Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
Bé x©y dùng
Trêng ®¹i häc kiÕn tróc hµ néi
®ç nhËt t©n
Nghiªn cøu tÝnh to¸n têng trong ®Êt
trong thi c«ng hÇm vît
t¹i thµnh phè nam ®Þnh
luËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt
chuyªn ngµnh: x©y dùng d©n dông vµ c«ng nghiÖp
m· sè: 60.58.20
Hµ Néi 2011
Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
Bé x©y dùng
Trêng ®¹i häc kiÕn tróc hµ néi
®ç nhËt t©n
Nghiªn cøu tÝnh to¸n têng trong ®Êt
trong thi c«ng hÇm vît
t¹i thµnh phè nam ®Þnh
luËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt
chuyªn ngµnh: x©y dùng d©n dông vµ c«ng nghiÖp
m· sè: 60.58.20
ngêi híng dÉn khoa häc
gs.ts ®ç nh tr¸ng
Hµ Néi 2011
Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
Bé x©y dùng
Trêng ®¹i häc kiÕn tróc hµ néi
®ç nhËt t©n
Nghiªn cøu tÝnh to¸n têng trong ®Êt
trong thi c«ng hÇm vît
t¹i thµnh phè nam ®Þnh
luËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt
chuyªn ngµnh: x©y dùng d©n dông vµ c«ng nghiÖp
m· sè: 60.58.20
Hµ Néi 2010
-1më ®Çu
* Tính cấp thiết của đề tài
Do nhu cÇu ph¸t triÓn cña kinh tÕ, hÇm vît vµ kh«ng gian ngÇm ngµy
cµng ®îc quan t©m. T¹i c¸c thµnh phè lín hÖ thèng tµu ®iÖn ngÇm ®ang ®îc
triÓn khai x©y dùng. Mét sè dù ¸n vÒ hÇm vît ®· ®îc triÓn khai lËp dù ¸n,
kh¶o s¸t vµ gi¶i phãng mÆt b»ng. RÊt nhiÒu c¸c nhµ cao tÇng ®· vµ ®ang x©y
dùng cã tõ mét ®Õn nhiÒu tÇng hÇm. Thi c«ng c«ng tr×nh ngÇm ®« thÞ ë ViÖt
Nam trong mét sè n¨m trë l¹i ®©y ®· sö dông nhiÒu ph¬ng ph¸p thi c«ng hiÖn
®¹i nh ph¬ng ph¸p khiªn ®µo (TBM- t¹i hÇm dÉn níc c«ng tr×nh Thñy ®iÖn
§¹i Ninh T©y Nguyªn- sÏ sö dông TBM trong ®Êt yÕu, t¹i c¸c c«ng tr×nh Metr«
ë Hµ néi vµ thµnh phè HCM), ph¬ng ph¸p hÇm d×m ®Ó thùc hiÖn x©y dùng c¸c
c«ng tr×nh hÇm díi níc (thi c«ng hÇm vît Thñ Thiªm), sö dông ph¬ng
ph¸p têng trong ®Êt
Mét lo¹t c¸c dù ¸n x©y dùng hÇm vît ®îc nghiªn cøu
triÓn khai x©y dùng: dù ¸n hÇm vît s«ng Thñ Thiªm (T.p Hå ChÝ Minh), hÇm
vît s«ng H¬ng (HuÕ), dù ¸n tµu ®iÖn ngÇm t¹i Tp Hµ Néi vµ Tp Hå ChÝ
Minh, c¸c dù ¸n hÇm vît ®êng bé
Trong ®ã mét sè dù ¸n ®· hoµn thµnh,
mét sè dù ¸n ®ang ®îc triÓn khai.
Trong c¸c dù ¸n vÒ hÇm vît ®· x©y dùng chóng ta chñ yÕu thi c«ng
b»ng ph¬ng ph¸p ®µo më. Ph¬ng ph¸p thi c«ng têng trong ®Êt ë ViÖt Nam
cho ®Õn nay ®îc sö dông chñ yÕu trong thi c«ng c¸c tÇng hÇm nhµ cao tÇng vµ
c¸c c«ng tr×nh phôc vô cho giao th«ng chñ yÕu ë c¸c Thµnh phè lín. HiÖn nay
trong c¸c dù ¸n hÇm vît ®êng bé thêng ®îc thiÕt kÕ ®i ngÇm trong ®Êt vµ
sö dông ph¬ng ph¸p thi c«ng têng trong ®Êt lµ chñ yÕu. Do nh÷ng u ®iÓm
®Æc biÖt cña ph¬ng ph¸p têng trong ®Êt lµ:
- Thi c«ng ®îc c¸c c«ng tr×nh ngÇm cã ®é s©u lín.
- ThÝch dông trong mäi ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt, ®Æc biÖt trong c¸c vïng ®Êt
yÕu, mùc níc ngÇm cao.
-2- §¶m b¶o æn ®Þnh cho c¸c c«ng tr×nh phô cËn, liÒn kÒ, phï hîp sö dông
thi c«ng trong c¸c c«ng tr×nh cã ®iÒu kiÖn mÆt b»ng x©y dùng chËt hÑp.
- Gi¶m khèi lîng thi c«ng, cã thÓ thi c«ng theo ph¬ng ph¸p ngîc
(top -down) cã lîi cho viÖc t¨ng nhanh tèc ®é thi c«ng.
- Têng võa cã thÓ dïng lµm kÕt cÊu bao che ë ®é s©u lín l¹i cã thÓ kÕt
hîp lµm kÕt cÊu chÞu lùc (cho c¸c c«ng tr×nh ngÇm), lµm mãng cho c«ng tr×nh
trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh.
Cho nªn viÖc nghiªn cøu ¸p dông têng trong ®Êt trong thi c«ng hÇm
vît lµ cÇn thiÕt. §Ò tµi tËp trung vµo viÖc nghiªn cøu
Nghiªn cøu tÝnh to¸n
têng trong ®Êt trong thi c«ng hÇm vît t¹i Thµnh phè Nam §Þnh .
* Mục tiêu đề tài luận v¨n
- Nghiªn cøu vµ tÝnh to¸n têng trong ®Êt vµo x©y dùng c«ng tr×nh hÇm
vît ë ViÖt Nam, ¸p dông cô thÓ cho hÇm vît dù kiÕn sÏ ®îc x©y dùng t¹i
Thµnh phè Nam §Þnh.
- øng dông kh¶o s¸t, ph©n tÝch sù lµm viÖc cña kÕt cÊu cÊu têng trong
®Êt trong thi c«ng c«ng tr×nh hÇm vît víi c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt ë Thµnh phè
Nam §Þnh.
- Ph©n tÝch sù lµm viÖc cña kÕt cÊu c«ng tr×nh ngÇm thi c«ng theo
ph¬ng ph¸p têng trong ®Êt, tõ c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu cã thÓ ®Ò xuÊt c¸c
kiÕn nghÞ vÒ gi¶i ph¸p kÕt cÊu hîp lý.
* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
C¸c c«ng tr×nh hÇm vît øng dông c«ng nghÖ têng trong ®Êt víi ®iÒu
kiÖn ®Þa chÊt t¹i Thµnh phè Nam §Þnh.
* Nội dung nghiên cứu của đề tài
LuËn v¨n cã ba ch¬ng víi c¸c néi dung chÝnh nh sau
Ch¬ng 1: Tæng quan vÒ c«ng tr×nh hÇm vît vµ c¸c ph¬ng ph¸p thi
c«ng hÇm vît. Giíi thiÖu vÒ ph¬ng ¸n hÇm vît dù kiÕn t¹i Thµnh phè Nam
§Þnh.
-3Ch¬ng 2: Lý thuyÕt têng trong ®Êt trong thi c«ng c«ng tr×nh hÇm vît
Ch¬ng 3: Ph©n tÝch, kh¶o s¸t sù lµm viÖc cña têng trong ®Êt trong thi
c«ng hÇm vît vµ tÝnh to¸n kÕt cÊu vá hÇm vît.
KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ
* Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu
Trªn c¬ së nghiªn cøu lý thuyÕt vÒ c«ng tr×nh hÇm, c¸c c«ng nghÖ thi
c«ng hÇm ®Æc biÖt lµ c«ng nghÖ têng trong ®Êt trong thi c«ng hÇm vît, kÕt
hîp víi c¸c tµi liÖu thùc tÕ thiÕt kÕ vµ thi c«ng c¸c c«ng tr×nh ngÇm t¹i ViÖt
Nam vµ t¹i Hµ Néi. TiÕn hµnh nghiªn cøu ph©n tÝch kÕt cÊu têng trong ®Êt
theo qu¸ tr×nh thi c«ng, tõ ®ã ®a ra kiÕn nghÞ vÒ lùa chän m« h×nh tÝnh to¸n
vµ d¹ng kÕt cÊu vá hÇm thÝch hîp.
TiÕn hµnh kh¶o s¸t víi d¹ng kÕt cÊu hÇm vît dù kiÕn thi c«ng t¹i
Thµnh phè Nam §Þnh víi mét sè d¹ng ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt ë Thµnh phè Nam
§Þnh. ViÖc kh¶o s¸t ®îc thùc hiÖn b»ng c¸c phÇn mÒm hiÖn hµnh trong ®ã
x©y dùng mét phÇn mÒm tÝnh to¸n b»ng ng«n ng÷ lËp tr×nh Matlab.
* ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn cña ®Ò tµi
C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu cña ®Ò tµi luËn v¨n cã thÓ ®îc sö dông lµm tµi
liÖu tham kh¶o, nghiªn cøu vµ ¸p dông cho chuyªn ngµnh ®Þa kü thuËt, thi
c«ng vµ x©y dùng c«ng tr×nh ngÇm ®« thÞ, lµ c¬ së khoa häc ®Ó kiÕn nghÞ sö
dông c«ng nghÖ øng dông têng trong ®Êt trong thi c«ng c¸c hÇm vît t¹i
Thµnh phè Nam §Þnh vµ ë nh÷ng n¬i cã ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt t¬ng tù.
-4Ch¬ng I- Tæng quan vÒ c«ng tr×nh hÇm vît
Vµ c¸c ph¬ng ph¸p thi c«ng hÇm vît
Giíi thiÖu vÒ ph¬ng ¸n hÇm vît dù kiÕn t¹i tP nam ®Þnh
1.1. Tæng quan vÒ c«ng tr×nh hÇm vît [1, 9, 12]
1.1.1. §Þnh nghÜa vµ ph©n lo¹i
HÇm lµ c«ng tr×nh nh©n t¹o n»m trong lßng ®Êt cã mét hoÆc c¶ hai ®Çu
nèi th«ng víi mÆt ®Êt dïng vµo môc ®Ých giao th«ng, dÉn níc hoÆc bè trÝ c¸c
hÖ thèng kü thuËt kh¸c.... HÇm cã thÓ n»m ngang hoÆc nghiªng, trêng hîp
c«ng tr×nh bè trÝ theo ph¬ng ®øng th× gäi lµ giÕng.
Ngµy nay hÇm ®îc sö dông kh¸ phæ biÕn trong c¸c lÜnh vùc kh¸c nhau
cña nÒn kinh tÕ quèc d©n ®Æc biÖt lµ ë c¸c níc ph¸t triÓn. §a sè c¸c c«ng
tr×nh hÇm, ®Æc biÖt lµ hÇm lín dïng vµo môc ®Ých giao th«ng nh hÇm ®êng
s¾t, hÇm ®êng bé, ®êng thñy. Mét sè c«ng tr×nh lo¹i nµy ®îc sö dông hçn
hîp cho c¶ ®êng s¾t vµ « t«. C¸c c«ng tr×nh hÇm còng lµ nh÷ng h¹ng môc
phæ biÕn trong viÖc x©y dùng c¸c c«ng tr×nh thñy lîi ®Çu mèi nh c¸c tr¹m
thñy ®iÖn, c«ng tr×nh thñy.... Trong x©y dùng vµ ph¸t triÓn c¸c thµnh phè hÇm
vît ®îc sö dông réng r·i ®Ó bè trÝ c¸c m¹ng líi giao th«ng, ®Ó lµm c¸c kho
tµng, bÓ chøa, gara, b·i chøa xe vµ c¸c môc ®Ých ®Æc biÖt kh¸c.
Theo c«ng dông vµ nh÷ng ®Æc biÖt vÒ kÕt cÊu hÇm ®îc chia thµnh c¸c
nhãm vµ c¸c lo¹i sau:
B¶ng 1.1- Ph©n lo¹i hÇm
STT
§Æc ®iÓm c«ng tr×nh
1
HÇm trªn ®êng giao th«ng
2
HÇm thñy lîi
Ph©n lo¹i
- HÇm ®êng s¾t
- HÇm xe ®iÖn ngÇm
- HÇm ®êng « t«
- HÇm cho ngêi ®i bé
- HÇm ®êng thñy.....
- HÇm trong c¸c tr¹m thñy ®iÖn
- HÇm thñy n«ng: hÇm dÉn níc tíi
-5tiªu, c¶i t¹o ®Êt
- HÇm trªn c¸c ®êng cÊp tho¸t níc
- HÇm ®êng thñy
- HÇm cÊp, tho¸t níc
HÇm ®Ó bè trÝ c¸c hÖ thèng
- HÇm ®Ó cÊp h¬i, cÊp nhiÖt
kü
thuËt,
®Æc
biÖt
quan
träng
3
- HÇm ®Ó bè trÝ m¹ng líi th«ng tin liªn
trong thµnh phè, khu d©n c,
l¹c, m¹ng ®iÖn vµ c¸c hÖ thèng n¨ng
khu c«ng nghiÖp....
lîng kh¸c...
- HÇm giao th«ng, vËn chuyÓn
HÇm
trong
c«ng
nghiÖp
khai
4
- HÇm tho¸t níc
th¸c má
- HÇm th«ng giã...
- HÇm dïng cho môc ®Ých qu©n sù: hÇm
phßng tr¸nh, hÇm chiÕn lîc, hÇm chøa
m¸y bay, tµu thuyÒn...
- C¸c gara, kho tµng ngÇm
- HÇm cho c¸c nhµ m¸y nh nhµ m¸y
5
HÇm cã ý nghÜa ®Æc biÖt
®iÖn nguyªn tö, c¸c nhµ m¸y quèc
phßng cã ý nghÜa ®Æc biÖt...
- C¸c trung t©m th¬ng m¹i, nghØ ng¬i
trong c¸c thµnh phè hiÖn ®¹i...
- C¸c phßng thÝ nghiÖm quan träng cña
nÒn KTQD.
- HÇm xuyªn nói
6
Theo khu vùc x©y dùng
- HÇm ®ång b»ng
- HÇm trong thµnh phè
1.1.2. LÞch sö x©y dùng hÇm vît trªn ThÕ giíi
Nguån gèc cña viÖc x©y dùng hÇm ®Çu tiªn ph¶i kÓ ®Õn viÖc t¹o nªn
nh÷ng hang ngÇm tõ thêi cæ xa. Tõ l©u, tríc c«ng nguyªn ë Babilon, Ai
CËp, Hy L¹p vµ La M· c«ng t¸c x©y dùng ngÇm ®îc tiÕn hµnh ®Ó khai th¸c
kho¸ng s¶n, x©y dùng c¸c l¨ng mé, nhµ thê... sau ®ã ®Õn cÊp níc vµ giao
th«ng. §¸ng kÓ h¬n lµ nh÷ng hÇm do ngêi La M· x©y dùng vµo môc ®Ých
cÊp, tho¸t níc vµ giao th«ng, mét sè cßn gi÷ nguyªn cho ®Õn ngµy nay.
Vµo cuèi thêi kú trung cæ do viÖc më réng quan hÖ gi÷a c¸c d©n téc
còng nh viÖc rót ng¾n con ®êng bu«n b¸n ngêi ta ®· x©y dùng c¸c hÇm
-6®êng thñy nèi c¸c ®êng giao th«ng thñy ®ang ng¨n c¸ch nhau bëi c¸c d·y
nói b»ng viÖc sö dông thuèc næ ®en ®Ó ph¸ ®¸.
ViÖc xuÊt hiÖn ®êng s¾t lµ nguyªn nh©n thóc ®Èy sù nghiÖp ph¸t triÓn
hÇm sau nµy. HÇm ®êng s¾t ®Çu tiªn dµi 1190m x©y dùng n¨m 1826-1830 tõ
Liverpool ®Õn Manchester Anh. Còng trong thêi kú nµy, hÇm ®êng s¾t ®îc
x©y dùng ë Ph¸p vµ c¸c níc Ch©u ¢u kh¸c.
Sau chiÕn tranh thÕ giíi lÇn thø I, nhÞp ®iÖu x©y dùng hÇm gi¶m bëi v×
®Õn thêi kú nµy hÇu nh m¹ng líi ®êng s¾t ®· hoµn thiÖn ë c¸c níc Ch©u
¢u. Trong sè nh÷ng hÇm x©y dùng thêi kú nµy cã hÇm Apenhin B trªn tuyÕn
Phlorece ®i Bolona (1920-1931). §©y lµ hÇm ®êng s¾t tuyÕn ®«i dµi nhÊt thÕ
giíi cã mét ga ë gi÷a. Còng thêi kú nµy (1927) ®· kÕt thóc viÖc x©y dùng hÇm
®êng thñy Rove dµi 7,12Km trªn tuyÕn Marcei-Ron ë Ph¸p cã tiÕt diÖn
ngang lín nhÊt thÕ giíi 24,5x17,1m.
TuyÕn ®êng xe ®iÖn ngÇm ë Lu©n §«n vËn hµnh n¨m 1863 lµ c¸c
tuyÕn xe ®iÖn ngÇm ®Çu tiªn trªn thÕ giíi vµ nã còng më ®Çu thêi kú x©y dùng
c¸c hÖ thèng xe ®iÖn ngÇm ë thµnh phè lín trªn thÕ giíi. §Õn nay thÕ giíi ®·
®a vµo vËn hµnh trªn 100 hÖ thèng xe ®iÖn ngÇm ë trªn 30 níc vµ còng
®ang thiÕt kÕ thi c«ng h¬n 30 hÖ thèng kh¸c.
1.1.3. Tæng quan vÒ x©y dùng hÇm vît ë ViÖt Nam
C¸c c«ng tr×nh ngÇm ®« thÞ nh hÖ thèng tµu ®iÖn ngÇm, b·i ®ç xe
ngÇm, hÇm vît ®êng bé ..., cho tíi cuèi thÕ kû XX vÉn cha cã c«ng tr×nh
nµo ®îc x©y dùng ë ViÖt Nam
Trong nh÷ng n¨m ®Çu thÕ kû XXI vµ t¬ng lai gÇn, c¸c c«ng tr×nh
ngÇm sÏ x©y dùng ë c¸c thµnh phè lín cã thÓ kÓ ®Õn:
* T¹i Thµnh phè Hµ Néi:
- Dù ¸n tuyÕn ®êng s¾t ®« thÞ/tµu ®iÖn ngÇm (Metro) cã hai dù ¸n ®ang
®îc thùc hiÖn lµ: Dù ¸n thÝ ®iÓm ®o¹n Nhæn - Ga Hµ Néi theo híng ®«ng t©y (tuyÕn sè 3) dµi kho¶ng 12,5km trong ®ã cã kho¶ng 9km ®i cao, 4km hÇm,
-74 ga ngÇm. Vµ tuyÕn 2 theo híng B¾c - Nam (Tõ Liªm - Nam Th¨ng Long Thîng §×nh), riªng dù ¸n nµy ph©n lµm 2 tiÓu dù ¸n DA1 tõ Nam Th¨ng
Long - phè TrÇn Hng §¹o vµ DA2 tõ phè TrÇn Hng §¹o ®Õn Thîng §×nh,
4 tuyÕn kh¸c ®ang n»m trong giai ®o¹n thiÕt kÕ c¬ së.
- C«ng tr×nh ngÇm t¹i nót giao th«ng: Mét trong c¸c gi¶i ph¸p x©y dùng
cã hiÖu qu¶ khi x©y dùng nót giao th«ng lµ sö dông c¸c c«ng tr×nh ngÇm t¹i
c¸c nót giao. C¸c dù ¸n x©y dùng hÇm bé hµnh ®· vµ ®ang ®îc x©y dùng nh
nót Ng· T Väng, nót Kim Liªn, nót Ng· T Së, hÇm chui vµ nót giao Trung
t©m Héi nghÞ quèc gia... HiÖn ®· thi c«ng xong hÇm chui ng· t Kim Liªn (vµ
nhiÒu c«ng tr×nh kh¸c). Dïng hÖ cét chèng ®øng, dÇm v¨ng/thanh chèng
ngang vµ gi»ng xiªn ®Ó æn ®Þnh hè ®µo s©u h¬n 9m. §¸y hè ®µo ®îc gia cè
vµ chÆn níc ngÇm b»ng kü thuËt phôt v÷a cao ¸p
H×nh 1.1- C«ng tr×nh hÇm chui ng· t Kim Liªn, Hµ Néi th¸ng 2/2008
- C«ng tr×nh ngÇm vît s«ng: Theo ®iÒu chØnh quy ho¹ch chung cña Hµ
Néi ®Õn n¨m 2020 lµ më réng thµnh phè chñ yÕu theo híng T©y B¾c vµ T©y
Nam lÊy s«ng Hång lµm trôc ®èi xøng. ViÖc x©y dùng c¸c c«ng tr×nh vît
s«ng Hång ®ang trë thµnh vÊn ®Ò cÊp b¸ch, ngoµi viÖc x©y dùng c¸c cÇu lín
vît s«ng Hång nh cÇu Thanh Tr×, cÇu NhËt T©n... mét sè dù ¸n vÒ hÇm vît
-8s«ng Hång còng ®· ®îc ®Ò xuÊt vµ trong t¬ng lai viÖc x©y dùng c¸c hÇm
vît s«ng Hång lµ rÊt kh¶ thi.
- C«ng tr×nh ngÇm b·i ®ç xe, c«ng tr×nh ngÇm chøa ®êng d©y ®êng
èng kü thuËt vµ c¸c lo¹i ®êng ngÇm kh¸c. Hµ Néi dù kiÕn x©y dùng mét sè
b·i ®ç xe, khai th¸c ngÇm c¸c ®iÓm dÞch vô th¬ng m¹i, vÖ sinh c«ng céng...
§· thÊy cã sù chuÈn bÞ cho dù ¸n x©y gara «t« ngÇm ë vên hoa Hµng §Ëu,
nghiªn cøu cho sù khai th¸c kh«ng gian ngÇm phôc vô môc ®Ých th¬ng m¹i
t¹i c¸c ga ngÇm vµ c¸c tæ hîp th¬ng m¹i däc theo hai tuyÕn metro ®Çu tiªn sè
2 vµ sè 3 nãi trªn.
* T¹i Thµnh phè Hå ChÝ Minh:
- C«ng tr×nh ngÇm t¹i nót giao th«ng: t¹i Thµnh phè Hå ChÝ Minh ®·
lËp dù ¸n chuyÓn 4 nót giao th«ng cïng møc thµnh giao th«ng kh¸c møc b»ng
h×nh thøc giao chui, bao gåm: nót Nam Kú Khëi NghÜa - Lý ChÝnh Th¾ng, nót
§iÖn Biªn Phñ - Hai Bµ Trng, nót X« ViÕt NghÖ TÜnh - C¸ch M¹ng Th¸ng
T¸m vµ nót Qu¶ng trêng D©n Chñ.
- C«ng tr×nh ngÇm vît s«ng: Thµnh phè Hå ChÝ Minh víi ®Æc trng ®Þa
h×nh ®ång b»ng Nam Bé nhiÒu s«ng r¹ch, muèn gi÷ sù ®éc ®¸o c¶nh quan
s«ng níc vµ m«i trêng thiªn nhiªn ph¶i sö dông rÊt nhiÒu c«ng tr×nh vît
s«ng. Mét trong nh÷ng c«ng tr×nh vît s«ng ®· ®îc x©y dùng ®ã lµ ®êng
míi Thñ Thiªm (trong ®ã cã hÇm Thñ Thiªm). C«ng tr×nh nµy lµ gãi thÇu sè 4
n»m trong dù ¸n x©y dùng ®¹i lé §«ng - T©y, cã chiÒu dµi kho¶ng 22km ®i
qua ®Þa bµn 6 quËn huyÖn nèi trung t©m thµnh phè víi ®« thÞ míi Thñ Thiªm.
Tæng chiÒu dµi cña hÇm lµ 1.774m (®êng dÉn: 551m, ®êng hÇm cã n¾p:
851m, hÇm d×m: 372m). ChiÒu cao toµn bé hÇm (c¶ vá) lµ 22,80m. HÇm gåm
4 lµn xe ch¹y.
- C¸c tuyÕn ®êng s¾t ®« thÞ (Metro): Thµnh phè Hå ChÝ Minh ®· lËp
dù ¸n nghiªn cøu tiÒn kh¶ thi vÒ hÖ thèng giao th«ng ®« thÞ b»ng ph¬ng tiÖn
b¸nh s¾t trong ®ã cã hÖ thèng metro khÐp kÝn. Mét sè tuyÕn chÝnh ®îc dù
-9kiÕn x©y dùng nh tuyÕn sè 1 BÕn Thµnh - Suèi Tiªn dµi 19,7km, tuyÕn sè 2
tõ ng· t An S¬ng - BÕn Thµnh - Thñ Thiªm dµi 19km, tuyÕn sè 3 tõ Quèc lé
13 - bÕn xe MiÒn §«ng - T©n Kiªn dµi 24km, tuyÕn sè 4 tõ BÕn C¸t - ®êng
NguyÔn v¨n Linh dµi 24km, tuyÕn sè 5 tõ cÇu Sµi Gßn - bÕn xe CÇn Giuéc dµi
17km vµ tuyÕn sè 6 tõ ng· ba Bµ QuÑo - vßng xoay Phó L©m dµi 6km.
- C«ng tr×nh ngÇm b·i ®ç xe, c«ng tr×nh ngÇm chøa ®êng d©y ®êng
èng kü thuËt vµ c¸c lo¹i ®êng ngÇm kh¸c. Dù ¸n x©y gara « t« ngÇm ë c«ng
viªn Tao §µn, ë gãc ®êng HuyÒn Tr©n C«ng Chóa vµ NguyÔn Du, b·i ®ç xe
ngÇm Lam S¬n, gara « t« ngÇm ë c«ng viªn Lª V¨n T¸m...
1.1.4. Giíi thiÖu vÒ ph¬ng ¸n hÇm vît dù kiÕn t¹i Thµnh phè Nam §Þnh
Thµnh phè Nam §Þnh lµ trung t©m kinh tÕ phÝa Nam ®ång b»ng s«ng
Hång n»m gi÷a 3 tØnh Th¸i B×nh, Ninh B×nh vµ Hµ Nam. Thµnh phè ®ang
phÊn ®Êu x©y dùng mét thµnh phè v¨n minh hiÖn ®¹i gãp phÇn ngµy cµng lín
víi c¶ níc. ChÝnh v× vËy, Thµnh phè Nam §Þnh cã søc hÊp dÉn rÊt lín ®èi víi
c¸c nhµ ®Çu t trong vµ ngoµi níc. M¹ng líi c¬ së h¹ tÇng t¬ng ®èi tèt
nhng quy m« vµ chÊt lîng cha ®¸p øng víi nhÞp ®é ph¸t triÓn kinh tÕ ngµy
cµng t¨ng hiÖn nay vµ trong t¬ng lai nhÊt lµ khu vùc trung t©m Thµnh phè.
Híng ph¸t triÓn kh«ng gian chñ yÕu cña Thµnh phè lµ vÒ phÝa Hßa Vîng,
T©n An, Léc Hßa, An X¸ (xoay quanh trôc quèc lé 10 híng tõ H¶i Phßng Th¸i B×nh - Nam §Þnh - Ninh B×nh). VÒ h¹ tÇng c¬ së hoµn chØnh m¹ng líi
giao th«ng vµnh ®ai, c¸c trôc giao th«ng ra vµo cöa ngâ, gi¶m bít ¸ch t¾c, gi¶i
táa c¸c nót giao th«ng lín...
Theo tµi liÖu nghiªn cøu cña Tæng côc ®Þa chÊt, Thµnh phè Nam §Þnh
n»m trong cÊu tróc vâng ®Þa hµo. Nã lät gi÷a 2 ®øt g·y lín, ch¹y theo híng
T©y B¾c - §«ng Nam lµ ®øt g·y s«ng Hång. §Þa tÇng Thµnh phè Nam §Þnh
gåm 2 phÇn: PhÇn díi lµ tÇng mãng bao gåm ®Êt ®¸ cæ cã tuæi tríc kØ §Ö tø.
Thµnh phÇn th¹ch häc bao gåm phiÕn th¹ch sÐt, phiÕn th¹ch mica, sa th¹ch vµ
®¸ v«i. PhÇn trªn lµ tÇng phñ kh¸ dµy bao gåm c¸c trÇm tÝch mÒm dÝnh cã tuæi
-10§Ö tø. Trong ®ã nÒn ®Êt ph©n bè hÇu nh réng kh¾p, ph¸t triÓn tõ bÒ mÆt ®Õn
®é s©u kho¶ng 20m vµ cã n¬i lín h¬n. Díi ®é s©u nµy thêng gÆp nh÷ng líp
trÇm tÝch §Ö tø hÖ tÇng VÜnh Phóc thµnh phÇn chñ yÕu lµ sÐt, sÐt pha tr¹ng
th¸i dÎo mÒm ®Õn nöa cøng. Mùc níc ngÇm æn ®Þnh ë ®é s©u 1,2 ÷ 1,5m.
Thµnh Phè Nam §Þnh ®ang chuÈn bÞ lËp dù ¸n chuyÓn nót giao th«ng
cïng møc thµnh giao th«ng kh¸c møc b»ng h×nh thøc giao chui t¹i nót giao c¾t
Quèc lé 10 vµ ®êng ®i Hµ Néi t¹i x· T©n An – Léc Hßa. Dù kiÕn hÇm chui
®îc thi c«ng ®µo hë víi viÖc sö dông c«ng nghÖ têng trong ®Êt lµm kÕt cÊu
ch¾n gi÷ kÕt hîp lµm kÕt cÊu cña hÇm.
H×nh 1.2- Nót giao th«ng giao c¾t gi÷a Quèc lé 10 vµ ®êng ®i Hµ Néi
t¹i x· T©n An
Léc Hßa
TP Nam §Þnh
1.1.4.1. VÞ trÝ nót giao th«ng hÇm vît t¹i Thµnh phè Nam §Þnh
Nót giao th«ng hÇm vît t¹i Thµnh phè Nam §Þnh n»m trong ph¹m vi
gi÷a trung t©m Thµnh phè Nam §Þnh vµ x· Léc Hßa, lµ giao c¾t gi÷a trôc
®êng 10 (Th¸i B×nh – Nam §Þnh – Ninh B×nh) vµ ®êng ®i Hµ Néi (tõ
-11trung t©m Thµnh phè Nam §Þnh ®i Hµ Néi). Nót giao th«ng nµy ®îc coi lµ
mét trong nh÷ng cöa ngâ chÝnh vµo Thµnh phè.
Nót giao th«ng hÇm vît t¹i Thµnh phè Nam §Þnh thuéc ph¹m vi cña
x· T©n An – Léc Hßa, xung quanh nót cã mét sè c¬ quan, bÕn xe vµ khu ®«
thÞ míi Hßa Vîng.
1.1.4.2. HiÖn tr¹ng nót giao th«ng hÇm vît t¹i Thµnh phè Nam §Þnh
§©y nót giao th«ng cïng møc, ®îc tæ chøc giao th«ng cìng bøc b»ng
c¸c ®¶o trßn. HiÖn tr¹ng c¸c ®êng dÉn vµo nót nh sau:
- PhÝa §«ng, T©y: §êng ®i tõ trung t©m Thµnh phè Nam §Þnh ®i Hµ
Néi réng 21m lßng ®êng réng 16m ®îc chia lµm hai chiÒu kh«ng cã sù
ph©n biÖt râ rµng gi÷a lµn xe th« s¬ vµ lµn xe c¬ giíi.
- PhÝa Nam, B¾c: Quèc lé 10 réng 36m gåm 4 lµn xe c¬ giíi vµ 2 lµn xe
th« s¬, ë gi÷a cã d¶i ph©n c¸ch trung t©m réng 3m.
KÕt qu¶ ph©n tÝch n¨ng lùc th«ng hµnh cho thÊy dßng xe ch¹y th¼ng
lín, dßng xe rÏ tr¸i lín, sè lîng c¸c ®iÓm xung ®ét nhiÒu. Dßng xe rÏ tr¸i tõ
trung t©m Thµnh phè Nam §Þnh qua ®êng 10 ®i vµo khu c«ng nghiÖp Hßa
X¸, côm c«ng nghiÖp An X¸, tõ Phñ Lý ch¹y vÒ Th¸i B×nh thêng kh«ng ch¹y
vßng qua ®¶o giao th«ng theo quy ®Þnh mµ rÏ tr¸i ngay tríc nót g©y ra t×nh
tr¹ng giao th«ng lén xén c¶n trë lu th«ng cña c¸c dßng xe kh¸c, t¨ng sè
lîng c¸c ®iÓm xung ®ét. TuyÕn ®êng s¾t ch¹y song song víi ®êng ®i Hµ
Néi g©y ¶nh hëng lín ®Õn lu th«ng qua nót, ®Æc biÖt lµ khi cã tµu ch¹y qua.
§©y lµ mét trong nh÷ng nguyªn nh©n chÝnh g©y ïn t¾c. ViÖc c¶i t¹o nót giao
th«ng giao c¾t gi÷a quèc lé 10 vµ ®êng ®i Hµ Néi tõ nót giao th«ng ®ång møc
sang kh¸c møc sÏ gãp phÇn gi¶i quyÕt c¸c khã kh¨n trªn
1.1.4.3. §Æc ®iÓm ®Þa chÊt t¹i Thµnh phè Nam §Þnh liªn quan ®Õn viÖc x©y
dùng hÇm ®êng bé
+ Líp 1: Líp kÕt cÊu ¸o ®êng dµy 0.5m
+ Líp 2: Líp kÕt cÊu ®Êt ®¾p dµy 1.0m
-12+ Líp 3: Líp ®Êt san lÊp, s¹n xØ, g¹ch vì phÇn díi lµ ®Êt sÐt pha dµy 1.5m
+ Líp 4: §Êt c¸t, c¸t pha mµu x¸m, x¸m ®en, tr¹ng th¸i dÎo dµy 4m
+ Líp 5: Bïn sÐt pha mµu x¸m, x¸m gô xen kÑp c¸c m¹ch c¸t pha dµy 1.5m
+ Líp 6: §Êt c¸t, c¸t pha mµu x¸m, x¸m ®en, tr¹ng th¸i dÎo dµy 4.5m
+ Líp 7: Bïn sÐt pha mµu x¸m, x¸m gô xen kÑp c¸c m¹ch c¸t pha dµy 10m
+ Líp 8: Líp sÐt pha mµu x¸m, x¸m gô xen kÑp c¸c m¹ch c¸t pha dµy 6.5m
+ Líp 9: C¸t h¹t mÞn mµu x¸m, x¸m ®en dµy 10m
Qua thu thËp t¹i hiÖn trêng cã thÓ ®i ®Õn mét sè kÕt luËn vµ kiÕn nghÞ
nh sau: Líp ®Êt 1, 2, 3 ®îc bãc bá khi thi c«ng. Líp 4, 5, 6 lµ líp ®Êt kh¸
tèt xen kÑp víi líp ®Êt xÊu cã chiÒu dµy 10m. Líp 7, 8 lµ líp ®Êt yÕu cã chiÒu
dµy kh¸ lín (dµy 16.5m). Líp 9 lµ líp ®Êt kh¸ tèt cã chiÒu dµy lín.
Tõ kÕt qu¶ tæng hîp ph©n chia c¸c líp ®Êt cho thÊy líp ®Êt trªn kh¸ tèt,
líp ®Êt gi÷a rÊt xÊu, ph©n bè ë ®é s©u kho¶ng trªn díi 30m lµ líp ®Êt tèt.Khi
thiÕt kÕ vµ chän gi¶i ph¸p cÇn xem xÐt vµ ®¸nh gi¸ kü vÒ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt ®Ó
c«ng tr×nh ®îc æn ®Þnh theo thêi gian vµ ®¶m b¶o hiÖu qu¶ kinh tÕ.
1.1.4.4. Ph¬ng ¸n mÆt c¾t cho hÇm vît dù kiÕn t¹i Thµnh phè Nam §Þnh
M.c¾t ®Þa chÊt
Tr¹m b¬m níc
H×nh 1.3- MÆt c¾t däc, mÆt b»ng cho hÇm vît dù kiÕn t¹i TP Nam §Þnh
-13t = 300mm, Líp CP§DL2
t = 200mm, Líp CP§DL1
t = 70mm, Asphalt h¹t th«
t = 50mm, Asphalt h¹t mÞn
1%
Cèng ngÇm D1000
Líp BTAF t = 75mm
Líp phßng níc t = 4mm
Líp ®Öm c¸t
t=500mm
H×nh 1.4- MÆt c¾t ngang hÇm
D¹ng mÆt c¾t h×nh hép ch÷ nhËt m¸i sên hai nhÞp (cã v¸ch ng¨n gi÷a)
- ChiÒu cao hÇm
: 6,9m
- ChiÒu dµy têng
: 1m
- ChiÒu dµy dÇm nãc
: 1m
- ChiÒu dµy dÇm ®¸y
: 0,75m
- ChiÒu dµy têng ng¨n : 0,5m
- TÜnh kh«ng
- §é dèc däc trong hÇm : 2,5%
: 4.5*(2*1.25+2*7+0.5)
§©y lµ d¹ng kÕt cÇu phï hîp víi ph¬ng ph¸p thi c«ng lé thiªn b»ng
c«ng nghÖ thi c«ng têng trong ®Êt vµ ph¬ng ph¸p th«ng thêng æn ®Þnh
v¸ch hè ®µo b»ng cäc cõ cã thÓ lµ l¾p ghÐp hoÆc ®æ t¹i chç. Nã cã u ®iÓm lµ
hÖ sè sö dông kh«ng gian cao kÕt hîp víi têng trong ®Êt lµm têng chÞu lùc,
ph¬ng ph¸p thi c«ng ®¬n gi¶n, dÔ ®Þnh h×nh hãa c¸c cÊu kiÖn thi c«ng l¾p
ghÐp nªn kh¶ n¨ng c¬ giíi hãa cao. Nhng còng cã nhîc ®iÓm lµ kh¶ n¨ng
chÞu lùc kÐm h¬n so víi kÕt cÊu vßm, cÇn ph¶i më réng hÇm sang mét bªn ®Ó
bè trÝ c¸c ®êng èng kü thuËt (hÖ thèng c¸p ®iÖn, hÖ thèng th«ng giã, hÖ thèng
tho¸t níc ), chiÒu dµy dÇm nãc kh¸ lín do ph¶i chÞu t¶i träng bªn trªn t¬ng
®èi lín.
-141.2. Tæng quan vÒ c¸c ph¬ng ph¸p thi c«ng hÇm [2, 8, 12, 17]
1.2.1. C¸c ph¬ng ph¸p ®µo kÝn
1.2.1.1. Ph¬ng ph¸p má truyÒn thèng
§©y lµ ph¬ng ph¸p thi c«ng phæ biÕn dïng ®Ó thi c«ng c¸c hÇm lß khai
th¸c kho¸ng s¶n. NhiÒu ®êng hÇm giao th«ng, thñy lîi vµ qu©n sù còng ®îc
thi c«ng theo ph¬ng ph¸p nµy. Trong ®Êt ®¸ cøng hÇm thêng ®îc thi c«ng
b»ng khoan næ m×n. Trêng hîp hÇm thi c«ng trong ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt yÕu
kh«ng æn ®Þnh cÇn ph¶i chèng t¹m ngay. KÕt cÊu chèng t¹m hoÆc b»ng khung
gç, hoÆc b»ng vßm thÐp, khung sên thÐp. HÖ thèng vá cuèi cïng cña ®êng
hÇm lµ kÕt cÊu g¹ch ®¸ hoÆc bª t«ng, bª t«ng cèt thÐp. §«i khi ngêi ta còng
sö dông hÖ thèng neo vµ bª t«ng phun lµm kÕt cÊu chèng t¹m.
1.2.1.2. Thi c«ng hÇm theo ph¬ng ph¸p NATM
Quan ®iÓm thiÕt kÕ vµ thi c«ng hÇm theo c¸c ph¬ng ph¸p thi c«ng
truyÒn thèng lµ coi ®Êt ®¸ xung quanh g©y ra ¸p lùc t¸c dông lªn vá hÇm. Vá
hÇm khi ®ã lµ kÕt cÊu chÞu lùc chÝnh. V× vËy mµ sau khi khai ®µo xong cÇn
nhanh chãng x©y dùng kÕt cÊu chèng ®ì vá hÇm ®Ó chÞu sù t¸c ®éng cña ®Êt
®¸ xung quanh
NATM lµ ph¬ng ph¸p thi c«ng hÇm bao gåm c¸c biÖn ph¸p mµ viÖc
h×nh thµnh ®Êt ®¸ xung quanh hÇm ®îc liªn kÕt thµnh kÕt cÊu vßm chèng. Do
®ã, viÖc liªn kÕt nµy tù b¶n th©n nã sÏ trë thµnh mét phÇn cña kÕt cÊu chèng
®ì. Khi ®µo hÇm sù c©n b»ng hiÖn cã nguyªn thñy cña c¸c lùc trong khèi ®¸ sÏ
chuyÓn sang t×nh tr¹ng c©n b»ng míi, thø cÊp vµ còng æn ®Þnh. §iÒu nµy chØ
cã thÓ ®¹t ®îc th«ng qua sù kÕ tiÕp cña c¸c giai ®o¹n tríc mÆt cïng víi tiÕn
tr×nh ph©n bæ c¸c øng suÊt ®a d¹ng. Môc ®Ých cña NATM lµ kiÓm so¸t ®îc
tiÕn tr×nh chuyÓn ®æi nµy trong khi vÉn c©n nh¾c vÒ mÆt kinh tÕ vµ vÉn an
toµn. Ph¬ng ph¸p nµy thêng ¸p dông trong ®iÒu kiÖn ®Êt ®¸ tèt. Khi ®Êt ®¸
yÕu, rêi r¹c vÉn cã thÓ ¸p dông NATM nhng chi phÝ tèn kÐm h¬n do ph¶i
dïng c¸c ph¬ng ph¸p phô trî.
-151.2.1.3. Ph¬ng ph¸p thi c«ng TBM
Ph¬ng ph¸p thi c«ng TBM lµ ph¬ng ph¸p thi c«ng b»ng m¸y liªn hoµn.
M¸y ®µo hÇm ®Çu tiªn ®îc Beaumont (ngêi Anh) thiÕt kÕ n¨m 1864 vµ ®a
vµo chÕ t¹o, sö dông n¨m 1881 ®Ó ®µo hÇm díi eo biÓn English Chanel. Tuy
vËy m¸y ®µo ®êng hÇm th¬ng phÈm chØ ®îc James S.Robbins ®a vµo sö
dông lÇn ®Çu ë c¸c má vïng B¾c Mü vµo n¨m 1947, cïng kho¶ng thêi gian ®ã
nh÷ng m¸y t¬ng tù còng ®îc ph¸t triÓn ë Ch©u ¢u. NÕu nh ban ®Çu c¸c m¸y
®µo ®êng hÇm chØ sö dông ë nh÷ng c«ng tr×nh ®Êt ®¸ mÒm nh c¸t kÕt mÒm,
phiÕn sÐt, c¸c má muèi... th× cho ®Õn nay c¸c m¸y ®µo ®êng hÇm cã thÓ sö
dông ®Ó ®µo trong ®Êt ®¸ cøng cã ®é bÒn nÐn ®Õn 300Mpa. Ph¬ng ph¸p thi
c«ng b»ng m¸y ®µo ®êng hÇm TBM lµ mét ph¬ng ph¸p thi c«ng hiÖn ®¹i, tèc
®é thi c«ng nhanh.
1.2.2. C¸c ph¬ng ph¸p ®µo hë (lé thiªn)
Thi c«ng theo ph¬ng ph¸p ®µo lé thiªn phøc t¹p nhÊt lµ kh©u ®µo ®Êt,
cßn c«ng t¸c thi c«ng kÕt cÊu chÝnh hoµn toµn gièng nh viÖc thi c«ng c«ng
tr×nh næi trªn mÆt ®Êt. Tr×nh tù thi c«ng ®µo lé thiªn nh sau:
- §µo ®Êt tõ trªn xuèng díi ®Õn cao ®é thiÕt kÕ.
- Thi c«ng kÕt cÊu chÝnh tõ díi lªn trªn t¬ng tù c«ng tr×nh næi.
- §¾p tr¶ hè ®µo vµ kh«i phôc l¹i mÆt b»ng nh tríc.
1.2.2.1. §µo lé thiªn víi m¸i dèc tù nhiªn
Theo ph¬ng ph¸p nµy trong ®Êt æn ®Þnh cã ®é Èm tù nhiªn vµ khi cã
mÆt b»ng réng th× cã thÓ ®µo hÇm víi m¸i dèc tù nhiªn mµ kh«ng cÇn gia
cêng. ViÖc ®¶m b¶o æn ®Þnh hè mãng chØ dùa vµo kh¶ n¨ng tù æn ®Þnh cña
m¸i ®Êt tù nhiªn (H×nh1.5).
Ph¬ng ph¸p nµy cã ®Æc ®iÓm lµ thi c«ng nhanh do c¬ giíi hãa tèt, chÊt
lîng thi c«ng dÔ kiÓm so¸t nhng khèi lîng ®Êt ®µo l¹i t¨ng lªn vµ diÖn tÝch
mÆt b»ng yªu cÇu rÊt lín do ®ã kh«ng hîp lý víi ®iÒu kiÖn ®« thÞ chËt hÑp.
-16-
1.Mái dốc tự nhiên 2.Công trình ngầm 3.Công trình xây nổi
Hình1.5- Sơ đồ đào lộ thiên với mái dốc tự nhiên
1.2.2.2. §µo lé thiªn víi hÖ gia cêng cè ®Þnh
* HÖ gia cêng kiÓu c«ng-son:
Trong khu vùc ®« thÞ, khi chiÒu s©u ®µo lín vµ trong ®iÒu kiÖn mÆt b»ng
thi c«ng chËt hÑp th× viÖc më mãng víi m¸i dèc tù nhiªn lµ kh«ng kh¶ thi.
Ngoµi ra cÇn ph¶i h¹n chÕ khèi lîng c«ng t¸c ®µo ®Êt nªn ngêi ta dïng kÕt
cÊu chÞu lùc kiÓu c«ng-son h¹ xuèng hè mãng sau ®ã míi tiÕn hµnh ®µo hè
mãng. KÕt cÊu nµy dùa vµo ®é cøng b¶n th©n vµ ¸p lùc ®Êt bÞ ®éng ®Ó chèng
l¹i ¸p lùc ®Êt chñ ®éng bªn ngoµi (H×nh1.6)
1.Công trình ngầm 2.Công trình xây dựng nổi
3.Kết cấu gia cường vách hố đào
Hình1.6- Sơ đồ mở hố đào với hệ gia cường kiểu cong – son
HÖ gia cêng kiÓu c«ng-son nµy cã thÓ lµ cäc gç, cäc thÐp, cäc BTCT,
cäc nhåi ®Æt sÝt víi nhau thµnh têng ch¾n t¬ng tù nh d¹ng cäc v¸n thÐp
- Xem thêm -
.PDF 
137 
205 
117 
