Tài liệu đồ án thiết kế và tổ chức thi công hầm metro

LỜI NÓI ĐẦU Ở Hà Nội hiện nay, tốc độ phát triển của hệ thống giao thông vận tải đô thị (GTVTĐT) rất cao. Riêng tốc độ phát triển của các phương tiện giao thông đường bộ trong các năm 1996 tới nay là khoảng : 8 - 13% đối với xe máy, và 5 8% đối với xe ôtô. Chủng loại phương tiện cũng ngày càng đa dạng và phong phú hơn. Hệ thống cơ sở vật chất hạ tầng cho giao thông cũng có nhiều thay đổi. Toàn bộ hệ thống đường xá, cầu, cống đã liên tục được nâng cấp, tại các ngã ba, ngã tư, các nút giao thông đã được trang bị hệ thống đèn hiệu dải phân luồng. Nhiều tuyến đường lớn nhỏ tiếp tục được qui hoạch, mở rộng hợp lý, đạt yêu cầu về tiêu chuẩn chất lượng, đảm bảo phục vụ tốt cho các hoạt động lưu thông. Bộ mặt giao thông đô thị ở Hà Nội đã và đang thay đổi từng ngày. Tuy nhiên, quá trình phát triển của GTVTĐT ở Hà Nội cũng thể hiện nhiều bất cập. Xu thế phát triển hiện nay của toàn bộ hệ thống GTVTĐT ở Hà Nội chưa cân đối và hợp lý. Điều này có thể thấy rõ ở sự phát triển thiếu hài hoà giữa số lượng và chủng loại của các phương tiện giao thông với hệ thống cơ sở hạ tầng đô thị. Hệ thống cơ sở hạ tầng tuy phát triển nhanh và dần dần được hiện đại hoá nhưng không theo kịp với tốc độ phát triển nhanh đến mức không thể kiểm soát nổi của các phương tiện giao thông. Chính vì thế hệ thống cơ sở hạ tầng đô thị vẫn nhanh chóng bị quá tải và xuống cấp nghiêm trọng. Điều này thể hiện rõ qua các sự cố tắc đường liên tục xảy ra trong và ngoài giờ cao điểm tại rất nhiều điểm trên các tuyến đường giao thông ở Hà Nội trong thời gian gần đây. Những sự cố ách tắc giao thông xảy ra đều gây nên hậu quả nghiêm trọng về nhiều mặt. Về thời gian, các vụ ách tắc thường kéo dài và làm lãng phí rất nhiều thời gian của hàng ngàn người phải dừng lại tại điểm ách tắc. Về kinh tế, các vụ ách tắc giao thông làm cho nhiều hoạt động lưu thông, buôn bán, trao đổi ... bị ngừng trệ. Như vậy, tổn thất kinh tế không thể tính hết. Về mặt năng lượng, các xe tại điểm ách tắc thường trong trạng thái nổ máy, do đó năng lượng lãng phí do sử dụng nhiên liệu cho các động cơ rất lớn. Hiện trạng và viễn cảnh không xa của tình hình giao thông tại Hà Nội cho thấy vấn đề đã mang tính cấp bách. Các loại phương tiện giao thông cá nhân ngày càng tăng cả về số lượng, và số lượt hoạt động, nhưng Hà Nội không có khả năng xây dựng thêm đường sá, vì quĩ đất thì có hạn mà dân số lại tăng SV: Trần Chí Trung 1 Líp: CÇu hÇm K43 nhanh. Để phát triển đồng bộ kinh tế - xã hội, Hà Nội đang phát triển về không gian, xây dựng những đô thị vệ tinh. Song song với các biện pháp tăng cường quản lý giao thông, thì việc phát triển vận tải hành khách công cộng với khối lượng lớn cũng được xem là giải pháp cứu cánh, Trước thực trạng như vậy giải pháp khắc phục mang lại hiệu quả về nhiều mặt là xây dựng hệ thống giao thông ngầm. Việc xây dựng hệ thống giao thông ngầm có ý nghĩa lớn trong giải quyết vấn đề giao thông đô thị, cho phép sử dụng đất đô thị hợp lý.Xuất phát từ vấn đề trên ,với những kiến thức đã được học trong trường , em chọn đề tài tốt nghiệp :”Thiết kế và tổ chức thi công hầm metro ”. Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn Cầu Hầm. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo đã trang bị cho em những kiến thức quý báu về chuyên ngành Cầu Hầm trong suốt những năm học vừa qua, đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình, giúp đõ của thầy Đỗ Như Tráng. Do thời gian có hạn, tài liệu tham khảo lại không đầy đủ nên mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi thiếu sót. Qua đây, em mong muốn có được nhiều những ý kiến, sự chỉ bảo của thầy cô hơn nữa để có thể vững vàng trong công tác của mình sau này. Hà Nội, ngày tháng năm Sinh viên Trần Chí Trung SV: Trần Chí Trung 2 Líp: CÇu hÇm K43 PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ 1. 2. GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HÀ NỘI. THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KIẾN TRÚC SV: Trần Chí Trung 3 Líp: CÇu hÇm K43 CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HÀ NỘI 1.1.Giới thiệu dự án tuyến đường sắt đô thị thí điểm thành phố Hà Nội.Đoạn Nhổn –Ga Hà Nội 1.1.1.Cơ sở thiết kế :  Quy hoạch tổng thể Thủ đô Hà Nội đến năm 2020 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 108/1998/QĐ-TTg ngày 20 - 6 - 1998 đã xác định: “Việc phát triển giao thông vận tải của Thủ đô phải lấy phát triển hành khách công cộng làm khâu trung tâm, bảo đảm tỷ lệ vận tải hành khách công cộng đến năm 2010 là 30% và đến năm 2020 là 50% số lượng hành khách. Cần ưu tiên cho việc xây dựng hệ thống đường sắt đô thị để tạo nên những trục chính của mạng lưới vận tải hành khách công cộng của Thủ đô”.  Tuyến đường sắt đô thị thí điểm Nhổn - Ga Hà Nội là trục chính theo hướng Đông - Tây của Thành phố, là tuyến được xác định cần xây dựng trước trong Quy hoạch (Ga Hàng Cỏ - Cát Linh - Kim Mã - Thủ Lệ - Nghĩa Đô - Phú Diễn - Minh Khai).  Theo các số liệu điều tra sau về thực trạng giao thông tại Hà Nội : Hình 1.1- Các điểm điều tra lưu lượng giao thông a. Lưu lượng giao thông rất lớn Nếu tính cả hai hướng thì số lượng xe mỗi giờ dao động từ 7.500 đến trên 22.000 xe. Ðây là một trong những mức lưu lượng cao nhất thế giới. Nếu so với Lyon (thành phố có quy mô tương đương với Hà Nội nếu chỉ tính riêng khu vực đô thị) SV: Trần Chí Trung 4 Líp: CÇu hÇm K43 thì lưu lượng xe trên đường ôtô đô thị vào giờ cao điểm chỉ đạt khoảng 7.000 xe/h theo mỗi hướng. Bảng 1.1-Bảng điều tra lưu lượng giao thông Ðịa điểm Lượng xe vào giờ cao điểm Lượng người tham gia giao thông vào giờ cao điểm Kim Mã 22 614 35 440 Giảng Võ 18 954 26 146 Cát Linh 17 250 22 302 Lê Duẩn 17 085 24 577 Tôn Ðức Thắng 16 170 22 280 Nguyễn Thái Học13 917 21 576 b. Các luồng di chuyển lớn theo hai chiều Trên tổng số các trục đường được điều tra, lưu lượng giao thông theo hướng vào nội thành đạt mức cao nhất vào buổi sáng, còn hướng ra ngoại thành đạt mức cực điểm vào buổi chiều. Cụ thể như sau : +Buổi sáng có 49 332 người đi ra khu vành đai và 85 873 người đi vào trung tâm, tức là mức chênh lệch lên tới 74%, +Buổi chiều có 60 196 người đi vào trung tâm và 76 535 người đi ra khu vành đai, tức là mức chênh lệch đạt 27%. Những số liệu này cho thấy rõ các luồng di chuyển luân phiên hai chiều giữa nơi ở và nơi làm việc. Vào buổi sáng, những khu vực ở trung tâm thành phố luôn thu hút nhiều lao động sống ở những khu vành đai, sau đó đến giờ cao điểm buổi chiều những người này lại trở về nhà sau giờ làm việc. c. Mức độ đi lại :Những trục đường có nhiều người qua lại nhất đều là những trục xuyên tâm nối khu trung tâm thành phố với các khu vành đai và những tuyến đường vành đai 1 và 2 (xem bản đồ trên đây) : - Trục tây - đông nối khu vực trung tâm thành phố với điểm Cầu Giấy (các tuyến phố Nguyễn Thái Học, Trần Phú, Kim Mã, Cầu Giấy, Xuân Thuỷ) - Trục tây - đông chạy qua phố Giảng Võ - Trục bắc -nam chạy dọc theo tuyến đường sắt (các tuyến đường Lê Duẩn, Giải Phóng) SV: Trần Chí Trung 5 Líp: CÇu hÇm K43 - Trục bắc - nam chạy dọc theo sông Hồng (các tuyến đường Trần Quang Khải, Trần Khánh Dư) - Trục đông bắc - tây nam nối khu vực trung tâm thành phố với thị xã Hà Ðông (các tuyến phố Khâm Thiên, Nguyễn Lương Bằng, Tây Sơn, Nguyễn Trãi) - Đường vành đai 2 (các phố Minh Khai, Ðại La, Trường Chinh, Láng, Bưởi) - Đường vành đai 3 (các đường Pháp Vân, Thanh Xuân). Một số tuyến phố chính trong khu vực trung tâm thành phố cũng có lưu lượng xe lớn: phố Huế, Bà Triệu, Hai Bà Trưng... d. Ðổi mới trong giao thông công cộng Năm 2000 giao thông công cộng chỉ đáp ứng 4% nhu cầu đi lại, tức là ở mức thấp nhất trong số các nước Ðông Nam á. Tình hình này là kết quả của một quá trình suy giảm dần chất lượng của giao thông công cộng từ cuối những năm 1970. Do đó, số lượng hành khách đã giảm từ 76,5 triệu người vào năm 1978 (khoảng 25 - 30% lưu lượng giao thông) xuống chỉ còn 3,9 triệu người vào năm 1992. Sự suy giảm này là do xe máy ngày càng được ưa chuộng, song cũng bắt nguồn từ sự sa sút chất lượng dịch vụ và không được chính quyền thành phố quan tâm từ khi tiến hành công cuộc Ðổi Mới (ngừng trợ giá cho giao thông công cộng). Các tuyến xe buýt đều bị bãi bỏ, mạng lưới tổ chức kém, xe quá cũ, giá vé quá cao so với chất lượng dịch vụ. Hình 1.3-Biểu đồ so sánh xe buýt và xe điện Kể từ năm 2001, chính quyền thành phố đã quyết định đầu tư trở lại cho giao thông công cộng. Hàng loạt biện pháp đã được áp dụng khiến cho hành khách sử dụng xe buýt ngày càng nhiều : SV: Trần Chí Trung 6 Líp: CÇu hÇm K43 - Năm 2001, các xí nghiệp xe buýt được sát nhập lại trở thành Công ty Vận tải và Dịch vụ công cộng Hanoi Transerco nhằm tạo sự thống nhất toàn mạng lưới các tuyến buýt và hệ thống vé. - Các nguồn trợ cấp cho hoạt động xe buýt đã tăng gấp 6 lần trong vòng từ năm 2000 đến 2003. - Một chính sách nâng cao chất lượng dịch vụ đã được áp dụng sau khi thu được thành công từ ba tuyến xe buýt mẫu thí điểm trong khuôn khổ dự án Asia Trans giai đoạn 2002 - 2004 : nâng cao tính đúng giờ, áp dụng chính sách giá vé phù hợp hơn, mua thêm những xe buýt tiện nghi hơn... Tất cả những biện pháp đó đã giúp cho giao thông công cộng trở nên hấp dẫn hơn. Năm 2004, lượng hành khách đi xe buýt đã vượt mức 270 triệu người (theo ước tính của Tổng công ty vận tải Hà Nội, tên gọi mới của Hanoi Transerco). e.Tỷ lệ xe hơi còn thấp Giao thông bằng xe hơi cá nhân chiếm tỷ lệ còn thấp trong hệ thống giao thông đô thị (chỉ chiếm 5% theo số liệu điều tra do IMV thực hiện năm 2004). Ðiều đó cho thấy sự chênh lệch giữa mức sống của người dân Hà Nội với giá trị của một chiếc xe hơi, mức thuế cao (thuế nhập xe gần 100%) và còn nhiều đường phố hẹp không thuận tiện cho sử dụng xe hơi. Tính đến cuối năm 2004 có 147.000 xe hơi mới được đăng ký tại Hà Nội, tức là trung bình chỉ có khoảng 50 xe / 1.000 dân. Tuy nhiên, lượng xe hơi đang tăng dần với mức tăng trưởng có thể đạt tới gần 20%/năm. Việc chuyển dần từ xe máy sang ôtô trong những năm tới là điều hoàn toàn có thể xảy ra nếu mức sống của người dân cho phép. Ðây cũng chính là xu hướng phổ biến đối với một bộ phận dân cư khá giả ở Hà Nội. Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu đều chưa thấy được rằng về lâu dài xe hơi sẽ trở thành phương tiện phổ biến ở Hà Nội. Hệ thống giao thông ở Hà Nội tương đối hiệu quả. Vận tốc di chuyển trung bình là 20 km/h, tức là cao hơn hẳn so với vẫn tốc di chuyển trung bình tại hầu hết các thủ đô khác trong khu vực (Bangkok 9 km/h, Manila 10 km/h, Jakarta 15 km/h...). Cho đến nay, tình trạng tắc đường vẫn chưa phổ biến nhiều. - Tuy nhiên, cần thừa nhận rằng giao thông tại Hà Nội vẫn còn nhiều tác hại : Số vụ tai nạn giao thông tăng đều đặn : khoảng 6 người chết/ngày theo ước tính của Tổ chức Chữ thập Ðỏ . SV: Trần Chí Trung 7 Líp: CÇu hÇm K43 - Ô nhiễm không khí và tiếng ồn ngày càng trở nên trầm trọng . - Chỗ đỗ xe còn thiếu khiến người dân phải để xe trên vỉa hè gây cản trở cho người đi bộ. Qua các số liệu điều tra ở trên ta nhận thấy lưu lượng giao thông đã vượt quá khả năng thông qua trên mặt cắt giao thông. Tình trạng ùn tắc giao thông sẽ xảy ra rất nghiêm trọng vào những năm tới khi lượng ôtô cá nhân được sử dụng ngày càng tăng. Dọc theo tuyến đường đã hình thành nhiều khu trường Đại học và Cao đẳng, đang hình thành và phát triển các Khu công nghiệp tập trung vừa và nhỏ, các Khu Đô thị mới: Mỹ Đình, Cầu Diễn, Khu liên hợp thể thao Quốc gia... Sự phát triển này tất yếu dẫn đến tăng đáng kể lưu lượng hành khách (theo dự báo lưu lượng người tham gia giao thông đến năm 2010 vào giờ cao điểm trên đường Kim Mã sẽ là 50.000 đến 60.000 người/ hai hướng/ giờ). Việc đưa vào vận hành Tuyến đường sắt đô thị thí điểm là rất cần thiết, giải quyết cơ bản tình trạng ùn tắc giao thông do quá tải, tình trạng ô nhiễm do khí thải và đặc biệt đảm bảo an toàn cao cho người tham gia giao thông. 1.1.2.Năng lực vận tải hành khách của tuyến Trên cơ sở phân tích các dự báo về phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu giao thông của Thành phố Hà Nội, lộ trình phát triển giao thông công cộng của Thành phố, việc triển khai một số dự án tuyến xe buýt nhanh (BRT), tuyến đường sắt đô thị. Dự báo nhu cầu giao thông trên tuyến đường Nhổn - Ga Hà Nội như sau: Lưu lượng hành khách trong ngày tới năm 2010 là 123.800 hành khách (HK), năm 2020 là 274.000 HK, năm 2030 là 360.000 HK; lưu lượng hành khách trên đoạn đông nhất vào giờ cao điểm (1 chiều) tới năm 2010 là 6000 HK, năm 2020 là 9500 HK, năm 2030 là 12.000 HK. Tổ chức các bến trung chuyển với đường sắt nội đô tại bến số 11 (KS Daewoo) với hệ thống xe buýt nhanh (BRT) tại bến số 13 (Giảng Võ) và với hệ thống xe buýt tại bến số 10 (Cầu Giấy) và bến số 15 (Ga Hà nội). 1.1.3.Phương án tuyến SV: Trần Chí Trung 8 Líp: CÇu hÇm K43 Hình 1.4-Bình đồ của dự án Tuyến đường sắt đô thị thí điểm đi theo lộ trình sau: điểm đầu Nhổn (theo Quốc lộ 32) - Cầu Diễn - Mai Dịch - Nút giao với đường Vành đai 3 - Cầu Giấy - Kim Mã - Núi Trúc - Giảng Võ - Cát Linh - Quốc Tử Giám - ga Hà Nội - điểmcuối trên đường Trần Hưng Đạo (trước ga Hà Nội). Tổng chiều dài tuyến 12,5 Km + 0,2 Km đường dẫn vào Depot tại Nhổn, trong đó : đoạn đi trên cao dài 9,8 Km (gồm cả 0,2 km đường dẫn), đoạn đi ngầm dài 2,9 Km. 1.1.4.Vị trí các ga. SV: Trần Chí Trung 9 Líp: CÇu hÇm K43 Toàn tuyến bố trí 15 ga Hình 1.5-Vị trí các ga Ga S1 S2 S3 S4 S5 Lý trình Vị trí Km0+425 Quốc lộ 32, cổng trường ĐH công nghiệp Hà Nội, huyện Từ Liêm Km1+550 Km2+560 Km3+330 Km4+280 S6 Km5+050 S7 Km5+725 S8 Km6+715 S9 Km7+465 S10 Km8+110 S11 Km8+975 S12 Km9+875 S13 Km10+705 S14 Km11+520 S15 Km12+500 Quốc lộ 32, cạnh cổng vào xí nghiệp kinh doanh thép hình, huyện Từ Liêm Quốc lộ 32, cạnh Tổng kho 101 Quân đội, huyện Từ Liêm Quốc lộ 32, trước cổng chợ Cầu Diễn, huyện Từ Liêm Quốc lộ 32, trước nghĩa trang Mai Dịch, quận Cầu Giấy Đường Hồ Tùng Mậu, cạnh trường đại học Thương Mại, quận Cầu Giấy. Đường Xuân Thủy, trước trường đại học Sư Phạm, quận Cầu Giấy Đường Cầu Giấy, cạnh cây xăng số 9, quận Cầu Giấy Đường Cầu Giấy, Bưu cục Cầu Giấy, quận Cầu Giấy Đối diện trường đại học Giao thông vận tải, quận Ba Đình Đường Kim Mã, gần khách sạn Daewoo, quận Ba Đình. Đường Kim Mã, trước cửa khu Ngoại giao đoàn,quận Ba Đình. Đường Giảng Võ, trước cổng Bộ Y Tế, quận Đống Đa. Cát Linh, quận Đống Đa. Đường Trần Hưng Đạo, trước cửa ga Hà Nội, quận Hoàn Kiếm. 1.1.5.Phạm vi thiết kế trong đồ án. Trong phạm vi của đồ án này em xét đoạn S14 – S15 với : Điểm đầu : Đường Cát Linh, quận Đống Đa Điểm cuối : Ga Hà Nội ,quận Hoàn Kiếm Chiều dài ước tính từ điểm đầu đến điểm cuối là 1000 m. SV: Trần Chí Trung 10 Líp: CÇu hÇm K43 1.2.Điều kiện tự nhiên,kinh tế xã hội khu vực xây dựng . 1.2.1.Điều kiện tự nhiên. a. Vị trí xây dựng . Chọn một trong các đoạn trên mạng tuyến giao thông để thiết kế và tổ chức thi công : đoạn từ đường Cát Linh, quận Đống Đa đến Ga Hà Nội,quận Hoàn Kiếm .Tuyến đi qua khu trung tâm văn hóa chính trị là quận Ba Đình, khu vực phố cổ là quận Hoàn Kiếm . b. Đặc điểm mặt bằng khu vực xây dựng . Đây là khu trung tâm Thủ đô Hà Nội , nên không cho phép thay đổi kiến trúc khu vực . Do vậy mặt bằng thi công khó khăn chật hẹp nên phải có phương án thiết kế và thi công cho phù hợp . c. Đặc điểm địa chất –Khí hậu –Thủy văn . *Địa chất : Địa chất xác định thông qua kết quả khoan khảo sát địa chất của lỗ khoan L36 tại khu vực quận Hoàn Kiếm.Trên mặt cắt hố khoan có các lớp: đất tự nhiên, lớp sét dẻo và bùn hữu cơ, cát xám hạt trung, sét pha cát, cát hạt thô, sỏi cuội lẫn cát thô .(Bảng 1.2) SV: Trần Chí Trung 11 Líp: CÇu hÇm K43 Bảng 1.2: Sơ đồ mặt cắt cấu tạo địa chất khu vực. chiÒu s©u 0 1,2 1,2 5 6 4,8 10 15 lo¹i ®Êt ®¸y líp bÒ dµy (m) (m) ®Êt ®æ nÒn ®Êt c¸t pha lÉn sái g¹ch ®Êt sÐt dÎo 15 9 23 8 20 c¸t x¸m h¹t trung 25 sÐt pha c¸t 30 34 11 39 5 35 c¸t h¹t th« 40 45 50 55 sái cuéi lÉn c¸t h¹t th« 60 65 70 70 SV: Trần Chí Trung 31 12 Líp: CÇu hÇm K43 *Khí hậu : Nằm trong khu vực Hà Nội là khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm ướt.Thông thường khí hậu khu vực này có hai mùa rõ rệt là mùa mưa(từ tháng 4 đến tháng 10) và mùa khô (từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau). Lượng mưa trung bình dao động từ 1200 mm đến 2200 mm (trung bình là 1500 mm), độ ẩm ướt trung bình 85%, lượng bốc hơi trung bình 938mm/năm. Vào mùa khô khí hậu tương đối tốt có nhiều thuận lợi cho xây dựng các công trình hạ tầng cơ sở. Do đó ta nên chọn thời gian thi công vào mùa khô. Bảng 1.3-Các thông số khí hậu trung bình tháng trong năm khu vực Hà Nội Chỉ tiêu tháng Nhiệt độ trung bình(độ C) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15.3 17.6 19.2 26.6 27.6 29 28.4 28.6 27.1 24.4 21.4 18.4 Ghi chú Trung bình 23.6 Lượng mưa trung bình (mm) 18 36 34 121 194 250 214 325 290 184 115 7 Tổng cộng 1788 Độ ẩm trung Lượng bốc hơi bình(mm) trung bình(mm) 83 86 89 88 85 84 85 87 86 82 81 81 Trung bình 84.8 68 54 55 66 94 99 101 86 91 95 88 94 Trung bình 99.1 *Thủy văn : Hà Nội có sông Hồng chảy qua,rộng khoản 1Km-1,5 Km. Mực nước cao nhất ghi nhận được là +14,3m và mực nước thấp nhất là +17,3 m. Mực nước trung bình dao động từ +1,28 trong mùa khô và +10,18 trong mùa mưa. Khu vực xây dựng đường hầm có liên quan đến mực nước ngầm, do vậy khi mực nước sông Hồng lên xuống có ảnh hưởng tới mực nước ngầm. Theo tài liệu khảo sát địa chất thủy văn thì mực nước ngầm lớn nhất vào mùa mưa (tháng 8 âm lịch), đây cũng là lúc mực nước sông Hồng lên cao nhất.Sau đó mức nước SV: Trần Chí Trung 13 Líp: CÇu hÇm K43 nâng rút dần xuống và thấp nhất vào tháng 12 âm lịch.Song theo tài liệu khảo sát thì mực nước ngầm dao động từ -30m đến +13m. *Nguồn nước: Nguồn nước dùng cho thi công và sinh hoạt được khai thác từ mạng lưới nước của thành phố . 1.2.2.Điều kiện xã hội . a. Tình hình chính trị xã hội . Đây là khu trung tâm chính trị - văn hóa của thành phố, có trình độ dân trí cao, có nhiều cơ quan, tổ chức chính trị xã hội của Đảng và nhà nước đóng tại đây nên cũng có nhiều thuận lợi về tình hình an ninh chính trị song cũng có không ít những khó khăn trong quá trình thi công cũng như không được làm ảnh hưởng đến hoạt động của các cơ quan, các tổ chức và của nhân dân. b. Điều kiện cơ sở hạ tầng kỹ thuật. Khu vực thi công có điều kiện về cơ sở hạ tầng thuận lợi như mạng đường xá thuận lợi, vỉa hè rộng nên có thể tập kết vật liệu, máy móc mà không ảnh hưởng đến quá trình giao thông. Song một điều ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình thi công là đây là khu vực trung tâm nên mọi hoạt động vận chuyển máy móc, trang thiết bị, vật liệu, vận chuyển đất đá đào lên từ đường hầm chỉ có thể tiến hành vào ban đêm từ 22h00 ngày hôm trước đến 6h00 ngày hôm sau. Đây là một trong những yếu tố ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình thi công, do vậy trong quá trình thiết kế kỹ thuật thi công phải đưa ra được biện pháp thi công phù hợp. CHƯƠNG II: LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC 2.1.Các giải pháp đặt tuyến tàu điện ngầm (Metro). 2.1.1.Giới thiệu chung về tàu điện ngầm : *Khái niệm: Metro là hệ thống đường sắt cao tốc nội đô khép kín, phục vụ vận tải hành khách công cộng độc lập với những mạng lưới giao thông khác SV: Trần Chí Trung 14 Líp: CÇu hÇm K43 trong thành phố . Trong hệ thống Metro có 3 loại tuyến : +Tuyến đường sắt trên cao chạy trên hệ thống cầu cạn để khắc phục mật độ kiến trúc cao và địa hình phức tạp. Loại tuyến này có ưu điểm thi công dễ dàng,chế độ khai thác đơn giản nhưng có nhược điểm là gây ồn và gây bụi cho thành phố, ảnh hưởng nhiều đến quy hoạch. +Tuyến chạy nổi trên mặt đất trong hệ thống đường riêng có hàng rào che kín. Những tuyến khác cắt ngang đều phải vượt qua bằng cầu và hầm vượt.Loại tuyến này có ưu điểm: xây dựng đơn giản, rẻ, chế độ khai thác không phức tạp. Nhược điểm: gây ồn và bụi, chiếm dụng nhiều diện tích giao thông và gây khó khăn cho quy hoạch đô thị . +Tuyến chạy ngầm trong lòng đất dưới thành phố hay còn gọi là hệ thống tàu điện ngầm.Loại tuyến này chạy ngầm là chủ yếu, hành khách đi xuống tàu qua các nhà ga nối thông với mặt đất. Khi vượt qua sông tuyến có thể phải nổi lên để vượt sông bằng cầu và ở những khu vực xây dựng thưa hoặc gần đến khu Đêpot để quay đầu, tuyến có thể chạy nổi 1 đoạn.Nhiều tuyến tàu điện ngầm của một số thành phố trên thế giới,đoạn vượt sông người ta vẫn giải quyết bằng hầm. Tàu điện ngầm có năng lực vận chuyển lớn,đáp ứng được yêu cầu giao thông công cộng rất cao của một thành phố đông dân, chiếm dụng diện tích rất ít, không gây ồn và bụi và còn kết hợp một số chức năng khác trong đời sống xã hội của thành phố vì vậy tàu điện ngầm là một phương tiện giao thông công cộng phổ biến của nhiều thành phố trên thế giới. Đường tàu điện ngầm đầu tiên trên thế giới được xây dựng ở Anh vào năm 1863, cho đến nay đã có 80 thành phố trên thế giới sử dụng hệ thống tàu điện ngầm trong giao thông công cộng. Hệ thống đường tàu điện ngầm lớn nhất là NewYork với tổng chiều dài 392Km và 471 ga, thứ hai là Paris: 301 Km, 349 ga. Do đặc điểm khu vực xây dựng, vị trí xây dựng là khu vực phố cổ và khu vực trung tâm văn hóa chính trị, mặt bằng xây dựng chật hẹp nên ta chọn tuyến chạy ngầm trong lòng đất . 2.1.2.Các thông số kỹ thuật của đoàn tàu : Tầu có 3 khoang (02 khoang có động cơ, 01 khoang không động cơ) dài 58,5m, rộng 2,8 m, tải trọng trục 14 Tấn, tốc độ tối đa 80 km/h, khả năng chuyên SV: Trần Chí Trung 15 Líp: CÇu hÇm K43 chở 431 chỗ - 587 chỗ, tương lai sẽ tăng lên thành đoàn tàu 4 khoang, dài 80 m và khả năng chuyên chở sẽ là 792 người (6 ng/m2) và đạt mức chuyên chở đặc biệt 1002 người (8ng/m2). Thời gian phục vụ của tuyến Metro từ 5h đến 24h, tần suất chạy tầu 5,4 phút/chuyến, năng lực vào giờ cao điểm đạt 6300 HK/giờ/hướng (trong tương lai tăng tần suất lên 3,45 phút/chuyến, đạt 9500 HK/giờ/hướng và 3 phút/chuyến, đạt 12.000 HK/giờ/hướng có nối thêm toa vào đoàn tầu). Thời gian đi hết 1 vòng là 49 phút, vận tốc thương mại đạt 33,8 Km/giờ. Các thông số kỹ thuật của toa xe: + Kích thước toa xe: dài 19 - 20 m; rộng 2,8m; cao 3,8m, chiều cao sàn 0,9 - 1,15m; + Tải trọng trục tối đa : 14 Tấn; + Tốc độ cấu tạo : Vct = 80 Km/h; Hình 2.1-Đoàn tầu điện ngầm 2.1.3.Khổ giới hạn hầm. Dựa trên thông số đoàn tàu ở trên như chiều cao đoàn tàu là 3,8m, chiều rộng là 2,8 m, chiều cao sàn là 0,9 m, ta có khổ giới hạn hầm thiết kế như sau: 970 3950 3750 3350 Hình 2.1.Đoàn tầu điện ầm 1400 SV: Trần Chí Trung 580 220 1400 c®®r 16 Líp: CÇu hÇm K43 1596 Hình 2.2-Khổ giới hạn. 2.1.4.Xác định phương án bố trí hầm. Từ khổ giới hạn trên và dựa vào điều kiện thi công trong đô thị ta đề xuất 2 phương án đặt hầm là : +Hầm đặt nông. +Hầm đặt sâu. 2.2.Các phương án sơ bộ. 2.2.1.Phương án sơ bộ đặt nông. Hầm đặt nông là hầm bố trí gần mặt đất (thường giới hạn 5-10m từ cốt mặt đất) .Đây là dạng phổ biến do các tuyến đặt nông thuận tiện cho hành khách so với các tuyến đặt sâu ,tiết kiệm được thời gian đi lại của hành khách,dễ thi công bằng phương pháp lộ thiên,những biện pháp chống thấm và thông gió ít phức tạp, đường dẫn lên mặt đất ở các nhà ga bố trí dễ dàng.Giá thành xây dựng của các tuyến đặt nông trong điều kiện địa chất thủy văn thuận lợi trung bình nhỏ hơn 2 lần các tuyến đặt sâu. Tuyến hầm đặt nông thường bám dọc theo các tuyến giao thông chính trên mặt đất.Chiều sâu đặt hầm là 5m kể từ mặt đất, hầm gồm 2 tuyến . a. Mặt cắt ngang SV: Trần Chí Trung 17 Líp: CÇu hÇm K43 600 600 1400 1400 1400 4250 6100 400 1400 600 1520 CĐĐR CĐĐR 600 1520 600 650 600 400 8800 Hình 2.3-Mặt cắt hộp đổ tại chỗ. Thông số kết cấu: -Chiều rộng mặt cắt hầm :8,8 m; -Chiều cao : 6,1 m; -Chiều dày tường bên : 0,6 m; -Chiều dày tường giữa: 0,4m; -Chiều dày nóc hầm: 0,6m. b. Cấu tạo ray cho hầm đặt nông. 1200 c®®r 2870 Hình 2.4-Cấu tạo ray. c. Sơ đồ bố trí hầm đoạn đường đi. -Chiều rộng vỉa hè: 5m; -Chiều rộng đường : 10m; -Cao độ đặt hầm : -2,5m; SV: Trần Chí Trung 18 Líp: CÇu hÇm K43 -2.5 400 600 300 400 -8.6 600 300 600 650 600 600 4250 600 10000 400 -10.6 7600 600 600 Hình 2.5-Sơ đồ bố trí hầm tại đoạn đường đi. d. Sơ đồ bố trí hầm tại ga. 10000 350 1400 3000 6400 3000 1400 350 Hình 2.6-Sơ đồ bố trí hầm tại điểm đỗ. Các thông số kỹ thuật : -Chiều rộng vỉa hè: 5m; -Chiều rộng đường : 10m; -Cao độ đặt hầm : -2,5m; 2.2.2.Phương án hầm đặt sâu : Hầm đặt sâu áp dụng trong những điều kiện địa chất và địa chất thủy văn phức tạp, hoặc tuyến hầm chạy qua khu vực có nhiều nhà cao tầng phía trên mặt đất, có khi tuyến nằm ở độ sâu đến 50m.Tuyến đặt sâu không phụ thuộc vào quy hoạch trên mặt đất, có khi tuyến nằm ở độ sâu 50m . SV: Trần Chí Trung 19 Líp: CÇu hÇm K43 a. Mặt cắt ngang : 350 200 200 350 8500 220 Hình 2.7-Mặt cắt ngang hầm đặt sâu. Thông số kết cấu: +Bán kính trong : 7,8m m; +Bán kính ngoài : 8,5m; +Chiều dày lớp vỏ hầm : 0,35m; +Chiều dày lớp chống thấm : 0,2m b. Cấu tạo ray cho hầm đặt sâu. 1520 1-Tấm lót phẳng. c®®r 2-Tấm lót cao su bên sườn; 3-Rãnh thoát nước 25x50 mm; 4-Bê tông tòan khối; 5-Máng; Hình 28.Cấu tạo ray. c. Sơ đồ bố trí hầm tại điểm đỗ -Chiều rộng vỉa hè: 5m,; -Chiều rộng đường : 10m; -Cao độ đặt hầm : 23m; SV: Trần Chí Trung 20 Líp: CÇu hÇm K43