Đề tài Giới thiệu chung về dự án tuyến đường sắt đô thị thí điểm thành phố Hà Nội đoạn Nhổn – ga Hà Nội

PHẦN I: PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ THÍ ĐIỂM THÀNH PHỐ HÀ NỘI ĐOẠN NHỔN – GA HÀ NỘI CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN KIẾN TRÚC CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ THÍ ĐIỂM THÀNH PHỐ HÀ NỘI ĐOẠN NHỔN – GA HÀ NỘI GIỚI THIỆU DỰ ÁN TUYẾN ĐƯỜNG SẮT ĐÔ THỊ THÍ ĐIỂM THÀNH PHỐ HÀ NỘI ĐOẠN NHỔN - GA HÀ NỘI Tên dự án: Tuyến đường sắt đô thị thí điểm Thành phố Hà Nội, đoạn Nhổn - Ga Hà Nội. Cơ quan chủ quản dự án: Ủy ban Nhân dân Thành phố Hà Nội. Chủ đầu tư: Ban Quản lý, Phát triển vận tải công cộng và xe điện Hà Nội. Địa điểm xây dựng: Điểm đầu Nhổn (huyện Từ Liêm), điểm cuối Ga Hà Nội (Quận Hoàn Kiếm). Tuyến đường sắt đô thị thí điểm đi theo lộ trình sau: điểm đầu Nhổn (theo Quốc lộ 32) - Cầu Diễn - Mai Dịch - Nút giao với đường Vành đai 3 - Cầu Giấy - Kim Mã - Núi Trúc - Giảng Võ - Cát Linh - Quốc Tử Giám - ga Hà Nội - điểm cuối trên đường Trần Hưng Đạo (trước ga Hà Nội). Cơ sở thiết kế: Quy hoạch tổng thể Thủ đô Hà Nội đến năm 2020 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 108/1998/QĐ-TTg ngày 20 - 6 - 1998 đã xác định: “Việc phát triển giao thông vận tải của Thủ đô phải lấy phát triển hành khách công cộng làm khâu trung tâm, bảo đảm tỷ lệ vận tải hành khách công cộng đến năm 2010 là 30% và đến năm 2020 là 50% số lượng hành khách. Cần ưu tiên cho việc xây dựng hệ thống đường sắt đô thị để tạo nên những trục chính của mạng lưới vận tải hành khách công cộng của Thủ đô”. Tuyến đường sắt đô thị thí điểm Nhổn - Ga Hà Nội là trục chính theo hướng Đông - Tây của Thành phố, là tuyến được xác định cần xây dựng trước trong Quy hoạch (Ga Hàng Cỏ - Cát Linh - Kim Mã - Thủ Lệ - Nghĩa Đô - Phú Diễn - Minh Khai). Theo kết quả khảo sát vào giờ cao điểm lưu lượng người tham gia giao thông trên đường Kim Mã là 37.600 người/ hai hướng/ giờ, đường Cát Linh là 25.380 người/ hai hướng/ giờ. Lưu lượng này đã vượt quá khả năng thông qua trên mặt cắt giao thông. Tình trạng ùn tắc giao thông sẽ xảy ra rất nghiêm trọng vào những năm tới khi lượng ôtô cá nhân được sử dụng ngày càng tăng. Dọc theo tuyến đường đã hình thành nhiều khu trường Đại học và Cao đẳng, đang hình thành và phát triển các Khu công nghiệp tập trung vừa và nhỏ, các Khu Đô thị mới: Mỹ Đình, Cầu Diễn, Khu liên hợp thể thao Quốc gia... Sự phát triển này tất yếu dẫn đến tăng đáng kể lưu lượng hành khách (theo dự báo lưu lượng người tham gia giao thông đến năm 2010 vào giờ cao điểm trên đường Kim Mã sẽ là 50.000 đến 60.000 người/ hai hướng/ giờ). Lưu lượng giao thông rất lớn Nếu tính cả hai hướng thì số lượng xe mỗi giờ dao động từ 7.500 đến trên 22.000 xe. Ðây là một trong những mức lưu lượng cao nhất thế giới. Nếu so với Lyon (thành phố có quy mô tương đương với Hà Nội nếu chỉ tính riêng khu vực đô thị) thì lưu lượng xe trên đường ôtô đô thị vào giờ cao điểm chỉ đạt khoảng 7.000 xe/h theo mỗi hướng.  Ðịa điểm Lượng xe vào giờ cao điểm Lượng người tham gia giao thông vào giờ cao điểm Kim Mã 22 614 35 440 Giảng Võ 18 954 26 146 Cát Linh 17 250 22 302 Lê Duẩn 17 085 24 577 Tôn Ðức Thắng 16 170 22 280 Nguyễn Thái Học 13 917 21 576 Xuân Thuỷ 11 331 17 758 Ðiện Biên Phủ 10 152 13 098 Tây Sơn 7 512 13 081 Bảng 1.Lưu lượng giao thông tại một số tuyến đường Các luồng di chuyển lớn theo hai chiều. Trên tổng số các trục đường được điều tra, lưu lượng giao thông theo hướng vào nội thành đạt mức cao nhất vào buổi sáng, còn hướng ra ngoại thành đạt mức cực điểm vào buổi chiều. Cụ thể như sau : Buổi sáng có 49332 người đi ra khu vành đai và 85873 người đi vào trung tâm, tức là mức chênh lệch lên tới 74%, Buổi chiều có 60196 người đi vào trung tâm và 76535 người đi ra khu vành đai, tức là mức chênh lệch đạt 27%. Những số liệu này cho thấy rõ các luồng di chuyển luân phiên hai chiều giữa nơi ở và nơi làm việc. Vào buổi sáng, những khu vực ở trung tâm thành phố luôn thu hút nhiều lao động sống ở những khu vành đai, sau đó đến giờ cao điểm buổi chiều những người này lại trở về nhà sau giờ làm việc. 1.3. Thế áp đảo của xe máy Giao thông tại Hà Nội hết sức đặc biệt vì tỷ lệ xe hai bánh (xe máy và xe đạp) chiếm tới 85 % (nguồn: điều tra giao thông của IMV, 03/2004). Xe đạp trước đây vốn được ưa chuộng (đến năm 1995 vẫn còn chiếm 61% các phương tiện đi lại) nhưng nay đã phải dần nhường chỗ cho xe máy do mức sống của người dân Hà Nội ngày càng được nâng cao. Xu hướng này ngày càng rõ nét khi các loại xe máy Trung Quốc có giá rẻ hơn xe máy Nhật tràn vào thị trường Việt Nam. Hiện nay xe máy chiếm tới gần 75% lượng giao thông cơ giới trong thành phố. Ðây là trường hợp duy nhất ở châu á ngoại trừ Thành phố Hồ Chí Minh. Tỷ lệ giao thông cơ giới ở Hà Nội rất cao, đạt mức 250 xe / 1000 người. Mặc dù mức sống chưa cao nhưng người dân Hà Nội vẫn sử dụng xe máy rất nhiều do chi phí cho phương tiện này còn khá thấp. 1.4. Ðổi mới trong giao thông công cộng Năm 2000 giao thông công cộng chỉ đáp ứng 4% nhu cầu đi lại, tức là ở mức thấp nhất trong số các nước Ðông Nam á. Tình hình này là kết quả của một quá trình suy giảm dần chất lượng của giao thông công cộng từ cuối những năm 1970. Do đó, số lượng hành khách đã giảm từ 76,5 triệu người vào năm 1978 (khoảng 25 - 30% lưu lượng giao thông) xuống chỉ còn 3,9 triệu người vào năm 1992.  Sự suy giảm này là do xe máy ngày càng được ưa chuộng, song cũng bắt nguồn từ sự sa sút chất lượng dịch vụ và không được chính quyền thành phố quan tâm từ khi tiến hành công cuộc Ðổi Mới (ngừng trợ giá cho giao thông công cộng). Các tuyến buýt đều bị bãi bỏ, mạng lưới tổ chức kém, xe quá cũ, giá vé quá cao so với chất lượng dịch vụ. Kể từ năm 2001, chính quyền thành phố đã quyết định đầu tư trở lại cho giao thông công cộng. Hàng loạt biện pháp đã được áp dụng khiến cho hành khách sử dụng xe buýt ngày càng nhiều : Năm 2001, các xí nghiệp xe buýt được sát nhập lại trở thành Công ty Vận tải và Dịch vụ công cộng Hanoi Transerco nhằm tạo sự thống nhất toàn mạng lưới các tuyến buýt và hệ thống vé. Các nguồn trợ cấp cho hoạt động xe buýt đã tăng gấp 6 lần trong vòng từ năm 2000 đến 2003. Một chính sách nâng cao chất lượng dịch vụ đã được áp dụng sau khi thu được thành công từ ba tuyến buýt mẫu thí điểm trong khuôn khổ dự án Asia Trans giai đoạn 2002 - 2004 : nâng cao tính đúng giờ, áp dụng chính sách giá vé phù hợp hơn, mua thêm những xe buýt tiện nghi hơn...  Tất cả những biện pháp đó đã giúp cho giao thông công cộng trở nên hấp dẫn hơn. Năm 2004, lượng hành khách đi xe buýt đã vượt mức 270 triệu người ( theo ước tính của Tổng công ty vận tải Hà Nội, tên gọi mới của Hanoi Transerco).   1.3. Tỷ lệ xe hơi còn thấp Giao thông bằng xe hơi cá nhân chiếm tỷ lệ còn thấp trong hệ thống giao thông đô thị (chỉ chiếm 5% theo số liệu điều tra do IMV thực hiện năm 2004). Ðiều đó cho thấy sự chênh lệch giữa mức sống của người dân Hà Nội với giá trị của một chiếc xe hơi, mức thuế cao (thuế nhập xe gần 100%) và còn nhiều đường phố hẹp không thuận tiện cho sử dụng xe hơi. Tính đến cuối năm 2004 có 147.000 xe hơi mới được đăng ký tại Hà Nội, tức là trung bình chỉ có khoảng 50 xe / 1.000 dân. Tuy nhiên, lượng xe hơi đang tăng dần với mức tăng trưởng có thể đạt tới gần 20%/năm. Việc chuyển dần từ xe máy sang ôtô trong những năm tới là điều hoàn toàn có thể xảy ra nếu mức sống của người dân cho phép. Ðây cũng chính là xu hướng phổ biến đối với một bộ phận dân cư khá giả ở Hà Nội. Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu đều chưa kiến được rằng về lâu dài xe hơi sẽ trở thành phương tiện phổ biến ở Hà Nội. Hệ thống giao thông ở Hà Nội tương đối hiệu quả. Vận tốc di chuyển trung bình là 20 km/h, tức là cao hơn hẳn so với vẫn tốc di chuyển trung bình tại hầu hết các thủ đô khác trong khu vực (Bangkok 9 km/h, Manila 10 km/h, Jakarta 15 km/h...). Cho đến nay, tình trạng tắc đường vẫn chưa phổ biến nhiều. Tuy nhiên, cần thừa nhận rằng giao thông tại Hà Nội vẫn còn nhiều tác hại : Số vụ tai nạn giao thông tăng đều đặn : khoảng 6 người chết/ngày theo ước tính của Tổ chức Chữ thập Ðỏ Ô nhiễm không khí và tiếng ồn ngày càng trở nên trầm trọng Chỗ đỗ xe còn thiếu khiến người dân phải để xe trên vỉa hè gây cản trở cho người đi bộ.  Qua các số liệu điều tra ở trên ta nhận thấy lưu lượng giao thông đã vượt quá khả năng thông qua trên mặt cắt giao thông. Tình trạng ùn tắc giao thông sẽ xảy ra rất nghiêm trọng vào những năm tới khi lượng ôtô cá nhân được sử dụng ngày càng tăng. Việc đưa vào vận hành Tuyến đường sắt đô thị thí điểm là rất cần thiết, giải quyết cơ bản tình trạng ùn tắc giao thông do quá tải, tình trạng ô nhiễm do khí thải và đặc biệt đảm bảo an toàn cao cho người tham gia giao thông. Năng lực vận tải hành khách của tuyến Trên cơ sở phân tích các dự báo về phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu giao thông của Thành phố Hà Nội, lộ trình phát triển giao thông công cộng của Thành phố, việc triển khai một số dự án tuyến buýt nhanh (BRT), tuyến đường sắt đô thị. Dự báo nhu cầu giao thông trên tuyến đường Nhổn - Ga Hà Nội như sau: Lưu lượng hành khách trong ngày tới năm 2010 là 123.800 hành khách (HK), năm 2020 là 274.000 HK, năm 2030 là 360.000 HK; lưu lượng hành khách trên đoạn đông nhất vào giờ cao điểm (1 chiều) tới năm 2010 là 6000 HK, năm 2020 là 9500 HK, năm 2030 là 12.000 HK. Tổ chức các bến trung chuyển với đường sắt nội đô tại bến số 11 (KS Daewoo) với hệ thống xe buýt nhanh (BRT) tại bến số 13 (Giảng Võ) và với hệ thống xe buýt tại bến số 10 (Cầu Giấy) và bến số 15 (Ga Hà nội). Phương án tuyến Hình 1. Bình đồ dọc tuyến Tuyến đường sắt đô thị thí điểm đi theo lộ trình sau: điểm đầu Nhổn (theo Quốc lộ 32) - Cầu Diễn - Mai Dịch - Nút giao với đường Vành đai 3 - Cầu Giấy - Kim Mã - Núi Trúc - Giảng Võ - Cát Linh - Quốc Tử Giám - ga Hà Nội - điểm cuối trên đường Trần Hưng Đạo (trước ga Hà Nội). Tổng chiều dài tuyến 12,5 Km + 0,2 Km đường dẫn vào Depot tại Nhổn, trong đó : đoạn đi trên cao dài 9,8 Km (gồm cả 0,2 km đường dẫn), đoạn đi ngầm dài 2,9 Km. Vị trí các ga. Toàn tuyến bố trí 15 ga, bao gồm : 11 ga trên cao và 4 ga ngầm, trong đó có 4 ga kết nối trung chuyển. Hình 2. Vị trí các ga Ga Lý trình Vị trí S1 Km0+415 Quốc lộ 32, cổng trường ĐH công nghiệp Hà Nội, huyện Từ Liêm S2 Km1+550 Quốc lộ 32, cạnh cổng vào xí nghiệp kinh doanh thép hình, huyện Từ Liêm S3 Km2+560 Quốc lộ 32, cạnh Tổng kho 101 Quân đội, huyện Từ Liêm S4 Km3+330 Quốc lộ 32, trước cổng chợ Cầu Diễn, huyện Từ Liêm S5 Km4+280 Quốc lộ 32, trước nghĩa trang Mai Dịch, quận Cầu Giấy S6 Km5+050 Đường Hồ Tùng Mậu, cạnh trường đại học Thương Mại, quận Cầu Giấy. S7 Km5+725 Đường Xuân Thủy, trước trường đại học Sư Phạm, quận Cầu Giấy S8 Km6+715 Đường Cầu Giấy, cạnh cây xăng số 9, quận Cầu Giấy S9 Km7+465 Đường Cầu Giấy, Bưu cục Cầu Giấy, quận Cầu Giấy S10 Km8+110 Đối diện trường đại học Giao thông vận tải, quận Ba Đình S11 Km8+975 Đường Kim Mã, gần khách sạn Daewoo, quận Ba Đình. S12 Km9+875 Đường Kim Mã, trước cửa khu Ngoại giao đoàn,quận Ba Đình. S13 Km10+705 Đường Giảng Võ, trước cổng Bộ Y Tế, quận Đống Đa. S14 Km11+520 Ngã tư đường Tôn Đức Thắng và Cát Linh, quận Đống Đa. S15 Km12+500 Đường Trần Hưng Đạo, trước cửa ga Hà Nội, quận Hoàn Kiếm. Phạm vi thiết kế. Điểm đầu: Quốc lộ 32, cổng trường ĐH công nghiệp Hà Nội, huyện Từ Liêm Điểm cuối: Quốc lộ 32, cạnh cổng vào xí nghiệp kinh doanh thép hình, huyện Từ Liêm Chiều dài ước tính từ điểm đầu đến điểm cuối là 1,135 km. Phương tiện, thiết bị Chọn loại hình giao thông bánh sắt là tầu Metro vì loại phương tiện này tuổi thọ cao, chi phí bình quân trên 1 hành khách thấp, thuận tiện cho việc tăng năng lực vận chuyển sau này. Sử dụng đường riêng hoàn toàn, đi trên cao và đi ngầm. Tầu có 3 khoang (02 khoang có động cơ, 01 khoang không động cơ) dài 58,5m, rộng 2,8 m, tải trọng trục 14 Tấn, tốc độ tối đa 80 km/h, khả năng chuyên chở 431 chỗ - 587 chỗ, tương lai sẽ tăng lên thành đoàn tàu 4 khoang, dài 80 m và khả năng chuyên chở sẽ là 792 người (6 người/m2) và đạt mức chuyên chở đặc biệt 1002 người (8 người/m2). Tầu được thiết kế và chế tạo phù hợp với tiêu chuẩn Châu Âu và các chuẩn mực của Liên minh đường sắt quốc tế (UIC). Thời gian phục vụ của tuyến Metro từ 5h đến 24h, tần suất chạy tầu 5,4 phút/chuyến, năng lực vào giờ cao điểm đạt 6300 HK/giờ/hướng (trong tương lai tăng tần suất lên 3,45 phút/chuyến, đạt 9500 HK/giờ/hướng và 3 phút/chuyến đạt 12.000 HK/giờ/hướng có nối thêm toa vào đoàn tầu). Thời gian đi hết 1 vòng là 49 phút, vận tốc thương mại đạt 33,8 Km/giờ. Các thông số kỹ thuật của toa xe: + Kích thước toa xe: dài 19 - 20 m; rộng 2,8m; cao 3,8m, chiều cao sàn 0,9 - 1,15m; + Tải trọng trục tối đa : 14 Tấn; + Tốc độ cấu tạo : Vct = 80 Km/h; Hình 3. Tàu điện sử dụng trong công trình ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN. Đặc điểm địa chất. Trong giới hạn diện tích thành phố Hà Nội có mặt không liên tục các phân vị địa tầng từ Proterozoi đến Kainozoi với tổng chiều dầy địa tầng trước Đệ Tứ bằng 2133,5m và địa tầng Đệ Tứ là 213,8 m bao gồm tất cả 11 phân vi địa tầng. Trong phạm vi nghiên cứu điều kiện xây dựng các công trình ngầm thành phố chủ yếu cần xem xét sự phân bố các thành tạo Đệ Tứ. Các trầm tích Đệ Tứ tại thành phố Hà Nội với các nguồn gốc khác nhau được hình thành từ Pleistocen sớm đến Holocen muộn. Đặc điểm thủy văn. Khu vực thành phố Hà Nội có điều kiện thủy văn khá phức tạp. Trong trầm tích đô thị thành phố Hà Nội có hai tầng chứa nước chính - Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Holocen và tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pleistocen. Đặc điểm chung của các tầng chứa nước là nước dưới đất tồn tại trong các lỗ hổng. Nằm giữa hai tầng chứa nước này là tầng cách nước Pleistocen trên. Hà Nội có hai hệ thống sông : hệ thống sông Hồng và sông Cầu. Sông Hồng chảy qua Hà Nội theo hướng Đông Nam trên một đoạn dài 20 km. Lưu lượng tối thiểu của sông Hồng bằng 350 m3/s, tối đa bằng 22000m3/s. Mực nước của sông Hồng cao nhất là +14,13m, thấp nhất là 1,73m. Mực nước trung bình dao động từ +2,18m (trong mùa khô) đến +10,18m (trong mùa mưa). Do nằm trong khu vực hạ lưu sông Hồng nên mực nước ngầm của khu vực xây dựng có liên quan mật thiết với mực nước của sông Hồng. Theo tài liệu khảo sát địa chất thủy văn thì mực nước ngầm cao nhất là vào mùa mưa ( Tháng 8 âm lịch ), sau đó mực nước sẽ rút dần và thấp nhất cào tháng 12 âm lịch. Đặc điểm khí hậu. Hà Nội nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa với hai mùa khí hậu rõ rệt. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3, mùa mưa (mùa nóng) bao gồm những tháng còn lại trong năm. Nhiệt độ trung bình hàng năm bằng 230 - 23,50. Độ ẩm trung bình bằng 80% - 88%. Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10 (chiếm 80% tổng lượng mưa) với lượng mưa trung bình hàng năm bằng 1500 - 2000 mm. Lượng mưa cực đại tập trung vào hai tháng 7, 8 với cường độ có khi vượt quá 150 mm/ngày. Có khi mưa liên tục trong nhiều ngày, gây úng lụt nặng. Vào mùa khô khí hậu tương đối thuận lợi cho việc xây dựng các công trình do đó ta nên chọn thời gian thi công vào mùa này. Phân khu địa chất công trình thành phố Hà Nội theo mức độ thuận tiện cho xây dựng công trình ngầm đô thị. Mức độ thuận tiện cho xây dựng công trình ngầm được đánh giá theo các tiêu chuẩn sau: Tính phức tạp của công tác khảo sát địa chất công trình; Khả năng mất ổn định về độ bền và biến dạng của đất xung quanh công trình dự kiến xây dựng; Tính phức tạp của các giải pháp và công nghệ xây dựng. Dựa vào quy luật phân bố các dạng đất trong phạm vi thành phố và các phân tích đánh giá theo các tiêu chuẩn vừa nêu, khu vực thành phố Hà Nội có thể được phân chia thành ba khu theo các mức độ thuận tiện cho công tác xây dựng các công trình ngầm như sau: Khu A: Khu rất thuận tiện 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 xung 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. Khu A phân bố tại huyện Từ Liêm, phần phía nam giáp Sông Hồng của huyện Đông Anh và phần lớn khu vực nội thành Hà Nội. Khu B: Khu tương đối thuận tiện Khu này bao gồm các diện tích phân bố dạng nền hai lớp. Vấn đề chủ yếu khi khảo sát xây dựng trong khu này chỉ là xác định rõ gianh giới phân chia hai lớp đất cấu thành lát cắt của khu và đặc điểm địa chất thủy văn của lớp đất hạt rời nằm dưới. Khi công trình ngầm phân bố trong giới hạn lớp đất dính phía trên (trong phạm vi độ sâu trung bình 10m), mức độ thuận tiện như khu A. Cần lưu ý khả năng bùng nền đáy hố đào sâu do áp lực nước lỗ rỗng khi tầng đất hạt rời phía dưới chứa nước có áp. Khi công trình ngầm nằm sâu, vấn đề cần quan tâm khi thi công là giữ ổn định thành vách, đáy hố đào (thi công theo phương pháp lộ thiên) trong lớp đất hạt rời tại các trạm đầu mối cũng như vấn đề thoát nước trong thi công. Phải có biện pháp chống thấm hợp lý cho công trình. Khu B phân bố tại phần lớn Đông Anh, Gia Lâm và phía nam Thanh Trì. Khu C: Khu ít thuận tiện Khu này bao gồm các diện tích phân bố dạng nền đa lớp có đất yếu. Xác định diện phân bố, gianh giới phân chia theo chiều sâu của các lớp đất, đặc biệt là lớp đất yếu, có mặt trong phạm vi xây dựng công trình là nhiệm vụ hàng đầu. Vấn đề lấy mẫu nguyên trạng và phương pháp xác định tính chất cơ lý của đất yếu đáp ứng với yêu cầu thiết kế cũng rất cần thiết. Khi thi công theo phương pháp lộ thiên, cần chú trọng các biện pháp hợp lý giữ ổn định thành vách hố đào. Khi thi công theo phương pháp ngầm, cần dự kiến trước các biện pháp thi công thích hợp do tuyến công trình cắt qua các vùng có cấu tạo địa chất khác nhau. Cần chú ý tính lún, lún không đều cho công trình. Khu C phân bố trên địa phận huyện Thanh Trì và một vài khoảng nhỏ rải rác tại Đông Anh, Gia Lâm, Từ Liêm. Hình 4. Bản đồ chia khu ĐCCT lãnh thổ Hà Nội theo mức độ thuận tiện cho xây dựng công trình ngầm B¶ng PL . Cét ®Þa tÇng-trÇm tÝch ®Ö tø ®iÓn h×nh Thµnh phè Hµ Néi Giíi HÖ Thèng BËc HÖ tÇng Ký hiÖu Cét ®Þa tÇng ChiÒu dµy (cm) §Æc ®iÓm th¹ch häc TËp HÖ tÇng k a i n o z o i ® Ö t ø H o l o c e n Trªn Th¸i b×nh aQiv3 tb1 aQiv3tb2 1 2 3 4 1 2 31 15 Phô hÖ tÇng trªn TËp2: bét sÐt chøa èc hÕn, mïn thùc vËt TËp 1: cuéi, sái, c¸t lÉn bét sÐt Phô hÖ tÇng d­íi TËp 3, tËp 4: bét sÐt lÉn mïn thùc vËt TËp 2: c¸t bét lÉn mïn thùc vËt TËp 1: cuéi nhá, sái c¸t lÉn bét sÐt Phô hÖ tÇng trªn: trÇm tÝch ®Çm lÇy, sÐt bét chøa than bïn Phô hÖ tÇng gi÷a: trÇm tÝch biÓn, sÐt, sÐt bét Phô hÖ tÇng d­íi: trÇm tÝch hå ®Çm lÇy, sÐt bét lÉn mïn thùc vËt, than bïn TËp 4:sÐt bét, sÐt ®en, cã n¬i chøa cuéi sái, than bïn TËp 3: sÐt kaolin, sÐt bét x¸m TËp 2: c¸t bét lÉn sÐt, c¸t vµng x©ydùng TËp 1: cuéi, sái, c¸t, Ýt sÐt bét TÝch tô lò s«ng TËp 3; bét sÐt lÉn mïn thùc vËt TËp 2: c¸t bét, c¸t th«, sái s¹n, Ýt cuéi nhá TËp 1: cuéi, cuéi t¶ng, sái s¹n, Ýt c¸t bét Aluvi TËp 3: Bét sÐt TËp 2: Bét c¸t, c¸t h¹t nhá TËp 1: cuéi, sái, c¸t, Ýt bét sÐt Bảng 2. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đất khu vực xây dựng. Các chỉ tiêu Các kiểu thạch học Cát Cát pha Sét pha Sét Thành phần hạt [%] -Sỏi, sạn (>2mm) 4,3 4,6 5,6 10,4 -Cát (2 - 0,05mm) 82,2 56,8 39,9 15,5 - bụi (0,05 - 0,005mm) 11,6 28,4 34,9 35,9 - Sét(<0,005mm) 1,9 10,2 19,6 38,2 Độ ẩm [%] 24,5 25,8 28,4 Khối kượng thể tích [g/cm3] 1,92 1,91 1,88 Khối lượng thể tích cốt đất [g/cm3] 1,54 1,52 1,46 Khối lượng riêng [ g/cm3] 1,97 1,85 1,68 1,81 Hệ số lỗ rỗng 0,749 0,779 0,856 Giới hạn chảy [%] 26,3 33,4 48,5 Giới hạn dẻo [%] 20,7 20,8 27,8 Chỉ số dẻo [%] 5,6 12,6 20,7 Độ sệt 0,68 0,40 0,03 Góc nghỉ (góc đổ tự nhiên) -Khi khô 30,03 -Khi ướt 21,56 Lực dính kết C [kN/m2 ] 15,7 16,2 Góc ma sát trong [độ] 15 10 9 Hệ số nén lún a1-2 [m2/kN].10-2 0,028 0,032 0,027 Độ bền nén (sức chịu tải) MN/m2 0,17 0,20 0,25 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ KIẾN TRÚC SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN. Tuyến đường sắt trên cao Chiều dài toàn cầu: 1135m Mặt cắt dầm hình hộp xiên cao 3m, rộng 11m gồm 2 làn đường sắt chạy song song. Chiều cao thông xe 5m. Thi công theo công nghệ MSS, riêng 2 nhịp đầu cầu được đúc trên đà giáo cố định với chiều dài 17,5m. Ưu điểm: Thi công thuận lợi, tiến độ thi công nhanh. Mức độ cớ giới hóa cao. Nhược điểm: Do đặc điểm thi công trong thành phố => hạn chế tĩnh không và chiều cao kiến trúc. Là tuyến có lưu lượng giao thông lớn => ảnh hưởng tới khả năng thông xe ở những thời điểm giờ cao điểm. Gây ồn và bụi cho thành phố Ảnh hưởng tới qui hoạch đô thị Tuyến đặt trên mặt đất Ưu nhược điểm: Các tuyến nổi của tàu điện ngầm được bố trí trên các cầu dẫn thông thường để giảm tải vùng trung tâm đô thị và rất ít khi ở vùng biên. Các cầu cạn được làm từ kim loại hoặc BTCT. Để đảm sự qua lại của các phương tiện giao thông khác nhau trên mặt đất dưới các cầu cạn cần phải đảm bảo chiều cao tĩnh không cần thiết và tăng nhịp đến kích thước cần thiết. Các tuyến nổi của tàu điện ngầm mặc dù có giá thành hạ hơn so với các tuyến ngầm nhưng chúng có một loạt nhược điểm nên ít được sủ dụng: Việc bố trí các cầu cạn trên khu vực đô thị cản trở chuyển động nhiều và giảm khả năng thông xe của tuyến phố. Các công trình cầu cạn về nguyên tắc phá vỡ quần thể kiến trúc của khu vực đô thị chúng phá vỡ tầm nhìn và che khuất cảnh quan đô thị Tiếng ồn và tiếng động cơ do các phương tiện giao thông qua lại gây lên ảnh hưởng tới sinh hoạt của người dân . Bụi do các xe qua lại tạo nên từ phần đừờng tàu chạy của cầu cạn dẫn đến ô nhiễm không khí quá giới hạn cho phép. Vấn đề giải phóng mặt bằng phức tạp. Tuyến đặt ngầm - Loại tuyến này chạy ngầm là chủ yếu hành khách đi xuống tàu qua các nhà ga nối thông với mặt đất .Đặc điểm ưu việt của loại hình vận tải này là: Khả năng vận chuyển lớn đáp ứng được yêu cầu giao thông công cộng rất cao của một thành phố đông dân Diện tích chiếm dụng rất ít. Không ảnh hưởng tới quần thể kiến trúc bên trên Không gây ồn và bụi, không ảnh tới môi trường xung quanh. Kết luận: Căn cứ vào đặc điểm của tuyến đường thiết kế chọn phương án tuyến đặt ngầm LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG. Phương án tuyến đặt nông. Ưu điểm: Các tuyến đường tầu điện ngầm đặt nông thuận tiện cho hành khách hơn so với các tuyến đặt sâu.Do độ sâu không lớn và tồn tại 2 lối vào ga sẽ tiết kiệm được thời gian đi lại của hành khách từ lối vào đến bến đỗ. Ngoài ra 2 lối vào ga tạo điều kiện phân bố hành khách đều hơn cho các toa,tăng nhanh tốc độ thông thoát hành khách Giá thành xây dựng của các tuyến đặt nông trong điều kiện địa chất thủy văn thuận lợi trung bình nhỏ hơn 2 lần so với tuyến chôn sâu, chi phí khai thác tính cho 1km tuyến cũng nhỏ hơn. Nhược điểm : Cần phải bám theo các tuyến phố khi vạch tuyến để thuận tiện cho khả năng thi công theo phương pháp đào hở. Cần phải chuyển đổi lắp đặtlại mạng lưới kĩ thuật ngầm. Trong quá trình thi công cần gia cường nền móng các tòa nhà lân cận Phương án tuyến đặt sâu. Ưu điểm của tuyến đặt sâu nằm ở chỗ chúng cho khả năng vạch tuyến theo hướng ngắn nhất. Điều đó không những đảm bảo khối lượng công tác mà còn tiết kiệm chi phí khai thác khi tồn tại sơ đồ gọn và đơn giản hơn. Nó cho phép bảo toàn mạng hỹ thuật ngẩmtong thời gian xây dựng và công trình lân cận tuyến. Vạch tuyến đặt sâu chi phép đặt đường ngầm trong các điều kiện địa chất công trình và điều kiện địa chất thủy văn thuận lợi nhất. Nhược điểm của tuyến đặt sâu là cần xây dựng các thang nâng hạ cho hành khách tăng chi phí thời gian đi lại của hành khách không có mặt bằng rộng rãi khi thi công phải xấy dựng hệ thống thông gió phức tạp hơn so với đường hầm đặt nông.Ngoài ra các công trình của đường tàu điện ngầm trên các tuyến đặt sâu có giá thành cao và chi phí lao động lớn. Kết luận: Trên cơ sở phân tích các đặc điểm cho tuyến đặt nông và sâu cũng như điều kiện về địa hình và kinh tế xã hội em chọn phương án tuyến đặt nông LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MẶT CẮT Hình 5. Phương án mặt cắt hộp lắp ghép Hình 6. Phương án mặt cắt hộp đổ tại chỗ. Hình 7 Phương án mặt cắt vòm tường thẳng. Hình 8. Phương án mặt cắt hình tròn. Mặt cắt của đường hầm còn phụ thuộc vào phương pháp xây dựng xuất phát từ tính đặc biệt của phương pháp thì công và điều kiện việc tĩnh học tối ưu của vỏ hầm, đường hầm có thể chọn dạng hình tròn,dạng vòm hoặc dạng hộp chữ nhật. Dạng hộp chữ nhật Đây là dạng kết cấu phù hợp với phương pháp thi công lộ thiên bằng công nghệ thi công tường trong đất.Có thể là lắp ghép hoặc đỏ tại chỗ. Ưu điểm : Hệ số sử dụng không gian cao, kết hợp với tường trong đất làm tường chịu lực Do tải trọng bên trên không lớn nên chiều dày nóc hầm giảm đáng kể giảm chi phí về kinh tế - Phương pháp thi công đơn giản. Nhược điểm: Khả năng chịu lực kém hơn so với kết cấu vòm. Cần phải mở rộng hầm sang một bên để bố trí đường công vụ Dạng vòm tường thẳng Ưu điểm: Kết cấu có khả năng chịu lực tốt Hệ số sử dụng không gian cao tận dụng được không gian phần vòm để bố trí các hệ thông kỹ thuật. Nhược điểm: Đường hầm kết cấu dạng vòm tường thẳng cần nằm gọn toàn bộ hoặc một phần dưới đặt trong lớp đất cứng có khả năng tiếp nhận tải trọng lớn không thích hợp cho các tuyến đường ngầm đặt nông. Dạng mặt cắt hình tròn Ưu điểm: Phù hợp với đường hầm trong đất yếu, không ổn định dễ bị cuốn trôi Khả năng chịu lực tốt theo mọi hướng. Mặt cắt hình tròn là kinh tế nhất khi xây dựng đường hầm 1 tuyến. Rất phù hợp khi thi công bằng phương pháp khiên đào. Nhựơc điểm: Thi công khó khăn Công tác giữ ổn định nền khi thi công phức tạp Kết luận: Căn cứ vào các điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn và các ưu nhược điểm của từng phương án ta chọn phương án mặt cắt đường hầm hình hộp đổ tại chỗ. CÁC GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO. Hệ thống thông gió. Thông gió được dùng để đảm bảo các điều kiện bình thường cho con ngưòi trong đường ngầm mêtrô, thoả mãn các điều kiện vệ sinh môi trường. Các thiết bị thông gió cần bảo đảm sự trao đổi không khí cần thiết để giữ được độ sạch, nhiệt đồ và độ ẩm không khí yêu cầu. Người ta đã xác định được rằng độ độc hại cơ bản trong đường tàu điện ngầm là nhiệt, khí ẩm và điôxít cácbon(CO2) thải ra từ con người, từ các thiết bị đang hoạt động và chuyển động của đoàn tàu cũng như từ sự xâm nhập của không khí bên ngoài vào đưòng ngầm. Ngoài ra độ độc hại trong đường tầu điện ngầm có thể là bụi tạo nên trong đường ngầm cùng với không khí thông gió vào đường ngầm, khói lẫn dầu mỡ và sự trao đổi vi sinh của không khí. Nhiệt dư là yếu tố chủ yếu nhất đó là hiệu số giữa sự thải nhiệt trong đường ngầm và sự tổn thất nhiệt của vỏ hầm vào đất xung quanh. Nhiệt được tạo ra từ chuyển động và phanh tàu chạy điện cũng như từ các thiết bị phục vụ khai thác đường tàu điện ngầm như đèn chiếu sang, thiêt bị tín hiệu vv… Lượng không khí cần thiết để thông gió trong đường ngầm mê trô theo nhiệt dư phụ thuộc vào điều kiện địa chất thuỷ văn dọc tuyến đường ngầm, vật liệu vỏ hầm, nhiệt độ đất xung quanh và tốc độ chuyển động của không khí trong đường ngầm. Dựa trên các đặc điểm của tuyến đó là: Chiều dài tuyến 1,135km là không lớn Tuyến hầm được đặt nông ở vị trí ngoài đô thị, khả năng trao đổi nhiệt và không khí với môi trường tốt Phương tiện vận chuyển là tàu điện nên thành phần gây ra ô nhiễm cho không khí bên trong hầm chỉ là nhiệt Kết cấu vỏ hầm dạng hình hộp có vách ngăn, mặt cắt ngang không lớn nên khi tàu chuyển động sẽ tạo ra hiệu ứng pittong trực tiếp tạo ra sự trao đổi không khí với môi trường bên ngoài đó là đẩy không khí ra phía ga đến và hút không khí vào từ ga rời đi. Căn cứ vào các đặc điểm trên ta sẽ không bố trí thông gió trong hầm Hệ thống thoát nước. Tất cả các công trình ngầm của Metro đều được trang bị hệ thông thoát nước cấu tạo từ các máng và ống tự chảy, các giếng thu, các thiết bị bơm thoát nước với các hố thu gom và đường ống dẫn nước có áp. Nước xuất hiện trong các hầm đào ngầm từ đất xung quanh do cách nước chưa đảm bảo và sự tồn tại các lỗi khi làm lớp cách nước cũng như do rửa đường ngầm nối ga và ga trong quá trình khai thác. Nước vào đường hầm theo đường ống và máng với độ dốc dọc ít nhất 0,003 độ dốc ngang ít nhất 0,02-0,03 và được hướng về bể thu của thiết bị thoát nước, sau đó chúng được bơm lên mặt đất vào hệ thống thoát nước chung của đô thị bằng máy bơm và được hướng vào bể thu của thiết bị thoát nước, sau đó chúng được bơm lên mặt đất vào hệ thống thoát nước chung của đô thị bằng máy bơm. Loại thiết bị bơm được lựa chon vào sự bố trí chúng và đặc điểm kết cấu của công trình thoát nước. Thiết bị bơm thoát nước được lắp ráp trong các khoang chuyên dùng Thiết bị thoát nước chính được bố trí tại các vị trí thấp nhất của tuyến .Khi dòng chảy của nước trong đất lớn, trên đoạn tuyến dài người ta xây dựng các cơ cấu thoát nước trung gian thu gom nước và bơm xả chúng mạng thoát nước thành phố thiết bị bơm thoát chính được trang bị 3 bơm (hai làm việc và một dự phòng) , chuyển tiếp và cục bộ hai bơm (1 làm việc 1 dự phòng). Công suất của tưng bơm thiết bị thoát nước chính, chuyển tiếp cần ít nhất : Trên tuyến đặt nông – 50m3/h Công suất của từng hệ thống bơm cục bộ cần ít nhất 50 m3/h Khi chế độ làm việc bình thường, trong thiết bị bơm chính người ta dự kiến 2 bơm làm việc, trong thiết bị bơm chuyển tiếp hoặc cục bộ một bơm làm việc. Cấp điện cho đường tàu điện ngầm Những yêu cầu điện năng cơ bản trên đường tàu điện ngầm là động cơ kéo tàu, thiết bị truyền động băng tải, máy bơm và quạt, các lò sưởi nước, các cơ cấu (tín hiệu, điều khiển trung tâm) và thông tin, thiết bị cơ cấu vệ sinh - môi trường , điện chiếu sáng, các dụng cụ điện khác nhau. Cung cấp năng lượng trạm hạ thế có thể tiến hành từ nguồn trung tâm của hệ thông điện qua trạm kéo xây dựng ở mặt đât. Cung cấp như vậy thuộc về hệ thống cung cấp trung tâm và cho phép giảm được chiều dài tuyến cao áp, cũng như tránh được việc sử dụng các ô độc lập tại trung tâm cung cấp đối với tải trong không lớn của trạm hạ thế đường tàu điện ngầm. Trong hệ thông cung cấp đó, trạm kéo ở mặt đất theo nguyên tắc, phải cách xa ga hành khách, đường tàu điện ngầm, nơi tải chính tập trung và điều đó bắt buộc phải đặt tuyến cáp dài. Trong hệ thông đó người ta xây dựng trạm kéo - hạ áp đồng thời, từ đó dòng điện được dẫn đến các hộ tiêu thụ nằm trong vùng phục vụ. Cung cấp cho đường tàu điện ngầm được thực hiện từ hệ thống cung cấp điện thành phố bằng dòng điện 3 pha điện áp 6-10KV dẫn đến trạm kéo - hạ thế ngầm, bố trí trong tổ hợp ga và trên đoạn giữa các ga. Trạm kéo - hạ áp của tuyến cần được cung cấp điện từ 3 nguồn độc lập của hệ thông điện thành phố. Trong đó, nguồn chính có thể là trạm điện. Trên trạm điện kéo, dòng điện xoay chiều điện áp 6-10KV được nắn sang dòng cố định bằng cách giảm điện thế đến 825V và truyền lên dây tiếp xúc(dòng chủ đạo) nằm phía trên đường ngầm theo chiều chuyển động của đoàn tàu. Đối với những tải còn lại trên trạm điện hạ thế, điện áp cao thế được giảm xuống đến 380V và để chiếu sáng đến 220V và 127V. Cung cấp cho các thiết bị điện- băng tải, quạt, bơm, các tổ hợp sửa chữa di động.v.v…được tiến hành trực tiếp từ trạm hoặc từ tuyến cung cấp trục chính tổng. Giải pháp chống thấm cho hầm 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; phần bề mặt trong hầm. Quy trình chống thấm cho bề mặt BT trong hầm như sau: Làm sạch và khô bề mặt BT hầm Sơn hỗn hợp phụ gia chông thấm lên bề mặt BT lần thứ nhất. Sau 4h-5h, Sơn hỗn hợp phụ gia chống thấm lên bề mặt BT lần thứ hai và dán phủ bề mặt bằng lớp vải kĩ thuật thứ nhất. Sau 4h-5h, Sơn hỗn hợp phụ gia chống thấm lên bề mặt BT lần thứ ba và dán phủ bề mặt bằng lớp vải kĩ thuật thứ hai Sau 4h-5h, Sơn hỗn hợp phụ gia chống thấm lên bề mặt BT lần thứ tư và dán phủ bề mặt bằng lớp vải kĩ thuật thứ ba. 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 cọc và lớp tạo phẳng của móng hầm, ta dùng loại chống thấm HDPE trải xuống dưới đáy hầm và thực hiện đổ BT lên trên. Loại màng chống thấm có đặc tính kĩ thuật tối thiểu tương đương PREPREUP 300R của hãng Grace. Màng chống thấm HDPE có khả năng liên kết với BT khi chưa ninh kết tạo thành lớp màng chống thấm có đặc tính kĩ thuật tối thiểu tương đương BITUTHEN 3000 của hãng Grace. Sau khi hoàn thiện công tác dán màng chống thấm, toàn bộ đường hầm được bọc một lớp xốp (Polystyrene Foam). Phần đỉnh hầm được láng một lớp xi măng cát dầy 2,5cm. Lớp xốp và xi măng cát có tác dụng bảo vệ màng chống thấm trong quá trình đắp đất xung quanh. Giải pháp thông tin, tín hiệu, hỗ trợ an toàn. Đảm bảo vận hành tàu an toàn trong mọi trường hợp, đáp ứng các yêu cầu tổ chức chạy tàu và quản lí vận hành Đảm bảo cả hai phương thức: điều kiển tại trung tâm điều hành và đều khiển cục bộ, điều khiển ở chế độ tự động và chế độ công nhân. B¶ng 3. Cét ®Þa tÇng-trÇm tÝch ®Ö tø ®iÓn h×nh Thµnh phè Hµ Néi Giíi HÖ Thèng BËc HÖ tÇng Ký hiÖu Cét ®Þa tÇng ChiÒu dµy (cm) §Æc ®iÓm th¹ch häc TËp HÖ tÇng k a i n o z o i ® Ö t ø H o l o c e n Trªn Th¸i b×nh aQiv3 tb1 aQiv3tb2 1 2 3 4 1 2 31 15 Phô hÖ tÇng trªn TËp2: bét sÐt chøa èc hÕn, mïn thùc vËt TËp 1: cuéi, sái, c¸t lÉn bét sÐt Phô hÖ tÇng d­íi TËp 3, tËp 4: bét sÐt lÉn mïn thùc vËt TËp 2: c¸t bét lÉn mïn thùc vËt TËp 1: cuéi nhá, sái c¸t lÉn bét sÐt Phô hÖ tÇng trªn: trÇm tÝch ®Çm lÇy, sÐt bét chøa than bïn Phô hÖ tÇng gi÷a: trÇm tÝch biÓn, sÐt, sÐt bét Phô hÖ tÇng d­íi: trÇm tÝch hå ®Çm lÇy, sÐt bét lÉn mïn thùc vËt, than bïn TËp 4:sÐt bét, sÐt ®en, cã n¬i chøa cuéi sái, than bïn TËp 3: sÐt kaolin, sÐt bét x¸m TËp 2: c¸t bét lÉn sÐt, c¸t vµng x©ydùng TËp 1: cuéi, sái, c¸t, Ýt sÐt bét TÝch tô lò s«ng TËp 3; bét sÐt lÉn mïn thùc vËt TËp 2: c¸t bét, c¸t th«, sái s¹n, Ýt cuéi nhá TËp 1: cuéi, cuéi t¶ng, sái s¹n, Ýt c¸t bét Aluvi TËp 3: Bét sÐt TËp 2: Bét c¸t, c¸t h¹t nhá TËp 1: cuéi, sái, c¸t, Ýt bét sÐt D­íi gi÷a H¶i h­ng 12 P le i s t o c e n Trªn VÜnh phóc aQiII2 vp1 1 2 3 4 61 Gi÷a Hµ Néi ap.aQII-III1 hn 1 2 3 55 D­íi LÖ chi aQi lc 1 2 3 24,5