Khảo sát và thiết kế đường sắt part 1 potx

Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải quyết ñịnh ñầu tư các dự án thuộc nhóm B và C về xây dựng tuyến ñường sắt mới.. - Cơng trình xây dựng: Cơng trình tuyến: các phương án hướng tuyến mơ tả v

TS LÊ HẢI HÀ - PGS.TS PHẠM VĂN KÝ

KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ ðƯỜNG SẮT

TẬP 1

HÀ NỘI 2005

LỜI NÓI ðẦU

Giáo trình "Khảo sát và thiết kế ñường sắt" tập 1 nhằm phục vụ sinh viên các chuyên ngành ñường sắt, ñường sắt-cầu và các ngành khác liên quan ñến giao thông vận tải

Trong cuốn sách giới thiệu các vấn ñề có liên quan tới tính sức kéo ñầu máy, nguyên tắc thiết kế bình ñồ và trắc dọc tuyến ñường sắt, vạch tuyến, bố trí công trình nhân tạo, phương pháp so sánh kinh tế kỹ thuật các phương án

ðể phục vụ cho sinh viên các lớp chuyên ngành ñường sắt, khi biên soạn các tác giả ñã cố gắng bám sát nội dung ñổi mới của chương trình môn học ñể phù hợp tình hình thực tế

Sách tái bản lần này có bổ xung một số nội dung cho phù hợp với chương trình ñào tạo và các quy ñịnh về tiêu chuẩn mới của ngành ñường sắt Sau các phần lý thuyết có ñưa những ví dụ cụ thể ñể bạn ñọc dễ hiểu

Nội dung giáo trình và các chương mục ñã ñược tập thể các thầy giáo Bộ môn ðường sắt Trường ðH Giao thông vận tải góp ý

Trong quá trình biên soạn có sự phân công sau:

T.S Lê Hải Hà chủ biên viết các chương: 2, 3, 4

PGS.TS Phạm Văn Ký viết các chương: 1, 5, 6, 7

Trong quá trình biên soạn, chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, chúng tôi mong nhận ñược những ý kiến ñóng góp của bạn ñọc ñể lần xuất bản sau ñược hoàn thiện hơn

Hà Nội, tháng 3/2005

Các tác giả

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ THIẾT KẾ ðƯỜNG SẮT

1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ðƯỜNG SẮT

1.1.1 ðiểm qua lịch sử phát triển hệ thống ñường sắt thế giới

Khoảng thế kỷ thứ 16 các mỏ ở vùng núi của các nước Châu Âu ñã dùng

“ñường ray” gỗ ñể ñẩy các xe goòng chở ñầy than, quặng

Năm 1809 con trai của Vô-rô-lốp ñã kế tục và phát triển sự nghiệp của cha làm “ñường ray” bằng sắt có hình chữ L và dùng ngựa kéo

Như vậy cho thấy nguồn sức kéo trong thời kỳ phôi thai của ñường sắt là sức người, sức nước và sức súc vật và chỉ chạy ñược tốc ñộ 5 km/h

Theo sự phát triển của nguồn ñộng lực và yêu cầu ñối với ñầu máy ngày càng cao nên “ñường ray" từ bằng gang trắng rồi ñến gang xám, từ “ñường sắt” ñến

“ñường thép”

Mặc dù các loại ray hiện nay ñang dùng thường ñược làm bằng thép nhưng

do thói quen nên vẫn gọi là "ñường sắt" ñể phản ánh tình hình thực tế của thời trước

ñó

Mặt khác, công nghệ vật liệu mới trong thời ñại chúng ta ñang phát triển với tốc ñộ nhanh , có thể có những loại vật liệu mới phù hợp hơn, rẻ tiền hơn thay thế cho loại thép ray Khi ñó, lẽ nào tên gọi của ray cứ thay ñổi theo vật liệu làm ray cho nên chúng ta cứ gọi nó theo tên cũ cho tiện lợi hơn

Trong thời kỳ từ năm 1825 ñến năm 1840 trên thế giới ñã xây dựng ñược tất

cả gần 8 nghìn km ñường sắt Sau ñó 10 năm thì số km ñường sắt tăng lên 5 lần ðến cuối thế kỷ 19 mạng lưới ñường sắt trên thế giới lên khoảng 790 nghìn km

Vào ñầu chiến tranh thế giới thứ nhất vượt quá 1 triệu 1 trăm ngàn km, mạng lưới ñường sắt thế giới hiện nay gần 2 triệu km Trong ñó các nước có nhiều ñường sắt nhất là Mỹ khoảng 336.500km, tỷ lệ tuyến ñôi và tuyến nhiều ñường chiếm 11 ñến 14,8%, Liên Xô có khoảng 138.300km trong ñó có 35 ngàn km ñường ñôi Ấn

ðộ có 60 ngàn km

Trong mạng lưới ñường sắt thế giới hiện nay có rất nhiều khổ ñường

- Khổ 1676mm ở các nước Ấn ðộ, Tây Ban Nha, Ac-hen-ti-na

- Khổ 1524mm Liên Xô

- Khổ 1435mm Châu Âu, Canada, Mỹ

- Khổ 1067mm Nhật Bản, Indonexia

Hiện nay trên thế giới ựã ựiện khắ hoá ựược 12 vạn km ựường sắt, Liên Xô ựứng ựầu trong lĩnh vực này là 37 ngàn km

Nói ựến ựường sắt chúng ta cũng phải ựề cập ựến ựầu máy bởi vì một ựoàn tàu dài chạy trên con ựường sắt nhìn không thấy ựắch cho nên ựầu máy và ựường ray tựa như hình với bóng Song nếu như xem lại Ộgia phảỢ của ựường sắt chúng ta thấy tuổi của ựường ray cao hơn ựầu máy nhiều

Máy hơi nước ra ựời có tác dụng to lớn thúc ựẩy cách mạng về sức sản xuất

và ựặc biệt tạo ựiều kiện cơ giới hoá cho ngành vận tải ựường sắt

Một ựiều lý thú là ựầu máy hơi nước ựầu tiên chạy trên ựường ựá vào năm

1769 Sau ựó chạy trên ựường ray vào năm 1801 và khi ấy có tên Ộựầu máy hơi nướcỢ

Máy hơi nước của Pa-panh ra ựời sau một thời gian dài mới chắnh thức ựược dùng trên một ựoạn ựường sắt của nước Anh, chiếc máy ựó do Sti-phen-xơ chế tạo ựược chắnh thức dùng vào năm 1825 Công suất thực của nó là 12 mã lực và tốc ựộ lớn hơn 16km/h cũng từ ựó ựầu máy hơi nước mới chắnh thức Ộbước lên vũ ựài lịch sửỢ

So với các loại ựầu máy khác, ựầu máy hơi nước ra ựời sớm nhất và cũng ựược cải tiến nhiều nhất Có những ựầu máy công suất lớn, tốc ựộ cao Vắ dụ ựầu máy hơi nước loại 242 của Pháp chế tạo năm 1946 có công suất tới 4200 mã lực với tốc ựộ tới 160km/h

Nhiều công ty Mỹ ựã chế tạo ựầu máy hơi nước rất hiện ựại, công suất cực lớn, tốc ựộ cao đầu máy T-1 công suất tới 6.100 mã lực, kéo ựoàn tàu 1.000 tấn chạy với tốc ựộ 160km/h Song tăng công suất của ựầu máy lớn hơn 3000 mã lực nói chung là khó khăn bởi nó bị hạn chế bởi kắch thước và trọng lượng ựầu máy nằm trong khổ giới hạn quy ựịnh ựể ựảm bảo an toàn khi chạy tàu

đầu máy hơi nước ựược cải tiến nhiều nhưng cũng không kịp với tiến bộ khoa học kỹ thuật Nếu như chiếc ựầu máy hơi nước ựầu tiên của kỹ sư Nga Sê-nê-pa-nốp chế tạo năm 1833 có hiệu suất 2% thì những ựầu máy hơi nước sau này có hiệu suất trung bình khoảng 7% có nghĩa là trong 100 khu gian than thì chỉ có 7 khu gian sản sinh ra lực kéo đó là nhược ựiểm cơ bản của sức kéo hơi nước

Bởi vậy, trong cuộc cách mạng về nguồn ựộng lực của ựường sắt, sức kéo hơi nước phải nhường chỗ cho các loại sức kéo tiên tiến hơn như diezen và ựiện, cho nên chúng ta nói: thế kỷ 19 là tuổi thanh xuân là buổi ựầu máy hơi nước bước lên vũ ựài lịch sử thì 50 năm sau cuối thế kỷ 20 là tuổi già yếu và rút khỏi vũ ựài lịch sử

Nhiều nước đĩ ấn định thời hạn đào thải sức kộo hơi nước ra khỏi ngành đường sắt như cộng hồ dõn chủ ðức 1975, Hung-ga-ri 1980, Nhật 1975, Tõy ðức

1976 v.v… một số nước đã khơng dùng đầu máy hơi nước nữa: Liên Xơ, Triều Tiên, Mơng Cổ, Mỹ, Pháp v.v…

Chỉ trong khoảng hơn 20 năm (1946 - 1967) đã cĩ tới 102 nước, áp dụng sức kéo mới

Ở Việt Nam, từ năm 1968 ngành đường sắt đã bắt đầu sử dụng sức kéo diezen

Hiệu suất của các loại đầu máy cĩ thể tính được như sau:

- ðầu máy hơi nước 4-10%

- ðầu máy diezen 17-35%

- ðầu máy điện 14-28%

ðầu máy diezenl do hiệu suất cao nên đã giảm được mức tiêu thụ nhiên liệu ðứng về phương diện giao thơng vận tải thì chỉ tiêu quan trọng số một đánh giá loại sức kéo là năng lực thơng qua và năng lực vận chuyển, sức kéo diezenl và điện cho phép tăng trọng lượng và tốc độ của đồn tàu nên năng lực vận chuyển tăng 2 đến 2,5 lần so với khi dùng đầu máy hơi nước

Vào những thập kỷ đầu của thế kỷ XX ở hầu hết các thành phố lớn và vừa ở châu Âu đã xây dựng hệ thống tàu điện nội đơ (Tramway - Light Rail) và đwờng sắt ngoại ơ (Suburban - Heavy Rail)

ðể giải quyết nạn tắc nghẽn giao thơng ở các thành phố lớn ở châu Âu đã xây dựng hệ thống tàu điện ngầm (Full metro) London đã bắt đầu khởi cơng vào năm

1883 và hồn thành năm 1890, Budapest hồn thành năm 1896, Paris 1900, Beclin

1902 và Hamburg năm 1912 Các tuyến đương tàu điện ngầm khổ tiêu chuẩn được tiếp tục xây dựng ở các thập kỷ đầu của thế kỷ XX ở châu Âu

Trước năm 1970 chỉ cĩ số ít thành phố cĩ hệ thống đường sắt đơ thị (ðSðT) thì năm 1991 đã cĩ khoảng 160 thành phố cĩ hệ thống ðSðT ở 60 nước trên thế giới

và khoảng 30 thành phố khác đang xây dựng

Các thành phố lớn như Tokyo, Newyork và Moscow lượng khách chuyên chở bằng ðSðT vượt quá 50% tổng lượng khách tham gia giao thơng nên đã khơng bị tắc nghẽn giao thơng ðSðT ở Tokyo, Nagoya và Osaka trong vịng bán kính 50 km đã

cĩ số lượng 3900 km (1992)

Về chủng loại cũng cĩ những bước phát triển mạnh Trước đây chỉ cĩ 3 loại

là tàu điện (Tramway), tàu điện ngầm (Full metro), tàu cao tốc (Mass Rapid Transit) thì ngày nay đã cĩ thêm nhiều loại mới như: tàu hiện đại (Advanced Light Rail), tàu

một ray (Monorail), tàu tự ựộng khụng người lỏi (Automated Guided Train), tàu ựộng cơ tuyến tắnh (Linear Motor Train), tàu ựiện từ (Magnetically Levitated Train)

và tàu không lưu (Aeromover)

Hầu hết các nước trên thế giới dùng loại tàu ựiện nhẹ (Light Rail Transit) chạy trên ựường khổ 1000 mm và 1435 mm nhưng chủ yếu là ựường 1435 mm, có thể chạy qua ựường cong bán kắnh nhỏ ựến 50 m, ựộ dốc 40Ẹ thậm chắ lớn hơn, sử dụng ựiện thế một chiều 750V Các thành phố Manila, Hannover, Mexyco city, Hiroshima, Cairo ựang sử dụng loại này

Còn ở các thành phố Newyork, London, Maxcova, Paris, Tokyo Teito và Singapore lại dùng đSđT có sức chở lớn (Heavy Rail System) Thuộc loại này có tàu cao tốc Express Sbanhn và Metro Tuyến Express có thể ựi trên mặt ựất, ựi trên cao (Elevated) hay ựi ngầm dưới mặt ựất (Subway hay Under-ground) Loại này có

ựộ dốc tối ựa 40Ẹ, bán kắnh nhỏ nhất ựường ở Tokyo là 91m

Tàu tự ựộng không người lái AGT (Atomatic Guider hay Automatic Driverless hayN-Bahn) Năm 1975 Quốc hội Mỹ ựịnh nghĩa AGT là một hệ thống vận tải ựược ựiều khiển không cần người, chạy trên ựường dẫn hướng riêng biệt Nó ựược khai thác lần ựầu tiên vào năm 1971 ở sân bay Tampa ở bang Florida nước Mỹ, năm 1972 xuất hiện ở Nhật có 5 hệ thống ở đài Bắc - đài Loan có một hệ thống dài 13,5 km chạy loại xe VAL 256, qua 13 ga

Tàu ựộng cơ tuyến tắnh LIM (Linear Motor) Loại này mỗi trục xe ựược gắn một ựộng cơ tuyến tắnh (rotor) chạy trên ray khổ 1435, còn stator là ray thứ 3 và ựiện ựược cấp từ ựó Ưu ựiểm lớn của tàu ựông cơ tuyến tắnh là khổ giới hạn ựược thu nhỏ, chỉ bằng 53% so với tàu thường, cho nên khi ựi ngầm dưới ựất, tiết diện hầm giảm gần 50% Tiêu biểu cho loại này là công trình Sky Train ở bang Vancowver, Canada, ựưa vào sử dụng năm 1986, dài 22 km trong ựó có 1,6 km ựi ngầm, 13 km

ựi trên cao, và tuyến tương tự tại Tokyo dài 28 km, khổ 1435, ựộ dốc tối ựa 45Ẹ, bán kắnh nhỏ nhất 100m, khoảng cách giữa các tim ựường 3,1 m

Tàu ựệm từ Maglev (Magnetic levitation), nó giống tầu LIM là ựược ựẩy ựi bằng ựộng cơ tuyến tắnh nhưng không chạy trên bánh xe mà trên một ựệm không khắ

do lực ựẩy từ trường tạo nên, trên các tuyến của đức (8-1989) ựệm này dày 10 mm, trên các tuyến của Nhật (1990) dầy tới 100 mm Tuyến Maglev ựầu tiên ở Anh (8-1984) chỉ dài 600 m, nhưng năm 1997 ựã chạy thử tuyến Yamanashi ở Nhật dài 42,8

km, ựộ dốc 40Ẹ, Rmin = 8000 m, tốc ựộ khai thác 500 km/h

Tàu không lưu (Aeromover) Nó ựược chế tạo dựa trên nguyên lý của tàu buồm Toa xe ựược gắn 2 là kim loại ựặt trong dầm bê tông rỗng, toa xe chuyển ựộng

do chênh lệch áp lực không khắ ở hai bên tấm kim loại như sức gió thổi căng cánh buồm làm tàu chạy Ở ựây chênh lệch áp lực khắ ựược tạo bới các máy nén và hút không khắ Năm 1981 tuyến Aeromover ựầu tiên ở cảng Alegre thuộc Brazin dài 600m Tuyến thứ hai ựược xây dựng ở Jakacta (Indonesia) có tên Tamamini dài 3,21

km, ựộ dốc 100Ẹ, Rmin = 25m, ựoàn tàu2 toa mỗi toa 120 hành khách, chạy tốc ựộ lớn nhất 70 km/h

1.1.2 điểm qua vài nét sự phát triển ựường sắt Việt Nam

Từ lịch sử phát triển ựường sắt thế giới chúng ta về với lịch sử ựường sắt Việt Nam ựể nhìn nhận sự hình thành và phát triển của nó

Các tuyến ựường sắt ựã ựược xây dựng vào các thời kỳ như sau (theo tài liệu kinh tế của thực dân Pháp thì lịch sử xây dựng ựường sắt đông Dương chia làm ba thời kỳ):

a Thời kỳ trước năm 1898

- 1884 xây dựng ựoạn ựường sắt Sài Gòn - Mỹ theo dài 70km

- 1896 xây dựng ựoạn ựường sắt Bắc Giang - Lạng Sơn khổ 600mm

- 1898 tuyến ựường sắt Hà Nội- Na Sầm ựược nối liền dài 180km

b Thời kỳ từ 1898 ựến 1931

- Cuối năm 1898 bắt ựầu xây dựng tuyến Hải Phòng - Gia Lâm - Lào Cai dài 383km khổ 1000mm và các ựoạn tuyến sau ựây ựược ựưa vào khai thác ở các năm:

+ Hải Phòng - Gia Lâm tháng 4 năm 1903

+ Gia Lâm - Việt Trì tháng 11 năm 1903

+ Việt Trì - Lào Cai tháng 1 năm 1906

Năm 1908 xây dựng tiếp ựoạn đồng đăng ựến Hữu Nghị quan dài 5km Sau

ựó xây dựng ựoạn giữa đồng đăng và Na - Sầm dài 17km ựưa vào khai thác tháng

+ đoạn thứ ba Sài Gòn - Nha Trang vào tháng 10/1913 dài 566km

+ đoạn tuyến nhánh từ Tháp - Chàm ựến đà Lạt xây dựng vào tháng 7 năm

1914 dài 84km

- Năm 1927 xây tiếp ựoạn tuyến từ Vinh ựến đông Hà dài 301km

c Thời kỳ sau năm 1931

- đoạn tuyến Bến đây Xô - Lộc Ninh ựược xây dựng xong và ựưa vào khai thác tháng 8 năm 1933 dài 69km

- đoạn tuyến nhánh từ Tân Ấp dự kiến nối ựến Thà Khẹt trên sông Mê Công (Lào) Trong ựoạn ựó mới xây dựng 18km từ Tân ấp ựến xóm Lục (Việt Nam)

đoạn này ựưa vào khai thác từ tháng 12 năm 1933

- đoạn tuyến còn lại trong tuyến Hà Nội - Sài Gòn là từ đà Nẵng ựến Nha Trang dài hơn 700km xây dựng xong vào tháng 10 năm 1936 Như vậy tổng chiều dài tuyến từ Hà Nội ựến Sài Gòn là 1728km

Sau cuộc kháng chiến chống Pháp thắng lợi năm 1954, chúng ta ựã khôi phục tuyến Hà Nội - Hữu nghị quan, Hà Nội - Vinh và xây dựng thêm các tuyến Hà Nội - Quán Triều, Kép - Lưu Xá, Kép - Bãi Cháy, Cầu Giát - Nghĩa đàn v.vẦ đến nay chiều dài ựường sắt tổng cộng trên cả nước khoảng 2810km (chưa kể các ựường trong mỏ than)

đường sắt Việt Nam chúng ta hiện nay tồn tại hai loại khổ 1435mm (Standard Gauge - SG) và 1000mm (Metre Gauge - MG) Còn ựường lồng 1000 mm với ựường 1435 mm là sự kết hợp giữa SG và Mg Tổng chiều dài ựường 1000 mm

là 2694 km, chiếm 85%, khổ 1453 6% và ựường lồng 9% Việc tồn tại hai loại khổ ựường làm cho chúng ta gặp nhiều khó khăn trong công tác quản lý và khai thác

Hiện nay ở Nhật Bản khổ ựường 1067 mm với chiều dài 28.600 km chiếm 93%, còn khổ tiêu chuẩn 1435 mm có chiều dài 2034 km chỉ chiếm 7% Trong khi

ựó ở Ấn độ, năm 1978 bỏ dở chủ trương chuyển ựổi khổ MG sang khổ SG vì cho rằng lợi nhuận thu ựược của ựường SG không tương xứng với kinh phắ chuyển ựổi Ở Việt Nam theo mục tiêu quy hoạch phát triển ựường sắt ựến năm 2020 thì tố ựộ chạy tàu khách năm 2005 là 90 km/h, năm 2010 là 100 km/h và năm 2020 là 120 km/h, tương ứng tốc ựộ tàu hàng là 65 km/h, 70 km/h và 80 km/h ựể hội nhập với các nước trong khu vực

1.2 CÁC GIAI đOẠN THIẾT KẾ VÀ NỘI DUNG đỒ ÁN

1.2.1 Các giai ựoạn thiết kế

Dự án ựầu tư là một tập hợp những ựề xuất có liên quan ựến bỏ vốn ựể làm mới, mở rộng, cải tạo, nâng cấp một tuyến ựường sắt nhằm ựạt ựược hoặc nâng cao năng lực của tuyến ựường

Theo tính chất của dự án và quy mô ñầu tư, dự án ñầu tư trong nước ñược phê thành 3 nhóm: A, B, C ñể phân cấp quản lý ðặc trưng của mỗi nhóm ñược quy ñịnh theo Phụ lục của 52/1999/Nð-CP ngày 8/7/1999 của Chính phủ

Các dự án quan trọng quócc gia là những dự án do Quốc hội thông qua và quyết ñịnh chủ trương ñầu tư theo quyết ñịnh số 05/1997/QH 10 ngày 12/12/1997 của Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Thủ tướng chính phủ quyết ñịnh ñầu tư hoặc uỷ quyền quyết ñịnh ñầu tư các

dự án thuộc nhóm A

Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải quyết ñịnh ñầu tư các dự án thuộc nhóm B

và C về xây dựng tuyến ñường sắt mới Tổng giám ñốc Tổng Công ty ðường sắt Việt Nam quyết ñịnh ñầu tư các dự án thuộc nhóm B và C về sửa chữa ñại tu tuyến ñường sắt cũ Vì Tổng Công ty ñường sắt không chỉ là tổng công ty nhà nước mà còn là công ty nhà nước do Thủ tướng chính phủ trực tiếp quản lý

ðối với các doanh nghiệp hạch toán ñộc lập sở dụng vốn của doanh nghiệp (vốn khấu hao tài sản cố ñịnh, quỹ phúc lợi, quỹ ñầu tư phát triển cho doanh nghiệp, vốn huy ñộng…) thực hiện theo thông tư 110/2000/TT-BTC ngày 14/1/2000 của Bộ Tài chính

Vốn sửa chữa lớn tài sản cố ñịnh trong nguồn sự nghiệp kinh tế do Ban QLCS hạ tầng làm chủ ñầu tư ñối với tài sản nhóm I, các doanh nghiệp công ích làm chủ ñầu tư ñối với tài sản nhóm II

Trong chuẩn bị ñầu tư xây dựng của ngành ñường sắt thường có các loại sau ñây:

- Quy hoạch mạng hoặc quy hoạch chi tiết ñối với mọi nguồn vốn

- Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi (BCNCTKT) ñối với các dự án nhóm A thuộc tất cả các nguồn vốn Nhóm A có quy mô lớn, phức tạp nên trước khi lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi phải lập báo cáo tổng quan

- Báo cáo nghiên cứu khả thi (BCNCKT) ñối với dự án nhóm A, B, C thuộc các nguồn vốn (Dự án nhóm C có mức vốn ñầu tư dưới 1 tỷ ñồng chỉ lập báo cáo ñầu tư)

ðối với các dự án nhóm A chủ ñầu tư (người ñược giao trách nhiệm trực tiếp quản lý và sử dụng vốn ñể thực hiện ñầu tư theo quy ñịnh của pháp luật) phải tổ chức lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi và báo cáo nghiên cứu khả thi Trường hợp dự án

ñã ñược Quốc hội hoặc Chính phủ quyết ñịnh chủ trương ñầu tư thì chỉ cần lập báo cáo NCKT

Những dự án nhóm A ñã ñược Thủ tướng chính phủ thông qua báo cáo nghiên cứu tiền khả thi và cho phép phân ra các dự án thành phần (hoặc tiểu dự án) thì những dự án thành phần (hoặc tiểu dự án) ñó ñược lập báo cáo nghiên cứu khả thi như một dự án ñầu tư ñộc lập, việc trình duyệt và quản lý dự án phải theo quy ñịnh của dự án nhóm A

ðối với dự án nhóm B chủ ñầu tư tổ chức lập báo cáo nghiên cứu khả thi, nếu xét thấy cần thiết phải lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi thì người có thẩm quyền quyết ñịnh bằng văn bản

ðối với dự án nhóm C có mức vốn ñầu tư từ 1 tỷ ñồng trở lên, chủ ñầu tư tổ chức lập báo cáo nghiên cứu khả thi

1.2.2 Nội dung ñồ án ở các giai ñoạn khác nhau

1.2.2.1 Nội dung chủ yếu của báo cáo nghiên cứu tiền khả thi

Nghiên cứu về sự cần thiết phải ñầu tư, các ñiều kiện thuận lợi và khó khăn

Dự kiến quy mô ñầu tư, hình thức ñầu tư

Khu vực, ñịa ñiểm xây dựng và dự kiến nhu cầu diện tích sử dụng ñất và những ảnh hưởng về môi trường, xã hội và tái ñịnh cư (có phân tích ñánh giá cụ thể)

Phân tích, lựa chọn sơ bộ về công nghệ, kỹ thuật và và các ñiều kiện cung cấp vật tư, thiết bị, nguyên liệu, năng lượng

Phân tích lựa chọn sơ bộ các phương án xây dựng

Xác ñịnh sơ bộ tổng mức ñầu tư (toàn bộ chi phí ñầu tư và xây dựng và là giới hạn chi phí tối ña của dự án ñược xác ñịnh trong quyết ñịnh ñầu tư), phương án huy ñộng các nguồn vốn, khả năng hoàn vốn và trả nợ, thu lãi

Tính toán hiệu quả ñầu tư về mặt kinh tế - xã hội của dự án

Xác ñịnh tính ñộc lập khi vận hành, khai thác của dự án thành phần hoặc tiểu

dự án

Trong bước nghiên cứu khả thi nói chung là sử dụng các tài liệu thu thập, ñiều tra mà không tổ chức ño ñạc Chỉ trong trường hợp rất ñặc biệt mới tổ chức ño ñạc tại thực ñịa ðể bổ sung vào các bản ñồ ñịa hình hiện có, các ñơn vị tư vấn thiết

kế chỉ cần tiến hành thị sát hiện trường ñể ñiều chỉnh tài liệu cho phù hợp với tiình hình hiện tại Nội dung và yêu cầu ñối với công tác ñiều tra, thu thập tài liệu, khảo sát hiện trường ñược thực hiện theo các quy ñịnh và hướng dẫn của quy trình khảo sát ñường sắt hiện hành áp dụng trong bước khảo sát nghiên cứu tiền khả thi

Thành phần và nội dung hồ sơ báo cáo NCTKT gồm 3 tài liệu chính sau ñây:

- Báo cáo thuyết minh tổng hợp

- Hồ sơ bản vẽ

- Phụ lục

a Các căn cứ, sự cần thiết phải đầu tư, các thuận lợi và khĩ khăn

- Các căn cứ kinh tế - xã hội

- Các căn cứ về quy hoạch, kế hoạch dài hạn

- Các chủ trương của các cấp chính quyền

- Các thuận lợi khĩ khăn

- Dự báo nhu cầu vận tải: Dự báo nhu cầu vận tải khách và hàng ở các năm tính tốn (năm thứ 10, thứ 20 kể từ khi lập báo cáo NCTKT) Cĩ thể dự báo nhu cầu vận tải khách và hàng chỉ do đường sắt đảm nhận, hoặc cho các phương thức vận tải trong đĩ cĩ đường sắt

Tổ chức chạy tàu khách và tàu hàng gồm: các loại đồn tàu khách, thành phần các đồn tàu khách, số lượng các loại tàu khách chạy trong ngày ở các năm tính tốn

và sơ đồ thể hiện mật độ đơi tàu trên các đoạn tuyến dự án

- Sơ bộ phân tích và lập luận sự cần thiết phải đầu tư

b Dự kiến hình thức đầu tư, quy mơ xây dựng

- Các hình thức đầu tư (khơi phục, cải tạo, làm mới hoặc kết hợp giữa các hình thức đĩ - kể rõ các đoạn đường, cơng trình, hạng mục chủ yếu ứng với các hình thức đĩ)

- Quy mơ xây dựng ở các năm tính tốn Căn cứ vào mật độ đơi tàu ở các đoạn để sơ bộ xác định quy mơ các cơng trình chủ yếu: đường đơn hay đường đơi, giao cắt cùng mức hay lập thể các đường giao thơng khác, quy mơ ga khu đoạn …

c Giới thiệu về các cơng trình xây dựng (địa điểm và các phương án)

- Những yếu tố kỹ thuật chủ yếu: khổ đường, cấp đường, số lượng đường chính, loại sức kéo, loại đầu máy, độ dốc hạn chế cho các hướng tuyến, tín hiệu, thơng tin, phương thức đĩng đường

- ðiều kiện tự nhiên vùng tuyến dự án: khí hậu, khí tượng, thuỷ văn, địa hình, địa chất, hiện trạng mơi trường

- Cơng trình xây dựng:

Cơng trình tuyến: các phương án hướng tuyến (mơ tả việc chọn tuyến, điểm nối ray, tránh các chướng ngại vật, các di tích lịch sử văn hố, tơn giáo của mỗi đoạn tuyến, vạch tự do hay vạch khĩ khăn…); nền đường (mặt cắt ngang đại diện cho nền đào, nền đắp, dự đốn các đoạn nền đường đặc biệt phải xử lý, các đoạn cần cĩ cơng trình phịng hộ…) và khối lượng cơng trình

Công trình ga: phân bố ga dọc tuyến cho các phương án hướng tuyến; sơ ñồ ñường ga cho các phương án hướng tuyến và khối lượng công trình của ga

Công trình cầu: các phương án vị trí cầu lớn , dự kiến các loại kết cấu phần trên, phần dưới; thống kê số lượng các cầu trên tuyến (loại cầu nhỏ, cầu trung, cầu lớn và chiều dài mỗi loại tương ứng)

Công trình hầm: các phương án về vị trí hầm lớn, dự kiến phân ñoạn chiều dày áo hầm cho các hầm; thống kê số lượng các hầm trên tuyến (hầm ngắn, vừa, hầm dài và chiều dài mỗi loại tương ứng)

Kiến trúc tầng trên: loại ray dùng trên chính tuyến, loại ray dùng trên ñường

ga, loại ghi dùng trên chính tuyến và loại tà vẹt, số lượng ñặt trên chính tuyến và trên các ñường ga; loại ba lát và chiều dày ba lát trên tuyến chính và trên ñường ga; khối lượng của mỗi loại trên

Tín hiệu - liên khoá - ñóng ñường: loại hình dự kiến và sơ ñồ mẫu cho ga nhường tránh và ga trung gian

Thông tin: loại hình dự kiến về ñường dây truyền dẫn và tổng ñài; sơ ñồ mạng thông tin liên lạc (dự kiến cho từng phương án hướng tuyến)

Cơ sở ñầu máy toa xe: ước tính số lượng xí nghiệp ñầu máy toa xe, số lượng các trạm ñầu máy toa xe và quy mô khái quát của xí nghiệp, trạm (có thể xếp hạng theo lớn, vừa, nhỏ)

- Phân tích lựa chọn sơ bộ các phương án: ước tính chi phí xây dựng của các phương án; tính toán thu chi trong thời gian khai thác của các phương án, so sánh sơ

bộ các phương án về mặt kinh tế - kỹ thuật, xã hội, môi trường

- Phân tích ñánh giá về việc sử dụng ñất ñai và ảnh hưởng về môi trường, xã hội, tái ñịnh cư

d Phân tích lựa chọn sơ bộ công nghệ kỹ thuật GTVT ñường sắt (công nghệ

phổ biến nhất hiện dùng trong nước hay phải nhập ngoại, ưu nhược ñiểm, ñiều kiện cung cấp, chuyển giao công nghệ)

e Sơ bộ phân tích các phương án tổ chức thi công, ñánh giá tác ñộng môi trường và sơ bộ về tổ chức khai thác

f Ước tính tổng mức ñầu tư và phương án huy ñộng vốn

- Ước tính tổng mức ñầu tư (chọn loại ñầu tư cho kết cấu hạ tầng thuốc các chủ ñầu tư khác nhau và ñầu tư cho phương tiện vận tải) của các phương án

- Phương án huy ñộng vốn (vốn vay ngân hàng quốc tế, hay trái phiếu chính phủ…)

g Tính toán sơ bộ hiệu quả ñầu tư về kinh tế xã hội của dự án

- Phân tích dự án về mặt kinh tế và tài chính

- Phân tích các lợi ích và hậu quả về mặt xã hội

h Xác ñịnh tính ñộc lập khi vận hành khai thác của các dự án thành phần hoặc tiểu dự án (nếu có và nếu kết luận dự án cần tiếp tục lập NCKT)

j Các yêu cầu kỹ thuật của dự án NCTKT

- Bản ñồ giao thông trong khu vực nghiên cứu của dự án

- Bình ñồ tỷ lệ 1:25.000 hoặc 1:50.000

- Mặt cắt dọc các phương án tuyến

- Bố trí chung của các cầu

- Bố trí chung của các hầm dài

- Bình diện các ga khu ñoạn, ga lập tàu

1.2.2.2 Những nội dung chủ yếu của báo cáo NCKT

a Những căn cứ ñể xác ñịnh sự cần thiết phải ñầu tư

- Tình hình kinh tế xã hội (hiện tại và tương lai phát triển)

- Tính hình giao thông vận tải:

Giao thông ñường bộ: các ñường ô tô, các bến xe, trạng thái của các ñường, lưu lượng xe của các ñường ñó, các ??? hàng và năng lực vận tải, dự kiến về giao thông ñường bộ trong tương lai

Giao thông ñường thuỷ: các tuyến vận tải thuỷ, trạng thái và lưu lượng tàu thuyền trên các tuyến ñó; các cảng, trạng thái và khả năng của các cảng ñó; dự kiến

về giao thông vận tải thuỷ trong tương lai

Giao thông ñường sắt: các tuyến ñường sắt, trạng thái và năng lực thông qua hiện tại; các trạm hàng; các ga hiện có và các cơ sở khác của ñường sắt

Dự báo vận tải khách và hàng: tuỳ theo các năm khai thác thứ 2, 5, 10 và tỷ lệ tăng trong tương lai; các yêu cầu về quốc phòng (nếu có) và các yêu cầu của ñịa phương tuyến ñường sắt ñi qua

ðặc trưng luồng hàng và loại hàng; tỷ lệ luồng hàng trự thông, hệ số không cân bằng giữa hai chiều; các hàng ñặc biệt thích hợp với giao thông ñường sắt (siêu trường, siêu trọng, container…)

Xác định sự cần thiết làm tuyến đường sắt: xét các mặt như lượng vận tải yêu cầu xứng đáng làm đường sắt, số T-km; số khách-km; số đơi tàu/ngày đêm; chiều dài vận tải bình quân thuộc vùng ưu việt đối với vận tải đường sắt; tính ưu việt của vận tải đường sắt so với các phương thức vận tải khác

b Lựa chọn hình thức đầu tư

Hình thức đầu tư đối với cơng trình đơn vị là làm mới, khơi phục, cải tạo hay nâng cấp

c Các phương án địa điểm

- Các đặc tính tự nhiên vùng dự án: địa hình địa mạo, khí hậu, thuỷ văn, địa chấn

- Chọn lựa các yếu tố cơ bản: khổ đường, cấp đường, số đường chính, loại sức kéo, loại đầu máy kéo tàu khách, loại đầu máy kéo tàu hàng, độ dốc chỉ đạo, tín hiệu liên khố - đĩng đường

- Thiết kế tổ chức chạy tàu (cho từng phương án hương tuyến và cho các năm tính tốn)

Tổ chức chạy tàu khách (loại tàu khách, số lượng các loại toa trong từng loại đồn tàu khách, tính tốn số lượng các loại tàu khách trên từng hướng đi, về

Tổ chức chạy tàu hàng: các loại tàu hàng, số lượng các loại toa xe trong từng loại đồn tàu hàng; tính tốn số lượng các loại đồn tàu hàng trên từng hướng

d Các phương án cơng trình

- Cơng trình tuyến đường:

Bình diện tuyến đường: các nguyên tắc chọn tuyến đường, các phương án hướng tuyến, so sánh lựa chọn chúng; các phương án điểm nối ray, so sánh lựa chọn chúng; các phương án trị số Rmin và so sánh lựa chọn chúng; các chỉ tiêu thiết kế bình diện của phương án lựa chọn (chiều dài đường chim bay, chiều dài tuyến, hệ số triển tuyến, chiều dài đoạn thẳng, đoạn cong)

Mặt cắt dọc tuyến đường: các khả năng về trị số độ dốc hạn chế và sơ bộ chọn trị số hợp lý cho tuyến thiết kế; các nguyến tắc thiết kế mặt cắt dọc (tuỳ tình hình địa hình, địa chất, thuỷ văn mà thiên về đào hay đắp, phối hợp với đường đỏ và định chiều dài cầu cạn, hầm, giao cắt …); phân đoạn thiết kế mặt cắt dọc (đoạn vạch

tự do, đoạn vạch gị bĩ, các chỉ tiêu thiết kế mặt cắt dọc của phương án lựa chọn)

Nền đường: mỗi phương án đều phân đoạn nền đường thơng thường và nền đường đặc biệt; các mặt cắt ngang điển hình ứng với nền đường thơng thường; các giải pháp thiết kế xử lý ứng với đoạn nền đặc biệt; các cơng trình thốt nước dọc

tuyến, các mỏ ñất, ñường vận chuyển và cự ly vận chuyển ñất Khối lượng công trình các loại và giải pháp thi công xây dựng ( khái quát)

Các công trình cải dịch và giao cắt: thống kê các công trình hiện có phải cải dịch, ñề nghị ñơn vị nào lập thiết kế cải dịch cho các công trình chuyên ngành; các công trình cụ thể phải dịch do ñơn vị lập dự án khả thi ñường sắt thực hiện trong dự án; các giao cắt cùng mức và khác mức với các ñường giao thông, khối lượng công trình các loại và giải pháp thi công (khái quát)

- Công trình ñiểm phân giới: xác ñịnh các tiêu chuẩn kỹ thuật và thiết kế phân

bố ñiểm phân giới; dự kiến ñịa ñiểm, chức năng, nhiệm vụ, quy mô các ga ứng với các năm khai thác tính toán; thiết kế các ga; tính khối lượng công trình ga và giải pháp xây dựng một cách khái quát cho mỗi phương án

- Công trình cầu: xác ñịnh tải trọng thiết kế, khổ giới hạn, tĩnh không thông thuyền, tần suất lũ tính toán (tĩnh không cầu vượt, cao ñộ ñường phải vượt); dự kiến

vị trí, loại hình kết cấu phần trên, phần dưới; tính toán khẩu ñộ, dự kiến bố trí các khẩu ñộ; khối lượng công trình chủ yếu và dự kiến giải pháp xây dựng một cách khái quát cho mỗi phương án

- Công trình hầm: với mỗi phương án xác ñịnh khổ giới hạn thiết kế cho hầm thẳng, hầm cong; căn cứ vào loại hình cụ thể ñể dự kiến vị trí cửa vào, cửa ra, ñể phân ñoạn các loại áo hầm khác nhau; phương án thông gió (tự nhiên hay nhân tạo), phương án thoát nước, phương án chiếu sáng; tính khối lượng công trình hầm và từng phương án tuyến; dự kiến giải pháp thi công một cách khái quát

- Công trình cống: với mỗi phương án tuyến cần thống kê theo loại hình và chiều dài tương ứng

- Công trình nhà xưởng: căn cứ vào chức năng nhiệm vụ, ñịnh biên CB CNV cho yêu cầu sản xuất ñể xác ñịnh ñịa ñiểm, diện tích sử dụng ñất, diện tích các khu nhà, cấp nhà; thống kê nhà xưởng toàn tuyến của phương án tuyến lựa chọn (vị trí, chức năng nhà, cấp nhà, diện tích xây dựng, diện tích sàn, các công trình phụ ở từng khu vực); thiết kế sơ bộ các nhà ga tại các ga khu ñoạn (các ga nhường tránh dùng thiết kế ñịnh hình)

- Công trình ñầu máy: các tiêu chuẩn kỹ thuật, kinh tế ñể thiết kế công trình ñầu máy; tính toán thiết kế công trình ñầu máy, số km chạy/năm của ñầu máy trên tuyến, số ñầu máy sử dụng, số ñầu máy chi phối, số ñầu máy chữa các cấp (kỳ, cấp I, cấp II, giữa kỳ), số vị trí sửa chữa các cấp Xác ñịnh ñịa ñiểm, chức năng nhiệm vụ, công suất của các ñoạn (xí nghiệp) và của các trạm ñầu máy; dự kiến các công trình,

thiết kế chủ yếu cho các ựoạn, trạm ựầu máy; xác ựịnh quan hệ hợp tác với các ựoạn, trạm thuộc các tuyến liên quan và thiết kế các xắ nghiệp, trạm ựầu máy

- Công trình toa xe: các tiêu chuẩn kỹ thuật, kinh tế ựể thiết kế công trình toa xe; tắnh toán số toa xe vận dụng, số toa xe cần thiết, số toa xe sửa chữa các cấp Xác ựịnh ựịa ựiểm, chức năng nhiệm vụ, công suất của các ựoạn (xắ nghiệp) và của các trạm toa xe; xác ựịnh quan hệ hợp tác với các ựoạn, trạm thuộc các tuyến liên quan;

dự kiến các công trình, thiết bị chủ yếu cho các ựoạn, trạm toa xe; thiết kế các xắ nghiệp, trạm toa xe

- Công trình tắn hiệu, liên khoá, ựóng ựường: nguyên tắc thiết kế; loại hình thiết bị ựối với các ga, các khu gian, các ựường ngang; khối lượng công trình xây lắp

và thống kê các thiết bị chủ yếu; yêu cầu nhà xưởng cho tắn hiệu, liên khoá và ựóng ựường

- Công trình thông tin: nguyên tắc thiết kế, phạm vi thiết kế các công trình thông tin, các phương án thiết kế mạng thông tin [các hệ thông tin, các trạm thông tin (tổng ựài, các thiết bị ựầu cuối, các thiết bị ghép kênh), ựường dây truyền dẫn]; yêu cầu nhà xưởng cho thông tin; khối lượng công trình xây lắp và thiết bị

- Công trình cấp ựiện, cấp nước: xác ựịnh nguồn ựiện, nguồn nước; phạm vi thiết kế và mức ựộ thiết kế; dự kiến khối lượng công trình thiết bị chủ yếu

e Phân tắch lựa chọn các phương án:

Tắnh toán chi phắ xây dựng của các phương án, tắnh thu chi trong thời gian khai thác của các phương án, so sánh lựa chon các phương án về mặt kinh tế, kỹ thuật, xã hội, môi trường

f Phân tắch lựa chọn phương án kỹ thuật công nghệ GTVT ựường sắt

g Phân tắch lựa chọn các phương án tổ chức thi công

h Phương án giải phóng mặt bằng, tái ựịnh cư

i đánh giá tác ựộng môi trường ựối với các phương án

- Hiện trạng môi trường khu vực dự án; tác ựộng của tuyến ựường tới môi trường (ựược xem xét trong giai ựoạn nghiên cứu chọn tuyến, trong bố trắ các công trình, trong giai ựoạn xây dựng, khi ựưa ựường vào khai thác); các biện pháp và chi phắ ựể giảm thiểu các tác ựộng bất lợi ựối với môi trường ở các giai ựoạn; bảng kê các thông số môi trường (các hoạt ựộng ảnh hưởng tới môi trường, nguồn và giá trị, mối hại môi trường), khuyến nghị các biện pháp bảo vệ, ựánh giá tác ựộng môi trường

j Phương án quản lý khai thác, sử dụng lao ựộng

- Dự kiến phân chia khu vực quản lý khái thác chạy tàu và duy tu bảo dưỡng cầu, đương, thơng tin - tín hiệu, đoạn, trạm đầu máy - toa xe; dự kiến định biên CB CNV tại các cơ sở đường sắt trong dự án; xác định yêu cầu đào tạo CB CNV (khi đã

sử dụng loại thiết bị mới, cơng nghệ khai thác mới) và dự kiến chi phí thực hiện

k Tổng mức đầu tư, nguồn vốn

- Xác định tổng mức đầu tư của các phương án, nguồn vốn chia ra vốn đầu tư vào kết cấu hạ tầng và trang thiết bị khai thác thuộc các chủ đầu tư khác nhau Phương án huy động vốn; phân kỳ đầu tư

l Phân tích hiệu quả đầu tư

- Phân tích đánh giá dự án về mặt kinh tế, tài chính, phân tích đánh giá dự án

về mặt xã hội và mơi trường

m Các mốc thời gian chính thực hiện dự án

n Kiến nghị hình thức quản lý thực hiện dự án

1.3 NĂNG LỰC TÍNH TỐN CỦA ðƯỜNG THIẾT KẾ

1.3.1 Các số đo

Những số đo về khả năng của một con đường xác định rõ khả năng của đường đĩ theo những thơng số kỹ thuật của tồn bộ những cơng trình trên đường, phương pháp tổ chức vận tải và chạy tàu

Khả năng thơng qua của một tuyến đường đơn đo bằng số đơi tàu tính tốn cho cả hai chiều, cịn đối với tuyến đơi thì đo bằng số đồn tàu cho từng chiều chạy qua một khu gian khĩ nhất (trong 1 ngày đêm) Khả năng thơng qua của tàu N khơng chỉ phụ thuộc vào khả năng thơng qua của các khu gian mà cịn cả của ga, các cấu trúc của nghiệp vụ đầu máy, thiết bị cung cấp năng lượng Khi thiết kế phải làm sao cho khả năng thơng xe của các cơng trình ở ga phải bảo đảm khả năng thơng xe của các khu gian

Khả năng chuyên chở G là số tấn hàng mà con đường cĩ thể chuyên chở trong đơn vị thời gian (thường lấy 1 năm) cho mỗi chiều, thơng thường khi thiết kế đường sắt khả năng chuyên chở tính cho chiều nhiều hàng