THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM VƯỢT NÚT QUANG TRUNG

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..

trờng đại học giao thông vận tải

Lời cảm ơn

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Cầu hầm

trường Đại học Giao thông Vận tải đã hết lòng giảng dạy,

hướng dẫn em trong thời gian học tập.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TH.S Chu Viết Bình

đã tận tâm hướng dẫn em thực hiện Đồ án tốt nghiệp đúng

thời gian và yêu cầu nội dung.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT

PHỤ LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Ở nước ta hiện nay, tốc độ phát triển của hệ thống giao thông vận tải (GTVT) rất cao 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 đã và đang thay đổi từng ngày Tuy nhiên, quá trình phát triển của GTVTĐT ở nước ta thể hiện nhiều bất cập Xu thế phát triển hiện nay của toàn bộ hệ thống GTVT 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 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 Với chính sách mở cửa trong nền kinh tế thị trường sôi động, trong những năm gần đây, số lượng xe cộ, thành phần, chủng loại tăng rất nhanh và rất đa dạng Phương tiện giao thông cơ giới

tư nhân tăng nhanh dẫn đến tình trạng quá tải đến mức báo động gây trở ngại cho quá trình phát triển đất nước Đặc biệt trong cơ chế thị trường, chính sách mở cửa của Việt Nam và sau khi Việt Nam gia nhạp WTO thì việc thông thương cũng như khách du lịch vào Việt Nam ngày càng phát triển Tuyến đường xuyên á nằm trong chiến lược phát triển nền kinh tế Việt Nam Nút giao thông Quang Trung nằm trên đường xuyên

Á là một trong những nút giao thông quan trọng Lưu lượng các phương tiện giao thông rất lớn Là một nút giao giữa đường cao tốc và đường đô thị, do vậy để đảm bảo giao thông thông suốt đảm bảo tốc độ trên tuyến cao tốc phải xây dựng giao cắt khác mức Mặt khác tuyến quốc lộ đã có từ trước nên phải bố trí hầm chui hoặc cầu vượt trên tuyến cao tốc vượt qua tuyến quốc lộ

Trước thực trạng giao thông như vậy thì 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

dành quỹ đất để xây dựng nhà ở, công viên, bồn hoa, khu vực cây xanh v.v…Tăng cường vệ sinh môi trường đô thị, giảm ách tắc & tai nạn giao thông, nâng cao khả năng lưu hành của các phương tiện giao thông

Với mục đích như vậy nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp của em được giao là ”Thiết kế

và tổ chức thi công hầm vượt đường bộ" với số liệu của nút giao thông Quang

Trung - TPHCM

Hà Nội, Ngày 17 tháng 05 năm 2010

Sinh viên: Nguyễn Vũ Việt

PHẦN I:GIỚI THIỆU CHUNGCHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC TUYẾN GIAO CẮT

CHƯƠNG II : ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC GIAO CẮT.

CHƯƠNG III : NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU VỰC GIAO CẮT.

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC

TUYẾN GIAO CẮT

Nút giao thông Quang Trung nằm trên đường vành đai II thuộc quận 12, TP HCM, là giao cắt giữa đường cao tốc thuộc đường xuyên Á và đường đô thị trên đường Hóc Môn - Chợ Cầu

1.1 TUYẾN HIỆN HỮU

Tuyến đường Hóc Môn - Chợ Cầu thuộc đường đô thị gồm 4 làn xe bề rộng mỗi làn là 3,5m; tốc độ thiết kế là 60km/h có giải phân cách giữa là 4m; có lề đi bộ rộng 1m; bề rộng toàn đường là 21m; bố trí giao cắt với đường xuyên Á một góc 40o Tình trạng khai thác tốt

12,25m 4m 12,25m

mÆt c¾t ngang ®­êng cao tèc

1.3 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ

- Tâm giao của nút trùng với tim đường cao tốc, tim đường đô thị.

- Tôn trọng những quy hoạch đã được duyệt khác có liên quan;

- Tránh vi phạm những vùng nhạy cảm như công trình văn hóa, quân sự, tôn giáo vv;

- Có xét đến yêu cầu phát triển của giao thông đô thị;

- Xác lập hướng ưu tiên trên cơ sở dự báo lưu lượng xe các hướng trong nút và quy hoạch mạng lưới giao thông khu vực thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2020:

Ưu tiên 1: Đường nối Hóc Môn - Chợ Cầu và ngược lại;

Ưu tiên 2: Đường cao tốc An Sương - Cầu Bình Phước và ngược lại;

Ưu tiên 3: Từ cao tốc rẽ xuống Quốc Lộ, đường Đô Thị

CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC GIAO CẮT.ĐẶC ĐIỂM, ĐIỀU KIỆN KINH TẾ, XÃ HỘI

2.1.1 Đặc điểm điều kiện kinh tế

- Thành phố Hồ Chí Minh giữ vai trò đầu tàu kinh tế của cả Việt Nam Thành phố chiếm 0,6% diện tích và 7,5% dân số của Việt Nam nhưng chiếm tới 20,2% tổng sản phẩm, 27,9% giá trị sản xuất công nghiệp và 34,9% dự án nước ngoài Vào năm 2005, Thành phố Hồ Chí Minh có 4.344.000 lao động, trong đó 139 nghìn người ngoài độ tuổi lao động nhưng vẫn đang tham gia làm việc Năm 2008, thu nhập bình quân đầu người ở thành phố đạt 2.534 USD/năm, cao hơn nhiều so với trung bình cả nước, 1024 USD/năm

- Nền kinh tế của Thành phố Hồ Chí Minh đa dạng về lĩnh vực, từ khai thác mỏ, thủy sản, - nông nghiệp, công nghiệp chế biến, xây dựng đến du lịch, tài chính

Cơ cấu kinh tế của thành phố, khu vực nhà nước chiếm 33,3%, ngoài quốc doanh chiếm 44,6%, phần còn lại là khu vực có vốn đầu tư nước ngoài Về các ngành kinh tế, dịch vụ chiếm tỷ trọng cao nhất: 51,1% Phần còn lại, công nghiệp và xây dựng chiếm 47,7%, nông nghiệp, lâm nghiệp và thủy sản chỉ chiếm 1,2%

- Tuy vậy, nền kinh tế của Thành phố Hồ Chí Minh vẫn phải đối mặt với nhiều khó khăn Toàn thành phố chỉ có 10% cơ sở công nghiệp có trình độ công nghệ hiện đại Trong đó, có 21/212 cơ sở ngành dệt may, 4/40 cơ sở ngành da giày, 6/68

cơ sở ngành hóa chất, 14/144 cơ sở chế biến thực phẩm, 18/96 cơ sở cao su nhựa, 5/46 cơ sở chế tạo máy có trình độ công nghệ, kỹ thuật sản xuất tiên tiến Cơ sở

hạ tầng của thành phố lạc hậu, quá tải, chỉ giá tiêu dùng cao, tệ nạn xã hội, hành chính phức tạp cũng gây khó khăn cho nền kinh tế Ngành công nghiệp thành phố hiện đang hướng tới các lĩnh vực cao, đem lại hiệu quả kinh tế hơn

2.1.2 Văn hóa - xã hội

Dân cư

Theo kết quả điều tra dân số ngày 01/04/2009 Thành phố Hồ Chí Minh có dân số 7.123.340 người , gồm 1.812.086 hộ dân, bình quân 3,93 người/hộ Phân theo giới tính: Nam có 3.425.925 người chiếm 48,1%, nữ có 3.697.415 người chiếm 51,9%

Sự phân bố dân cư ở Thành phố Hồ Chí Minh không đồng đều, ngay cả các quận nội

ô Trong khi các quận 3, 4, 5 hay 10, 11 có mật độ lên tới trên 40.000 người/km² thì các quận 2, 9, 12 chỉ khoảng 2.000 tới 6.000 người/km² Ở các huyện ngoại thành, mật

độ dân số rất thấp, như Cần Giờ chỉ có 96 người/km² Về mức độ gia tăng dân số, trong khi tỷ lệ tăng tự nhiên 1,07% thì tỷ lệ tăng cơ học lên tới 1,9% Theo ước tính năm 2005, trung bình mỗi ngày có khoảng 1 triệu khách vãng lai tại Thành phố Hồ Chí Minh Đến năm 2010, có số này còn có thể tăng lên tới 2 triệu

Mặc dù Thành phố Hồ Chí Minh có thu nhập bình quân đầu người rất cao so với mức bình quân của cả Việt Nam, nhưng khoảng cách giàu nghèo ngày các lớn do những tác động của nền kinh tế thị trường Những người hoạt động trong lĩnh vực thương mại

cao hơn nhiều so với ngành sản xuất Sự khác biệt xã hội vẫn còn thể hiện rõ giữa các quận nội ô so với các huyện ở ngoại thành.

Y tế

Thành phố Hồ Chí Minh, với dân số đông, mật độ cao trong nội thành, cộng thêm một lượng lớn dân vãng lai, đã phát sinh nhu cầu lớn về y tế và chăm sóc sức khỏe Tuổi thọ trung bình của nam giới ở thành phố là 71,19, con số ở nữ giới là 75,00

Sở Y tế thành phố hiện nay quản lý 8 bệnh viện đa khoa và 20 bệnh viện chuyên khoa Nhiều bệnh viện của thành phố đã liên doanh với nước ngoài để tăng chất lượng phục vụ

Giáo dục

Về mặt hành chính, Sở Giáo dục Thành phố Hồ Chí Minh chỉ quản lý các cở sở giáo dục từ bậc mầm non tới phổ thông

Hệ thống các trường từ bậc mầm non tới trung học trải đều khắp thành phố Trong khi

đó, những cơ sở xóa mù chữ, phổ cập giáo dục tập trung chủ yếu vào bốn huyện ngoại thành Củ Chi, Bình Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ Các trường ngoại ngữ ở Thành phố Hồ Chí Minh không chỉ giảng dạy những ngôn ngữ phổ biến mà còn một trường dạy quốc

tế ngữ, một trường dạy Hán Nôm, bốn trường dạy tiếng Việt cho người nước ngoài Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay cũng có 40 trường quốc tế do các lãnh sự quán, công ty giáo dục đầu tư

Giáo dục bậc đại học, trên địa bàn thành phố có trên 80 trường, đa số do Bộ Giáo dục

và Đào tạo quản lý, trong đó chỉ có 2 trường đại học công lập (đại học Sài Gòn và đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch) do thành phố quản lý Là thành phố lớn nhất Việt Nam, Thành phố Hồ Chí Minh cũng là trung tâm giáo dục bậc đại học lớn bậc nhất, cùng với Hà Nội Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh với năm đại học thành viên Nhiều đại học lớn khác của thành phố như Đại học Kiến trúc, Đại học Y Dược,

Đại học Ngân hàng, Đại học Luật, Đại học Bách khoa, Đại học Kinh tế đều là các đại học quan trọng của Việt Nam Trong số học sinh, sinh viên đang theo học tại các trường đại học, cao đẳng của thành phố, 40% đến từ các tỉnh khác của quốc gia

Truyền thông

Bưu điện trung tâm Thành phố

Là một trong hai trung tâm truyền thông của Việt Nam, Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay có 38 đơn vị báo chí thành phố và 113 văn phòng đại diện báo chí trung ương và các tỉnh, 3 nhà xuất bản của thành phố và 21 chi nhánh nhà xuất bản trung ương cùng mạng lưới thông tấn xã, các đài phát thanh, truyền hình địa phương và trung ương Tổng cộng, trên địa bàn thành phố hiện nay có trên một nghìn người hoạt động trong lĩnh vực báo chí

Trong lĩnh vực xuất bản, từ năm 1995 tới nay, ba nhà xuất bản của thành phố chiếm 1/7 số đầu sách xuất bản của cả Việt Nam Ước tính khoảng 60 đến 70% số lượng sách của cả nước được phát hành tại Thành phố Hồ Chí Minh Những năm gần đây, nhiều trung tâm sách, cửa hàng sách hiện đại xuất hiện Sài Gòn cũng là nơi ra đời tờ

Gia Định báo, tờ báo quốc ngữ đầu tiên Sài Gòn giải phóng, Thanh Niên, Tuổi Trẻ

kinh tế Sài Gòn, Thời trang, Thế giới mới, Kiến thức ngày nay Ngoài báo chí tiếng Việt, Thành phố Hồ Chí Minh còn có Saigon Times daily, Thanhniennews bằng tiếng Anh, một ấn bản Sài Gòn giải phóng bằng tiếng Hoa.

Truyền hình đã xuất hiện tại Sài Gòn từ trước năm 1975, khi miền Bắc còn đang trong giai đoạn thử nghiệm Ngay sau ngày chính quyền miền Nam sụp đổ, Đài truyền hình Giải phóng đã bắt đầu phát sóng Đến nay, Đài Truyền hình Thành phố Hồ Chí Minh

– HTV trở thành đài truyền hình địa phương quan trọng bậc nhất Việt Nam Ngoài sáu kênh phát trên sóng analogue, HTV còn một số kênh truyền hình kỹ thuật số và truyền hình cáp Đối tượng chính của HTV là dân cư thành phố và một số tỉnh lân cận

Trung tâm văn hóa, giải trí

Những lý do lịch sử và địa lý đã khiến Sài Gòn luôn là một thành phố đa dạng về văn hóa Ngay từ giai đoạn thành lập, dân cư của Sài Gòn đã thuộc nhiều dân tộc khác nhau: Kinh, Hoa, Chăm Thời kỳ thuộc địa rồi chiến tranh Việt Nam, Sài Gòn hấp thụ thêm nền văn hóa Âu Mỹ Cho tới những thập niên gần đây, những hoạt động kinh

tế, du lịch tiếp tục giúp thành phố có một nền văn hóa đa dạng hơn

Với vai trò một trung tâm văn hóa của Việt Nam, Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay

có 22 đơn vị nghệ thuật, 9 rạp hát, 11 bảo tàng, 22 rạp chiếu phim, 25 thư viện Hoạt động của ngành giải trí ở Thành phố Hồ Chí Minh nhộn nhịp hơn bất cứ thành phố nào ở Việt Nam

đường Trường Chinh, đường cao tốc đi Trung Lương, đường cao tốc liên vùng phía Nam, đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa Một số dự án lớn đang giai đoạn chuẩn bị triển khai: Các đường vành đai 1, 2, 3; đường trên cao Thị Nghè - Sân bay Tân Sơn Nhất;

cầu Bình Triệu và đặc biệt là dự án đường bộ cao tốc Bắc - Nam với tổng số vốn dự kiến lên tới trên 30 tỷ đô la Khi dự án này hoàn thành sẽ kết nối thành phố với tất cả các vùng kinh tế trọng điểm trong cả nước

Đường thủy: Các hệ thống cảng Sài Gòn, Tân Cảng đáp ứng được yêu cầu tiếp nhận các tàu trọng tải lớn Tuy nhiên, do nằm trong nội đô nên ảnh hưởng lớn đến giao thông đô thị và đang được di dời ra khỏi nội thành Các cảng container mới, hiện đại đang được triển khai có: cụm cảng Hiệp Phước, cảng Cát Lái

Đường sắt: Ga Sài Gòn là đầu mối giao thông quan trọng và nhộn nhịp nhất nước, phục vụ các tuyến vận tải Bắc Nam

Tàu điện ngầm : Do mật độ giao thông nội thị cao, việc xây dựng các tuyến tàu điện ngầm và đường sắt trên cao (monorail) đã được triển khai như các tuyến: Bến Thành - Biên Hoà, Bến Thành - Bến xe Miền Tây, Bến Thành - Tân Sơn Nhất - An Sương được các đối tác nước ngoài như (Nhật, Pháp, Nga, Đức) đệ trình phương án đầu tư Cuối tháng 02.2008 , công trình đã được chính thức khởi công và sẽ đi vào họat động vào năm 2014

Đường hàng không: Thành phố có sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất là sân bay lớn nhất Việt Nam (năm 2007, có lượng khách quốc tế đến bằng đường hàng không chiếm 55% tổng số lượng khách đến các sân bay quốc tế tại Việt Nam, sân bay này phục vụ

11 triệu khách thông qua, chiếm 1/2 tổng số 20 triệu khách sử dụng sân bay tại Việt Nam) Nhà ga quốc tế mới T2 với năng lực 15-17 triệu khách/ năm vừa hoàn thành vào tháng 8 năm 2007 là nhà ga hàng không lớn nhất và hiện đại nhất Việt Nam hiện nay Trong tương lai không xa, Sân bay quốc tế Long Thành với công suất 80-100 triệu khách năm đã được xây dựng và sẽ là cảng hàng không hàng đầu khu vực) Ngoài ra, thành phố còn đang đầu tư vào hệ thống xe buýt, với hỗ trợ hàng trăm triệu đồng mỗi năm từ UBND TPHCM, xe búyt ở thành phố Hồ Chí Minh họat

động với mục tiêu giảm thiểu số lượng phương tiện giao thông cá nhân

2.3 THỰC TRẠNG CÁC CÔNG TRÌNH CƠ SỞ HẠ TẦNG

Xung quanh khu vực nút nhiều nhà cao tầng và nhiều cơ quan chính trị Đặc biệt

có công viên phần mềm Quang Trung

Giao thông: Đây là vùng có mật độ đường bộ cao, bình quân 15,8 km/km2 và 0,6km/1.000 dân với 14 Quốc lộ có tổng chiều dài 1.101 km Hệ thống đường trục nối TP.HCM - Biên Hòa - Vũng Tàu đã nâng cấp lên 4 làn xe và đang phát huy hiệu quả Quốc lộ 13 đi Bình Dương, Bình Phước và đường xuyên Á đi Tây Ninh sang Campuchia đã hoàn thành và đi vào hoạt động Trên địa bàn vùng đã hình thành nhiều cụm cảng lớn, cải tạo, nâng cấp, trang bị một số phương tiện xếp dỡ hiện đại; mở nhiều bến container như cụm cảng Sài Gòn với trên 20 bến cảng Hệ thống sân bay được nâng cấp đồng bộ với trang thiết bị hiện đại đáp ứng nhu cầu trong nước và quốc

tế Sân bay Tân Sơn Nhất đã trở thành sân bay quốc tế lớn nhất cả nước

Cấp điện: Tổng công suất của các loại nguồn phát điện toàn vùng KTTĐ PN là 6.675

MW, chiếm tới trên 97,3% lượng nguồn phát khu vực Cơ cấu nguồn phát đa dạng, trong đó nguồn khí chiếm trên 65%, nguồn thủy điện khoảng 19%, nhiệt điện chiếm trên 10%, còn lại là nguồn diesel Hiện tại, tại vùng KTTĐ PN có 6 nhà máy thủy điện với tổng công suất lắp máy là 1.263 MW

Cấp nước, thoát nước: Trong vùng KTTĐ PN nguồn nước mặt được sử dụng là các sông Đồng Nai, sông Sài Gòn Riêng hệ thống thoát nước, các địa phương trong vùng đang từng bước xây dựng hệ thống thoát nước và xử lý nước bẩn tại những khu đô thị, khu dân cư và công nghiệp tập trung

CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT

Địa chất quanh nút tương đối tốt và ổn định Địa chất được xác định thông qua kết quả khoan khảo sát của hố khoan và tham khảo bản đồ địa chất quận 12 - TPHCM:

Hố khoan tại nút Quang Trung có: Lớp đất đắp: sét, cát sỏi sạn lẫn đá dăm; Sét cát màu vàng, nâu đỏ, dẻo mềm; Cát hạt trung lẫn bột sét, xám trắng, rời rạc; Sét màu xám xanh, dẻo chảy; Sét màu xanh, dẻo mềm

Công trình: Nút giao thông Quang Trung - TPHCM Ngày khoan: 1/10/2005 - 4/10/2005

Mô

tả

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)

Số búa ứng vơi mỗi 15cm N

15 cm

Biểu đồ SPT 10

Số hiệu

và độ sâu SPT

Sét màu xám xanh, dẻo chảy

Sét màu xám xanh, dẻo chảy

Sét màu xám xanh lẫn sạn sỏi, dẻo mềm

Sét màu xám xanh, dẻo mềm

Sét màu xám xanh, dẻo mềm

Sét màu xám xanh,xám vàng, doẻ mềm

UD2 8,0-8,5 UD3 10,0-10,5 UD4 12,0-12,5 UD5 14,0-14,5 UD6 16,0-16,5 UD7 18,0-18,5

SPT1 2,5-2,95 SPT2 4,5-4,95 SPT3 6,5-6,95 SPT4 8,5-8,95 SPT5 10,5-10,95 SPT6 12,5-12,95 SPT7 14,5-14,95 SPT8 16,5-16,95 SPT9 18,5-18,95

Từ bản đồ chia khu địa chất công trình lãnh thổ Quận 12 theo mức độ thuận tiện cho xây dựng công trình ngầm, thì khu vực nút giao thông Quang Trung nằm trong khu vực A – rất thuận tiện cho việc xây dựng các công trình ngầm.

Khu này bao gồm các diện tích phân bố dạng nền đồng nhất Khi khảo sát xây dựng, công tác thu thập các tài liệu địa chất công trình đã có là rất quan trọng Các khảo sát phụ thêm chỉ nhằm kiểm tra các số liệu hiện có và bổ sung thêm các đặc tính địa chất công trình liên quan đến thiết kế Công trình có thể đặt tại bất cứ

độ sâu nào trong khoảng 20-30m tuỳ thuộc vào khả năng của các biện pháp thi công và đặc điểm công trình Khu này đặc biệt thuận tiện cho việc áp dụng phương pháp đào hở, thành hố đào

ổn định ở độ sâu đào lớn Không có mặt nước ngầm, vấn đề chỉ là thoát nước mặt trong điều kiện thời tiết bất lợi Khu này cũng thuận tiện cho cả phương pháp đào ngầm

Các chỉ tiêu cơ lí của đất khu vực xây dựng hầm

PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ

PHƯƠNG ÁN I: THẾT KẾ HẦM CHUI TRÊN

TUYẾN CAO TỐC

II: KẾT CẤU HẦM VƯỢT III: KẾT CẤU ĐƯỜNG DẪN HAI PHÍA HẦM VƯỢT IV: KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG XE CHẠY TRONG HẦM V: HỆ THỐNG PHÒNG NƯỚC VÀ THOÁT NƯỚC TRONG HẦM

VI: THÔNG GIÓ VÀ CHIẾU SÁNG TRONG HẦM VII: HỆ THỐNG BIỆN BÁO TÍN HIỆU TRONG HẦM

VIII: CÁC HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT KHÁC CẮT QUA NÚT GIAO

IX: BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO X: NHỮNG KHỐI LƯỢNG THI CÔNG CHÍNH.

I THIẾT KẾ NÚT GIAO CẮT

1.1 BÌNH ĐỒ BỐ TRÍ NÚT GIAO

- Hình thức giao cắt nút giao là giao cắt khác mức

- Các hướng tuyến chính: hướng Hóc Môn - Chợ Cầu là hướng đường đô thị chạy trên tuyến cao tốc hướng An Sương - Cầu Bình Phước.

- Các nhánh rẽ: Các nhánh rẽ là 1 làn xe các tuyến rẽ trái được bố trí khi ra khỏi đường dẫn và rẽ theo đường vòng để rẽ

+ Các yếu tố đường cong: bán kính đường cong lấy theo tiêu chuẩn thiết kế đường TCVN 4054-2005

ϕ: Hệ số bám dọc của đường , trong điều kiện bình thường

ϕ = 0.5Thay số vào ta được:

( )

2 1

60 1, 2.60

10 45,68

36 254 0,5

Đoạn hầm này không phải tính toán tầm nhìn ngang bởi vì đây là đường 1 chiều và không có tuyến cắt qua.

Ta có thể dễ dàng xác định được các điểm khống chế của tuyến bằng các cọc 20m bắt đầu từ vị trí đặt cửa hầm Các điểm khống chế này được ghi chi tiết ở bản vẽ trắc dọc

kĩ thuật tuyến

Việc thiết kế trắc dọc tuyến được trình bày chi tiết trên bản vẽ trắc dọc kĩ thuật

Xác định bán kính đường cong đứng:

Bán kính đường cong đứng được xác định theo tiêu chuẩn xây dựng đường ôtô

Từ cơ sở trên ta chọn bán kính đường cong đứng của đường hầm như sau:

Đường hầm ôtô gồm có hai đường cong lồi và một đường cong lõm Các thông

số của đường cong đứng được ghi trong bảng:

Bảng 8: Các thông số của đường cong đứng

STT Đường cong Bán kính

R(m)

Tiếp tuyếnT(m)

Tiêu cựP(m)

1

Đường cong 1

2

Đường cong 2

3

Đường cong 3

Độ dốc dọc lớn nhất phải xác định theo 2 điều kiện sau:

- Sức kéo phải lớn hơn tổng lực cản của đường:

Gk:Trọng lượng trục bánh xe chủ độngCác độ dốc dọc lớn nhất imax được xác định cho các loại xe và được lập vào bảng sau:

Bảng 9: Các giá trị của các đặc trưng

là không cần thiết mà thoát nước theo độ dốc ngang)

Tuyến được vạch dựa trên đường có sẵn nên bán kính đường cong nằm đã được định sẵn Với đường cong này ta không cần phải bố trí siêu cao vì bán kính đường cong nằm khá lớn, R = 3000m > Rmin (không cần bố trí siêu cao)

1.3.5 Xác định bán kính đường cong đứng:

Tính toán đường cong đứng lõm để hạn chế lực ly tâm và đảm bảo tầm nhìn ban đêm

Để xác định đường cong đứng lõm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm ta dựa vào sơ

2.( p .sin )

S R

Hình 5 Khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc hầm.

Khổ giới hạn kiến trúc trong hầm cho loại đường hai chiều, có giải phân cách giữa là dạng tường ngăn hoặc hàng cột ngăn có kích thước như bảng sau:

Bản 10 Các đặc trưng của hầm vượt.

Độ dốc ngang của mặt xe chạy 1,5% dốc về hai phía rãnh bố trí ở hai bên đường hầm

Trên cơ sở đó em dựng khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc hầm như sau:

Đường hầm dùng cho đường ôtô với khổ đường rộng gồm sáu làn xe ôtô và lề công vụ là 750mm

Vỏ hầm tiết diện hình hộp đổ tại chỗ, áp dụng biện pháp thi công đào lộ thiên.

Để bố trí các thiết bị như: chiếu sáng, tránh sai số trong thi công, các hầm vượt đường bộ thường có chiều dài ngắn 60m nên không cần bố trí thông gió, vậy các khoảng cách lấy như sau:

+ Nóc hầm: Từ khổ giới hạn lấy lên một khoảng 250 ÷700mm, ở đây không bố trí

thông gió nên em chọn ∆ = 500mm

+ Hai bên: Đối với đường ôtô từ khổ giới hạn lấy ra một khoảng ∆ = 250mm

Hình 7 Xác định các điểm giới hạn tĩnh không trong hầm

2.2 KẾT CẤU VỎ HẦM

Hầm vượt đường có độ sâu bằng chiều dày của kết cấu trần hầm cộng với chiều dày lớp phủ và chiều cao tĩnh không trong hầm Chiều dày lớp phủ lấy ở vị trí mép đường xe chạy bên trên, bao gồm lớp bê tông tạo phẳng, lớp chống thấm, lớp bê tông bảo vệ và lớp bê tông nhựa Chiều dày của trần hầm phụ thược vào chiều rộng giữa hai mặt tường bên và tường ngăn, lấy bằng (10 201 ÷ 1 )L.

Trên cơ sở phân tích ở trên em chon: Vỏ hầm tiết diện hình hộp đổ tại chỗ, áp dụng biện pháp thi công đào lộ thiên

+ Chiều dày nóc dn = ( 1 1

10 20 ÷ )L vơi L = 13350 (mm)

Suy ra dn = ( 1 1

10 20 ÷ )×13350 = 667,5 ÷1335 mm

Trên cơ sở tính toán trên em chon sơ bộ: dn = 800mm

+ Tường bên: thông thường chọn từ: 0,3 ÷0,8 mm (Giáo trình công

trình ngầm giao thông đô thị của Makôpsky trang 93) Em chọn sơ bộ dt

= 750mm

+ Do khẩu độ tấm nắp lớn nên trong hộp phải bổ sung theo một tường ngăn chia hộp ra làm hai Bức tường này chỉ chịu nén nên chiều dày chỉ bằng một nửa tường ở hai bên vách hầm Chọn sơ bộ chiều dày tường giữa 500mm

+ Đáy hầm thường chọn chiều dày từ: 0,4 ÷0,8 m (Giáo trình công

trình ngầm giao thông đô thị của Makôpsky trang 93) Em chọn sơ bộ dd

= 800mm

+ Lớp phủ là dùng loại đất đắp có các đặc trưng như trình bày dưới đây

4

Hình 8 Kết cấu vỏ hầm

Chú thích:

1 Hộp kỹ thuật: đường dây điện, cáp điện thoại, ống nước sinh hoạt…

2 Lề công vụ đồng thời là lề người đi bộ

3 Rãnh thoát nước

4 Lề công vụ

Khi thi công ta tíên hành thi công đáy, hai tường bên, tường giữa có cốt thép chờ ở tường sau đó thi công nắp hầm và xử lý mối nối Khi tính toán vẫn tính theo kết cấu toàn khối

Xét bải toán móng nông như sau: sau khi chuyển tải trọng về trọng tâm móng ta được các giá trị như sau:

* Kiểm tra ứng suất đáy móng

a) Sức chịu tải của nền đất dưới đáy móng:

R tt = 1,2{ R'[1 + k 1 (b-2)] + k 2γtb (h - 3)}

k1 = 0,02 (m-1): Hệ số (bảng 7,8 tr404- Chương VII- Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình giao thông đường bộ 22TCN 18-79- NXB GTVT)

k2 = 0,15: Hệ số (bảng 7,8 tr404- Chương VII- Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình giao thông đường bộ 22TCN 18-79- NXB GTVT)

b =1 <2 lấy b =2 m: Bề rộng móng h=9m: chiều sâu chôn móng

b) Điều kiện kiểm toán

Đây là hầm vượt nằm trong dô thị do vậy cửa hầm phải được thiết kế là một công trình phải đảm bảo các tiêu chuẩn kiến trúc.

3.1 ĐƯỜNG DẪN PHÍA CỬA A (PHÍA ĐÔNG)

Đường dẫn phía Đông có độ dốc 4%, vị trí cửa hầm là KM0+320 kết thúc đường dẫn là KM0+555, tổng chiều dài là 235m

Chiều cao của tường chắn từ 8,3m đến 0m

Lớp BTAF t = 75mmLớp phòng nước t = 2mm Lớp đệm cát t = 500mm

Lớp bê tông M150 dày 200mm

Hỡnh 19: Kết cấu hầm dẫn

Đường dẫn gồm cú 6 là xe, giải phõn cỏch giữa là 3m

3.2 ĐƯỜNG DẪN PHÍA CỬA B (PHÍA TÂY)

Đường dẫn phớa Đụng cú độ dốc 4%, vị trớ cửa hầm là KM0+605 kết thỳc đường dẫn là KM0+840, tổng chiều dài là 235m Chiều cao của tường chắn từ 8,625m đến 0m

Xe chạy trong hầm gồm cú 6 làn xe, tốc độ xe chạy trong hầm là 60km/h Hầm nằm trờn đường thẳng, độ dốc dọc là 0,6% phục vụ việc thoỏt nước, độ dốc ngang là 1,5%

+ Lớp bờ tụng nhựa dày 40 ữ70mm, em chọn dày 70mm,

+ Lớp bờ tụng tạo phẳng (lớp mui luyện) dày 10 ữ40mm, em chọn dày

40mm,

+ Giữa hai làn cú giải phõn cỏch mềm bằng sơn rộng 250mm

Líp mui luyÖn dµy 4cm Líp bª t«ng nhùa dµy 7cm.

Hình 20 Cấu tạo mặt đường xe chạy

TRONG HẦM

BIỆN PHÁP PHÒNG NƯỚC

Toàn bộ hệ thống hâm kín và hầm dẫn được bọc 1 lớp chống thấm, đảm bảo kết cấu không bị thấm nước trong quá trình khai thác Kết cấu chống thấm được chia làm ba phần: phần đáy hầm; phần tường và đỉnh của hầm

Quy trình chống thấm cho bề mặt BT hầm như sau:

• Làm sạch và khô bề mặt BT hầm

• Sơn hỗn hợp phụ gia chông thấm lên bề mặt BT

• Sau 4h-5h, Sơn hỗn hợp phụ gia chống thấm lên bề mặt BT lần thứ hai

và dán phủ bề mặt bằng lớp PVC dày 2mm

• Để một ngày sau thi công lớp BT bảo vệ./

Qui trình chống thấm cho đáy hầm như sau:

• Sau khi thi công xong móng và lớp tạo phẳng của móng hầm, ta dùng loại chống thấm PVC trải xuống dưới đáy hầm và thực hiện đổ BT lên trên Sau khi hoàn thiện công tác dán màng chống thấm, toàn bộ đường hầm được bọc một bê tông bảo vệ dày 5cm

Phần các tầng ngầm dưới đất của hệ thống trạm bơm cùng hệ thống

trạm bơm được chống thấm bằng loại màng chống thấm có đặc tính kĩ

ngoài màng chống thấm được bọc một lớp xốp (Polystyrene Foam) đảm bảo cho màng chống thấm không bị phá hoại trong quá trình lấp đất.

Giữa các đốt hầm kín, hầm dẫn đổ tại chỗ bố trí khe co giãn rộng

2cm Mối nối gồm hai phần:

• Thanh Φ32 liên kết giữa các đốt hầm: tại khe giãn nở bố trí các thanh

Φ32, bước a = 300mm chạy dọc theo chu vi mặt cắt Thanh Φ32 một đầu liên kết chặt vào BT, một đầu có thể trượt tự do trong ống nhựa tẩm nhựa đường

• Chống thấm mối nối: Để chống thấm qua khe giãn nở 2cm, ta sử dụng băng ngăn nước lắp đặt chạy dọc theo mối nối và được đặt ở giữa Hai bên băng ngăn nước dùng vật liệu chèn khe từ vật liệu PE tỷ trọng cao (Joint Filler) Ngoài cùng sát

bề mặt BT sử dụng vật liệu gắn kín trên cơ sở Polysulphide có tính năng cao dùng để hàn kín các mối nối (Joint Sealants)

BIỆN PHÁP THOÁT NƯỚC

Các loại nước có thể chảy trong hầm:

- Nước mưa

- Nước khi rửa đường

Do vậy phải bố trí hệ thống rãnh dọc và bể chứa để thu nước mưa chảy từ hai đầu hầm dẫn vào và nước rửa đường Nước được thu vào bể chứa và được bơm ra khỏi phạm vi hầm vào hệ thống cống thoát nước của thành phố

Với cơn mưa có cường độ mưa lớn nhất, giả sử thể tích nước mưa chảy vào hầm sau 1 trận mưa là 80m3 , và cứ trong 1h lại có một trận mưa như vậy căn cứ vào đó ta có thể chọn bể thu nước dung tích 240m3, như vậy là phải sau 3h nước mới đầy bể Khi đó sử dụng 4 máy bơm tự động công suất mỗi máy là 80m3/h trong đó có 2 máy dự phòng,

ta có thể đưa toàn bộ lương nước mưa ra khỏi đường hầm

Kích thước bể ta có thể chọn như sau: chọn 2 bể đặt gần nhau tại vị trí giữa hầm, kích thước mỗi bể là: 5x8x3m (rộng 5m, dài 8m, cao 3m) Bể được đúc bằng BTCT liền khối bề dày tường 25cm

VI THÔNG GIÓ VÀ CHIẾU SÁNG TRONG HẦM

THÔNG GIÓ TRONG HẦM

Trong đường hầm ô tô, khí độc hại chủ yếu là khí CO và CO2 do việc đốt cháy dầu xăng của động cơ ô tô thải ra Về mùa hè, nhiệt độ không khí bên ngoài hầm cao hơn bên trong hầm từ 10 - 150 do vậy mà áp suất bên trong hầm bao giờ cũng lớn hơn bên ngoài hầm Hầm có hai cửa: một cửa nằm theo hướng Đông - Tây, một nằm theo hướng Tây - Tây Bắc Hầm kín nằm theo hướng Đông - Tây nên dễ dàng tiếp nhận gió Đông Nam về mùa hè và gió Đông Bắc về mùa Đông

Do chiều dài hầm nhỏ ( L=60m<300m) vì vậy ta chỉ cần sử dụng thông gió tự nhiên

Để đảm bảo giao thông thì yêu cầu trong hầm phải có hệ thống chiếu sáng nhân tạo, các loại đèn dùng chiếu sáng trong hầm là các loại thiết bị chiếu sáng chuyên dụng chống nổ, chống ăn mòn Mạng đèn bố trí hai bên hầm, khoảng cách 10m/1bộ Chiếu sáng phần hầm dẫn bằng hệ thống cột đèn chiếu sáng hiện đại, hệ thống dây cáp điện được bố trí trong ống kĩ thuật chôn ngầm trong hầm

Nguồn năng lượng chiếu sáng được bố trí trong các khoang kĩ thuật đảm bảo an toàn cao, hệ thống đường dây là các loại cáp mềm bọc trong các ống cách điện, các thiết bị chiếu sáng phải là các thiết bị chuyên dụng để đảm bảo không xảy ra sự cố Việc cấp điện được cung cấp bởi hai nguồn độc lập./

Tại vị trí đầu đường dẫn bắt đầu vào hầm đều có biển báo hiệu

QUA NÚT

Hệ hống cáp thông tin đựơc bố trí trong lớp đất đắp ở phía dưới cửa hầm Với chiều dày đất đắp là 1300mm > 600m đảm bảo thoả mãn tiêu chuẩn.

§­êng c¸p kü thuËt

Hình 21 Đặt cáp kỹ thuật

Được bố trí ở hai bên hầm, cách hầm là 5m do vậy toàn bộ hệ thống nước của hầm được thu về hầm được bơm hút, và thải ra hệ thống thoát nước công cộng

Trong phương pháp lộ thiên, giải pháp kết cấu vỏ hầm không đa dạng như khi xây dựng bằng phương pháp kín Do vỏ hầm được thi công trong hầm mở sơ đồ nguyên

lý kết cấu ít phụ thuộc vào điều kiện địa chất công trình trên tuyến đường ngầm mà chủ yếu được xác định bằng dạng vật liệu sử dụng tại chỗ các công nghệ và kĩ thuật triển khai

Phương án 1

• Thân hầm dài 50m

• Hầm dẫn hai bên mỗi bên dài 235m

• Phương án này sử dụng hệ KCBT đổ toàn khối dạng tường chắn đất

- Phần hầm dẫn bao gồm: tường bên là các khối BTCT dạng hình thang chiều dày dưới móng là 1,2m và 0,45m trên đỉnh Các tường bên này ngàm vào khối BT đáy dày 1,2m Để chống lại mô men lật và để đảm bảo tính ổn định cho tường chắn, phần đáy móng mở rộng ra ngoài về phía nền đất mỗi chiều 1,5m Chiều cao tường chắn thay đổi từ 0 đến 8,625

- Phần hầm kín cũng gồm hệ kết cấu tường chắn và đáy BTCT như phần hầm dẫn Phần nóc hầm đổ BTCT toàn khối tại chỗ dạng 2 nhịp, khẩu độ mỗi nhịp là 14m Phần tiếp giáp với hầm dẫn có bố trí khe lún

• Giải pháp thi công:

- Giai đoạn 1: xây dựng một nửa hầm đến giữa nút, để phần đường còn lại

cho xe lưu thông Sau khi xây dựng xong nửa đầu và một nửa đoạn hầm đó lấp lại và xây dựng kết cấu của đường phía trên hầm cho xe chạy qua và chuyển sang giai đoạn 2

- Giai đoạn 2: Hoàn thành phần hầm còn lại, cho xe chạy qua hầm phía trên

vừa xây dựng xong trong giai đoạn 1

- Giai đoạn 3: Hoàn thành nốt các phần còn lại

Các biện pháp cụ thể như sau:

- Sử dụng cừ thép để giữ thành hố đào và chống nước xâm nhập vào

hố đào

- Chiều dài cừ thép trung bình từ 8,3m-13,55m

- Để hạn chế tiếng ồn và chấn động phát sinh, dự kiến sử dụng biện pháp búa rung để hạ cọc

- Thi công đóng cọc ván thép xong trước rồi mới thi công các hạng mục khác.

- Sử dụng neo đất để hạn chế sự dịch chuyển ngang của nền đất

- Thi công phòng nước, các giếng bơm thoát nước ra ngoài phạm vi công trình để hạ mực nước ngầm và thu nước mặt thẩm thấu vào công trình qua tường cừ

- Tổ chức đào từ hai phía về tâm công trình, mặt bằng khá thông thoáng cho phép thi công bằng cơ giới

- Trong quá trình đào phải thường xuyên theo dõi chuyển vị của cọc ván thép

Phương án đổ BT tại chỗ được lựa chọn vì: Kết cấu hầm liền khối làm tăng độ cứng và khả năng chống thấm, không đòi hỏi thiết bị thi công hiện đại Trình tự thi công như sau:

- Thi công bản đáy từng công đoạn theo cao độ thiết kế: Thi công đệm cát vàng dày 0,5m và lớp bê tông mác nghèo M150 theo tiêu chuẩn thiết kế Tiến hành đặt cốt thép rồi đổ BT bản đáy dày 0,8 Để đảm bảo tiến độ cũng như chất lượng công trình, BT dùng để thi công là BT thương phẩm

- Sau khi thi công bản đáy, tiến hành lắp đặt cốt thép cốt pha cho tường và đổ BT tường

- Lắp đặt hệ thống cốt pha và cốt thép nóc hầm, rồi tiến hành đổ BT nóc hầm

Phương án 2

• Thân hầm dài 50m

• Hầm dẫn hai bên mỗi bên dài 235m

• Phương án này sử dụng gải pháp tường trong đất cho hệ kết cấu hầm

- Kết cấu phần hầm dẫn có dạng 1 khung cứng, hở phía trên, hai tường chắn hai bên sử dụng hai tường BTCT dày 1m, có chiều sâu thay đổi từ 0m đến 8,55m thi công theo phương pháp tường trong đất Hai tường chắn này chịu áp lực ngang của đất đảm bảo sự ổn định của công trình Kết cấu đáy chịu áp lực đẩy nổi và tải trọng của làn xe bên trên nên sử dụng lớp BTCT dầy 1m, ở dưới có xử lý nền bằng lớp đệm cát dày 0,5m Phần tiếp giáp giữa hầm chính và hầm dẫn có bố trí khe lún.

- Phần hầm kín gồm 2 tường bên dầy 0,75 m; tường ngăn dày 0,5m; dầm đáy dầy 0,8m; dầm nóc dày 0,8m

• Giải pháp thi công:

- Giai đoạn 1: xây dựng một nửa hầm đến giữa nút, để phần đường còn lại

cho xe lưu thông Sau khi xây dựng xong nửa đầu và một nửa đaọn hầm đó lấp lại và xây dựng kết cấu của đường phía trên hầm cho xe chạy qua và chuyển sang giai đoạn 2

- Giai đoạn 2: Hoàn thành phần hầm còn lại, cho xe chạy qua hầm phía trên

vừa xây dựng xong trong giai đoạn 1

- Giai đoạn 3: Hoàn thành nốt các phần còn lại

Các biện pháp cụ thể như sau:

- Thi công các tường chắn đất rộng 1m bằng công nghệ tường trong đất

- Sau đó tiến hành đổ BT nóc hầm dày 0,75m

- Tiến hành đào đất dưới tấm trần hầm

- Đổ lớp đệm cát và thi công đáy hầm

 Biện pháp thi công tường trong đất:

- Thi công các tường định vị

- Sử dụng các máy khoan chuyên dụng đào các hào rộng 1m cách nhau từng đoạn một Trong quá trình khoan sử dụng Bentonit để giữ thành hố đào Sử dụng các ống casing để dẫn hướng cho các hố khoan Chiều sâu khoan trung bình phần thân hầm là 17m, phần đường dẫn là 5m-17m