GIÁM SÁT THI CÔNG CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG SẮT

GIÁM SÁT THI CÔNG CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG SẮT. Đường sắt là một ngành vận tải quan trọng trong 4 loại hình vận tải. Đường chính là các tuyến đường nằm trong mạng lưới đường sắt quốc gia có ý nghĩa kinh tế toàn quốc. Như đường sắt Bắc – Nam. Tuyến đông tây: Hà Nội – Hải Phòng, Hà Nội – Lào Cai.

Chuyên đề 11: Giám sát thi công công trình đường sắt

CHUYÊN ĐỀ 11

GIÁM SÁT THI CÔNG CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG SẮT

MỤC 1:

VAI TRÒ CỦA VẬN TẢI ĐƯỜNG SẮT (VTĐS) TRONG NỀN

KINH TẾ QUỐC DÂN 1.1 Vai trò vảu vận tải đường sắt trong nghành GTVT

Đường sắt là một nghành vận tải quan trọng trong 4 loại hình vận tải:

- Vận tải bộ (Land Transport)

- Vận tải thủy (Water Transport)

+ Thủy sông nội địa + Thủy biển trong nước và quốc tế

- Vận tải hàng không (Air Transport)

- Vận tải đường sắt (Raiway Transport)

+ Đường sắt đôi đặt trong mặt đất hoặc trên cao + Đường sắt đơn (1 ray) đặt trên mặt đất hoặc trên cao

1.2 Đặc điểm của vận tải đường sắt

Ưu điểm:

- Khối lượng vận tải lớn

- Cự ly vận chuyển từ vài chục Km đến vài nghìn Km

- Giá thành vận chuyển trung bình (kinh tế hơn đường bộ)

- An toàn hơn so với giao thông đường bộ…

Nhược điểm

- Phải di chuyển trên một đường cố định

- Tính cơ động không cao…

MỤC 2:

PHÂN LOẠI, PHÂN CẤP TUYẾN ĐƯỜNG SẮT VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 2.1 Phân loại

Thường chia làm 3 loại:

Đường chính

Là các tuyến đường nằm trong mạng lưới đường sắt quốc gia có ý nghĩa kinh tế toàn quốc Như đường sắt Bắc – Nam Tuyến đông tây: Hà Nội – Hải Phòng, Hà Nội – Lào Cai

Đường nhánh

Là hệ thống đường sắt dùng trong các khu mỏ khai thác, trong nội bộ kho hàng bến cảng, sân bay

Dựa vào chức năng mà phân loại thành: Đường chính, đương khu ga và đường chuyên dùng đặc biệt…

Chuyên đề 11: Giám sát thi công công trình đường sắt

- Đường chính: Là đường nối liền và xuyên qua, đi thẳng vào ga

- Đường khu ga: Là đường vào, ra ga, đường chuyển đổi, đường dẫn vào ra, đường vận chuyển hàng hóa và các đường khác trong khu ga

- Đường chuyên dùng đặc biệt: Là các đoạn cơ vụ, công vụ, điện trong một đoạn

- Đường rã: Là đường chuyên dừng nối giữa các khu hoặc trong ga thông với các đơn vị ngoài tuyến đường

- Đường chi: Là chỉ ray nơi ở khu gian hoặc trong ga, nối với khu chuyên dụng của đơn vị để liên lạc với bên ngoài và nội bộ

- Đường sử dụng đặc biệt: Là đường an toàn và tránh khó khăn

2.2 Phân cấp tuyến đường

Đường cấp I: Là đường chính quốc gia nó có tác dụng quan trọng trong năng lực vận chuyển tính cho tương lai yêu cầu > 800 vạn tấn, tốc độ chạy tàu 120 Km/h

Đường cấp Ô: Có tác dụng liên lạc, hỗ trợ trong lưới đường Năng lực vận chuyển

ở tương lai > 500 vạn tấn, tốc độ chạy tàu 100 Km/h

Đường cấp III: Là đường có tính địa phương, phục vụ cho một vùng nào đó Năng lực vận chuyển tương lai < 500 tấn, tốc độ chạy tàu 8 Km/h

2.3 Yêu cầu kỹ thuật của tuyến đường sắt

2.3.1 Khổ đường ray

Khổ đường ray được tính từ 2 mặt trong của hai thanh ray

Khổ đường ray có 3 loại:

- Khổ tiêu chuẩn

- Khổ hẹp và khổ rộng Ghi chú: Khi thiết kế và xây dựng trong một quốc gia nên dùng cùng một khổ đường ray Khổ tiêu chuẩn 1435mm

2.3.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật

Thường độ dốc có 4 loại: 4%, 6%, 9% và 12% Trong đó loại 6 và 12% chiếm tỷ

lệ nhiều Nếu có tăng lực kéo thì imax = 20 %0.

Trong điều kiện địa hình khó khăn có thể tăng lực đẩy với lực kéo là:

Bán kính đường cong nằm 4000; 3000; 2500; 1800; 1500; 1200; 1000; 800; 700; 600; 550; 450; 400 nên cho trị số lớn

2.3.3 Ghi

Ghi được dùng tại nơi nối của đường để tàu dễ dàng được chuyển từ đường ray này sang đường khác Có nhiều loại Ghi như sau:

- Gha 1 chiều, loại này chiếm tới 95% ở Việt Nam và Trung Quốc.

Các bộ phận chính cấu tạo của Ghi:

+ Bộ phận chuyển đường: là thiết bị để chuyển hướng của Ghi do đôi ray

cơ bản 1m, đôi ray nhôm 2 và 1 bộ phận chuyển đường Ray nhôm là bộ phận chủ yếu để đoàn tàu dựa vào đó (ray nhọn) để hướng đường sang đường thẳng được đường bên

+ Bộ phận ray cắt và ray hộ do tâm cắt 5 ray cắt và 4 ray hộ 6

+ Bộ phận nối tiếp: do 2 bộ phận nối thành: một tay nối thẳng 7 và một đôi ray nối cong 8 làm cho bộ phận chuyển đường và chặn khớp lại nhau

- Gha đối xứng:

- Gha nhập tách:

+ Ghi đơn + Ghi kép

2.3.4 Đường quá độ

Đường nối tiếp để tàu có thể từ đường ray vào một đường khác được gọi là đoạn quá độ

2.3.5 Đường bậc thang

Đường bậc thang thẳng: Ở đây các Ghi được lần lượt bố trí trên 1 đường thẳng Loại đường bậc thang này chỉ thích hợp với sân ga đến và đi sân lập tầu có số đường ít

Đường bậc thang rút ngắn: Thích hợp ở nơi đường giao nhau ít khoảng cascshdg đối lớn ví dụ như ga hàng hóa

Đường bậc thang kiểu phức: Thích hợp khi số đường lập tầu lớn

MỤC 3:

BỐ TRÍ ĐƯỜNG SẮT VÀ QUY MÔ SỬ DỤNG ĐẤT 3.1 Sân ga và các hình thức bố trí

3.1.1 Sân ga hình thang

Dùng ở nơi sân ga có số đường công tác ít

3.1.2 Sân ga hình thang ngược

Khắc phục được nhược điểm của sân ga hình thang, chiều dài các đường làm việc gần như bằng nhau Phạm vi chiểm đất ngắn hơn loại hình thang – Loại này không được dùng trên các đường trục chính

3.1.3 Sân ga hình thoi

Loại này khắc phục được nhược điểm của hai loại sân ga hình thang và sân ga hình thang ngược Đối với bản thân sân ga thì tốt, song nó là một bộ phận tạo thành ga tầu do ở 2 đầu vào sân ga không cùng trên một đường thẳng nên bất lợi cho việc chạy tàu, do vậy ít dùng

3.1.4 Sân ga kiểu lục lăng

Thích hợp khi ở ga có nhiều đường vào ra

Ga trung gian – Nhiệm vụ chính của ga trung gian:

Chuyên đề 11: Giám sát thi công công trình đường sắt

- Nhận hành khách và hàng hóa lên xuống tầu

- Một số ga trung gian có làm nhiệm vụ cung cấp nước cho đầu máy và làm một số công tác kiểm tra cần thiết

- Các loại bố trí ga trung gian:

+ Loại ngang: Chiếm đất ít, cự ly ngắn, quản lý thuận tiện và lợi dụng đường vào – ra làm công việc điều tàu khá linh động

+ Loại dọc: Bố trí đầu ra – vào thuận tiện có vị trí dừng đầu máy của 2 đoạn tàu ngược chiều, rất gần nên tiện lợi cho việc cấp nước

- Nhược điểm:

+ Chi phí sản xuất lớn, phí vận doanh nhiều, việc trao vòng khóa khi điều động tầu phải chạy một đoạn khá dài

+ Thường sử dụng kiểu bố trí ngang Còn loại dọc và nửa dọc chỉ dùng trong trường hợp đặc biệt

+ Trong ga trung tâm khi chọn vị trí xếp hàng hóa nên căn cứ vào hướng hàng hóa đến Cố gắng giảm cự ly chuyển hàng hóa từ tầu xuống và lên tầu Có thể bố trí đối xứng 2 bên

3.1.5 Ga khu đoạn

Ga khu đoạn ngoài nhiệm vụ vủa ga trung gian còn có nhiệm vụ đổi tầu, cho tổ phục vụ lên xuống, chỉnh đốn trang bị, bảo dưỡng, kiểm tra, sửa chữa toa xe

Có 3 kiểu bố trí ga khu đoạn:

- Bố trí ngang

- Bố trí dọc

- Khách và hàng hoá theo kiểu dọc

3.1.6 Ga vận chuyển hàng hóa và chỗ chỉnh đốn toa hành khách

Ga hành khách là ga chủ yếu tiếp nhận hành khách lên /xuống tàu

Ga hành khách = Nhà ga + Quảng trường trước ga và các thiết bị vận chuyển hành khách

Có 3 kiểu ga vận chuyển hành khách:

+ Kiểu chạy suốt (thông) + Kiểu cụt

+ Kiểu hỗn hợp

- Kiểu chạy thông: Ga có 2 khu yết hầu, khả năng tương quan lớn Sử dụng cơ động và linh hoạt đường ga, đặc biệt tiện lợi đối với công tác đưa và đón các đoàn tầu ra vào ga Ví dụ ga Hà Nội, Thanh Hóa, Vinh Các loại ga xây dựng mới thường dùng loại này

- Ga cụt: Ít giao với đường phố - ga tầu dễ dàng đi sâu vào trung tâm thành phố, thuận tiện đối với hành khách, giảm tải cho vận tải hành khách của thành phố, chiếm dụng ít diện tích, tiết kiệm công trình – hành khách lên xuống tầu không phải qua cầu vượt hay qua cầu chui

Loại này đủ dùng cho ga hành khách bắt đầu xuất phát hoặc ga cuối cùng.

- Ga vận chuyển hành khách hỗn hợp: Một phần của ga có đường cho chạy suốt và một phần ở các ga biên giới giữa các nước Có 3 kiểu tương quan giữa ga hành khách và nơi chỉnh đốn toa xe

3.1.7 Ga hàng hóa

Có 2 loại sau:

+ Sân tầu đến – đi và điều phối + Sân hàng

Có 2 cách bố trí tương quan

+ Bố trí kiểu ngang + Bố trí kiểu dọc

3.1.8 Ga lập tầu

Làm nhiệm vụ giải thể, biên chế các đoàn tầu chở hàng hóa khối lượng lớn và là

ga có các thiết bị chuyên dùng tương đối hoàn thiện để điều toa xe Tại các đầu mối đường sắt, hầm mỏ, các khu vực xí nghiệp tập trung ở các đô thị lớn và các cửa ra vào cảng đều bố trí ga lập tầu

Có 6 kiểu bố trí ga lập tàu

+ Kiểu xếp ngang 1 hướng + Kiểu xếp dọc 1 hướng + Kiểu hỗn hợp

+ Kiểu xếp ngang 2 hướng + Kiểu xếp dọc 2 hướng + Kiểu hỗn hợp 2 hướng

3.2 Quy mô sử dụng đất của sân ga

3.2.1 Chiều dài của ga đường sắt cấp I và II

Loại ga Hình thức bốtrí ga

Chiều dài hữu hiệu của tuyến đến (tính cho tương lai)

Đường đơn

Nhiều đường

Đường đơn

Nhiều đường

Đường đơn

Nhiều đường

Đường đơn

Nhiều đường

Loại

trung

gian

Tuyến xếp

ngang không

có hàng 1350 1550 1150 1350 1050 1250 950 850 Tuyến xếp

ngang có hàng 1500 1650 1300 1450 1200 1350 1100 1000

Ga khu

đoạn

Kiểu xếp

ngang 1850 2150 1650 1950 1550 1850 1450 1350 Kiểu xếp dọc 3000 3400 2600 3000 2400 2800 2200 2000

3.2.2 Chiều dài của ga đường sắt cấp III

Chuyên đề 11: Giám sát thi công công trình đường sắt

ơ

Loại ga

Chiều dài hữu hiệu của tuyến đến (cho

tương lai)

3.2.3 Số lượng tuyến đến – đi của tầu hàng ở ga khu đoạn

Số lượng tính đổi của

đoạn tầu hàng

≤12 Đổi tầu

13-18 Đổi tầu

19-24 Đổi tầu

25-36 Đổi tầu

37-48 Đổi tầu

49-72 Đổi tầu

73-96 Đổi tầu

>96 Đổi tầu

Số lượng tuyến đến-đi

cho 2 hướng (không tính

đường chính và đường

cho tầu chạy)

MỤC 4:

CÁCH BỐ TRÍ ĐƯỜNG SẮT TRONG ĐÔ THỊ 4.1 Nguyên tắc bố trí đường sắt trong đô thị

- Tạo điều kiện thuận lợi cho hành khách vào đô thị mà không tăng thêm khối

lượng VCGTC của đô thị

- Không gây ùn tắc cho giao thông của đô thị.

- Không gây ô nhiễm do tiếng ồn phát ra từ đường sắt.

- Bảo đảm tính mỹ quan đô thị.

- Tuân thủ đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật của từng cấp đường

- Thỏa mãn các yêu cầu vận doanh.

- Cần kết hợp với phần khu, không gây trở ngại cho các hoạt động khu.

- Nên trồng cây xanh 2 bên đường khi chạy trong đô thị.

4.2 Xử lý chỗ giao nhau giữa đường sắt và đường đô thị.

Có 2 kiểu giao nhau: Giao cùng mức và giao khác mức

- Giao nhau khác mức thường được sử dụng trong các trường hợp sau:

+ Giao nhau giữa tuyến đường sắt với trục đường ô tô nên sử dụng dạng giao khác mức

+ Chỗ giao nhau của các đường vành đai đô thị, đường trục chính toàn thành phố và trục chính của đường sắt có tốc độ cao nên tổ chức giao khác mức

- Các dạng giao khác mức giữa đường sắt với đường ô tô

+ Đường sắt bố trí ở trong đường đào + Đường sắt bố trí đi trên đường ô tô + Cầu vượt đường ô tô trong thành phố + Đường sắt đường vượt đường ô tô

- Một số dạng đường sắt bố trí đường sắt trong đô thị

+ Đường sắt bố trí ở trong đường đào + Đường sắtvới đường ôtô

+ Đường ôtô vượt đường sắt + Đường sắt vượt đường ôtô

- Vị trí ga khách ở trong thành phố

+ Vùng ven của thành phố nhỏ + Vùng ven của thành phố vừa + Vùng ven khu trung tâm của thành phố lớn + Ga khách ngầm dưới tâm thành phố + Vùng ven

MỤC 5:

CÔNG TÁC GIÁM SÁT NỀN ĐƯỜNG SẮT, NỀN ĐÀO ĐẮP VÀ

ĐẮP THÔNG THƯỜNG

Nền đường sắt cũng giống như đường ôtô có hai loại nền:

+ Nền đào + Nền đắp Công tác giám sát thi công nền đường sắt hoàn toàn giống như nền đường đào và đắp đường ôtô

Cấp

đường Loạiray

Đất không thấm nước

Đất không thấm nước – Nham thạch

Đất không thấm nước

Đất không thấm nước – Nham thạch

Độ dày lớp đá dăm (m)

Chiều rộng mặt nền đường (m)

Độ dày lớp đá dăm (m)

Chiều rộng mặt nền đường (m)

Độ dày lớp đá dăm (m)

Chiều rộng mặt nền đường (m)

Độ dày lớp đá dăm (m)

Chiều rộng mặt nền đường (m)

Nền đắp Nềnđào Nềnđắp Nềnđắp Nềnđắp Nềnđào Nềnđắp Nềnđào

ray

đặc

biệt

Chuyên đề 11: Giám sát thi công công trình đường sắt

nặng

Loại

Loại

nặng

Loại

Loại

MỤC 6:

CÔNG TÁC GIÁM SÁT THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN NỀN ĐẤT YẾU

Các loại giải pháp xử lý nền đường đắp trên đất yếu thường gặp trong xây dựng công trình nền đường sắt

6.1 Trường hợp chiều dầu lớp đất yếu không lớn (h đất yếu : 3-5m) thường

Đào bỏ một phần đất yếu 0.5~1.0m, rải vải địa kỹ thuật (1 hay 3 lớp) rồi đắp trả lại bằng cát

6.2 Sử dụng thiết bị thoát nước thẳng đứng:

Bấc thấm (PVD) hay giếng cắt (SD)

6.3 Cọc đất gia cố xi măng hay vôi theo công nghệ trộn khô hay trộn ướt

6.4 Cột đá ba lát

6.5 Làm sàn gia tải

Công nghệ thi công và yêu cầu giám sát cũng giống như với đường ôtô đã trình bày ở trên Điểm khác biệt ở đây chỉ là tải trọng chọn để tính toán của đoàn tầu

7 Tải trọng tính

Trên mặt nền đường có hai loại tải trọng: hoạt tải của đoàn tầu hướng thẳng đứng

và tải trọng kết cấu tầng trên Tải trọng tính của kết cấu phần trên theo cấp đường với số lượng của các vật liệu cho mỗi km Tải trọng đoàn tầu thống nhất sử dụng hoạt tải T22 làm hoạt tải tiêu chuẩn

Nền đường bình thường lấy hoạt tải của đầu máy làm tải trọng với khoảng cách trục 1.5m, do vậy khi thay đổi mỗi hoạt tải kéo dài thì lấy tải trọng trục đầu máy của tải trọng tiêu chuẩn chia cho khoảng cách trục Lấy hoạt tải đầu máy và tĩnh tải của kết cấu tầng trên cộng với nhau, từ đầu mút tà vẹt làm thành góc khuyết tán ứng suất 450 chiều rộng cắt nhau với mặt cắt nền đường coi là tải trọng hình chữ nhật Hợp lực của tải trọng

trên mặt cắt nền đường đổi thành cột trụ giống như đất nền đường để thay cho tải trọng tác dụng trên mặt nền đường

h0 = P/l0.γ Trong đó:

l0: Chiều rộng cột đất tính đổi l0 = L + 2h.tg450

γ: Dung trọng đất đắp nền đường (KN/m3)

h: Chiều dày lớp đá dăm (m)

L: Chiều dài tà vẹt (m)

P: Tải trọng đoàn tầu và kết cấu trên tác dụng lên mỗi mét dài nền đắp (KN/m)

8 Hình dạng Taluy và độ dốc Taluy trong nền đường sắt

8.1 Taluy nền đường đắp

Loại vật liệu Chiều cao Taluy Độ dốc mái Taluy Hình dạng mái

Đất hạt thô (trừ cát nhỏ, cát

bột, đất sét) đá sỏi, đá cuội,

8.2 Taluy nền đào đá

Đá cứng

Đá mềm

Biện pháp xử lý: Rải tầng cát đệm phủ kín diện tích có phụt nước bùn hoặc làm tầng phủ kín không thấm nước để nước không thấm xuống bề mặt đất nền đường Giải pháp thứ hai là cho thoát nước

9 Các dạng phá hoại của lớp đệm nền đường sắt và biện pháp xử lý

Chuyên đề 11: Giám sát thi công công trình đường sắt

9.1 Các loại hình (dạng) phá hoại của lớp đệm nền đường sắt :

- Tạo thành máng đá dăm: Trong quá trình khai thác thường phát sinh hiện tượng

đá dăm nén (chìm) vào trong nền đường hình thành “máng chứa đá dăm” Nguyên nhân tạo nên máng đá dăm là do: sức chịu tải của mặt đất đỉnh nền đường không đủ, chiều dày lớp đá dăm không đủ, hoặc đầm nén chưa đạt yêu cầu, chèn không đều

+ Biện pháp xử lý:dỡ bỏ máng đa ba lát thay bằng đắp cát hạt thô, đá dăm loại nhỏ hoặc xỉ than

- Tạo thành túi đá dăm: Biện pháp xử lý giống như xử lý máng đá dăm kết hợp với làm rãnh xương cá thoát nước, không để nước đọng trong các túi đá dăm

9.2 Vai nền đường bị đẩy trồi lên:

Nguyên nhân là chất đá không tốt, thoát nước kém nên vai đường bị đẩy trồi lên hoặc rãnh biến dạng bị cắt bỏ

Biện pháp xử lý tốt nhất là thay tầng cắt đệm

9.3 Nền bị phụt nước bùn

Nguyên nhân: do nền đường ẩm ướt, đất nền đường là sét, sau khibão hòa nước tạo thành bùn nhão, dưới tác dụng của tải trọng đoàn tàu bùn nhão này phụt lên từ các khe đá dăm, ở vùng nước mưa lớn, thoát nước kém đều phát sinh hiện tượng phụt nước bùn

Biện pháp xử lý: Rải tầng cát đệm phủ kiến diện tích có phụt nước bùn hoặc làm tầng phủ kín không thấm nước để nước không thấm xuống bề mặt đất nền đường Giải pháp thứ hai là cho thoát nước

10 Công tác thi công kết cấu phần trên – đặt ray

10.1 Công tác chuẩn bị

10.1.1 Kiểm tra nền đường

- Kiểm tra kích thước hình học:

+ Chiều rộng nền đường + Độ dốc mái taluy

- Kiểm tra độ chặt nền đất (giống như kiểm tra độ chặt ở nền đường ô tô)

- Kiểm tra độ dốc ngang (ing), độ dốc siêu cao (isc) ở các chỗ có bán kính đường cong nằm nhỏ - sử dụng máy thủy bình

- Kiểm tra độ dốc dọc

- Kiểm tra độ cao nền đường

- Kiểm tra tầm nhìn tại nơi có Rmin ở nền đường đào sâu

10.1.2 Kiểm tra các công trình thoát nước

- Cống thoát nước ngang

- Các loại rãnh: biên, đỉnh

- Các bậc nước, dốc nước

10.1.3 Kiểm tra tà vẹt ở hiện trường