến đƣờng thiết kế thuộc địa phận phƣờng Nam Hòa phƣờng Phong Hải Thị Xã Quảng Yên - Tỉnh Quảng Ninh Điểm đầu tuyến đƣờng Km 0+461.04 thuộc địa giới hành phƣờng Nam Hịa ngã ba đầu cầu Chanh, điểm cuối Km 7+00 thuộc địa giới hành phƣờng Phong Hải nơi dự án cao tốc Hạ Long - Hải Phịng qua - Vị trí tuyến đƣờng đƣợc thể đồ Hình 1.1 Hình 1.1 Ví trí tuyến đường Nam Hịa - Phong Hải 1.2.2 Điều kiện khí tượng khu vực tuyến 1.2.2.1 Mưa - Phƣờng Nam Hòa phƣờng Phong Hải nhƣ phƣờng khác thị xã Quảng n có khí hậu đặc trƣng vùng ven biển miền Bắc Việt Nam, khí hậu nhệt đới gió mùa đông lạnh, đồng thời chịu ảnh hƣởng biển nên nóng ẩm mƣa nhiều Thời tiết nơi phân hóa thành mùa gồm mùa hè nóng ẩm mƣa nhiều, trái ngƣợc mùa đông lạnh khô : + Mùa hè thƣờng tháng 5-10 + Mùa đông kéo dài từ tháng 11- năm sau - Lƣợng mƣa trung bình hàng năm gần 2000 mm, cao lên đến 2600 mm Mùa mƣa kéo dài từ tháng đến tháng 10 tập trung 88% tổng lƣợng mƣa năm, số ngày mƣa trung bình hàng năm 160 - 170 ngày - Lƣợng bốc trung bình hàng năm 980,2 mm 1.2.2.2 Nhiệt độvà độ ẩm - Nhiệt độ cao : 380C - Nhiệt độ thấp : 50C - Nhiệt độ trung bình năm từ 22,9 oC - Số nắng trung bình 1700-1800 h/năm - Độ ẩm khơng khí hàng năm cao, trung bình 81%,cao vào tháng 3,4 lên tới 86% thấp 70% vào tháng 10, 11 1.2.2.3 Gió - Gió vùng khơng lớn trung bình 2,6 m/s Gió mạnh vào tháng 710 chủ yếu hoạt động theo hƣớng Tây Nam Đông Bắc, vào tháng 6-8 thƣờng xuất giơng tháng Ngồi ra, ảnh hƣởng dãy núi nên khu vực thƣờng hình thành gió lùa, gió xốy gây ảnh hƣởng trực tiếp đến sản xuất vụ mùa 1.2.3 Điều kiện dân sinh kinh tế - Tống dân số thị xã Quảng Yên 139.596 ngƣời (theo kết điều tra dân số đến hết năm 2011) Mật độ dân số 414 ngƣời/km2 - Sản xuất nông - lâm - ngƣ nghiệp + Tập trung đầu tƣ phát triển cây, có giá trị kinh tế cao + Thị xã hoàn thành việc giao quyền sử dụng dât lâu dài (kể giao đất, giao rừng) cho tổ chức nhân dân quản lí kinh doanh + Mở rộng diện tích ni trồng thủy sản ven biển xây dựng đƣợc sở sản xuất giống tôm, cá Đang bƣớc chuyển từ phƣơng thức nuôi quản canh sang cải tiến bán thân canh theo phƣơng thức công nghiệp + Tốc độ tăng trƣởng GDP bình qn cịn thấp, sản xuất nơng nghiệp mang tính chất nơng, tự cung tự cấp chính, chƣa có sản phẩm mũi nhọn, ngành nghề nông thôn chƣa phát triển - Công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp + Thị xã hồn thành quy hoạch phát triển cơng nghiệp giai đoạn 20152025, tiến hành xây dựng cụm công nghiệp Đồng Mai, Minh Thành, Quảng Yên, Yên Giang, Tiền An, Hà An Trong khu cơng nghiệp đóng tàu Hà An khu công nghiệp Sông Khoai (300ha) đƣợc tỉnh phê duyệt triển khai - Cơ sở hạ tầng + Với nhiều cơng trình quan trọng đƣợc tập trung đầu tƣ xây dựng nhƣ hệ thống giao thông, cảng, bến, mạng lƣới điện, thơng tin liên lạc, cơng trình cấp nƣớc, vệ sinh mơi trƣờng, xây dựng mở rộng đô thị, khu du lịch, khu công nghiệp, khu kinh tế, sở giao dục, y tế, văn hóa, truyền thanh, truyền hình, thể dục thể thao - Giáo dục đào tạo,văn hóa thơng tin + Cơng tác đào tạo phát triển tốt, số trẻ em đến trƣờng ngày cao hồn thành chƣơng trình phổ cập giáo dục tiểu học độ tuổi + Công tác xóa mù chữ thƣờng xuyên đƣợc đẩy mạnh, số ngƣời mù chữ mù chữ trở lại trông độ tuổi tỉ lệ thấp 0,8% + Các di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh đƣợc đầu tƣ tôn tạo nhƣ đền Trần Hƣng Đạo, đƣờng vào bãi cọc Bạc Đằng, Miếu Tiên Công 1.3 Sự cần thiết phải xây dựng tuyến đƣờng 1.3.1 Định hướng phát triển KTXH - Giao thông vận tải phận quan trọng hệ thống kết cấu hạ tầng kinh tế xã hội, phải đƣợc ƣu tiên đầu tƣ từ trƣớc với tốc độ nhanh so với ngành kinh tế, làm tiền đề, tạo động lực cho ngành kinh tế khác phát triển - Tận dụng tối đa lực sở hạ tâng giao thơng có, coi trọng cơng tác bảo trì, nâng cấp cơng trình có Các cơng trình làm phải đƣợc xem xét, lựa chọn với mục tiêu kinh tế xã hội an ninh quốc phịng, xóa đói giảm nghèo - Phát huy tối đa địa lý huyện, phát triển hệ thống giao thông vận tải đối ngoại nhƣ cảng đƣờng sông, hệ thống giao thông trọng điểm kinh tế nhƣ khu cơng nghiệp, vùng sản xuất hàng hóa - Phát triển ngành công nghiệp, dịch vụ thƣơng mại cảng, kho vận vận tải biển đẩy mạnh khai thác vùng kinh tế hƣớng tới đƣa thị xã Quảng Yên đạt đô thị loại 1.3.2 Sự cần thiết đầu tư - Tuyến đƣờng Nam Hòa - Phong Hải trƣớc thuộc giai đoạn dự án cải tạo nâng cấp đƣờng Cầu Chanh - Liên Vị Huyện Yên Hƣng tỉnh Quảng Ninh (nay thị xã Quảng Yên tỉnh Quảng Ninh) năm 2007 với tiêu chuẩn thiết kế đƣờng cấp V miền núi bề rộng đƣờng Bn = 5.5m - Với vai trò tuyến đƣờng vận tải hành khách hàng hóa phục vụ cho sáu vạn dân thuộc đảo Hà Nam nên tuyến đƣờng bị tải lực thông xe dẫn đến kết cấu cơng trình bị xuống cấp nghiêm trọng - Hiện trạng mặt đƣờng tuyến bị hƣ hỏng đƣợc thể hình 1.2 Hình 1.2 Hiện trạng mặt đường tuyến xuống cấp - Để đảm bảo ổn định lâu dài cho cơng trình đáp ứng nhu cầu giao thơng cho tƣơng lai việc đầu tƣ cải tạo nâng cấp cơng trình cần thiết phải kịp thời Mặt khác việc đầu tƣ xây dựng tuyến đƣờng góp phần vào việc bƣớc hoàn chỉnh quy hoạch phát triển tổng thể hạ tầng giao thông thị xã Quảng Yên giai đoạn 2015-2020, định hƣớng đến năm 2030 đƣợc UBND tỉnh Quảng Ninh phê duyệt 1.4 Kết luận - Từ đặc điểm khu vực thực trạng tuyến đƣờng nhu cầu giao thông ngƣời dân ta thấy đƣợc rõ thuận lợi khó khăn khu vực tuyến đƣờng qua Nâng cấp cải tạo tuyến đƣờng dự án cần thiết, đáp ứng nhu cầu đời sống nhân dân phát triển kinh tế, trị, xã hội khu vực tuyến đƣờng qua Chƣơng XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN 2.1 Xác định cấp hạng kỹ thuật tuyến đƣờng - Cấp hạng kỹ thuật tuyến đƣờng khung quy cách kỹ thuật đƣờng nhằm đạt tới: + Yêu cầu giao thông với chức đƣờng mạng lƣới giao thông Tuyến đƣờng sau đƣa vào sử dụng cầu nối tất phƣờng xã khu vực Hà Nam nói chung phƣờng Phong Hải phƣờng Nam Hịa nói riêng, góp phần làm lƣu thơng xe cộ tuyến đƣờng + Yêu cầu lƣu lƣợng xe thiết kế cần thông qua (Chỉ tiêu đƣợc mở rộng có trƣờng hợp, đƣờng có chức quan trọng nhƣ lƣu lƣợng xe không nhiều tạm thời không nhiều xe) - Theo số liệu khảo sát điều tra hồ sơ, tuyến đƣờng Nam Hòa – Phong Hải đƣợc thiết kế xây dựng từ năm 2009 với tiêu kinh tế kỹ thuật đƣờng cấp V Ta có bảng thống kê lƣu lƣợng thành phần xe chạy đƣợc ghi Bảng I-2.1 Bảng I-2.1 Thành phần số lượng xe chạy số lượng xe quy đổi xe Stt Loại xe Số lƣợng xe Hệ số quy đổi Quy đổi xe Xe Đạp 290 0.2 58 Xe Máy 440 0.3 132 Xe Con 121 121 Xe Buýt 86 2.0 172 Xe tải 6T/trục 60 2.0 120 Xe tải 10T/trục 42 2.5 105 Xe tải 12T/trục 28 2.5 70 Tổng số xe quy đổi 778 + Hệ số tăng xe trung bình hàng năm: q = 7% + Lƣu lƣợng xe quy đổi xe : 778 xe/ng.đêm + Lƣu lƣợng xe thiết kế năm tƣơng lai lƣợng xe đƣợc quy đổi từ loại xe khác thông qua mặt cắt ngang tuyến đƣờng đơn vị thời gian tính cho năm tƣơng lai (năm thứ 15) đƣợc xác định theo (2-1) NTLQđ = NHTQđ + 15.(NHTQđ.q%) (xcqđ/ ng.đêm) (2-1) NTLQđ = 778+ 15.(778.7%) = 1595(xcqđ/ng.đêm) Ta có Vậy Ntk tính cho năm tƣơng lai năm thứ 15 là: Ntk = 1595 xcqđ/ng.đêm - Theo TCVN 4054-05 vào số lƣợng xe lƣu thông tuyến, yêu cầu giao thơng, nhiệm vụ trị quốc phịng, xét thấy kinh phí đầu tƣ địa phƣơng tình hình địa hình bên tuyến khơng cho phép mở rộng nên chọn cấp thiết kế tuyến đƣờng cấp IV miền núi điều kiện địa hình hai bên tuyến, vận tốc thiết kế: Vtk = 40km/h 2.2 Xác định tiêu kỹ thuật trắc ngang 2.2.1 Xác định số xe Số xe mặt cắt ngang đƣợc xác định tùy thuộc vào cấp đƣờng đƣợc quy định TCVN4054 - 2005, đồng thời phải đƣợc kiểm tra theo (2-2) n lx  N cdgio (2-2) Z.N lth Trong đó: + nlx: số xe yêu cầu, đƣợc làm tròn theo TCVN 4054 - 2005 + Ncđgiờ: lƣu lƣợng xe thiết kế cao điểm Ở khơng có nghiên cứu đặc biệt nên ta dùng Ncđgiờ =  0,10  0,12  N tk  Lấy Ncđgiờ = 0,11 N tk = 0,11.1595 = 175,45(xcqd/ giờ) + Nlth : lực thông hành thực tế, lấy Nlth = 1000(xcqđ/h/làn) đƣờng khơng có giải phân cách trái chiều ơtơ chạy chung với xe thô sơ + Z: hệ số sử dụng lực thông hành, Vtk  40 (km / h) Z=0,85  n tk  175, 45 = 0,2 (làm tròn theo điều 4.2.1) 0,85.1000 + Theo quy định TCVN4054-05, địa hình miền núi đƣờng cấp IV số xe tối thiểu dành cho xe giới Vậy chọn số xe nlx=2 (làn) 2.2.2 Xác định chiều rộng mặt đường Kích thƣớc xe lớn bề rộng xe lớn, xe có kích thƣớc lớn vận tốc nhỏ ngƣợc lại Khi tính bề rộng xe ta phải tính cho trƣờng hợp xe xe tải chiếm ƣu đƣợc thể nhƣ hình 2.2 Hình 2.1 Sơ đồ xe chạy mặt đường Bề rộng xe đƣợc xác định theo (2-3) B ac xy + Chiều rộng thùng xe : a (m) + Khoảng cách hai bánh xe: c (m) + Khoảng cách từ vệt bánh xe đến mép phần xe chạy: y (m) + Khoảng cách từ mép thùng xe tới mép làn: x (m) Với xe : x = 0,5 + 0,005.V = 0,5 + 0.005.40 = 0,7 m a  1,8m  1,8  1,42  0,7  0,7  3,01 m   B1  c  1,42m  Với xe tải : x = 0,5 + 0,005.V = 0.5 +0,005.40 = 0,7 m (V :Km/h) a  2,5m  2,5  1,79  0,7  0,7  3.545 m   B2  c  1,79m  10 (2-3) 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 H3 20 48.7 1.8 7.8 26 25.6 25.6 2.3 20 1.3 13 3.8 11.6 28.88 1.57 4.52 15.1 15 15 1.5 8.8 0.5 4.9 1.5 10 18.2 1.55 3.95 13.2 9.8 9.8 2.2 7.8 0.4 4.2 1.3 10 19.85 1.7 13.4 10.8 10.8 2.2 7.8 0.4 4.2 1.3 0.7 1.6 5.36 4.4 4.4 0.9 3.1 0.2 1.7 0.5 10 16.6 2.2 13.4 10.3 10.3 3.7 7.1 0.4 4.2 1.3 10 12.6 2.65 3.95 13.2 9.3 9.3 5.8 6.5 0.4 4.2 1.3 4.32 1.06 1.56 5.2 3.6 3.6 2.6 0.2 1.7 0.5 15.7 19.94 4.71 6.12 20.4 14.1 14.1 9.4 5.1 0.3 3.3 4.3 6.21 1.59 1.68 5.59 3.87 3.87 0 0 C42 TD6 C43 C44 P6 C45 C46 TC6 CONG 79 80 81 82 83 84 85 C47 0.4 0.9 0.12 0.16 0.52 0.48 0.48 0.1 0 0 20 46.3 5.6 7.8 26 24.1 24.1 5.6 0 0 20 28.8 7.5 7.8 26 18 18 8.5 0 0 20 29.1 7.4 7.8 26 18 18 7.8 0 0 20 31.3 6.7 7.8 26 18 18 5.8 0 0 20 32 6.5 7.8 26 18 18 4.4 0 0 1712.1 336 412 1371 1093 1093 433 230 17 161 50 H4 C48 C49 C50 C51 H5 TỔNG Bảng II-2.2 Độ triệt hủy đƣờng cong STT Góc chuyển hướng α K R Tính tốn triệt hủy Z1 Z2 Z Đ1 15 32,73 125 1,07 3,08 4,15 Đ2 30 65,45 125 4,26 1,88 6,14 Đ3 28 48,86 100 2,97 3,76 6,73 Đ4 18 62,82 200 2,46 1,34 3,80 Đ5 20 69,80 200 3,04 0,88 3,92 Đ6 14 47,98 250 1,86 1,95 3,81 Bảng II-2.5 Độ mở rộng đƣờng cong Đỉnh Lý trình (m) Bán kính R(m) Độ mở rộng Đ1 Km0+ 461,04 125 0,65 Đ2 Km0+ 685,03 125 0,65 Đ3 Km0+ 783,19 100 0,76 Đ4 Km0+ 901,39 200 0,46 Đ5 Km1+ 173,40 200 0,46 Đ6 Km1+ 355,60 250 0,39 Bảng II-2.2 Thông số kĩ thuật đoạn tuyến STT Yếu tố kỹ thuật Đơn vị Thông số cấp IV mn Km/h 40 Cấp thiết kế Vận tốc thiết kế Độ dốc dọc tối đa Idmax % Bán kính tối thiểu m 60 Bán kính thơng thƣờng m 125 Bán kính khơng siêu cao m 600 Số xe Làn Bề rộng xe m 2.75 Bề rộng mặt đƣờng m 5,5 10 Bề rộng lề gia cố m 0,5 11 Bề rộng lề không gia cố m 0,5 12 Bề rộng đƣờng m 7,5 13 Độ dốc ngang mặt đƣờng % 14 Độ dốc ngang lề gia cố % 13 Độ dốc ngang lề không gia cố % 15 Độ dốc siêu cao tối đa % 16 Chiều dài đoạn dốc nhỏ m 70 Bảng II-4.2 Số trục xe quy đổi trục xe tiêu chuẩn Số bánh Loại xe Pi xe Số (kN) cụm trục C1 C2 ni  P  C1C2 ni  i   100  bánh xe Trục trƣớc 26.40 1 6.40 237,27 Trục sau 45.20 1 1.00 237,27 Tải Trục trƣớc 18,00 1 6,40 370 nhẹ Trục sau 56,00 1 1,00 370 13 Tải Trục trƣớc 25,80 1 6,40 255 vừa Trục sau 69,60 1 1,00 255 24 Tải Trục trƣớc 48,20 1 6,40 95 20 nặng Trục sau 100,0 1 1,00 95 77 Xe Buýt 4.4 Bảng II-4.3 Bảng kết cấu dự kiến phƣơng án Bề dày lớp (cm) Các lớp kết cấu Mơđun đàn hồi E,Mpa Tính Tính Tính độ kéo trƣợt võng uốn Góc Cƣờng Lực ma độ kéo dính sát uốnRku C (Mpa) (Mpa) (độ) Phần kết cấu làm Đất nền: đất sét, độ ẩm tƣơng đối a=0,6 Cấp phối đá dăm loại II Cấp phối đá dăm loại I BTN chặt loại I, hạt trung Phần kết cấu tăng cƣờng Đất nền: đất sét, độ ẩm tƣơng đối a=0,6 Đƣờng cũ Cấp phối đá dăm loại I BTN chặt loại I, hạt trung 42 30 20 250 300 350 250 300 250 250 300 1600 98 300 350 300 250 300 1600 24 0.032 24 2.00 42 35 20 0.032 2.00 Bảng II-4.4 Bảng kết cấu dự kiến phƣơng án Các lớp kết cấu Bề dày lớp (cm) Mơđun đàn hồi E,Mpa Tính Tính Tính độ kéo trƣợt võng uốn Góc Cƣờng Lực ma độ kéo dính sát uốnRku C (Mpa) (Mpa) (độ) Phần kết cấu làm Đất nền: đất sét, độ ẩm tƣơng đối a=0,6 Cấp phối đá dăm loại II Cấp phối đá dăm loại I BTN chặt loại I, hạt trung Phần kết cấu tăng cƣờng Đất nền: đất sét, độ ẩm tƣơng đối a=0,6 Đƣờng cũ Cấp phối đá dăm loại I BTN chặt loại I, hạt trung 42 30 22 250 300 350 250 300 250 250 300 1600 98 300 350 300 250 300 1600 24 0.032 24 2.00 42 35 22 0.032 2.00 Phụ lục 10 Dự toán giá thành xây dựng phương án kết cấu áo đường Đơn giá Đơn vị STT Định mức AB.11713 AB.41433 HẠNG MỤC Đào đƣờng mở rộng, đất cấp III Thành tiền Khối lƣợng Vật liệu Nhân công Máy T.C Vật liệu Nhân công Máy thi công m3 1.942,05 0,0 153.004 0,0 0,0 297.141.418,2 0,0 phạm vi