Khảo sát và thiết kế đường sắt part 7 doc

- ðường chim bay - - - - ðường nôi các ñiểm khống chế MABCK Khi vạch các phương án có thể về chiều tuyến, ta tạm ấn ñịnh cho mỗi phương án ñại lượng ñộ dốc hạn chế hoặc ñại lượng dốc gi

bố ga ñầu và cuối ñiều kiện chọn ga nối với tuyến ñường sắt cũ và với các tuyến ñường giao thông khác

Những yếu tố do các ñiều kiện thiên nhiên ñề ra, như tính chất ñịa hình, ñiều kiện xây dựng, ñịa chất và ñịa chất thuỷ văn, việc chọn ñặt các cầu, cống v.v các ñiều kiện khí hậu (gió, mưa, nhiệt ñộ v.v )

Do kết quả nghiên cứu các yếu tố nêu trên ta ñề xuất ra những phương án có thể về chiều tuyến giữa hai ñiểm ñầu và cuối và những ñiểm mà ñường sắt ñi qua

Do ñó khi vạch tuyến, ta phải nêu những phương án có thể và ñặt tuyến cho mỗi phương án

5.1.4 Phương án có thể

Nó phụ thuộc trước hết vào ñiểm ñầu, ñiểm cuối và ñiểm khống chế

Hình 5-4 - ðường chim bay - - -

- ðường nôi các ñiểm khống chế MABCK Khi vạch các phương án có thể về chiều tuyến, ta tạm ấn ñịnh cho mỗi phương án ñại lượng ñộ dốc hạn chế hoặc ñại lượng dốc giới hạn phù hợp với tình hình ñịa hình của nó, trị số dốc hạn chế giống nhau Rõ ràng ta thấy rằng phương án

có thể về chiều tuyến một mặt phụ thuộc vào ñiểm ñầu, ñiểm cuối, các ñiểm buộc phải ñi qua Nhưng mặt khác chính ñộ dốc hạn chế ảnh hưởng lớn ñến ñiều kiện sử dụng các chiều tuyến ñã nêu Khi ñã có những phương án có thể về chiều tuyến, ra thực ñịa ñối chiếu và ño ñạc bổ sung, về nội nghiệp tiến hành chỉnh lý, thiết kế, sơ bộ nêu lên các thông số kỹ thuật cơ bản, so sánh phương án, dùng các chỉ tiêu khái quát, loại bớt các phương án, giữ lại một số phương án có khả năng cạnh tranh tính khái toán công trình

Sau bước làm nhiên cứu tiền khả thi, ta tiến hành ño ñạc, lấy tài liệu xung quanh các phương án cạnh tranh, như làm bình ñồ tỉ lệ lớn, khảo sát ño ñạc phục vụ cho việc thiết kế công trình các loại Trên cơ sở những tài liệu và số liệu thu thập ñược ở ngoài thực ñịa, ta tiến hành thiết kế bình ñồ, trắc dọc cho các phương án tuyến ñã ñược vạch trên bình ñồ tỷ lệ lớn vừa xây dựng, thiết kế bố trí chung các công trình nhân tạo, so sánh phương án tuyến (lúc này nói chung chỉ còn là so sánh các phương án cục bộ), chọn phương án tốt nhất Trong bước này ta phải xác ñịnh các thông số kỹ thuật cơ bản, cuối cùng phải làm khái toán công trình Sau khi dự án nghiên cứu khả thi ñược duyệt, ta tiến hành khảo sát thu thập số liệu theo hướng dẫn của quy trình khảo sát ở bước tương ứng ñể có căn cứ thiết kế kỹ thuật tuyến và các công trình.Việc ñịnh vị các công trình nhân tạo có thể còn phải ñược chỉnh lý lại ở bước sau:

ðịnh tuyến ngoài thực ñịa là ñặt tuyến ñược thiết kế trên bình ñồ làm trong giai ñoạn lập dự án khả thi ra ngoài thực ñịa Bắt ñầu từ ñiểm ñầu tiên của tuyến (thường ñược ñặt trên bệ cố ñịnh do tự tạo hoặc tự nhiên có) ta xác ño góc phương vị bắc ñến cánh tuyến ñầu tiên,ño dài theo hướng tuyến ñó ñến ñỉnh thứ 2, làm tương tự cho các ñỉnh tiếp theo và ñến ñiểm cuối cùng của tuyến thiết kế Trên bình ñồ ta phải tìm mối liên hệ giữa cánh tuyến thiết kế và ñường sườn bình ñồ, mối liên hệ ñó ñược thể hiện lại ở ngoài thực ñịa căn cứ vào các cọc của ñường sườn bình ñồ Ta biết rằng

về mặt toán học ñể xác ñịnh một ñường thẳng chỉ cần hai ñiểm, nhưng trên thực tế ño trên bản ñồ và ño trên thực ñịa có những sai số của nó, do vậy 1 cánh tuyến có thể lấy 3 - 4 hoặc hơn nữa số ñiểm liên hệ, tuỳ thuộc ở chiều dài và ñịa hình của cánh tuyến Tất nhiên những ñiểm liên hệ không dễ dàng nằm trên một ñường thẳng, chỉnh

lý và nắn nó, tuỳ theo tình hình trắc ngang, nói rộng ra tuỳ theo ñịa hình cụ thể

ðịnh ñỉnh, ñóng ñường cong, ño cự ly, ñi cao ñạc và làm trắc ngang v.v tất

cả các công việc ñó phục vụ cho thiết kế kỹ thuật sau này Căn cứ vào tuyến ñã ñược ñịnh ở thực ñịa, xác ñịnh vị trí, ño ñạc lấy số liệu, phục vụ cho việc thiết kế kỹ thuật các công trình nhân tạo Trong giai ñoạn thiết kế kỹ thuật ta thiết kế tính toán hình học các công trình, tính toán khối lượng xây dựng và khai thác và phải làm dự toán công trình

Tiếp theo bước thiết kế kỹ thuật là bước bản vẽ thi công: Thiết kế các bản vẽ thể hiện công nghệ và quy trình thi công tỉ mỉ các hạng mục của mỗi công trình từ nền ñường ñến các công trình nhân tạo, lập tiến ñộ thi công toàn tuyến và các công trình trên tuyến

Tuỳ theo tình hình cụ thể về tổng mức ñầu tư, có thể kết hợp bước 1 và 2 thành lập dự án nghiên cứu khả thi, kết hợp bước 3 và 4 thành thiết kế kỹ thuật - thi công, tuyến ñường dễ về ñịa hình, ít phức tạp về kết cấu, không có thiết kế ñặc biệt

sự kết hợp ñó là phù hợp Các dự án nhóm C có tổng mức ñầu tư nhỏ hơn 30 tỷ (VNð) cho phép thiết kế 2 giai ñoạn Các dự án nhóm A có tổng mức ñầu tư lớn hơn 200 tỷ (VNð) phải thiết kế ñầy ñủ 4 giai ñoạn

Thiết kế ñại tu các tuyến ñường ngắn, ñơn giản có thể tiến hành 1 giai ñoạn, ñịnh tuyến ngay tại thực ñịa ñể thiết kế kỹ thuật - thi công

5.1.5 ðường chim bay, ñiểm khống chế

ðường ngắn nhất là ñường nối liền hai ñiểm ñầu cuối, cuối và ñiểm ñi qua một con ñường

ðường ngắn nhất là ñường chim bay, ñường chim bay xác ñịnh trên mặt ñất khoảng cách ngắn nhất giữa hai ñiểm Trên một khoảng cách lớn, thực tế ñường chim bay không phải là ñường thẳng mà là ñường cong ôm lượn theo hình cầu của quả ñất, nó chính là một ñường vòng cung, nếu ta cắt mặt ñất bằng một mặt phẳng ñi qua hai ñiểm ñầu, cuối và tâm ñiểm của quả ñất Khi thiết kế ñường sắt với chiều dài tới 1000km vẫn quy ước ñường chim bay có thể là một ñường thẳng nối liền hai ñiểm ñầu cuối trên bản ñồ Khi tuyến phải qua một hay nhiều ñiểm thì ñường chim bay là ñường gãy khúc nối từ ñiểm ñầu qua các ñiểm ñi tới ñiểm cuối ðiểm mà ñường thiết kế phải ñi qua, ghé qua, hay ñi gần qua là các cứ ñiểm kinh tế quan trọng, ñịa ñiểm tạo thành hàng lớn, ñịa ñiểm ñông dân cư lớn v.v

ðường chim bay không thể coi như một phương án ñược, nó chỉ là chỗ dựa

ñể ta ñánh giá các ñiều kiện dẫn tuyến, hướng vào ñó dẫn tuyến làm sao hạn chế ñược chiều dài tuyến ñường

Các chướng ngại trong vạch tuyến có thể thể chia ra làm hai nhóm:

a Chướng ngại bình diện: Sông lớn, thành phố, thị xã, thị trấn, hồ, vùng bùn lầy, vùng mỏ, khu vực cấm (vườn quốc gia, phải bảo tồn), nơi ñịa chất xấu v.v

b Chướng ngại cao thấp: núi, ñường phân thuỷ cao, các gò ñất cao, vực thẳm,

bờ sông cao ñang lở v.v

Gặp các chướng ngại này một là ta phải vượt qua, hai là phải ñi vòng

ðiều khống chế là ñiểm mà tuyến nên ñi qua khi vượt qua hay tránh những chướng ngại Khi ñịnh tuyến ta phải tìm ra ñược một số phương án về các ñiểm khống chế

Nếu ñi vòng tuyến sẽ dài, nhưng khối lượng công tác sẽ nhỏ Nếu vượt qua chướng ngại thì từng khối lượng công tác sẽ lớn và giá thành cao, có khi việc khai

thác gặp nhiều cản trở (ta luy ñường ñẽ bị sụt vào mùa mưa), nhưng ñược lợi là chiều dài tuyến giảm Nếu là những chướng ngại không vượt qua ñược như rừng cấm, khu

mỏ thì tìm ra các ñiểm khống chế cho ñường ñi vòng

Muốn ấn ñịnh các ñiểm khống chế ta phải nghiên cứu kỹ lưỡng trên bản ñồ

về chiều ñi của các ñường phân thuỷ, ñỉnh núi sông thung lũng v.v nêu ra các ñèo, chỗ trũng hay các ñiểm thuận lợi khác mà tuyến có thể ñi qua

Những ñiểm khống chế khi ñi vòng chướng ngại phải không ñi chệch quá so với chiều tuyến qua các cứ ñiểm cần thiết

Trên hình vẽ 5-2 nêu các ñiểm khống chế ABCD ñi vòng tránh sông, ñầm lầy, núi cao, thị trấn

5.1.6 Sơ bộ dẫn tuyến

Khi ñã có ñiểm ñầu, ñiểm cuối, cứ ñiểm kinh tế (ñiểm phải qua) các ñiểm khống chế v.v ta có thể nêu ra những phương án có tính chất nguyên tắc Khi ñã có một số phương án rồi ta tiến hành thảo trắc (ño ñạc bằng các dụng cụ ñơn giản) có tính ñến những thay ñổi về cao ñộ của mặt ñất, ñại lượng về ñộ dốc của trắc dọc và những ñiều kiện dẫn tuyến khác Khi thảo trắc rồi ta có thể vẽ ñược trắc dọc ñại lược Trên trắc dọc ñại lược rút ra những số liệu sau:

Các ñộ dốc thiên nhiên trung bình theo từng hướng thẳng

Tổng số chiều cao phải vượt cho mỗi chiều

ðặc tính và chiều dài của các ñoạn khó khăn theo mỗi chiều

ðặc tính và chiều dài các ñoạn tự do

ðộ dốc trung bình của thiên nhiên

Hình 5-5 Xác ñịnh chiều cao khắc phục Ngoài ra ñối với mỗi phương án ta xác ñịnh chiều dài, số lượng và tính chất những nơi gặp dòng nước và những ñặc ñiểm khác như tỷ lệ giữa ñường tự do và ñường khó khăn, ñường ven sông, ñường sườn núi v.v Ta có thể loại bớt các phương án kém giá trị, còn lại những phương án cạnh tranh, ta sẽ vạch tuyến, so sánh

kỹ lưỡng về kỹ thuật và kinh tế Tóm lại, ñầu tiên nghiên cứu ñường chim bay (ñiểm ñầu, cuối, ñiểm ghé qua) ðề xuất các ñiểm khống chế, nên nắn lại ñường chim bay, nêu các phương án nguyên tắc và thảo trắc Chọn phương án tốt nhất ñể thiết kế ở giai ñoạn sau

5.2 PHÂN LOẠI VẠCH TUYẾN

Tuỳ theo ñiều kiện sử dụng ñịa hình, ñịa thế và các ñộ dốc ta có thể có nhiều loại vạch tuyến

Trong thực tế khảo sát thiết kế ta phân biệt theo hai ñặc ñiểm sau:

+ Theo ñiều kiện ñịa hình, tức là ñiều kiện lợi dụng hình thể của mặt ñất + Theo ñiều kiện sử dụng ñộ dốc hạn chế hay các dốc giới hạn khác

5.2.1 Phân loại vạch tuyến theo ñịa hình có thể chia ra hai nhóm

- Vạch tuyến không cắt ñường phân thuỷ chính, tức là không triển tuyến từ

hệ thống sông này sang hệ thống sông khác Trong nhóm này có các loại tuyến như tuyến ñi men theo bờ sông, tuyến men theo ñường phân thuỷ, tuyến men theo sườn núi

- Tuyến cắt một hay một số ñường phân thuỷ chính tức là khi tuyến ñi từ hệ thống sông này sang hệ thống sông khác Trong nhóm này chỉ có loại tuyến cắt ñường phân thuỷ

Tuyến men theo bờ sông là ñoạn tuyến ñặt ở thung lũng một con sông nào ñó Tuyến theo ñường phân thuỷ là ñoạn tuyến ñặt ngay trên ñường phân thuỷ của hai hệ thống sông nào ñó

Tuyến theo sườn núi khi tuyến ñặt trên sườn dốc giữa thung lũng và ñường phân thuỷ

Hình 5-6 A- Tuyến ven sông

B- Tuyến theo sườn núi C- Tuyến theo ñường phân thuỷ Còn tuyến cắt ñường phân thuỷ trong trường hợp tuyến ñang ñi theo một sông này mà chuyển sang một hệ thống sông khác, chỗ cắt thường là chỗ trũng, thấp

ñó là yên ngựa của ñèo Kiểu tuyến này phối hợp nhiều ñoạn tuyến khi thì ñi men sông, khi theo sườn núi, lúc cắt ñường phân thuỷ

5.2.2 Phân loại cách vạch tuyến theo ñiều kiện sử dụng ñộ dốc hạn chế

ðiều kiện ñịa hình, ñặc biệt là ñộ dốc thiên nhiên trung bình của ñịa hình lớn hay nhỏ sẽ ảnh hưởng rất lớn ñến vị trí tuyến và thậm chí cả phương pháp xác ñịnh tuyến

Việc phân loại vạch tuyến theo ñiều kiện sử dụng ñộ dốc hạn chế hay một dốc giới hạn khác xác ñịnh bởi tương quan giữa ñộ dốc thiên nhiên trung bình itntb và dốc vạch tuyến ivt Dốc itntb tính cho từng ñoạn tuyến một theo những ñiểm ñặc biệt trên ñịa hình và bỏ qua những lần thay ñổi cao ñộ mặt ñất trong ñoạn ñó Còn dốc vạch tuyến ivt là dốc lớn nhất cho phép của một ñoạn tuyến trên trắc dọc, nó là dốc giới hạn (hạn chế, cân bằng, gia cường) trừ ñi ñại lượng giảm dốc trung bình do ñường cong gây ra Như vậy trên ñoạn thẳng thì:

ivt = ip (hay icb, igc) Nếu có ñường cong

Ở ñây ta chưa cần chính xác ñại lượng ir bởi vì sau này khi tiến hành giảm dốc tuy có sự thay ñổi trong ñại lượng ir nhưng chiều dài tuyến sẽ không thay ñổi bao nhiêu

Khi vạch tuyến, cần có sự sử lý khác nhau trong các ñiều kiện khác nhau Theo ñiều kiện sử dụng dốc hạn chế khi vạch tuyến ta có thể phân chia ra vạch tuyến

tự do, vạch tuyến khó khăn Vạch tuyến tự do khi:

Tim tuyến ñược xác ñịnh không bị hạn chế bởi cao ñộ Lúc này phải giải quyết mâu thuẫn chủ yếu là các tiêu chuẩn thiết kế bình ñồ, chỉ cần chú ý tránh các chướng ngại trên mặt bằng, vạch tuyến trên hướng thẳng, ngắn, là có thể tìm ñược vị trí tuyến hợp lý

Vạch tuyến khó khăn khi:

Tim tuyến ñường không chỉ bị hạn chế bởi bình ñồ, mà còn chịu sự khống chế của trở ngại ñộ cao Trong trường hợp này mâu thuẫn chủ yếu là ở mặt cắt dọc, cần căn cứ tình hình cụ thể của ñịa hình, ñể vạch tuyến trên mặt ñất có ñộ dốc thiên nhiên trung bình về cơ bản phù hợp với ñộ dốc vạch tuyến, có chủ ñịnh kéo dài tuyến

ñể nó có thể ñạt ñến ñộ cao dự ñịnh.Vạch tuyến khó khăn lại chia ra vạch tuyến khó

có phát triển ñường và vạch tuyến khó khăn không phát triển ñường, không phát triển ñường khi: itntb ≈ ivạch tuyến; Có phát triển ñường khi: itnbt > ivt

Ở những ñoạn ñó nếu vạch tuyến theo ñường thẳng thì sẽ gặp những ñoạn ñường ñắp hoặc ñường ñào rát cao và sâu Hình 5 -6 nêu lên một trường hợp phải phát triển ñường Muốn giảm khối lượng công trình nên phải kéo dài 1 ñoạn ∆l

l: Chiều dài ñoạn tuyến có phát triển ñường

lo: Chiều dài ñoạn tuyến theo ñường thẳng

Hình 5 -7 Sơ ñồ trắc dọc và bình ñồ khi có triển tuyến

i

h i

l i h i

h i

H H l

vt vt

o vt vt

Trong ñó HB và HA cao ñộ thiết kế ở ñầu A và B Ta có thể biến ñổi

5.3 VẠCH TUYẾN TỰ DO VÀ VẠCH TUYẾN KHÓ KHĂN

5.3.1 Vạch tuyến tự do

Ở ñoạn dốc thoải, ñịa hình bằng phẳng, khi vạch tuyến có thể lấy ñường chim bay làm hướng chủ ñạo, vừa bảo ñảm tuyến thẳng, lại tiết kiệm ñầu tư công trình Do vậy, vạch tuyến ở những ñoạn tự do là ñặt tuyến qua các ñiểm khống chế sao cho tuyến ñược ngắn nhất Muốn thế phải chú ý các ñiểm:

5.3.1.1 Khi tránh các chướng ngại vật làm tuyến phải lệch khỏi hướng ngắn

nhất thì cần cố gắng sớm tránh trước chướng ngại, ñể giảm thiểu góc lệch

Hình 5-8 Tuyến tránh chướng ngại Hình 5-8 biểu thị 2 phương pháp tránh hồ, phương pháp ñường nét ñứt, trong phạm vi toàn chiều dài rất ít rời khỏi hướng ngắn nhất, nhưng làm sao cho số lượng ñường cong, tổng góc lệch và chiều dài tuyến ñều tăng hơn phương án ñường nét liền.Vì vậy khi tránh các chướng ngại, tuyến ñược vạch cần sớm dẫn từ chướng ngại này sang chướng ngại khác Tóm lại, khi vạch tuyến phải ñi từ chướng ngại này sang chướng ngại khác, ñoạn tuyến giữa các chướng ngại phải ñặt sao cho ngắn nhất

5.3.1.2 Khi tuyến tránh núi, vượt sông hoặc các chướng ngại khác, cần

làm cho ñỉnh ñường cong ñối diện với các chướng ngại vật chính, ñể chướng ngại vật nằm ở phía trong ñường cong và làm cho góc lệch của nó nhỏ nhất

Hình 5-9 Vị trí hợp lý của đường cong trên bình đồ Qua hình 5-9 thấy rằng phương án đường nét liền đường cong đối diện với vật chướng ngại cĩ khối lượng đất đá ít hơn phương án đường nét đứt khơng đối diện với chướng ngại Tĩm lại đỉnh gĩc quay phải đặt đối diện với chướng ngại cịn chướng ngại phải đặt trong gĩc quay Do vậy, mỗi một gĩc quay phải cĩ một lập luận bảo vệ lý do dùng gĩc bao nhiêu độ, cố tránh hướng tuyến chệch xa hướng ngắn nhất Nên dùng gĩc quay nhỏ để khỏi tăng thêm chiều dài nhiều quá Gĩc nên dùng vào khoảng 15 - 200 (gĩc quay 100 chiều dài tăng lên 1,5% gĩc quay 200 tăng lên 6,4%)

5.3.1.3 Bố trí đường cong phải thực sự khi cĩ chướng ngại Bán kính đường

cong cần kết hợp với địa hình, hết sức sử dụng đường cong bán kính lớn:

Ở đoạn đường dốc thoải, mức độ khai triển tuyến phụ thuộc nhiều nhân tố như vai trị của tuyến đường, lượng vận chuyển lớn hay nhỏ, điều kiện địa hình địa chất, mạng lưới đường v.v cần hết sức đi theo hướng thẳng ðường sắt mang ý nghĩa địa phương thì yêu cầu hạ giá thành và gần các thành thị Hệ số triển tuyến nĩi chung là: 1,1 cho ku vực đồng bằng; 1,2 – 1,3 cho khu vực miền núi

5.3.1.4 Chiều dài đoạn dốc tốt nhất khơng nên nhỏ hơn chiều dài đồn tầu,

cần tận lượng sử dụng dốc khi xuống dốc khơng phải hãm: dốc vơ hại

5.3.1.5.Cố gắng giảm tổng cao độ nâng lên, nhưng khi tránh chướng ngại dẫn

tới kéo dài tuyến thì cần phải cĩ sự so sánh

5.3.1.6 Bố trí ga phải sao cho khơng lệch hướng ngắn nhất của tuyến và cố

gắng bố trí trên đoạn địa hình cĩ nền đắp, địa hình phẳng, rộng rãi, để giảm bớt khối lượng cơng trình Chiều đi của sân ga phải trùng với chiều tuyến nếu phải đặt lệch thì hạn chế gĩc quay lại

Hình 5-10 Thiết kế mặt cắt dọc giữa các ga đoạn dốc thoải Như trên hình 5-10 cao độ thiết kế ga A là 600 m ở phía trước cách khoảng 9,3 km cần bố trí ga B, cao độ thiết kế hợp lý khoảng 608 m Giữa 2 ga là dốc thoải Trắc dọc tuyến giữa 2 ga cĩ thể thiết kế theo 3 kiểu

Chiều dài tuyến và khối lượng cơng trình của 3 phương án đề tương tự nhau, nhưng xét điều kiện gia tốc khi ra ga và giảm tốc khi vào ga ở ga A hoặc ga B thì phương án (1) để xét vị trí bình đồ tuyến, như vậy sẽ cải thiện được điều kiện vận hành của đồn tầu

Mặc dù vạch tuyến tự do cĩ dễ dàng ở chỗ ít phải vượt qua những chướng ngại cao thấp nhưng cơng việc này khơng phải là đơn giản ở chỗ cĩ thể cĩ rất nhiều phương án vạch tuyến mà ta phải tìm ra những phương án tốt nhất

Phương pháp chủ yếu dùng để vạch tuyến tự do là phương pháp thử Nội dung như sau:

- ðầu tiên kéo tuyến theo chiều ngắn nhất qua các chướng ngại thiên nhiên,

và vẽ trắc dọc

- Tiến hành phân tích trắc dọc và do đĩ đề xuất ra các phương án bình diện phải đi chệch khỏi chiều tuyến ngắn nhất cho từng đoạn ngắn hay là cho cả một đoạn tuyến dài để tránh chướng ngại

- Vạch tuyến theo phương án đi tránh, sau đĩ phân tích và kết luận xem nên

đi theo hướng nào

Nhiều khi khơng thể nêu ngay phương án tốt nhất cho nên phải tiến hành so sánh, cần chú ý kỹ thuật càng tiến bộ cĩ thể áp dụng đầu máy khỏe, tối tân, loại kết cấu tầng trên khỏe, cơng nghệ xây dựng càng hiện đại càng nên kéo thẳng tuyến, điều này cĩ ý nghĩa đặc biệt khi lượng vận chuyển lớn

về mặt cắt ngang Các bước tiến hành công việc ñó như sau:

- Trước hết tìm mặt cắt ngang của vị trí khống chế tuyến Ở ñoạn dốc ngang tương ñối lớn, ñoạn ñịa chất không tốt, ñoạn 2 bờ sông xói lở nghiêm trọng và ở các mốc 100 m có tính chất ñại diện cần vẽ mặt cắt ngang

- Căn cứ cao ñộ vai ñường của thiết kế cũ tại các mặt cắt khống chế, xác ñịnh phạm vi hợp lý mà tim ñường có thể dịch chuyển sang phải, sang trái mặt cắt ngang

Hình 5-11 Sơ ñồ xác ñịnh tuyến mặt cắt ngang Thí dụ hình 5-11 (b) thấy rằng chân dốc ñường ñắp của tuyến vạch cũ nằm ở dưới dòng sông, rõ ràng là không hợp lý, cần phải dịch ñường về phía núi Lúc ñó có thể thiết kế hai mặt cắt ngang nền ñường: một mặt cắt có chân dốc ñường ñắp nằm ở mép sao cho không bị xói lở, ta ñược vị trí tim ñường ở ñiểm P; một mặt cắt khác là

cố gắng chuyển dịch về phía núi ñể cao ñộ dốc bên ñường ñào bằng trị số dốc tối ña cho phép, ñược vị trí Q của tim ñường dựa một bên vào núi Khoảng cách giữa P& Q

là phạm vi hợp lý tim ñường có thể dịch chuyển trên bản vẽ

- ðem các ñiểm chân ta luy (như P, Q) có thể dịch chuyển sang phải, sang trái của tuyến trên mặt cắt ngang, ñưa sang bình ñồ theo cự ly tương ứng và theo thước tỷ

lệ, nối các ñiểm chân ta luy ñó lại là ñược phạm vi hợp lý của tuyến có thể dịch chuyển trên bình ñồ

- Trong phạm vi tuyến có thể dịch chuyển trên bình ñồ, thiết kế lại bình ñồ,

và nối thoả ñáng hai ñầu với ñường ñã vạch là ñược vị trí tim ñường mới tương ñối hợp lý trên cả bình ñồ, trắc dọc và trắc ngang

5.3.3.Cải thiện bình diện, trắc dọc tuyến

ðối với bình đồ và trắc dọc tuyến đã xác định sơ bộ, cần tiến hành nghiên cứu phân tích,tìm các vấn đề tồn tại và đưa ra các biện pháp giải quyết, tiến hành sửa đổi cục bộ Những chỗ sửa đổi nhỏ thì dựa vào kinh nghiệm để phán đốn, những chỗ sửa đổi lớn cần phải thơng qua so sánh kinh tế, kĩ thuật để xác định Trong quá trình thiết kế, ba mặt bình đồ, trắc dọc và trắc ngang ảnh hưởng lẫn nhau, ràng buộc lẫn nhau, đối với bất kì một sửa đổi nào ở một mặt cắt này đều phải kiểm tra tính hợp

lý ở hai mặt cắt kia, sao cho đảm bảo tính ăn khớp trong thiết kế 3 mặt cắt

Các vấn đề cần phải tiến hành cải thiện bình đồ và trắc dọc thường là:

- So sánh các phương án cục bộ của tuyến

- Giảm thiểu số lượng đào đắp, cầu hầm

- Vịng tránh vùng địa chất khơng tốt

- ðiều chỉnh sự phân bố ga, cầu cống

- Cải thiện điều kiện thi cơng một số địa điểm

- Cải thiện điều kiện vận doanh của một số đoạn cục bộ

- Cải thiện việc thiết kế một số đoạn cục bộ mà quy phạm cho phép sử dụng tiêu chuẩn thấp

- Giảm bớt việc chiếm dụng đất đai (nhất là ruộng) và di dời các vật kiến trúc Sau đây xin nêu một số tình huống thường gặp về sửa đổi bình đồ, trắc dọc để giảm bớt khối lượng đào đắp

- Thiết kế độ dốc cũ khơng thoả đáng, đoạn cục bộ xuất hiện lượng đào đắp quá lớn: cĩ thể thay đổi tổ hợp đoạn dốc hoặc cao độ thiết kế để giảm khối lượng đào đắp như hình 5-12

Hình 5-12 Giảm khối lượng cơng trình do thay đổi độ dốc thiế kế

- ðộ dốc thiết kế cũ khơng nên thay đổi (như đã dùng đủ độ dốc tối đa) nhưng trên bản đồ trắc dọc, cao độ đào đắp tăng dần khơng hợp lý từ đầu này, đến đầu kia, thì cĩ thể căn cứ tình hình cụ thể, thay đổi vị trí bình đồ tuyến, chẳng hạn quay tuyến một gĩc như hình 5-13

Hình 5-13 Chuyển tiếp tuyến giảm dốc công trình

Hình 5-14 Thay ñổi ñường cong giảm khối lượng công trình

- Khi ñường cong và tiếp tuyến trên bình ñồ phối hợp không thoả ñáng dẫn tới tăng khối lượng công trình: cần ñiều chỉnh lại góc quay và bố trí ñường cong ñể giảm khối lượng công trình Thí dụ như trên trắc dọc (hình 5-15) của tuyến ñã xác ñịnh, giữa 2 cống, một bên thì ñào sâu, một bên thì ñắp cao Qua nghiên cứu trên bình ñồ cho thấy chỗ ñào trên trắc dọc thì có thể trên bình ñồ ñem dịch ngang về chỗ thấp, ngược lại chỗ ñắp cao trên trắc dọc thì trên bình ñồ ñem tuyến dịch ngang về phía cao là có thể giảm ñắp và ñồng thời giảm ñào Muốn vậy cần phải thay ñổi bán kính ñường cong và hướng tiếp tuyến bên phải

Hình 5-15 Giảm khối lượng công trình do thay ñổi tiếp tuyến

và bán kính ñường cong

5.3.4 Vạch tuyến khó khăn

5.3.4.1 Các ñiểm chủ yếu xác ñịnh tuyến trên ñoạn vạch tuyến khó khăn

Ở ñây thông thường phải vạch tuyến ñủ ñộ dốc vạch tuyến ñể tranh thủ chiều cao, không làm tuyến kéo dài Khi tuyến gặp phải chướng ngại ñộ cao lớn (như khi vượt qua ñường phân thuỷ) nên vạch tuyến theo hướng ngắn nhất sẽ không ñạt cao

ñộ dự kiến hoặc phải làm hầm dài ðể tuyến ñạt ñược cao ñộ dự ñịnh, cần dùng ñủ

ñộ dốc tối ña kết hợp với ñịa hình ñể triển tuyến

Khi vạch tuyến ở ñoạn triển tuyến cần chú ý kết hợp các ñiều kiện tự nhiên về ñịa hình, ñịa chất, trong thiết kế ñộ dốc cần có dự trữ

ðoạn triển tuyến, nếu không có nguyên nhân ñặc biệt, nói chung không cần

sử dụng dốc ngược chiều ñể tránh triển tuyến không cần thiết do khắc phục cao ñộ gây nên, ñồng thời làm tăng chi phí vận doanh

Vạch tuyến ở vùng vạch tuyến khó khăn thường dẫn tuyến từ ñoạn khó ñến ñoạn dễ, từ cửa hầm dự kiến bắt ñầu triển khai tuyến ñi xuống phía dưới là thích hợp Trong trường cá biệt khi ñiểm khống chế ở chân núi (như cầu cao) thì cũng có thể vạch tuyến từ chân núi ñi lên

Vạch tuyến khó khăn là ñặt tuyến vượt qua những chướng ngại cao thấp, bằng những ñộ dốc tối ña ấn ñịnh trước, những chỗ cần thiết có thể phải kéo dài tuyến ra, khác với ñoạn tuyến tự do, trắc dọc ở ñoạn tuyến khó khăn phải theo một hình dáng dốc lớn, phân cách bằng những ñoạn nằm ngang tức là sân ga, bởi vì theo hình cắt dọc có thể tính ñược trước cao ñộ của ñường thiết kế của trắc dọc nên nhiệm

vụ vạch tuyến là phải chọn ở trên ñịa hình thực ñịa hay trên bản ñồ vị trí của tuyến ñể cho ở mỗi ñiểm cao ñộ của mặt ñất thích hợp với cao ñộ của ñường thiết kế

Nếu itntb > ivt không lớn lắm (tức là ∆h không lớn, thì có thể không phải triển tuyến (h5-9) Mà ñào một lượng ∆h ở trên ñỉnh, hoặc ñắp một lượng ở dưới chân, hoặc giải quyết ñào một ít ở trên, ñắp một ít ở dưới là ñược

Khi itntb >> ivt thì phải triển tuyến Muốn giảm bớt lượng triển tuyến thì ñỉnh ñèo phải ñào thêm, chân ñèo phải ñắp thêm

o vt

dap dao

l i

h H h

H

H2, H1 cao ñộ ở ñỉnh và chân ñèo

Nếu có nhiều khu gian, chiều dài tối thiểu

sg vt

dap dao

l n i

h h H H

Trong ñó n - số ga; lsg - chiều dài ga

Nếu ñoạn khó khăn là ñoạn rất dài

)1

()( 1

2

vt

dap dao

i

h h H H

Xác ñịnh chiều sâu ñào trên ñỉnh ñèo cũng như chiều cao ñắp dưới chân ñèo rất quan trọng, ảnh hưởng lớn ñến chiều dài tuyến Chiều sâu ñào trên ñỉnh tuỳ thuộc vào ñịa hình, ñịa chất và hình dáng của ñèo

Việc ñào còn tuỳ thuộc vào tình hình ñịa chất, sự ổn ñịnh của mái dốc ñào Nếu phải ñào nhiều, ta có thể dùng hầm Ở chân ñèo ta ñắp, khi cần ñắp nhiều ta có

thể thay thế bằng cầu cao Ở ñây cần phải tính toán so sánh phương án.Vạch tuyến phải ñi từ cao xuống thấp, từ ñỉnh ñèo xuống chân ñèo, theo nguyên tắc ñó sẽ tránh ñược tổn thất cao ñộ Muốn vậy phải nắm ñược phương pháp vạch tuyến, phương pháp chủ yếu dùng khi vạch tuyến khó khăn là sơ bộ ñặt ñường khối lượng không tức

là ñường mà cao ñộ thiết kế trùng với cao ñộ mặt ñất

5.3.4.2 Phương pháp ñịnh tuyến bằng ñường khối lượng không

ở những ñoạn vạch tuyến khó khăn, vị trí tổng quát và hướng cục bộ của tuyến ñường có thể xác ñịnh nhờ ñường khối lượng không ðường khối lượng không

là tuyến ñường gấp khúc vừa ñủ ñộ dốc vạch tuyến vừa là ñường nối giao ñiểm của ñường khối lượng không với ñường ñồng mức Vì vậy nó nó là bình ñồ tuyến vừa có

ñộ dốc bằng ñộ dốc vạch tuyến, vừa phù hợp ñịa hình, khối lượng ñào ñắp nhỏ nhất

ðường khối lượng không ñược xác ñịnh bằng compa trên bản ñồ ñịa hình tỷ

lệ nhỏ các bước xác ñịnh tuyến như sau:

- Biết hiệu số của hai ñường ñồng mức là ∆hñm trên bản ñồ ñịa hình xác ñịnh

cự ly bước vạch tuyến hay có thể ñặt giữa hai ñường ñồng mức một ñoạn ñường với

ñộ dốc cho trước, gọi chiều dài ñoạn ñó là di Chiều dài cần thiết ñể nâng ñường lên cao một lượng ∆hñm là

vt

dm i

Giữa hai ñiểm ñầu và cuối của cùng một ñoạn dốc di có thể có mấy ñoạn ñường khối lượng không Chẳng hạn trong hình, ñường nét ñứt là một ñường khối lượng không khác, nhưng xa hướng thẳng hơn so với ñường kẻ nét liền, tuyến sẽ dài hơn nên loại bỏ Các cánh tuyến chúng ta vạch, nói chung phải bám vào ñường khối lượng không Một tuyến như vậy sẽ ñảm bảo về chiều dài và khối lượng công trình hợp lý Khi vạch ñường khối lượng không cần chú ý các ñiểm sau:

- ðường khối lượng không cần vòng tránh các ñoạn ñịa chất xấu và hướng ñường khối lượng không ñi tới ñiểm khống chế (hoặc ga)

- Nếu khẩu ñộ của compa di (cự ly bước vạch tuyến) nhỏ hơn cự ly ñường ñồng mức, chứng tỏ ñộ dốc tuyến ñược vạch lớn hơn ñộ dốc thiên nhiên trung bình, tuyến không bị khống chế bởi ñộ cao, tức là có thể dãn tuyến theo hướng thẳng ngắn nhất Gặp ñoạn có cự ly ñường ñồng mức nhỏ hơn di, thì tiếp tục vạch ñường khối lượng không của ñoạn sau

- Khi tuyến vượt qua nơi sâu, cần phải làm cầu cống, ñường khối lượng không không cần hạ xuống ñáy sâu mà trực tiếp dẫn tuyến sang bờ sông ñối diện (như ñiểm i, j trong hình 5-16) Gặp trường hợp núi cao phải dùng nền ñào hoặc hầm ñường khối lượng không cũng không cần nâng lên ñỉnh núi mà có thể nhảy qua Khi vượt qua sông, vực hoặc ñỉnh núi thì căn cứ cự ly tuyến ñược dẫn gấp mấy lần di ñể biểu thị tuyến hạ xuống hoặc nâng lên bấy nhiêu dh, ñể quyết ñịnh bắt ñầu vạch ñường dẫn hướng ở ñường ñồng mức nào phía ñối diện sông vực hoặc ñỉnh núi

- ðường khối lượng không là ñường gấp khúc, chỉ có thể biểu thị hướng tổng quát của tuyến Muốn vạch bình ñồ tuyến, cần lấy ñường khối lượng không làm cơ

sở, với tiền ñề phù hợp với các quy ñịnh liên quan của quy trình quy phạm, dùng ê-

ke, tấm bản ñường cong ñể vẽ bình ñồ tuyến thuận, thẳng, hình tròn (hình 5-17)

Hình 5-17 Xác ñịnh tuyến dọc ñường dẫn hướng và chọn bán kính Tóm lại những yêu cầu chủ yếu khi vạch tuyến khó khăn là phải: