Thiết Kế Đường Hầm Vượt Giao Thông Nút Kim Mã

MÔ TẢ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU VỰC HẦM

Theo kết quả nghiên cứu lập bản đồ ĐCCT - ĐCTV thành phố Hà Nội tỷ lệ 1:50000 của Đoàn 64, Liên đoàn II địa chất thủy văn, thì yếu tố quan trọng nhất gây ra những ảnh hưởng trực tiếp đến xây dựng các công trình ngầm là chiều sâu mực nước dưới đất. Theo kết quả nghiên cứu lập bản đồ ĐCCT - ĐCTV thành phố Hà Nội tỷ lệ 1:50000 của Đoàn 64, Liên đoàn II địa chất thủy văn, thì yếu tố quan trọng nhất gây ra những ảnh hưởng trực tiếp đến xây dựng các công trình ngầm là chiều sâu mực nước dưới đất.

DỰ KIẾN CẤU TẠO KẾT CẤU VÀ BIỆN PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG CÔNG TRÌNH HẦM VƯỢT BỘ

Trong điều kiện động thái tự nhiên chưa bị phá huỷ, chiều sâu mực nước dưới đất nhỏ hơn 2m ở các giải ven sông ngòi, nhỏ hơn 2 - 5 m trên đồng bằng và 5 - 10m trên các sườn đồi núi thấp. Nút giao thông Kim Mã - Nguyễn Chí Thanh nằm ở khu vực không có sông suối vì vậy ta không xét đến mực nước ngầm khi thiết kế và thi công công trình ngầm tại đây.

NHỮNG KHỐI LƯỢNG THI CÔNG CHÍNH

Phương án này ưu tiên cho dòng xe cơ giới chạy thẳng dọc theo trục Kim Mã - bến xe Kim Mã (hiện tại chiếm 22% tổng lượng xe qua nút ). Còn các dòng xe cơ giới rẽ phải, rẽ trái, dòng xe thô sơ, cũng như toàn bộ xe chạy trên trục đường Nguyễn Chí Thanh - Liễu Giai được tổ chức chạy trên mặt đất.

THIẾT KẾ NÚT GIAO CẮT

• KHÁI QUÁT LÝ THUYẾT VỀ TỔ CHỨC NÚT GIAO THÔNG 1. PHÂN TÍCH TÌNH HÌNH GIAO THÔNG Ở CÁC NÚT GIAO THÔNG
• CÁC GIẢI PHÁP KĨ THUẬT CỦA ĐƯỜNG HẦM

• Tuy nhiên, nếu nút giao thông cùng mức quá đông xe, gây nhiều trở ngại cho xe lưu thông qua nút, không đáp ứng được yêu cầu giao thông trong thời kì hiện đại, gây tổn thất lớn về mặt thời gian, kinh tế, môi trường… Theo thống kê, nếu quản lý bằng đèn tín hiệu, thời gian mất đi tại nút là 30% toàn bộ thời gian chạy xe. • Khi dùng nút giao thông khác mức có thể xoá bỏ các điểm cắt , chỉ còn lại các điểm tách và nhập dòng nên lưu lượng giao thông qua nút và khả năng thông hành của nút sẽ tăng, tuy nhiên hành trình xe chạy sẽ dài hơn dẫn đến chi phí đầu tư ban đầu lớn và diện tích đất chiếm dụng của nút lớn.

KẾT CẤU HẦM VƯỢT

• KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC 1. KHỔ GIỚI HẠN
• LỰA CHỌN MẶT CẮT CHO HẦM

Chiều dày của trần hầm phụ thược vào chiều rộng giữa hai mặt tường bên và tường ngăn, lấy bằng ( 1 1. Trên cơ sở phân tích ở trên chon: Vỏ hầm tiết diện hình hộp đổ tại chỗ, áp dụng biện pháp thi công đào lộ thiên. • Do khẩu độ tấm nắp lớn nên trong hộp phải bổ sung theo một tường ngăn chia hộp ra làm hai. Bức tường này chỉ chịu nén nên chiều dày chỉ bằng một nửa tường ở hai bên vách hầm. Chọn sơ bộ chiều dày tường giữa 500mm. • Lớp phủ là dùng loại đất đắp có các đặc trưng như trình bày dưới đây. Hình 8 Kết cấu vỏ hầm Chú thích:. Hộp kỹ thuật: đường dây điện, cáp điện thoại, ống nước sinh hoạt…. Lề công vụ đồng thời là lề người đi bộ 3. Rãnh thoát nước. Lề công vụ. Khi thi công ta tíên hành thi công đáy, hai tường bên, tường giữa có cốt thép chờ ở tường sau đó thi công nắp hầm và xử lý mối nối. Khi tính toán vẫn tính theo kết cấu toàn khối. LỰA CHỌN MẶT CẮT CHO HẦM. Hầm vượt làm việc tương tự như cầu bản mố nhẹ, trụ cứng. Mục dích để giảm chiều cao kiênd trúc, kết cấu sử dụng loại bản lắp ghép bê tông DƯL, mối nối chốt, bên trên có tấm BTCT dày 10cm đổ tại chỗ. Bản lắp ghép liên kết với xà mũ mố và mũ trụ bằng chốt cố định để truyền được lực ngang, gối kê đệm thép cho phép đầu bản xoay tự do khi có hoạt tải chạy trên. Hai bên tường mố vừa làm nhiệm vụ đỡ bản vừa làm nhiệm vụ chắn đất, ở giữa là tường ngăn hoặc hàng cột bên trên có xà mũ làm nhiệm vụ đỡ bản bê tông. Tường và cột được phân làm hai loại: đúc tại chỗ và lắp ghép. Tường đúc tại chỗ được chia làm từng tấm từ 10-20m giữa các tầm đẻ khe lún. Cột đúc tại chỗ có tiết diện hình chữ nhật hai đầu tròn nằm dọc theo hướng hầm, cột lắp ghép dạng cột tròn. Đối với tường và cột lắp ghép đều để cốt thép chờ để liên kết với xà mũ đúc tại chỗ. Mũ mố phải có tường đỉnh che phía sau để tránh đất tràn vào vị trí bản kê lên xà mũ. Tuỳ theo từng điều kiện địa chất mà móng tường và cột áp dụng loại móng khối trên nền thiên nhiên hoặc móng cọc. Phía dưới nền bố trí các thanh chống giữa hai bên móng, trường hợp nền yếu có thể đổ cả tầm bê tông khắp đáy nền. Móng đường đổ bê tông tại chỗ mác thấp, mặt xe chảy rải bê tông hoặc bê tông nhựa. Tường mố được chống thấm bằng hai lớp bao tải tẩm nhựa đường dán lên mặt sau của tường bằng lớp bi tum đung nóng. Để khắc phục hiện tượng ổ gà ở chỗ tiếp giáp giữa nền đắp và mặt cầu sử dụng lớp móng đá dăm thay đổi dần chiều dày ngay phía sau đỉnh tường mố. Khe biến dạng trên đỉnh trụ là loại khe hẹp, chiều rộng 3cm để đầu bản xoay tự do. Bản bê tông mặt cầu bên trên khe không nối liền cốt thép, khi đổ bản tạo vết cắt rời giữa hai khối bê tông trên mỗi nhịp. Lớp áo đường rải liên tục qua đỉnh trụ. Hình 2.4 là một loại kết cấu tường đổ tại chỗ có móng khối trên nền thiên nhiên, cột hình ôvan và bản lắp ghép bê tông DUL chiều dài 12m. Với mục đích rút ngắn thời gian thi công nhiều bộ phận trong kết cấu của đường hầm có thể đúc sẵn gồm các khối móng, tường và cột. Móng được chia thành tầng chịu lực và tầng chân cột có tạo sẵn hố chờ để lắp dựng tường hoặc cột, các khối này được đặt chồng lên nhau liên kết bằng vữa. Theo chiều dài móng lắp ghép có nhiều mối nối do đó chịu lực không tốt nên người ta thường đúc tại chỗ bệ móng, trên mặt bệ tạo sẵn hố chờ. để lắp ghép tường hầm và cột trụ. Các thanh chống cũng được đúc sẵn và liên kết với móng tường và móng cột bằng bê tông mối nối. Khi không áp dụng được kết cấu móng nông thì thay bằng móng cọc đóng tại chân tường và chân cột, móng đường trong hầm vẫn sử dụng tầm bê tông. Chiều sâu đặt móng đảm bảo đủ chiều dày bệ và kích thước các bộ phận trên mặt đường theo cấu tạo. Trường hợp hầm đi qua nền đát yếu, toàn bộ kết cấu đường hầm kể cả nền hầm phải đặt trên nền cọc, khi đó đường hầm nên chia thành hai khối tách riêng, bố trí khe lún ở giữa, mỗi nửa đường hầm nằm trên một móng và kết cấu tường hầm, nếu khổ hầm không lớn có thể cả trầm cũng đúc tại chỗ. Đối với đường hầm thi công theo phương pháp “tường trong đất ” tường bên và tường giữa được đúc tại chỗ theo phương pháp rút ống thẳng đứng, chân tường được đặt sâu xuống phía dưới có vai trò như móng ma sát và được chia thành từng đốt có chiều dài 10m ngăn cách nhau bằng khớp nối đi kèm công nghệ thi công trong vữ sét. Trần hầm có thể dạng bản đúc tại chỗ, liên kết ngàm cứng với các đỉnh tường hoặc là dầm bản ƯST lắp ghép gác lên đỉnh tường. Nền hầm và móng bê tông đúc tại chỗ trên nền thiên nhiên. Hình 12 Kết cấu vỏ hầm thi công theo phương pháp tường trong đất. Móng bê tông. Nền đào đường dẫn hai đầu hầm sử dụng kết cấu tường chắn. Tường chia thành từng tấm có chiều dài 10m, giữa các tấm bố trí khe lún. Theo điều kiện ổn định, các tầm tường làm việc theo tường chắn trọng lực có tăng cường bởi thanh chống và tấm móng của nền đường bên trong. Theo điều kiện cường độ, tường chắn là kết cấu bê tông cốt thép làm việc chịu uốn. Đối với đoạn đường dẫn giáp với cửa hầm do chiều sâu lớn nên có thể tìm cách tăng cường cả về ổn định và cường độ bằng kết cấu bản giảm tải phía sau lưng tường, hoặc khung chống bên trên được che dấu dưới dạng giàn đèn chiếu sáng. Hình 10 Kết cấu tường chắn hai phía cửa hầm. Ghi chú: A)- Tăng cường ổn định bằng bản giảm tải; B) Tăng cường bằng khung chống trên; 2- Khung chống kết hợp giản đèn; 3- Móng tường bê tông đổ tại chỗ. Các kích thước được lấy theo tiêu chuẩn thiết kế đường hầm đường sắt và đường ô tô 4528-1988 (nhà xuất bản xây dựng) có sự tham khảo sổ tay thiết kế đường hầm giao thông (Liên Xô cũ), và thực tế của khu vực xây dựng. Mặt khác để so sánh các phương án mặt cắt ta có thể lập khái toán sơ bộ cho các phương án theo các biểu sau dựa theo tham khảo:. Các văn bản định mức dự toán do Bộ xây dựng ban hành Các văn bản lập bảng giá khảo sát do Bộ xây dựng ban hành Giá chào hàng của các công ty liên quan. Giá thực tế thi công tường trong đất. Đơn giá khảo sát thiết kế của các liên doanh Việt Nam-nước ngoài. Giá chào hàng của một số công nghệ mới phục vụ thi công công trình ngầm trong đô thị. XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN. Xét bải toán móng nông như sau: sau khi chuyển tải trọng về trọng tâm móng ta được các giá trị như sau:. *Tính ứng suất dưới đáy móng:. • Tính ứng suất nén lớn nhất. • Tính ứng suất nén nhỏ nhất:. * Kiểm tra ứng suất đáy móng. a) Sức chịu tải của nền đất dưới đáy móng:. b) Điều kiện kiểm toán.

HỆ THỐNG PHềNG NƯỚC VÀ THOÁT NƯỚC TRONG HẦM

• BIỆN PHÁP PHềNG NƯỚC

• Phần các tầng ngầm dưới đất của hệ thống trạm bơm cùng hệ thống trạm bơm được chống thấm bằng loại màng chống thấm có đặc tính kĩ thuật tối thiểu tương đương BITUTHEN 3000 của hãng Grace, bên ngoài màng chống thấm được bọc một lớp xốp (Polystyrene Foam) đảm bảo cho màng chống thấm không bị phá hoại trong quá trình lấp đất. Với cơn mưa có cường độ mưa lớn nhất, giả sử thể tích nước mưa chảy vào hầm sau 1 trận mưa là 80m3 , và cứ trong 1h lại có một trận mưa như vậy căn cứ vào đó ta có thể chọn bể thu nước dung tích 240m3, như vậy là phải sau 3h nước mới đầy bể.

CÁC HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT KHÁC CẮT QUA NÚT

Hệ hống cáp thông tin đựơc bố trí trong lớp đất đắp ở phía trên cửa hầm. Được bố trí ở hai bên hầm, cách hầm là 5m do vậy toàn bộ hệ thống nước của hầm được thu về hầm được bơm hút, và thải ra hệ thống thoát nước công cộng.

BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO

• CÁC PHƯƠNG ÁN THI CÔNG
• BIỆN PHÁP THI CÔNG

Kết cấu phần hầm dẫn có dạng 1 khung cứng, hở phía trên, hai tường chắn hai bên sử dụng hai tường BTCT dày 1m, có chiều sâu thay đổi từ 0m đến 8,5m thi công theo phương pháp tường trong đất. Sau khi khoan xong, tiến hành thổi rửa đáy hố khoan, sau đó tiến hành hạ các lồng cốt thép Sau khi định vị đúng tim trục, độ cao lồng thép tiến hành đổ BT bằng phương pháp ống rút thẳng đứng.

Kiểm tra cự ly tối đa cốt thép ngang

• TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP PHẦN HẦM DẪN
• THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC

Công suất và số lượng bơm được xác định tuỳ theo lưu lượng nước chảy vào trạm bơm, khi lưu lượng đạt tối đa 3 máy bơm sẽ được huy động, công suất cho mỗi máy là 20m3/phút. Vì theo qui định của bộ giao thông vận tải thì khi tính toán thoát nước của thành phố có lưu vực nhỏ không được dùng công thức kiến nghị của Nguyễn Xuân Trục cũng như phương trình cân bằng lượng nước vì công thức này có độ chính xác không cao, cần phải tính toán theo công thức của Bônđacôv.

YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG

Công trình được thi công tại nút giao thông có lưu lượng xe qua lại lớn mà vẫn phải đảm bảo giao thông đi lại nên các phương án thi công phải đảm bảo các yêu cầu sau. Đồng thời quá trình thi công cần phải tránh tiếng ồn, gây rung động làm ảnh hưởng đến các cơ quan, công sở…xung quanh khu vực nút.

MỘT SỐ BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH HẦM CHÔN NÔNG 1. PHƯƠNG PHÁP ĐÀO LỘ THIÊN

• CÁC HỆ THỐNG KẾT CẤU CHỐNG ĐỠ TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HỞ

Trình tự đào hầm bằng khiên được tiến hành như sau: Máy xúc thuỷ lực tiến hành đào từng bước tạo khoảng không cho khiên đào →Khiên đào được đưa xuống hố móng và tiến hang đào đất→ Cần cẩu cẩu các đốt hầm xuống vị trí thiết kế →Khiên được di chuyển đi bằng một bước đào và trượt ra khỏi đốt vỏ hầm bằng kích thuỷ lực, lực di chuyển của khiên đồng thời là lực ép các đốt hầm lại với nhau.→ Ôtô tự đổ tiến hành vận chuyển và đổ đất đắp lên các khối vỏ hầm, đồng thời máy ủi có nhiệm vụ san bằng đất lấp trả lại mặt bằng cho mặt đất. • Đối với những công trình ngầm đặt tương đối nông và thi công trong vùng đất ổn định, có độ ẩm tự nhiên có bãi đất trống đủ lớn để có thể đào hầm mái dốc tự nhiên không cần gia cường thành, phương pháp này tuy khối lượng đất đá tăng lên, nhưng có thể áp dụng được những máy móc có tính cơ giớ hoá cao, tốc độ thi công nhanh, chất lượng đảm bảo, việc thoát nước ngầm thì có thể dùng phương pháp giếng kim để hạ nước ngầm nâng cao tính ổn định cho mái dốc, cải thiện điều kiện môi trường thi công trong hố móng.

TÍNH TOÁN KẾT CẤU THI CÔNG

Vành đai khung chống áp sát vào với các đầu cọc thép và liên kết cứng vớ nhau đảm bảo không biên hình, các thanh chống biên trong có vai trò tăng cường cho khung và bố trí sao cho không gây khó khăn cho thi công trong vòng vây như đào đất và vận chuyển vật liệu, kết cấu vào trong hố đào. + Khung chống của vòng vây cọc ván hình chữ nhật làm bằng các loại thép hình, làm việc như dầm liên tục kê trên các gối là các văng chống tương ứng của mặt phẳng cọc ván đó, hai đầu ngoài cùng được kê trên hai cạnh của hai mặt phẳng cọc ván vuông góc với nó.

BƠM NƯỚC TRONG HỐ MểNG

Khi đào xong toàn bộ móng thì đã thi công xong phần lớp bê tông mác thấp đồng thời là chống thấm. Làm rãnh thoát nước xung quanh đáy hố móng, độ dốc dọc 0,6% để dẫn về 2 hố móng được bố trí ở hai góc của hố móng.

TỔ CHỨC THI CÔNG 1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG

• CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG CHÍNH 1. Công tác chuẩn bị

Chọn chiều dài khối đào sao cho kết thúc khối đổ trong thời gian bằng một hoặc hai lần thời gian ninh kết của xi măng, để tăng thời gian ninh kết ta sử dụng phụ gia.Bê tông sử dụng là loại bê tông thương phẩm được chở đến công trường bằng xe Mix Lắp dựng cốt thép và ván khuôn chuẩn bị đổ bê tông. Chọn chiều dài khối đào sao cho kết thúc khối đổ trong thời gian bằng một hoặc hai lần thời gian ninh kết của xi măng, để tăng thời gian ninh kết ta sử dụng phụ gia.Bê tông sử dụng là loại bê tông thương phẩm được chở đến công trường bằng xe Mix Lắp dựng cốt thép và ván khuôn chuẩn bị đổ bê tông.