Đề tài Thiết kế kỹ thuật và tổ chức thi công hầm vượt đường bộ

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, tại Hà Nội, giao thông vận tải đô thị (GTVTĐT) đang phát triển nhanh. 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 đô thị ở Hà Nội đã và đang thay đổi từng ngày. Tuy nhiên, quá trình phát triển của GTVTĐT ở Hà Nội thể hiện nhiều bất cập. Xu thế phát triển hiện nay của toàn bộ hệ thống GTVTĐT ở Hà Nội 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 tầng đô thị. 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 của các đường phố Hà Nội đến mức báo động gây trở ngại cho quá trình hiện đại hoá đô thị. Theo số liệu của Phòng Cảnh sát giao thông (Công an TP Hà Nội), riêng trong năm 2006, thành phố có thêm 580 nghìn xe máy đăng ký mới, nâng tổng số phương tiện trên địa bàn lên tới 1,7 triệu xe máy, 175 nghìn ô-tô. Đó là chưa kể số phương tiện của khoảng 200 nghìn người từ các địa phương khác hiện đang sinh sống, học tập trên địa bàn thủ đô. Trong khi đó, trung bình mỗi năm thành phố chỉ xây dựng được thêm 30-40 km đường. Chính vì thế hệ thống cơ sở hạ tầng đô thị vẫn nhanh chóng bị quá tải và xuống cấp nghiêm trọng.Chất lượng đường thấp, mặt đường hẹp, tại các nút giao thông trong giờ cao điểm mật độ xe tăng vọt gây ách tắc giao thông. Số vụ tai nạn giao thông gia tăng, nồng độ bụi, khí thải, tiếng ồn đã đến mức báo động gây ô nhiễm môi trường trầm trọng. Nút giao thông Kim Liên là một trong những nút giao thông quan trọng của thành phố. Lưu lượng các phương tiện giao thông rất lớn, tình trạng ùn tắc giao thông thường xuyên xảy ra. Viêc bức thiết đặt ra là phải cải tạo lại nút giao thông này phù hợp với quy hoạch, giải quyết cơ bản tình trạng ùn tắc giao thông cục bộ tại nút, đáp ứng nhu cầu phát triển giao thông của thành phố trong tương lai. 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 ngầm có ý nghĩa rất lớn trong giải quyết vấn đề giao thông đô thị, cho phép sử dụng đất đô thị hợp lý, 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 kỹ thuật và tổ chức thi công hầm vượt đường bộ" với số liệu của nút giao thông Kim Liên. PHẦN I:GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG 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 1.1 . GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN Nút giao thông Kim Liên nằm trong phạm vi hai quận Đống Đa và Hai Bà Trưng, là giao cắt giữa đường trục Lê Duẩn - Giải Phóng và đường vành đai 1 đoạn Kim Liên - Đại Cồ Việt. Nút giao thông Kim Liên được coi là một trong những cửa ngõ chính vào Thành phố. Nút Kim Liên thuộc phạm vi của các phường Bách Khoa, Lê Đại Hành thuộc quận Hai Bà Trưng và phường Kim Liên thuộc quận Đống Đa. Xung quanh nút có một số cơ quan, trường học lớn của Thành phố : ĐH Bách Khoa, Khách sạn Kim Liên, Công viên Lênin, nhà máy ôtô 3-2. Nút giao thông Kim Liên là một trong mười dự án thành phần của dự án phát triển cơ sở hạ tầng đô thị thành phố Hà Nội giai đoạn 1 .      Các dự án phát triển phát cơ sở hạ tầng được lựa chọn thực hiện trong giai đoạn 1 từ danh sách các dự án phát triển khu vực là : 1. Dự án cải tạo nút giao thông Kim Liên 2. Dự án cải tạo nút giao thông Ngã Tư Vọng 3. Dự án cải tạo nút giao thông Ngã Tư Sở 4. Dự án cải tạo nút giao thông Nam Cầu Thăng Long 5. Dự án cải tạo đoạn đường đê từ cầu Thăng Long đến đường vành đai 2 (Đê Hữu Hồng) 6. Dự án cải tạo đường vành đai 1, đoạn Kim Liên - Ô Chợ Dừa 7. Dự án cải tạo đường vành đai 1, đoạn Trần Khát Trân 8. Dự án cải tạo đường Láng Trung và đường Liễu Dai 9. Dự án cải tạo đường Hoàng Quốc Việt 10. Phát triển khu tái định cư phục vụ giai đoạn 1 và khu mở rộng thêm 10 ha (để kinh doanh đất lấy tiền đối ứng cho dự án vay). 1.2 . TUYẾN HIÊN HỮU Nút giao thông Kim Liên hiện tại là nút giao thông cùng mức, được tổ chức giao thông cưỡng bức bằng đảo tròn. Hiện trạng các đường dẫn vào nút như sau: Phía Nam: Đường Giải Phóng, rộng 42m. Gồm 4 làn xe cơ giới và hai làn xe thô sơ, ở giữa có dải phân cách trung tâm rộng 3m. Phía Bắc: Đường Lê Duẩn, rộng 21m. Lòng đường rộng 15m được chia làm hai chiều. Không có sự phân biệt rõ ràng giữa làn xe thô sơ và làn xe cơ giới. Phía Đông: Đường Đại Cồ Việt, rộng 50m, 4 làn xe cơ giới và hai làn xe thô sơ, ở giữa có dải phân cách trung tâm rộng 3m. Phía Tây: Đường Kim Liên - Trung Tự (mới), rộng 50m, gồm 4 làn xe cơ giới, 2 làn xe thô sơ, dải phân cách trung tâm rộng 3m. Kết quả phân tích năng lực thông hành Z cho thấy hầu hết các hướng vào nút, hệ số Z đều >1 ( vượt quá trị số cho phép là 0,85 ), vì vậy ùn tắc giao thông rất dễ xảy ra. Dòng xe chạy thẳng lớn, dòng xe rẽ trái lớn, số lượng các điểm xung đột nhiều Dòng xe rẽ trái từ Kim Liên - Trung Tự ra đường Lê Duẩn và từ đường Đại Cồ Việt ra đường Giải Phóng thường không chạy vòng qua đảo giao thông theo qui định mà rẽ trái ngay trước khi vào nút gây ra tình trạng giao thông lộn xộn cản trở lưu thông của các dòng xe khác, tăng số lượng các điểm xung đột. Tuyến đường sắt chạy song song với đường Lê Duẩn - Giải Phóng gây ảnh hưởng lớn đến lưu thông qua nút, đặc biệt là khi có tầu chạy qua. Đây là một trong những nguyên nhân chính gây ùn tắc. Hình : Mặt cắt ngang hiện trạng các đường nối vào nút Kim Liên 1.3. LƯU LƯỢNG VÀ DỰ BÁO GIAO THÔNG QUA NÚT Trong dự án quy hoạch tổng thể giao thông TP Hà Nội, tổ chức JICA - Nhật Bản có đưa ra kết quả điều tra lưu lượng xe năm 1999 và dự báo đến năm 2015 tại nút Kim Liên như sau: Bảng: Kết quả điều tra lưu lượng xe năm 1999 và dự báo năm 2015 tại nút KL Tên nút Số lượng xe-Hướng đường 1999 2015 Ô tô các loại Xe máy Xe đạp Xe qui đổi Ô tô các loại Xe máy Xe đạp Xe qui đổi 1 Lê Duẩn 534 7271 4182 5425 24 7412 4156 5001 2 Giải Phóng 628 7478 4961 5855 1070 14166 8676 12745 3 Kim Liên 356 6666 3950 4874 1749 7804 5421 8908 4 Đại cồ Việt 336 5956 3168 5030 2891 5049 3258 9234 Tổng cộng 1854 27371 16216 21183 6334 34431 21511 35888 Theo các số liệu đặc trưng nhất về lưu lượng hiện tại theo số liệu khảo sát của công ty Tư vấn Đầu Tư Xây Dựng GTCC Hà Nội tháng 3-1999. Tổng số xe con qui đổi là 10998xe/1giờ cao điểm Hướng chạy nhiều nhất là hướng chạy thẳng từ đường Lê Duẩn ra đường Giải Phóng là 2363 xe, chiếm 22% tổng lượng xe qua nút. Hướng xe chạy thẳng từ Đại Cồ Việt đi Kim Liên - Trung Tự là 2114xe, chiếm 19%, hướng ngược lại từ Kim Liên - Trung Tự đi Đại Cồ Việt là 16% Hướng rẽ trái lớn nhất là hướng rẽ từ Đại Cồ Việt đi Giải Phóng, 912xe, chiếm 8%. Nếu phân tích cho từng loại xe thì 2 hướng chạy thẳng trên trục đường Giải Phóng - Lê Duẩn và Kim Liên - Trung Tự đều chiếm tỷ lệ cao. Từ những phân tích trên ta thấy cần phải xây dựng nút giao thông khác mức. Đây là căn cứ để đưa ra phương án chọn. Cải tạo nút giao thông Kim Liên để trở thành một mắt xích quan trọng điều tiết lưu lượng giao thông vành đai 1 theo trục Đông – Tây và điều tiết lưu lượng giao thông trục đường Lê Duẩn – Gải Phóng ra vào thành phố. Nằm trong hệ thống đường nội thành Hà Nội, đường vành đai 1 có chiều dài khoảng 9Km, với vị trí vai trò là đường vành đai của thành phố, đường vành đai 1 được UBND TP Hà Nội qui hoạch và có kế hoạch xây dựng từ năm 1960, nhưng cho đến nay chưa hoàn thành do việc di dân giải phóng mặt bằng chưa được giải quyết. Trong khi đó, với tình hình đi lại ngày càng tăng, nhất là trên hướng Đông-Tây. Việc thiếu một vành đai nối các trục hướng tâm của thành phố với khu vực Tây Nam đã tạo nên một áp lực giao thông nặng nề lên các trục hướng tâm. Hầu hết các trục hướng tâm ở phía Nam và Tây Nam như quốc lộ 1A-Giải Phóng, quốc lộ 6-Tây Sơn-Tôn Đức Thắng…Sau khi xây dựng đường vành đai 1 (Kim Liên-Ô Chợ Dừa) sẽ góp phần giải toả áp lực hướng tâm lên các trục hướng tâm, góp phần thông thoáng khu vực Nam và Tây Nam Hà Nội. Đồng thời tăng mạnh áp lực giao thông cho nút giao thông Kim Liên. Việc cải tạo nút giao thông Kim Liên này cùng với việc thông suốt đường vành đai 1 sẽ góp phần giải quyết các khó khăn trên. Việc áp dụng xây dựng theo qui mô, qui hoạch và các tiêu chuẩn Quốc tế sẽ góp phần tạo nên bộ mặt hiện đại của Thủ Đô trong tương lai. Đường vành đai 1 với qui mô mặt cắt rộng 37m với đầy đủ các thành phần của mặt cắt ngang được lập trên cơ sở nhu cầu giao thông dự báo trong tương lai. Như vậy khi đường Kim Liên-Trung Tự-Ô Chợ Dừa xây dựng xong thì nút Kim Liên lại là một mắt xích quan trọng điều tiết lưu lượng giao thông cho tuyến này. CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC GIAO CẮT 2.1. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI 2.1.1. Dân số và việc làm ở thành phố Hà Nội Dân số năm 1999 là 2.672.125 người , trong đó Nam chiếm 49,5% , Nữ chiếm 50,5% Dân số thành thị chiếm 57% Nông thôn chiếm 43% Đến năm 2000 , DS đô thị thủ đô HN và các đô thi xung quanh trong phạm vi nghiên cứu điều chỉnh quy hoạch chung .Khoảng 4 - 4.5 triệu người , trong đó quy mô DS nội thành của thành phố HN là 2,5 triệu người và quy mô dân số các đô thị xung quanh khoảng 1,5 – 2 triệu người. Dự báo về dân số và việc làm: Tỷ lệ tăng trung bình DS hàng năm là : 2,48% (từ 1998 đến 2005) 2,11% (từ 2005 đến 2020) Các dự báo DS cho năm kiểm soát trung gian 2010 , 2020 được nội suy từ các năm khác , các ước tính đó được điều chỉnh trong bảng II.1 Bảng II.1 : Điều chỉnh về dân số và việc làm trong tương lai (ĐV.nghìn) 1998 2005 2010 2015 2020 Dân số 2583981 3106172 3481150 3858900 4356688 Việc làm 1059432 1286087 1445872 1577425 1798692 Nông nghiệp 342831 368099 327600 308417 234197 Công nghiệp 236543 272794 330257 370576 453683 Dịch vụ 453058 645194 788105 898433 1101749 Bảng .II.2: Dự báo dân số việc làm của quận (Đ.v : Nghìn) Quận 1998 2005 2010 2015 2020 Dân số Việc làm Dân số Việc làm Dân số Việc làm Dân số Việc làm Dân số Việc làm Ba Đình 184 51 239 70 253 91 312 99 342 125 Tây Hồ 86 40 107 53 127 65 120 85 180 94 Hoàn Kiếm 185 125 196 160 184 189 214 195 219 260 Đống Đa 293 103 377 126 385 146 470 157 506 186 HaiBà Trưng 342 115 400 139 397 154 476 164 505 205 Thanh Xuân 135 57 176 70 241 83 356 112 476 115 Cầu Giấy 104 43 128 56 153 71 140 91 211 98 Sóc Sơn 222 106 237 116 211 110 184 96 161 101 Đông Anh 246 109 268 120 250 114 233 106 221 105 Gia Lâm 315 124 396 145 537 162 582 177 638 189 Từ Liêm 173 69 207 83 233 92 229 111 321 115 Thanh Trì 210 81 237 91 285 91 276 86 269 93 Hà Đông 90 37 138 55 221 79 266 96 306 114 Tổng cộng 2584 1053 3106 1286 3481 1446 3859 1577 4357 1799 Như vậy , đến năm 2020 dự kiến dân số Hà Nội có 4.357 000 dân Þ Quy mô dân số thuộc phạm vi trên 500.000 dân , theo 20 TCN - 104 - 83 thì đó là một Đô thị đặc biệt (xếp Loại I). 2.1.2. Tăng trưởng GDP Trong những năm gần đây gia tăng GĐP đầu người ở Hà Nội tăng hơn 9% mỗi năm . Tỷ lệ gia tăng này được coi là không thể giữ được trong tương lai xa và hiện tại sẽ đưa tốc độ gia tăng thấp hơn nhiều . Các ước tính sự gia tăng GĐP đầu người ở HN là 7% tới năm 2002 , 8,8% từ năm C 2005 đến 2010 và 7,8% từ năm 2010 đến năm 2020. 2.1.3. Hiện trạng một số ngành kinh tế 2.1.3.1. Nông nghiệp Bảng II.3 : Giá trị sản xuất nông nghiệp của Hà Nội trong một số năm gần đây Giá trị sản xuất nông nghiệp Đơn vị 1995 1996 1997 1998 tỷ đồng 1000,1 1097,0 1271,5 1360,0 2.1.3.2. Công nghiệp Bảng II.4 : Giá trị sản xuất công nghiệp của Hà Nội trong một số năm gần đây Giá trị sản xuất công nghiệp Đơn vị 1995 1996 1997 1998 tỷ đồng 8479,0 9495,1 10810,7 12205,9 Sản lượng công nghiệp dự báo sẽ tăng 8,1% mỗi năm trong giai đoạn 1998 – 2005 và phục hồi lại mức giai đoạn 2005 – 2010 , ước tính khoảng 14,3% mỗi năm và sau đó là một con số vừa phải 11,5% . 2.1.3.3. Các ngành dịch vụ Tỷ lệ gia tăng dự báo cho giai đoạn : 1998 - 2005 là 11,5% 2005 – 2010 là 10,3% 2010 – 2020 là 9,6% Tỷ lệ việc làm dự báo cho ngành : 1998 - 2005 là 2,8% 2005 – 2010 là 2,4% 2010 – 2020 là 2,2% 2.1.3.4. Xuất nhập khẩu Bảng II. 5: Thống kê hoạt động xuất nhập khẩu của một số năm : 1995 1996 1997 Giátrị kim ngạch xuất khẩu (103USD) 755000 1037518 1200000 Giá trị kim ngạch xuất khẩu (103USD) 198797 395504 350000 Bảng II.6 : Dự báo kinh tế cho Hà Nội 1998 2005 2010 2020 Tổng sản phẩm nội địa với mức giá so sánh Nông nghiệp Tỷ đồng 990 1220 1201 1084 Phần trăm trên tổng % 4 2 2 0 Gia tăng TB hàng năm % 3 -0.3 -1.0 Công nghiệp Tỷ đồng 8315 22950 50000 178454 Phần trăm trên tổng % 36 45 42 69 Gia tăng TB hàng năm % 15.6 16.8 13.6 Dich vụ Tỷ đồng 13654 26439 39299 77525 Phần trăm trên tổng % 59 52 56 30 Gia tăng TB hàng năm % 9.9 8.2 7 Tất cả các ngành Tỷ đồng 22949 50618 90510 257063 Phần trăm trên tổng % Gia tăng TB hàng năm % 12 12.3 11 Việc làm theo ngành Nông nghiệp Tỷ đồng 343 368 328 243 Phần trăm trên tổng % 46 29 23 14 Gia tăng TB hàng năm % 1 -2.3 -3 Công nghiệp Tỷ đồng 263 273 330 454 Phần trăm trên tổng % 24 21 23 25 Gia tăng TB hàng năm % 0.5 3.9 3.2 Dịch vụ Tỷ đồng 453 645 788 1102 Phần trăm trên tổng % 30 50 54 61 Gia tăng TB hàng năm % 5.2 4.1 3.4 Tất cả các ngành Tỷ đồng 1059 1286 1446 1799 Phần trăm trên tổng % 2.4 2.2 Gia tăng TB hàng năm % 41 2.8 41 41 Tổng số dân 2584 2.7% 3106 2.3% 3481 2.3% 4357 GDP Nông nghiệp Tỷ đồng 2887 3316 3661 4463 Gia tăng TB hàng năm % 2 2.0 2 Công nghiệp Tỷ đồng 31615 84094 151546 393070 Gia tăng TB hàng năm % 15 12.5 10 Dịch vụ Tỷ đồng 30121 40991 49872 70349 Gia tăng TB hàng năm % 4:5 4.0 3.5 Tất cả các ngành Tỷ đồng 21675 39361 62593 142892 Gia tăng TB hàng năm % 9.2 9.7 8.6 2.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH Khu vực nút xung quanh nút giao là địa hình đồng bằng, cạnh nút giao là hồ Bảy Mẫu. Đại bộ phận diện tích Hà Nội nằm trong vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng với độ cao trung bình từ 5m đến 20m so với mực nước biển. Địa hình của Hà Nội thấp dần từ bắc xuống nam và từ tây sang đông. Điều này được phản ánh rõ nét qua hướng dòng chảy tự nhiên của các dòng sông chính chảy qua Hà Nội. Dạng địa hình chủ yếu của Hà Nội là dạng địa hình đồng bằng được bồi đắp bởi các dòng sông với các bãi bồi hiện đại, bãi bồi cao và các bậc thềm. Xen giữa các bãi bồi hiện đại và các bãi bồi cao còn có các vùng trũng với các hồ đầm ( dấu vết của các lòng sông cổ). 2.3. TÌNH TRẠNG GIAO THÔNG 2.3.1. Những đặc điểm của giao thông đô thị Hà Nội 2.3.1.1 Biến động giao thông vào các giờ trong ngày Giao thông thành phố Hà Nội gồm 2 giai đoạn cao điểm nổi vào buổi sáng và buổi chiều : Sáng : giữa 7h và 9h theo chiều đi vào thành phố . Lưu lượng giao thông tối đa vào giờ này tương tương 13,4% lưu lượng giao thông hàng ngày theo chiều đi vào thành phố Chiều : từ 4h đến 7h theo chiều đi ra thành phố . Lưu lượng giao thông tối đa vào giờ này tương tương 11,8% lưu lượng giao thông hàng ngày theo chiều ra vào thành phố + 10h tối đến 6h sáng , lưu lượng chiếm 5% lượng giao thông hàng ngày. 2.3.1.2. Tốc độ đi lại Tốc độ xe máy gần như bằng tốc độ xe hơi Tốc độ chạy của xe máy không lớn hơn 40 km/h Tốc độ của xe đạp không lớn hơn 13 km/h Xe buýt , nói chung mỗi km vào giờ cao điểm bị chậm hơn 30 giây đến 40 giây so với xe con. 2.3.2 Hiện trạng giao thông khu vực 2.3.2.1. Vị trí nút giao Nút giao thông Kim Liên nằm trong phạm vi của hai Quận Đống Đa và Quận Hai Bà Trưng là giao cắt giữa đường trục xuyên tâm Lê Duẩn – Giải Phóng và đường vành đai 1 Kim Liên - Đại Cổ Việt . Nút giao thông Kim Liên được coi là một trong những cửa ngõ chính đi vào trung tâm thành phố. Nút Kim Liên thuộc phạm vi của các phường Bách Khoa , Lê Đại Thành thuộc quận Hai Bà Trưng và phường Kim Liên thuộc quần Đống Đa , Hà Nội . Xung quanh nút có một số cơ quan , trường học của thành phố, như trường ĐHBK.HN, trường ĐHXD.H, khách sạn Kim Liên , công viên Lê Nin , nhà máy Ôtô 3 – 2 ... 2.3.2.2. Hiện trạng Nút giao thông Kim Liên hiện nay là nút giao thông cùng mức , được tổ chức giao thông cưỡng bức bằng đảo và đèn điều khiển . Hiện trạng các đường dẫn vào nút như sau : Phía Nam : Đường Giải Phóng , rộng 42m . Gồm 4 làn xe cơ giới và 2 làn xe thô sơ , ở giữa có giải phân cách rộng 3m. Phía Bắc : Đường Lê Duẩn , rộng 21m . Lòng đường rộng 15m được chia làm hai chiều . Không có sự phân biệt rõ rệt giữa hai làn xethô sơ và cơ giới. Phía Đông : Đường Đại Cổ Việt , rộng 50m với 4 làn xe cơ giới và 2 làn xe thô sơ ỏ giữa có giải phân cách trung tâm rộng 3m. Phía Tây : Đường Kim Liên – Trung Tự (mới) , rộng 50m với 4 làn xe cơ giới và 2 làn xe thô sơ ở giữa có giải phân cách trung tâm rộng 3m. Tuyến đường sắt Bắc – Nam chạy song song với trục đường Lê Duẩn – Giải Phóng gây ảnh hưởng lớn đến việc lưu thông của nút , đặc biệt là khi có xe lửa chạy qua.Đây là một nguyên nhân chính gây nên ùn tắc giao thông mặc dù hiện nay đường sắt chỉ có tuyến tàu chạy không vào giờ cao điểm. 2.3.3. Định hướng phát triển hệ thống giao thông thành phố Hà Nội đến năm 2020 Phát triển hệ thống giao thông phải đảm bảo các nguyên tắc chung như sau : Cơ sở hạ tầng giao thông phải được ưu tiên phát riển đồng bộ với các công trình kỹ thuật hạ tầng khác để hình thành cơ cấu quy hoạch thành phố hoàn chỉnh nhằm phục vụ một cách có hiệu quả các hoạt động kinh tế , xã hội có hiệu quả của thủ đô Đất xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông bao gồm cả hệ thống giao thông công cộng và giao thông tĩnh phải đạt tỷ lệ bình quân 25% đất đô thị Việc phát triển giao thông vận tải của thủ đô phải lấy phát triển vận tải hành khách công cộng làm khâu trung tâm , đảm bảo tỷ lệ vận tải hành khách công cộng đến năm 2010 là 30% và đến năm 2020 là 50% số lượng hành khách . Đường bộ Cải tạo và mở rộng các tuyến quốc lộ vào thành phố : Quốc lộ 1, Quốc lộ 2, Quốc lộ 3, Quốc lộ 5, Quốc lộ 6, Quốc lộ 18, và Quốc lộ 32 . Xây dựng hoàn chỉnh đường cao tốc Láng Hoà Lạc. Hoàn thành xây dựng các tuyến đường vành đai số 1 , số 2 và số 3 đồng thới cần nghiên cứu để mở rộng vành đai 4 . Cải tạo, nâng cấp các tuyến đường hiện có trong thành phố, đặc biệt là cải tạo, mở rộng các hành lang giao thông và các nút như: đường Tây Sơn với nút Ngã Tư Sở ; Đường Lê Dủn với nút Ngã Tư Vọng; đường La Thành với nút Kim Liên, nút Ô Chợ Dừa, nút Cầu Giấy; đường Trần Quang Khải với nút đầu cầu Chương Dương; đương Đại La, Bạch Mai với nút Ngã Tư Vọng ; đường Hoàng Hoa Thám, Thụy Khuê với nút ngã tư Bưởi; đường Quang Trung - đương Nguyễn Chí Thanh - Liễu Dai - Hoàng Hoa Thám; đồng thời cải tạo, chỉnh trang mạng lưới đường tại các khu phố cổ và các khu phố cũ . Bổ xung thêm các tuyến đường tại các khu phố có mật độ đường thấp. Xây dựng hoàn chỉnh và hiện đậi mạng lưới đường kết hợp đồng bộ với các công trình hạ tầng kỹ thuật khác tại các khu phát triển mới . Bố trí đồng đều hệ thống bãi đố xe , các điểm đầu , điểm cuối và điểm dừng của mạng lưới xe buýt , đảm bảo cự ly trung bình từ các khu chức nằng tới các điểm đỗ và đầu trên tuyến vận tải công cộng khoảng từ 500m đến 600m . Xây dựng các bến xe liên tỉnh như : Gia Lâm , Giáp Bát , Mai Dịch , Đông Anh ... Ngoài các cầu Thăng Long và cầu Chương Dương , xây dựng lại cầu Long Biên . xây dựng mới cầu Thanh Trì và các cầu khác qua sông Hồng , đảm bảo đáp ứng kịp thời nhu cầu phát triển của Thủ đô ở cả phía Nam và phía Bắc sông Hồng . Đường sắt Đối với hệ thống đường sắt quốc gia , giữ nguyên hệ thống đầu mối phía Tây thành phố ; xây dựng mới đoạn Văn Điển - Cổ Bi ( đi qua cầu Thanh Trì ) sau đó vượt sông Đuống ở trạm bơm Bối Vàng và đi lên ga Bắc Hồng , tránh khu di tích Cổ Loa . Hoàn trỉnh hệ thống ga đường sắt , trong đó có ga Phú Diễn , Hà Đông , Việt Hưng, Giáp Bát, Gia Lâm, Yên Viên, Bắc Hồng, Vân Trì; trong đó, các ga Cổ Bi, Yên Viên, Việt Hưng, Bắc Hồng là những ga lập tàu hàng và các ga Giáp Bát, Gia Lâm, Phú Diễn là ga lập tàu khách . Ưu tiên xây dựng hệ thống đường sắt đô thị , tuyến xe buýt nội đô để tạo nên những trục chính của mạng lưới vận tải hành khách công cộng của Thủ đô , bao gồm cả đi trên cao và đi trên mặt đất . Cần chú trọng tổ chức và xây dựng các trung chuyển hành khách có lưu lượng lớn và hiện đại như ga Hàng Cỏ và ga Nội Bài Hàng không Mở rộng và hoàn chỉnh sân bay Nội Bài. Xây dựng các xân bay Gia Lâm, Bạch Mai, Hoà Lạc là các xân bay nội địa. Trong tương lai xây dựng thêm xân bay quốc tế Miếu Môn. Đường sộng Tiến hành nạo viét , tiến tới kênh hoá Sông Hồng ; nâng cấp các cảng Hà Nội, Khuyến Lương, đồng thời mở thêm các cảng Vạn Kiếp , Thượng Cát . 2.3.4. Các qui hoạch và chiến lược phát trển tổng thể liên quan đến dự án 2.3.4.1. quy hoạch các khu đô thị, khu công nghiệp tập trung Khu vực nội thành : Khu vực này được giới hạn bởi vành đai 2 và đê Sông Hồng . Khu vực nay có diện tích là 3.4557 ha và dân số hiện tại là 0,9 triệu người với mật độ dân số là 253 người/ha . Khu vực này có trức năng là trung tâm kính tế và chính trị của cả nước nhưng nó lại bị ảnh hưởng trực tiếp của việc đô thị hoá một cách nhanh chóng sau khi có chính sách đổi mới . Quy hoạch tổng thể năm 2020 có dự kiến phân bố lại các chức năng đô thị trung tâm từ khu vực này sang các khu vực khác trong khu vực phía Nam và phía bắc Hà Nội cúng như các đô thị xung quanh mặc dù chúng sẽ tiếp tục đóng vai trò là trung tâm thương mại (CBD) . Bằng các biện pháp làm giảm dân số trong khu vực nội thành , khu vực nội thành có thể mang nhiều đặc trưng hơn của một khu CBD và dân số vào thời gian ban ngày có thể cao hơn . Các đô thị mới nằm giữa Vành đai 2 và Vành đai 3 : các khu đô thị mới này được quy hoạch thành các khu vực nhằm đáp ứng sự gia tăng dân số tự nhiên và xã hội ở Hà Nội cũng như là để phục vụ việc thực hiện di dân từ nội thành ra . Một số khu vực phát triển nằm trong quy hoạch của các vùng Nam Thăng Long , Mỹ Đình và Mễ Trì , Yên Hoà và Trung Hoà , Linh Đàm . Ngiã Đô là một trong những khu trung tâm phát triển được xác định rõ trong Quy hoạch tổng thể năm 2020 , đóng vai trò là trung tâm thương mại phụ có chức năng như trung tâm thương mại chính và thương mại nhỏ và sẽ là trung tâm hành chính của Nam Thăng Long. Khu đô thị mới ngoài Vành đai 3 : Theo quy hoạch tổng thể của năm 2020 thì khu này là khu dân cư hỗn hợp và các khu không gian cây xanh mở rất rộng lớn nhưg việc xây dựng khu đô thị này sẽ được tiến hành ở giai đoạn sau khi mà khu vực ở trên đã được đô thị hóa , mặc dù khu vực nằm dọc từ Quốc lộ 6 đến Hà Đông đã và đang được xây dựng. 2.3.4.2. Các chiến lược phát trển tổng thể liên quan đến dự án 2.3.4.2.1. Hệ thống giao thông đường bộ Các đường vành đai : Quy hoạch tổng thể đến năm 2020 dự định sẽ xây dựng và phát triển các đường vành đai có chức năng phân bố giao thông vào nội thành từ các đường trục chính hướng tâm . Đường vành đai 1 : Chức năng : Đường này đã là giới hạn của thành phố cũ . hiện nay với chức năng là một trong những đường chính theo hướng Đông - Tây nối trực tiếp từ đê sông Hồng tới sông Tô Lịch . Đường vành đai 1 đượnâng cấp xẽ có chức năng là đường khu vực cấp II và phục vụ như là đường đô thị trên đường ngoại vi của khu vực trung tâm . Quy mô : Thành phố Hà Nội đã và đang tiến hành nâng cấp đường vành đai 1 với thời gian và quy mô từng đoạn như sau : STT Đoạn Thời gian Chiều rộng (m) 1 Cầu Giấy - Ô Chợ Dừa 2000 36.5 2 Ô Chợ Dừa- Kim Liên 2000 33.5 3 Kim Liên - Trần Khát Chân 1999 50.0 4 Trần Khát Chân - Đường Đê 1999 33.5 Đường vành đai 2: Trong QHTT năm 2020 thì đường vành đai này chạy xuyên từ khu vực phía Nam Hà Nội đến khu vực phía Bắc Hà Nội với 2 cầu bắc qua sông Hồng , trong khi đó đường vành đai 2 hiện tại nằm trong khu vực phía Nam Hà Nội và đường đê với chức năng như vành đai bên trong . Đường vành đai này nối với tất cả các đường trục chính hướng tâm của khu vực phía Tây và khu vực phía Nam của thành phố Hà Nội nên vai trò chủ yếu của nó là kiểm soát lượng giao thông vào/ra khu vực nội thành . Đoạn phía tây của đường vành đai 2 có vị trí quan trọng trong việc phát triển khu đô thị mới (CBD) ở phía tây Hà Nội , nhằm mục đích khống chế mật độ dân cư ở khu vực nội thành và bảo tồn không gian khu nội thành hiẹen tại . Các đoạn chia phía Nam hiện có lưu lượng giao thông quá cảnh lớn và sẽ còn tăng lên QL5 được cải tạo sẽ nối liền Hà Nội với các tỉnh phía Bắc với Cảng Hải Phòng . Đường vành đai này cũng được quy hoạch mở rộng thành 5 đoan , với các phân đoạn như sau : STT Đoạn Chiều rộng (m) 1 Mai Động - Ngã Tư Vọng 35.0 2 Ngã Tư Vọng - Ngã Tư Sở 50.0 3 Ngã Tư Sở - Cầu Giấy 50.0 4 Cầu Giấy - Nghĩa Đô 35.0 5 Nghĩa Đô - Nhật Tân 35.0 Sau khi hoàn thành, đường vành đai này sẽ điều phối lưu lượng giao thông từ các đường trục chính hướng tâm ở mức độ thứ hai trong khi đường vành đai 3 sẽ có chức năng là đường phân bổ chính các lưu lượng giao thông từ các đường trục chính hướng tâm. Đường vành đai 3: Tuyến đường này có một vai trò quan trọng trong viếc hình thành cấu trúc đô thị trong tương lai ở Hà Nội . Đường này có thể đườc chia thành 4 đoạn như sau : 1. Đoạn Cầu Đuống (QL1 - QL5) sẽ được xây dựng với sự trợ giúp của OECF và ngân hàng phát triển Châu Á (ADB) , hiện nay đang trong giai đoạn thi công . 2. Đoạn Thanh Trì (QL5 - QL1) đã hoàn thành vào tháng 10/1998 do JICA thực hiện . 3. Đoạn Tây Nam (QL1 - QL32) đang được quy hoạch xây dựng và đang tiến hành lập dự án khả thi và được xây dựng trước Seagame 2003. 4. Đoạn phiá Bắc (là đoạn còn lại từ QL32 - QL1 ) cũng có kế hoạch xây dựng nhưng có thể nói rằng đoạn này có mức độ ưu tiên xây dựng thấp hơn , vì đoạn từ QL32 đén sân bay Quốc tế Nội Bài vẫn có đủ khả năng lưu thông . 2.3.4.2.2. Phát triển giao thông đường sắt và xe buýt nội đô Đường sắt quốc gia : Các tiểu dự án nâng cấp và xây dựng mới hệ thống đường sắt quốc gia đang được thực hiện với muức độ khẩn cấp thấp , trong đó có mộy số tiểu dự án có liên quan đến dự án như sau : 1. Xây dựng đường sắt giữ trung tâm Hà Nội với sân bay Nội Bài 2. Nâng cấp hệ thống đường sắt Bắc Nam 3. Nâng cấp hệ thống đường sắt Đông - Tây 4. Nâng cấp hệ thống đường sắt : Tuyến Văn Điển - Cổ Bi qua cầu Thanh Trì đến sông Đuống - Yên Viên và phía Bắc của Sông Hồng Đường sắt nội đô : Theo dự án nghiên cứu khả thi đường sắt đô thị Hà Nội . Hành lang được chọn làm hệ thống đường sắt đô thị được đề xuất trong nghiên cứu này , ở phía Bắc bắt đầu từ Yên Viên và tới Văn Điển ở phía Nam . Tổng chiều dài đoạn này là 19.5 km trong đó : Từ Văn Điển đến Giáp Bát đường sắt đô thị đi trên mặt đất . Từ Giáp Bát đến Nam cầu Long Biên và từ Gia Lâm đến Yên Viên đường sắt đô thị đi trên cao . Tuyến xe buýt nội đô : Trong nghiên cứu Dự án khả thi đường sắt đô thị Hà Nội có đề xuất phương án xây dựng tuyến đường sắt nội đô với chiều dài khoảng 11 km hướng tuyến như sau : Hành lang của đường xe buýt bắt đầu từ ga Hà Nội , với bến xe buýt trung chuyển và một bến cuối tuyến phía trước của ga đường sắt hiện nay sau đó đi trên phố Lê Duẩn ; hành lang này tiếp tục đi trên tuyến Đông - Tây Khâm Thiên - Ngã tư Ô Chợ Dừa rồi ngoặt sang phía Nam . Hành lang xe buýt sau đó đi theo hướng Nguyễn Lương Bằng tới ngã tư Chùa Bộc - Thái Hà , từ đó tiếp tục đi dọc theo phố Tây Sơn hướng tây Nam tới Ngã Tư Sở giao với vành đai 2 là Đường Láng - Trường Chinh . Tiếp tục về phía Nam đường xe buýt đề xuất sẽ sử dụng giải phân cách hiện nay của đường Nguyễn Trãi và đường Trần Phú tới Thị xã Hà Đông . Ở phía nam của thị xã và các khu vực phát triển với mầt độ cao của Hà Đông , đường xe buýt xẽ kết thúc tại ngã tư có tín hiệu điều khiển bằng đường vào bến xe buýt cuối tuyến phía Nam dự kiến . 2.3.5. Dự báo giao thông trong tương lai Dự báo này dựa trên các cơ sở : Sở hữu phương tiện giao thông ở Hà Nội Sự gia tăng dân số và thu nhập trong tương lai Tốc độ tăng trưởng GDP Dựa trên sự so sánh với các thành phố ở Châu Á Tốc độ tăng trưởng xe được dự báo như sau : Loại phương Tiện Mức tăng trưởng hàng năm q (%) 2005 2010 2020 Xe đạp 0.0 0.0 -1.0 Xe máy 5.0 3.0 2.5 Ô tô con 10.0 7.0 5.0 Xe tải 8.0 6.0 4.0 Xe buýt 7.0 13.0 10.0 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU VỰC GIAO CẮT 3.1. MÔ TẢ ĐỊA CHẤT KHU VỰC HẦM 3.1.1. Địa chất khu vực Địa chất quanh nút tương đối tốt và ổn định. Địa chất được xác định thông qua kết quả khoan khảo sát của hai hố khoan và tham khảo bản đồ địa chất Hà Nội: Hố khoan tại nút Kim Liên có: Lớp đất đổ nền, lớp sét dẻo, lớp sét pha cát, cát xám hạt trung, cát hạt thô, sỏi cuội lẫn cát thô. Hố khoan phía trường ĐH Bách Khoa có các lớp: Đất đổ nền lẫn gạch đá vụn, cát pha sét, đất sét dẻo, cát hạt trung, bùn, đất pha cát, cát hạt to, cát lẫn sạn, cuội sỏi lẫn các ổ cát. Hình 1: Mặt cắt địa chất tại khu vực Bách Khoa Hình 2: Mặt cắt địa chất tại khu vực Kim Liên Từ bản đồ chia khu địa chất công trình lãnh thổ Hà Nội theo mức độ thuận tiện cho xây dựng công trình ngầm, thì khu vực nút giao thông Kim Liên 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 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. Bảng 1: Các chỉ tiêu cơ lí của đất khu vực xây dựng hầm Các chỉ tiêu Các kiểu thạch học Sét Sét pha Cát Thành phần hạt [%]-Sỏi, sạn >2mm 2,7 - Cát (2 - 0,05mm) 18,2 26,3 85,9 - Bụi (0,05 - 0,005mm) 41,9 48,3 14,4 - Sét(<0,005mm) 39,9 25,4 2 Độ ẩm [%] 45,2 36,6 Khối kượng thể tích [g/cm3] 1,68 1,81 Khối lượng thể tích cốt đất [g/cm3] 1,16 1,32 Khối lượng riêng [ g/cm3] 2,67 2,70 2,66 Hệ số lỗ rỗng 1,31 1,057 Giới hạn chảy [%] 50,6 39,1 Giới hạn dẻo [%] 29,0 26,2 Chỉ số dẻo [%] 21,6 12,9 Độ sệt 0,75 0,81 Góc nghỉ -Khi khô 31 -Khi ướt 19 Lực dính kết C [kN/m2 ] 15,3 15,7 Góc ma sát trong [độ] 6 6 Hệ số nén lún a1-2 [m2/kN].10-2 0,06 0,058 Độ bền nén (sức chịu tải) MN/m2 0,10 0,12 3.1.2. Khí hậu: Khu vực Kim Liên 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, mực nước ngầm dâng cao do ở gần hồ Bảy Mẫu, vị trí này cũng tương đối thấp của khu vực Hà Nội. Theo kết quả nghiên cứu lập bản đồ ĐCCT - ĐCTV thành phố Hà Nội tỷ lệ 1:50000 của Đoàn 64, Liên đoàn II địa chất thủy văn, thì yếu tố quan trọng nhất gây ra những ảnh hưởng trực tiếp đến xây dựng các công trình ngầm là chiều sâu mực nước dưới đất. Tính thấm, độ giàu nước của khối đất đá, cũng như sự biến đổi động thái của nước dưới đất (kể cả các tầng chứa nước ngầm sâu hơn) làm cho hoạt động của nền đất trở nên rất phức tạp. Trong điều kiện động thái tự nhiên chưa bị phá huỷ, chiều sâu mực nước dưới đất nhỏ hơn 2m ở các giải ven sông ngòi, nhỏ hơn 2 - 5 m trên đồng bằng và 5 - 10m trên các sườn đồi núi thấp. Hiện nay, Hà Nội đang khai thác khoảng 445000m3 nước ngầm mỗi ngày từ tầng chứa nước cát cuội, sỏi dưới sâu và đã hình thành phễu hạ thấp mực nước ngầm với đường kính bằng 15 - 20km, sâu 23m. Điều này đã gây nên hậu quả tháo khô các tầng chứa nước phía trên do hiện tượng thấm xuyên. Mực nước ngầm bị tụt xuống sâu 5- 7m ở khu vực ngoại vi cho đến 14m tại khu vực lấy nước tập trung. Khu vực nút giao thông Kim Liên nằm gần hai nhà máy nước lớn là: nhà máy nước Bạch Mai và nhà máy nước Ngầm ở Pháp Vân. Do vậy mà mực nước ngầm của khu vực này bị hạ thấp. Vào mùa khô khí hậu tương đối tốt có nhiều thuận lợi cho việc xây dựng các công trình hạ tầng cơ sở. Nên ta chọn thời điểm thi công vào mùa này. Hình 3: Bản đồ chia khu ĐCCT khu vực Hà Nội Theo mức độ thuận tiện cho xây dựng công trình ngầm 3.1.3. Thuỷ văn Thủ đô Hà Nội nằm trong lưu vực hạ lưu sông Hồng do vậy mực nước ngầm khu vực này có liên quan mật thiết với mực nước sông Hồng. Mực nước cao nhất vào mùa mưa. 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). Ngoài ra sông Đuống dẫn nước từ sông Hồng sang sông Cầu và là phân nhánh chủ yếu của sông Hồng (22,5%). Hà Nội có nhiều hồ tự nhiên ( Hồ Tây, Quảng Bá, Hoàn Kiếm, Bảy Mẫu, Kim Liên, Giảng Võ, Thuyền Quang, Trúc Bạch, Pháp Vân, Đầm Vân Trì, Kim Nỗ...). Ngoài ra, trong địa phận thành phố còn có nhiều ao, kênh, sông nhỏ chứa và thoát nước thải. Do có nhiều sông suối, cho nên chế độ sông nước của khu vực Hà Nội rất phức tạp. Khu vực thành phố Hà Nội có điều kiện ĐCTV 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. 3.1.3.1. Các tầng chứa nước lỗ hổng. 3.1.3.1.1. Tầng chứa nước lỗ hổng Holocen. Tầng này bao gồm thành tạo địa chất aQIV3 tb, phân bố khá rộng. Trong phần phía nam sông Hồng chúng tồn tại hầu như khắp vùng trừ khoảnh Cổ Nhuế - Xuân Đỉnh. Tầng này nằm trong phần phía Bắc sông Hồng tại các huyện Gia Lâm, ven sông Hồng và một số chỏm nhỏ tại Đông Anh. Tầng có chiều dầy thay đổi lớn trên bình đồ. Chiều dầy trung bình bằng 10 - 15 m (Đông Anh: 9,17 m; Gia Lâm: 10,1 m; Từ Liêm: 11,28 m; nội thành 13,1 m). Tỷ lưu lượng lỗ khoan nhỏ nhất bằng 0,2 l/s.m (M39-Đông Anh) đến 20,87 l/s.m (M3). Đất đá chứa nước, thấm nước tốt, độ dẫn nước từ 20 m2/ngày (T46-Giáp Bát) đến 1788 m2/ngày (GL5B-Bồ Đề). Chiều sâu thế nằm mực nước thông thường bằng 2 - 4m, có nơi nông hơn, sát mặt đất. Riêng dải ngoài đê thông thường nằm sâu hơn (5 - 10 m). Tầng chứa nước Holocen tương đối giàu nước. Lưu lượng lỗ khoan từ 2 - 3 l/s. Hệ số thấm k=0,5 - 2,0m/ngày. Thành phần hoá học của nước chủ yếu là bicacbonat canxi; bicacbonat natri, nước nhạt, độ khoáng hoá trung bình bằng 0,24 - 0,5 g/l, độ cứng toàn phần bằng 6,5 mgđ/l, CO2 tự do bằng 0,16 g/l; CO2 ăn mòn bằng 0,013 g/l. Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa, nước mặt. Nguồn thoát chủ yếu là ra sông, bay hơi, nước dân dùng và thấm xuống tầng bên dưới qua các cửa sổ ĐCTV. Nguồn gốc nước tàng trữ và vận chuyển trong tầng là nước sông, hồ và nước thuộc miền cung cấp. 3.1.3.1.2. Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen. Tầng áp yếu Pleistocen trên: Tầng này bao gồm thành tạo địa chất aQIII3 vp. Tầng có diện phân bố từ rìa thung lũng và phủ khắp đồng bằng. Chiều dầy tầng khá bình ổn từ 9,97 đến 13,8 m. Đất cấu thành tầng chủ yếu là cát thô có lẫn sạn sỏi thuộc tướng lòng sông.Tầng thuộc loại giàu nước trung bình đến giàu. Tỷ lưu lượng lỗ khoan nhỏ nhất bằng 0,32 l/s.m (N17-Đông Anh) lớn nhất bằng 4,94 l/s.m (T40-Gia Lâm). Đất đá chứa nước có tính thấm nước trung bình. Độ dẫn nước thay đổi từ 56 m2/ngày (Sóc Sơn) đến 288m2/ngày (T45 Thanh Trì). Chiều sâu thế nằm mực nước thông thường bằng 2 - 4 m. Nguồn cung cấp nước chủ yếu là nước mặt, nước mưa, nước từ tầng Holocen thấm xuống. Nguồn gốc của nước là nước sông thuộc miền cung cấp. Tầng chứa nước lỗ hổng áp lực Pleistocen dưới - trên: Đây là tầng chứa nước sản phẩm có ý nghĩa cực kỳ quan trọng đối với thủ đô Hà Nội. Tầng chứa nước thuộc thành tạo địa chất aQII-III1 hn, aQI lc, phân bố hầu hết khắp đồng bằng (trừ vùng đồi núi Sóc Sơn). Tại Sóc Sơn chiều dầy trung bình bằng 6,35 - 15,32m. Tại Đông Anh chiều dầy trung bình bằng 3,5 - 7m; vùng giữa huyện bằng 10m; vùng ven sông Hồng trên 20m. Tại Gia Lâm chiều dầy trung bình ổn định hơn và bằng 35,5m. Tại Từ Liêm chiều dầy trung bình bằng 3,2 - 3,85m; tại Cổ Nhuế bằng 5,5m. Tại Thanh Trì chiều dầy trung bình bằng 25 - 30m; ven sông Hồng có nơi trên 50m. Đất chứa nước có tính thấm cao và tương đối đồng nhất nhưng do chiều dầy thay đổi nên độ dẫn nước cũng thay đổi trong phạm vi rất rộng: ven thung lũng bằng 100-600m2/ngày; khu vực trung tâm 700-1000m2/ngày; ven sông bằng 1500-2000m2/ngày. Tầng thuộc loại giàu nước và rất giàu nước có tỷ lưu lượng lỗ khoan thí nghiệm chứa nước ³1l/s.m (1-10l/s.m) chiếm 89%-100%. Chiều sâu của thế nằm mực nước thông thường bằng 2 - 4m về mùa khô và bằng 0 - 1m về mùa mưa. Theo kết quả nghiên cứu của đoàn 64, giữa nước dưới đất và nước sông Hồng có quan hệ mật thiết với nhau. Đó là quan hệ hai chiều - mùa khô nước thoát ra sông, mùa mưa nước sông ngấm vào. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của công tác khai thác cho nên trong cả hai mùa tầng đều được nước sông cung cấp. 3.1.3.2. Các thành tạo địa chất rất nghèo nước Lãnh thổ Hà Nội có nhiều thành tạo địa chất nghèo nước hoặc thực tế không chứa nước từ trên mặt đất gồm các tầng: Tầng cách nước Holocen gồm các thành tạo địa chất hệ tầng Hải Hưng (mQIV1-2 hh2; lb QIV1-2 hh1) lộ ngay ra trên mặt và phân bố rộng rãi ở phần nam sông Hồng. Phía bắc chỉ ở dải ven sông. Chiều dầy tầng thay đổi rất lớn từ 0,8 - 6,3m (Đông Anh), 2-2,8m (Từ Liêm), 2,8 - 11,5m (Thanh Trì), 0,4 - 21,5m (nội thành), 0,8 - 22,8m (Gia Lâm). Đất cấu thành gồm sét, sét pha, bùn sét có hệ số thấm trung bình bằng 0,049 m/ngày. Tầng cách nước Pleistocen trên bao gồm thành tạo địa chất (aQIV vp) phân bố hầu khắp Hà Nội(trừ giải cửa sổ ven sông). Chiều dầy trung bình thay đổi từ 5,88 (Sóc Sơn) đến 11,99 (nội thành). Đất cấu thành gồm sét, sét pha, có hệ số thấm trung bình bằng 0,023 m/ngày. Tầng cách nước Pleistocen giữa - trên bao gồm thành tạo địa chất (aQII-III) phân bố khá rộng rãi nhiều nơi. Tuy nhiên, tại các khu vực ven sông tầng bị vát mỏng đột ngột. Chiều dầy trung bình của tầng thay đổi trong khoảng 0,4 - 23,7m. Tỷ lưu lượng lỗ khoan hút nước thay đổi từ 0,0002l/s.m đến 0,08l/s.m. 3.1.3.3. Đặc điểm chiều sâu mực nước dưới đất. Theo kết quả nghiên cứu lập bản đồ ĐCCT - ĐCTV thành phố Hà Nội tỷ lệ 1:50000 của Đoàn 64, Liên đoàn II địa chất thủy văn, thì yếu tố quan trọng nhất gây ra những ảnh hưởng trực tiếp đến xây dựng các công trình ngầm là chiều sâu mực nước dưới đất. Tính thấm, độ giàu nước của khối đất đá, cũng như sự biến đổi động thái của nước dưới đất (kể cả các tầng chứa nước ngầm sâu hơn) làm cho hoạt động của nền đất trở nên rất phức tạp. Trong điều kiện động thái tự nhiên chưa bị phá huỷ, chiều sâu mực nước dưới đất nhỏ hơn 2m ở các giải ven sông ngòi, nhỏ hơn 2 - 5 m trên đồng bằng và 5 - 10m trên các sườn đồi núi thấp. Hiện nay, Hà Nội đang khai thác khoảng 445000m3 nước ngầm mỗi ngày từ tầng chứa nước cát cuội, sỏi dưới sâu và đã hình thành phễu hạ thấp mực nước ngầm với đường kính bằng 15 - 20km, sâu 23m. Điều này đã gây nên hậu quả tháo khô các tầng chứa nước phía trên do hiện tượng thấm xuyên. Mực nước ngầm bị tụt xuống sâu 5- 7m ở khu vực ngoại vi cho đến 14m tại khu vực lấy nước tập trung. 3.2. DỰ KIẾN CẤU TẠO KẾT CẤU VÀ BIỆN PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG CÔNG TRÌNH VƯỢT ĐƯỜNG. Với phân tích địa chất như trên em chọn phương pháp thi công đào hở , kết cấu vỏ hầm đổ toàn khối tại chỗ. PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ PHƯƠNG ÁN I: THẾT KẾ HẦM VƯỢT I: THIẾT KẾ NÚT GIAO CẮT 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. Xây dựng đường hầm chạy dọc theo trục đường Đại Cồ Việt - Kim Liên - Trung Tự. Tổng chiều dài hầm: 545m bao gồm: Chiều dài hầm chính 140m; tổng chiều dài hầm dẫn 405m (hướng Kim Liên dài 195m, hướng Đại Cồ Việt dài 210m). Bề rộng hầm 20.9 m bao gồm: 4 làn xe cơ giới 2x7.5= 15m; hai làn người đi bộ (đường công vụ) 2x1,25 = 2,5m; vách ngăn giữa + đá vỉa = 1,8m; hai tường bên dày 0.8x2 = 1.6m. Độ dốc dọc phần hầm dẫn là 4,0% Tĩnh không trong hầm là 4,75m Phương án này ưu tiên cho dòng xe cơ giới chạy thẳng dọc theo trục Đại Cồ Việt Kim Liên - Trung Tự (hiện tại chiếm 35% tổng lượng xe qua nút ). Còn các dòng xe cơ giới rẽ phải, rẽ trái, dòng xe thô sơ, cũng như toàn bộ xe chạy trên trục đường Giải Phóng - Lê Duẩn được tổ chức chạy trên mặt đất. I. THIẾT KẾ NÚT GIAO CẮT I.1.KHÁI QUÁT LÝ THUYẾT VỀ TỔ CHỨC NÚT GIAO THÔNG I.1.1. Phân tích tình hình giao thông ở các nút giao thông Trong đô thị, đường giao nhau nhiều, hình thành các nút giao thông. Hiệu quả mạng lưới đường phụ thuộc vào chất lượng các nút giao thông bởi vì số các điểm xung đột và tiềm năng gây tai nạn giao thông tại đó rất lớn. Nút giao thông là yết hầu, là nơi tập trung các loại xe cộ đi lại và tại đây xe cộ chuyển hướng khác nhau. Tại các nút giao thông, xe cộ nhiều, thành phần xe phức tạp, khách qua đường đông. Trong các dòng xe, có xe chạy thẳng, rẽ phải, rẽ trái. Do tính chất giao thông tại nút phức tạp có hiện tượng cản trở lẫn nhau giữa các loại xe, giữa xe thô sơ và xe cơ giới, giữa xe và người qua đường, nên thường xảy ra ách tắc giao thông và tai nạn giao thông, nhất là vào giờ cao điểm. Trong quá trình xe chạy trên đường, do xe chạy theo các hướng khác nhau, tại các nút giao thông thường xuyên xảy ra các điểm xung đột. Hướng xe chạy khác nhau, tính chất xung đột khác nhau. Tính xung đột thể hiện ở các điểm xung đột sau: điểm tách, điểm nhập, điểm cắt. Các điểm xung đột này chính là nguyên nhân là giảm tốc độ xe, gây tổn thất nhiều thời gian, gây ồn, ô nhiễm, tổn hại về kinh tế, gây tai nạn giao thông. Điểm xung đột càng nhiều thì tình trạng giao thông càng nghiêm trọng. Trong các điểm xung đột, điểm cắt, nhất là điểm cắt do rẽ trái có ảnh hưởng lớn nhất, rồi đến các điểm nhập rồi cuối cùng là các điểm tách. Cho nên, khi thiết kế và tổ chức giao thông tại nút, nhiệm vụ là phải giảm hoặc làm mất các điểm cắt. Để cải thiện tình hình giao thông qua nút nhằm tăng lưu lượng giao thông, tăng khả năng thông hành của xe qua nút, giảm thiểu tối đa tổn thất thời gian và tai nạn giao thông qua nút người ta đề ra nhiều biện pháp tổ chức phân luồng các dòng giao thông như: Đặt đèn tín hiệu điều khiển giao thông (hoặc có cảnh sát giao thông). Như vậy trong một khoảng thời gian chỉ cho một dòng xe theo một hướng nào đó thông qua nút. Bố trí hợp lí các đảo giao thông, đảm bảo các xe chạy có tổ chức biến các điểm cắt thành các điểm tách và nhập dòng, giảm bớt ảnh hưởng lẫn nhau của các xe chạy qua nút. Tuy nhiên, nếu nút giao thông cùng mức quá đông xe, gây nhiều trở ngại cho xe lưu thông qua nút, không đáp ứng được yêu cầu giao thông trong thời kì hiện đại, gây tổn thất lớn về mặt thời gian, kinh tế, môi trường… Theo thống kê, nếu quản lý bằng đèn tín hiệu, thời gian mất đi tại nút là 30% toàn bộ thời gian chạy xe. Lượng khí thải ra của các động cơ xe gấp 9 - 10 lần so với lúc đang chạy. Nếu sử dụng nút giao thông khác mức có thể khắc phục một cách tốt nhất các nhược điểm trên. Cải thiện đáng kể môi trường giao thông, giảm chi phí thời gian, chi phí kinh tế, cải thiện môi trường… Khi dùng nút giao thông khác mức có thể xoá bỏ các điểm cắt , chỉ còn lại các điểm tách và nhập dòng nên lưu lượng giao thông qua nút và khả năng thông hành của nút sẽ tăng, tuy nhiên hành trình xe chạy sẽ dài hơn dẫn đến chi phí đầu tư ban đầu lớn và diện tích đất chiếm dụng của nút lớn. I.1.2. Các nguyên tắc thiết kế nút giao thông Để mang lại hiệu quả kinh tế - kĩ thuật của nút giao thông như: rút ngắn hành trình ra vào nút; do đó giảm tổn thất thời gian của các hành trình, tăng tốc độ xe chạy, do vậy tăng khả năng thông hành của nút; tăng an toàn giao thông; giảm tai nạn giao thông; giảm chi phí khai thác vận doanh. Khi thiết kế nút giao thông cần dựa trên các nguyên tắc sau: Đảm bảo người lái xe phát hiện kịp thời nút khi gần tới để chuẩn bị tư tưởng và khi tới nút có thể nhận biết ngay đường đi lối lại trong nút, không do dự, không bị ngộ nhận sai phương hướng. Để có thể biết là sắp tới nút, trên đó có thể trồng cây thấp, hoặc tượng đài, dùng dấu hiệu giao thông ở mặt đường, ban đêm nút giao thông được chiếu sáng nhiều hơn… Đảm bảo tầm nhìn, tầm nhìn là nhân tố cơ bản an toàn ở nút. Người lái xe có thể nhìn thấy dễ dàng xe đi trên các tuyến khác, có thể định lượng được tốc độ của xe đó. Trong phạm vi từ 0,6 - 2m theo chiều đứng các vật chướng ngại cần được phát quang. Không được để xe đỗ gần nút, các biển quảng cáo, cây trồng, dấu hiệu giao thông…không được che khuất tầm nhìn. Đảm bảo cho các dòng xe cắt nhau theo một góc 900. Giao nhau một góc như vậy, người lái xe có thể nhìn tốt hơn, định lượng chính xác hơn tốc độ xe chạy trên đường ngang. Điều đó là rất cần thiết cho người đi bộ. Với góc giao như vậy có thể giảm tối đa chiều dài qua đường. Cần làm rõ các điểm xung đột để người lái xe, người qua đường biết mà tăng cường chú ý. Giảm nhỏ diện tích mặt cắt ngang đường ở nút, nếu diện tích mặt đường quá rộng sẽ dẫn đến kéo dài thời gian xe vượt qua nút, không an toàn cho người tham gia giao thông. Để khắc phục tình trạng này có thể chia nút giao thông phức tạp thành một số nút đơn giản… Bố trí hợp lí các đảo giao thông có tác dụng vạch giới hạn đường xe chạy, hướng dẫn xe chạy, làm chỗ trú chân tạm cho người qua đường, nơi bố trí các dấu hiệu giao thông, cột điện… Tuy nhiên, nếu quá lạm dụng mà bố trí nhiều đảo tại nút có tác dụng xấu làm cho lái xe dễ mất phương hướng, gây mất mỹ quan nút. Đảm bảo chiếu sáng ở nút ban đêm, theo thống kê của Pháp, 42% tai nạn chết người xảy ra tại nút vào ban đêm. Mức độ nguy hiểm của xe chạy ban đêm gấp 2 - 3 lần xe chạy ban ngày. Chiếu sáng ban đêm tại nút một mặt có tác dụng đảm bảo an toàn chạy xe, một mặt có tác dụng tăng vẻ đẹp mỹ quan đường phố. I.1.3. Các quan điểm chung xây dựng nút giao thông khác mức Nút giao thông khác mức là một dạng đặc biệt về cấu tạo hình học của nút giao thông. Nó bao gồm tất cả các trang thiết bị trên đường để đảm bảo lưu thông dòng xe qua nút. Nó là một giải pháp giao thông tốt cho các nút giao thông cùng mức vì trên đó các luồng xe có lưu lượng cao có thể chỵ với tốc độ cao cắt qua đường ngang khác. Khác với nút giao thông đơn giản, nút khác mức đảm bảo ít nhất là một nhánh nối giữa các đường giao nhau. Sự phân chia cao độ đã loại trừ mọi xung đột cắt giữa các luồng xe rẽ. Mặc dù việc thiết kế mỗi nút giao thông là một công việc cá biệt, nhưng phải gắn nó đồng thời với các nút cùng mức và khác mức cạnh đó. Một nút giao thông khác mức hay một dãy nút giao thông khác mức của một đường cao tốc cắt qua một khu dân cư làm ảnh hưởng đến một vùng rộng lớn cạnh nó, có khi ảnh hưởng tới cả khu dân cư đó. Việc thiết kế và cắm một nút giao thông khác mức phải tạo sự lưu thông tốt nhất phù hợp lợi ích toàn cộng đồng. Trên một chừng mực nào đó, nút khác mức là một thành phần tách khỏi hệ thống đường xá để thiết kế một cách độc lập nhằm thích ứng tốt nhất các yêu cầu đặc biệt trong vùng đặt nút. Nhưng mặt khác nó lại phải là nhân tố hợp thành của hệ thống đường xá gắn với các thành phần khác để đảm bảo dòng giao thông và nối tiếp với các cấu tạo khác. Vì đây là các yếu tố có liên quan, khi thiết kế nút giao thông khác mức không thể coi nhẹ hình dáng và tính chất của các thành phần khác. Hiện có rất nhiều mô hình nút giao thông khác mức để từ đó có thể lựa ra mô hình thích hợp nhất với các điều kiện hiện hữu. Việc chọn loại hình của nút giao khác mức là việc thiết kế nó phụ thuộc vào các điều kiện kinh tế và kĩ thuật mà các điều kiện quan trọng nhất là: Cấp của loại đường, đất giành cho đường, tính chất các kết cấu lân cận, tốc độ tính toán, lưu lượng giao thông, tính chất giao thông… Địa hình, môi trường, kinh tế, an toàn… Quan hệ giữa các thành phần trong hệ thống đường xá Dùng nút giao thông khác mức đòi hỏi chi phí lớn, mất nhiều diện tích đất. Cho nên, cần phải cân nhắc kĩ trước khi lựa chọn phương án này. Nếu thoả mãn được hai điều kiện sau thì có thể xem xét sử dụng nút giao thông khác mức: Về điều kiện kĩ thuật: Khi đường giao nhau có tiêu chuẩn kĩ thuật cao, có tốc độ xe lớn, như đường cao tốc giao nhau, hoặc giao với các đường khác. Cường độ xe qua nút lớn, thường xuyên phát sinh hiện tượng ùn tắc giao thông. Khi đường đô thị giao nhau với đường sắt và bị ảnh hưởng rất nhiều. Điều kiện địa hình cho phép xây dựng nút giao thông khác mức không tốn kém lắm… Về điều kiện kinh tế: Kinh phí đầu tư bình quân năm để xây dựng nút giao thông khác mức phải nhỏ hơn tổn thất kinh tế hàng năm khi dùng nút giao thông cùng mức. Tổn thất kinh tế hang năm khi dùng nút giao thông cùng mức có thể được thể hiện ở nhiều mặt, trong đó tổn thất về thời gian là đáng kể, cường độ xe càng lớn tổn thất càng nhiều. Thời gian khi thu hồi vốn xây dựng nút giao thông khác mức. Thời gian hoàn vốn khi xây dựng nút giao thông khác mức T = 6 -10 năm có thể coi là hợp lí. CÁC YÊU CẦU CHO CÁC PHƯƠNG ÁN CỦA NÚT KIM LIÊN Đảm bảo khả năng thông xe và vận tốc xe chạy trong thời gian hiện tại cũng như trong tương lại tối ưu nhất. Khả năng thông xe và vận tốc xe chạy là xấp xỉ nhau trên toàn tuyến. Đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật và tầm nhìn. Nút giao thông phải được thiết kế hiện đại, đảm bảo tính mỹ quan không phá vỡ cảnh quan kiến trúc khu vực và các công trình lân cận. Phương án phải phù hợp với tình hình qui hoạch chung của thành phố. Đảm bảo điều kiện vệ sinh môi trường, hạn chế đến mức thấp nhất ảnh hưởng xấu tới môi trường như: ô nhiễm môi trường, tiếng ồn, bụi, nước mặt, các khu vực trồng hoa, cây cỏ… Nút giao thông phải có biện pháp phòng nước, thoát nước tốt nhất, tránh tình trạng ngập lụt trong mùa mưa. Phương án phải đảm bảo trong thời gian thi công giao thông vẫn đảm bảo bình thường. I.2. CÁC GIẢI PHÁP KĨ THUẬT CỦA ĐƯỜNG HẦM I.2.1 Các thông số quy chuẩn thiết kế hầm giao thông qua nút Phần hầm kín có độ dốc nhở nhất không dưới 4%, phần hầm dẫn hai đầu có độ dốc dọc nhất không vượt quá 40%. Để giảm hơi độc do động cơ thải ra thì độ dốc trên có thể phải giảm xuống đến 10% Trên mặt cắt dọc, bán kính đường cong nhỏ nhất với đường cong lồi là 10000m, đường cong lõm là 2000m. Đối với đường bình thường và đường cục bộ các con số trên tương ứng là 6000m, 4000m và 1500m, 1000m. Yêu cầu của mặt cắt ngang đường hầm: Kích thước sử dụng hợp lí, Diện tích mặt cắt ngang nhỏ nhất Đảm bảo khả năng ổn định và khả năng chịu lực Giá thành xây dựng hợp lí Thi công dễ dàng, dễ cơ giới hoá trong thi công Thời gian thi công là ngắn nhất, trong quá trình thi công phải đảm bảo giao thông vẫn hoạt động bình thường Thoát nước, chiếu sáng, thông gió thuận lợi Có tính thẩm mỹ cao Do đặc điểm đây là hầm giao thông đô thị tại điểm nút giao thông quan trọng nên vấn đề giao thông cần được chú ý để đảm bảo tình trạng giao thông diễn ra bình thường. Đồng thời chiều dài đường dẫn cũng bị giới hạn do vậy mà chiều sâu đặt công trình cũng bị giới hạn. Đây là những yếu tố ảnh hưởng quyết định tới việc lựa chọn phương án mặt cắt hầm hợp lí Tĩnh không và kích thước bên trong đường hầm: Việc định ra giới hạn tĩnh không của hầm là đảm bảo cung cấp cho người sử dụng một đường hầm an toàn, phục vụ tốt, hoạt động khai thác diễn ra một cách hiệu quả trong một khoảng không gian giới hạn, có bầu không khí dễ chịu với thời gian phục vụ lâu dài và chi phí bảo trì thấp nhất. Giới hạn tĩnh không cũng là cơ sở để xác định kích thước và hình dạng mặt cắt kết cấu đường hầm. Chiều cao tĩnh không được xác định theo tiêu chuẩn thiết kế 22TCN272-05, tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam tập V về thiết kế hầm giao thông và tính đến tình trạng dòng xe lưu thông trong đường hầm. Chiều rộng: phù hợp với qui mô đường chui Chiều cao: H ³ 4,75m I.2.2. Xác định các cấp hạng kĩ thuật và các chỉ tiêu kĩ thuật của tuyến I.2.2.1. Xác định cấp hạng kĩ thuật của tuyến Qua số liệu khảo sát xe qua nút giao thông Kim Liên, hướng Kim Liên – Đại Cồ Việt có lưu lượng xe xon qui đổi hiện tại là: 4974xe/ngày đêm. Hướng Đại Cồ Việt – Kim Liên là 5030xe/ngày đêm. Khi thiết kế kỹ thuật tuyến Kim Liên – Đại Cồ Việt ta lấy lưu lượng xe trên cả hai chiều và chạy trên 4 làn xe cơ giới: N = 4974 +5030 = 9904xe/ngày đêm Do đó, lưu lượng xe trên mỗi làn là 9904/4 = 1651xe/ngày đêm Trong tương lai đến năm 2020 lưu lượng xe qua tuyến này còn tăng lên đến: 8908 + 9234 = 18242xe/ngày đêm. Tương đương với mỗi làn là 3023xe/ngày đêm. Do vậy, ta cần phải nâng cấp đoạn đường này lên đường cấp II thành phố, có 4 làn xe cơ giới và 2 làn xe thô sơ. Ngoài ra còn có 2 làn xe thô sơ giành cho các xe rẽ phải, rẽ trái. Như đã chọn trên phần I, ta đã chọn phương án đường hầm qua nút Kim Liên theo hướng Kim Liên – Đại Cồ Việt là phương án kỹ thuật. Căn cứ vào chương trình qui hoạch giao thông tổng thể của văn phòng Kiến trúc sư trưởng TP Hà Nội và UBND TP Hà Nội thì đoạn đường hầm Kim Liên – Đại Cồ Việt là một trong những công trình nằm trên đường vành đai 1. Đo đó, cần phải được xác định hoàn chỉnh. Với những cơ sở trên đây ta cần phải chọn tuyến đường này là đường cấp II thành phố mới đáp ứng được các yêu cầu về giao thông đã đặt ra hiện nay và trong tương lai. I.2.2.2. Xác định tiêu chuẩn kĩ thuật cơ bản của tuyến Với cấp hạng kỹ thuật trên ta xác định được các đặc trưng của tuyến là: Cường độ xe chạy tính toán ở năm tương lai là 18242xe/ngày đêm. Tốc độ thiết kế là: v = 60 Km/h Thành phần dòng xe như đã trình bày ở phần 1/ chương 1. Từ những đặc trưng này ta tiến hành xác định các chỉ tiêu kĩ thuật cơ bản của tuyến: Trắc dọc tuyến đường hầm: Xác định những điểm khống chế: Xác định vị trí đặt hầm: Hầm có chiều dài 140m, chiều rộng 20.9 m được bố trí trên trục đường Đại Cồ Việt-Kim Liên. Do đó lấy tim của đường Đại Cồ Việt và tim đường Kim Liên làm tim hầm. 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 theo thứ tự từ trái sang phải: STT Đường cong Bán kính R(m) Độ dài K(m) 1 Đường cong 1 8000 143.661 2 Đường cong 2 6000 85.240 3 Đường cong 3 6000 85.240 4 Đường cong 4 8000 143.661 Độ dốc dọc lớn nhất: Độ dốc dọc lớn nhất phải xác định theo 2 điều kiện sau: Sức kéo phải lớn hơn tổng lực cản của đường: imax = D – f Sức kéo nhỏ hơn sức bám giữa bánh xe và mặt đường: imax = D’ – f ; D’ = (Gk – Pw)/G Trong đó: f: Hệ số sức cản lăn, tuỳ theo từng loại đường D: Nhân tố động lực của xe D’: Nhân tố động lực xác định theo độ nhám của bánh xe Gk: Trọng lượng trục bánh xe chủ động Các độ dốc dọc lớn nhất imax được xác định cho các loại xe và được lập vào bảng sau: Bảng 4: Loại xe D D’ Gk G Pw imax i’max Xe con 0,03 0,131 1050 2000 0,161 0,175 0,1085 Xe tải nhẹ 0,04 0,15 3210 5350 0,281 0,175 0,1275 Xe tải trung 0,026 0,175 5688 5125 0,365 0,035 0,1525 Xe buýt 0,026 0,175 5688 8125 0,365 0,035 0,1525 Từ các giá trị độ dốc tính toán cho các loại xe ở bảng ta có thể xác định được độ dốc dọc tối đa là imax = 0,035 = 3,5%, với đường hầm độ dốc này pahir chiết giảm 10%. Chọn độ dốc dọc hầm dẫn là 0,4% Thiết kế trong hầm là giao hai đường cong lõm, giao cắt nhu tại vị trí giữ hầm. Đường cong nằm tối thiểu: 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) Với Xác định tầm nhìn xe chạy: Hình 5: Sơ đồ tầm nhìn 1 chiều: Tầm nhìn 1 chiều được xác định theo công thức: Trong đó: lo: Đoạn dự trữ, lấy lo = 10m K: Hệ số sử dụng phanh, K = 1,2 V: Vận tốc thiết kế, V = 60 Km/h = 27,78m/s j: Hệ số bám dọc của đường , trong điều kiện bình thường j = 0.5 Thay số vào ta được: Đoạn hầm này không phải tính toán tầm nhìn ngang bởi vì đây là đường 1 chiều và không có tuyến cắt qua. 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 đồ chiếu sáng sau: Hình 6: Sơ đồ xác định bán kính đường cong đứng lõm Ta có: Trong đó: S1 = 107m Hp = 0,75m (xe con) a = 1o , thay vào công thức ta được: Mặt khác, bán kính đường congđứng lõm đã chọn phải đảm bảo lớn hơn bán kính đường cong đứng tối thiểu hạn chế lực ly tâm tác dụng lên mặt đường: R = V2/6,5 = 1538,5m II. KẾT CẤU HẦM VƯỢT 2.1. KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC 2.1.1. Khổ giới hạn Trong thiết kế tôt nghiệp này em thiết kế hầm vượt đường bộ vì vậy kích thước hình học của hầm vượt được xác định theo tiêu chuẩn thiết kế đường phố, đường quảng trường đô thị. Kích thước như sau: 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: Bảng 10 Các đặc trưng của hầm vượt. Kích thước Hai làn Ba làn B (mm) 7500 11250 H (mm) 5000 5000 C (mm) 1200 1200 Chiều rộng B mặt xe chạy theo một hướng xe phụ thược vào số lượng làn xe trong mỗi hướng. Mỗi hướng xe chạy bố trí một lề công vụ rộng 750mm, chiều cao cách mặt xe chạy 400mm. Chiều rộng dải phân cách C đảm bảo mỗi phía bằng chiều rộng của tường hoặc cột cộng với 400mm nhưng C 1200. 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 4 làn xe ôtô và lề công vụ là 1250mm. Hình 6 Khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc hầm. 2.1.2. Khuôn hầm 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 khoảng cách lấy như sau: Nóc hầm: ở đây bố trí thông gió nên em chọn = 700mm. 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 ()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 = ()L với Suy ra dn = ()9400 = 470 940mm Trên cơ sở tính toán trên em chon sơ bộ: dn = 800mm Tường bên: Em chọn sơ bộ dt = 800mm. 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 Em chọn sơ bộ dd = 1000mm. Lớp phủ là dùng loại đất đắp có các đặc trưng như trình bày dưới đây. Hình 8 Kết cấu vỏ hầm 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. 2.3. LỰA CHỌN MẶT CẮT CHO HẦM Hầm vượt làm việc tương tự như cầu bản mố nhẹ, trụ cứng. Mục dích để giảm chiều cao kiênd trúc, kết cấu sử dụng loại bản lắp ghép bê tông DƯL, mối nối chốt, bên trên có tấm BTCT dày 10cm đổ tại chỗ. Bản lắp ghép liên kết với xà mũ mố và mũ trụ bằng chốt cố định để truyền được lực ngang, gối kê đệm thép cho phép đầu bản xoay tự do khi có hoạt tải chạy trên. Hai bên tường mố vừa làm nhiệm vụ đỡ bản vừa làm nhiệm vụ chắn đất, ở giữa là tường ngăn hoặc hàng cột bên trên có xà mũ làm nhiệm vụ đỡ bản bê tông. Tường và cột được phân làm hai loại: đúc tại chỗ và lắp ghép. Tường đúc tại chỗ được chia làm từng tấm từ 10-20m giữa các tầm đẻ khe lún. Tầm tường lắp ghép có chiều dài 2,5 – 3m liên kết giữa các tấm bằng mối nối chốt, cứ 3-4 tấm bố trí một khe lún. Cột đúc tại chỗ có tiết diện hình chữ nhật hai đầu tròn nằm dọc theo hướng hầm, cột lắp ghép dạng cột tròn. Đối với tường và cột lắp ghép đều để cốt thép chờ để liên kết với xà mũ đúc tại chỗ. Mũ mố phải có tường đỉnh che phía sau để tránh đất tràn vào vị trí bản kê lên xà mũ. Tuỳ theo từng điều kiện địa chất mà móng tường và cột áp dụng loại móng khối trên nền thiên nhiên hoặc móng cọc. Phía dưới nền bố trí các thanh chống giữa hai bên móng, trường hợp nền yếu có thể đổ cả tầm bê tông khắp đáy nền. Móng đường đổ bê tông tại chỗ mác thấp, mặt xe chảy rải bê tông hoặc bê tông nhựa. Hình 9 KC vỏ hầm tường đúc tại chỗ trên móng khối, bản bê tông ƯST lắp ghép Ghi chú: 1- Bản bê tông; 2- Tường hầm đúc tại chỗ; 3- Cột ôvan đúc tại chỗ; 4- Xà mũ trụ; 5- Móng cột; 6- Thanh chống đúc tại chỗ; 7- Mặt đường; 8- Móng bê tông; 9- móng đá dăm; 10- Rãnh dọc; 11- Đường cống ngầm. Tường mố được chống thấm bằng hai lớp bao tải tẩm nhựa đường dán lên mặt sau của tường bằng lớp bi tum đung nóng. Để khắc phục hiện tượng ổ gà ở chỗ tiếp giáp giữa nền đắp và mặt cầu sử dụng lớp móng đá dăm thay đổi dần chiều dày ngay phía sau đỉnh tường mố. Khe biến dạng trên đỉnh trụ là loại khe hẹp, chiều rộng 3cm để đầu bản xoay tự do. Bản bê tông mặt cầu bên trên khe không nối liền cốt thép, khi đổ bản tạo vết cắt rời giữa hai khối bê tông trên mỗi nhịp. Lớp áo đường rải liên tục qua đỉnh trụ. Hình 2.4 là một loại kết cấu tường đổ tại chỗ có móng khối trên nền thiên nhiên, cột hình ôvan và bản lắp ghép bê tông DƯL chiều dài 12m. Với mục đích rút ngắn thời gian thi công nhiều bộ phận trong kết cấu của đường hầm có thể đúc sẵn gồm các khối móng, tường và cột. Móng được chia thành tầng chịu lực và tầng chân cột có tạo sẵn hố chờ để lắp dựng tường hoặc cột, các khối này được đặt chồng lên nhau liên kết bằng vữa. Theo chiều dài móng lắp ghép có nhiều mối nối do đó chịu lực không tốt nên người ta thường đúc tại chỗ bệ móng, trên mặt bệ tạo sẵn hố chờ để lắp ghép tường hầm và cột trụ. Các thanh chống cũng được đúc sẵn và liên kết với móng tường và móng cột bằng bê tông mối nối. Hình 10 Kết cấu vỏ hầm vượt tường bán lắp ghép Ghi chú: 1- Bản bê tông; 2- Cột trụ và tường mố đúc sẵn; 3- Bệ móng đúc tại chỗ; 4- Xà mũ trụ và đỉnh mố đúc tại chỗ; 5- Móng cột; 6- Thanh chống đúc sẵn; 7- Mặt đường; 8- Móng bê tông; 9- móng đá dăm; 10- Rãnh dọc; 11- Đường cống ngầm; 12- Mối nối ướt. Khi không áp dụng được kết cấu móng nông thì thay bằng móng cọc đóng tại chân tường và chân cột, móng đường trong hầm vẫn sử dụng tầm bê tông. Chiều sâu đặt móng đảm bảo đủ chiều dày bệ và kích thước các bộ phận trên mặt đường theo cấu tạo. Hình 11 Kết cấu vỏ hầm đúc tại chỗ trên móng cọc khoan nhồi Ghi chú: 1- Bệ móng; 2- Cọc khoan nhồi; 3, 4- Vỏ hầm đúc tại chỗ; 5- Móng cột; 6- Thanh chống đúc sẵn; 5- Mặt đường; 6- Móng bê tông; 7- móng đá dăm; 8- Rãnh dọc; 9- Đường cống ngầm. Trường hợp hầm đi qua nền đất yếu, toàn bộ kết cấu đường hầm kể cả nền hầm phải đặt trên nền cọc, khi đó đường hầm nên chia thành hai khối tách riêng, bố trí khe lún ở giữa, mỗi nửa đường hầm nằm trên một móng và kết cấu tường hầm, nếu khổ hầm không lớn có thể cả trầm cũng đúc tại chỗ. Đối với đường hầm thi công theo phương pháp “tường trong đất ” tường bên và tường giữa được đúc tại chỗ theo phương pháp rút ống thẳng đứng, chân tường được đặt sâu xuống phía dưới có vai trò như móng ma sát và được chia thành từng đốt có chiều dài 10m ngăn cách nhau bằng khớp nối đi kèm công nghệ thi công trong vữ sét. Trần hầm có thể dạng bản đúc tại chỗ, liên kết ngàm cứng với các đỉnh tường hoặc là dầm bản ƯST lắp ghép gác lên đỉnh tường. Nền hầm và móng bê tông đúc tại chỗ trên nền thiên nhiên. Hình 12 Kết cấu vỏ hầm thi công theo phương pháp tường trong đất Ghi chú: 2,3- Tường bên và tường giữa đúc trong hào đào vữa sét; 9- Móng đá dăm; 1- Bản bê tông; 4 Xà mũ trụ và đỉnh mố đúc tại chỗ; 10- Rãnh dọc; 7- Mặt đường; 8- Móng bê tông. Nền đào đường dẫn hai đầu hầm sử dụng kết cấu tường chắn. Tường chia thành từng tấm có chiều dài 10m, giữa các tấm bố trí khe lún. Theo điều kiện ổn định, các tầm tường làm việc theo tường chắn trọng lực có tăng cường bởi thanh chống và tấm móng của nền đường bên trong. Theo điều kiện cường độ, tường chắn là kết cấu bê tông cốt thép làm việc chịu uốn. Đối với đoạn đường dẫn giáp với cửa hầm do chiều sâu lớn nên có thể tìm cách tăng cường cả về ổn định và cường độ bằng kết cấu bản giảm tải phía sau lưng tường, hoặc khung chống bên trên được che dấu dưới dạng giàn đèn chiếu sáng. Hình 10 Kết cấu tường chắn hai phía cửa hầm Ghi chú: A)- Tăng cường ổn định bằng bản giảm tải; B) Tăng cường bằng khung chống trên; 2- Khung chống kết hợp giản đèn; 3- Móng tường bê tông đổ tại chỗ. Dạng hộp chữ nhật mái phẳng một nhịp (không có vách ngăn): Với các thông số: (Hình vẽ) Bề rộng hầm 19m; Chiều cao thông thuỷ 5m; Dầm đáy dày 750m; Dầm nóc dày 1m; Tường bên dầy 1m; Tổng chiều cao hầm 7m. Hình 13: Mặt cắt ngang hầm dạng hộp không có vách ngăn Ưu điểm : Hệ số sử dụng không gian cao, kết hợp với tường trong đất làm tường chịu lực Phương pháp thi công đơn giản. Dễ định hình hoá các cấu kiện thi công lắp ghép = > khả năng cơ giới hoá cao Tiết kiệm vật liệu, không phải xây tường ngăn. Nhược điểm: Khả năng chịu lực kém do chiều rộng quá lớn 29,5m mà không có cột chống. Do phải chịu tải trọng bên trên tương đối lớn nên chiều dày dầm nóc khá lớn Dạng hộp chữ nhật mái phẳng hai nhịp (có vách ngăn giữa): Với các thông số: (Hình vẽ) Bề rộng hầm 29,0 m; Chiều cao thông thuỷ 5m; Dầm đáy dày 0,5m; Dầm nóc dày 0,8m; Tường bên dầy 0,75m; Vách ngăn dầy 0,5m Tổng chiều cao hầm 7m. Hình 14: Mặt cắt ngang hầm dạng hộp có vách ngăn Đây là dạng kết cấu phù hợp với phương pháp thi công lộ thiên bằng công nghệ thi công tường trong đất và phương pháp thông thường ổn định vách hố đào bằng cọc cừ. Có thể là lắp ghép hoặc đổ tại chỗ. Ưu điểm : Hệ số sử dụng không gian cao, kết hợp với tường trong đất làm tường chịu lực Phương pháp thi công đơn giản. Dễ định hình hoá các cấu kiện thi công lắp ghép = > khả năng cơ giới hoá cao 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 phục vụ các hệ thống kĩ thuật (hệ thống cáp điện, hệ thống thoát nước, hệ thống thông gió…) Do phải chịu tải trọng bên trên tương đối lớn nên chiều dày dầm nóc khá lớn Dạng vòm tường thẳng hai nhịp Bề rộng hầm 29,5m; Dầm đáy dày 0,75m; Phần vòm: chân vòm dày 0,75m; đỉnh vòm dày 0,5m; Tường bên dầy 1m; Vách ngăn dầy 1m Tổng chiều cao hầm 7m. Hình 15: Mặt cắt ngang hầm 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. Về mặt mỹ quan thì dạng vòm tường thẳng đẹp hơn so với mặt cắt dạng hộp 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. Đối với hầm nút giao thông thì chiều cao kiến trúc của hầm dạng này cũng là một nhược điểm (vì nó ảnh hưởng đến độ dốc dọc của hầm). Dạng mặt cắt hình tròn Ưu điểm: Phù hợp với đường hầm trong đất yếu, không ổn định dễ bị cuốn trôi Tạo nên áp lực lớn 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, không phù hợp với hầm nút giao thông đường ôtô Hệ số sử dụng không gian thấp vì càng gần biên đường hầm chiều cao hầm giảm nhanh Dạng mặt hộp chữ nhật mái sườn hai nhịp (có vách ngăn giữa) Với các thông số: (Hình vẽ) Bề rộng hầm 19,5m; Chiều cao thông thuỷ 4,5m; Dầm đáy dày 0,5m; Sườn dầm nóc dày 0,8m; bản bê tông nóc hầm 0,2m Tường bên dầy 0,75m; Vách ngăn dầy 0,5m Tổng chiều cao hầm 6,4m. Hình 16: Mặt cắt ngang hầm dạng hộp chữ nhật mái sườn hai nhịp Đây là dạng kết cấu phù hợp với phương pháp thi công lộ thiên bằng công nghệ thi công tường trong đất và phương pháp thông thường ổn định vách hố đào bằng cọc cừ. Có thể là lắp ghép hoặc đổ tại chỗ. Ưu điểm : Hệ số sử dụng không gian cao, kết hợp với tường trong đất làm tường chịu lực Phương pháp thi công đơn giản. Dễ định hình hoá các cấu kiện thi công lắp ghép = > khả năng cơ giới hoá cao 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 phục vụ cho các hệ thống kĩ thuật Do phải chịu tải trọng bên trên tương đối lớn nên chiều dày dầm nóc khá lớn Do có sườn nên về mặt mỹ quan thì kém hơn so với phương án hộp mái phẳng Các kích thước được lấy theo tiêu chuẩn thiết kế đường hầm đường sắt và đường ô tô 4528-1988 (nhà xuất bản xây dựng) có sự tham khảo sổ tay thiết kế đường hầm giao thông (Liên Xô cũ), và thực tế của khu vực xây dựng. Bảng 5: Chỉ tiêu so sánh các phương án mặt cắt TT Chỉ tiêu so sánh Tỷ lệ (%) Phương án mặt cắt Dạng vòm Dạng khung chữ nhật Hai nhịp Mái phẳng Mái sườn 1 Hệ số sử dụng diện tích 7 Xếp hạng K = 0,75 3 K = 1,0 1 K = 0,9 2 Điểm 0,21 0,07 0,14 2 Khả năng chịu lực và ổn định 15 Xếp hạng 1.00 2.00 2.00 Điểm 0,15 0,3 0,3 3 Phương diện thi công 25 Xếp hạng 3.00 1.00 2.00 Điểm 0,75 0,25 0,5 4 Yêu cầu thời gian thi công 20 Xếp hạng 2.00 1.00 1.00 Điểm 0,4 0,2 0,2 5 Giá thành xây dựng 25 Xếp hạng 2.00 1.00 1.00 Điểm 0,5 0,25 0,25 6 Thông gió, chiếu sáng, bảo trì 5 Xếp hạng 1.00 1.00 2.00 Điểm 0,05 0,05 0,1 7 Thẩm mỹ 3 Xếp hạng 1.00 2.00 3.00 Điểm 0,03 0,06 0,09 Tổng 100 2,09 1.18 1.58 Xếp hạng 3 1 2 Mặt khác để so sánh các phương án mặt cắt ta có thể lập khái toán sơ bộ cho các phương án theo các biểu sau dựa theo tham khảo: Các văn bản định mức dự toán do Bộ xây dựng ban hành Các văn bản lập bảng giá khảo sát do Bộ xây dựng ban hành Giá chào hàng của các công ty liên quan Giá thực tế thi công tường trong đất Đơn giá khảo sát thiết kế của các liên doanh Việt Nam-nước ngoài Giá chào hàng của một số công nghệ mới phục vụ thi công công trình ngầm trong đô thị 2.4. XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN 2.4.1. Ổn định đáy hố đào khi dòng thấm không áp Khi đào đất trong trường hợp nước ngầm phải chú ý tới hiện tượng phin trào (cát chảy). Công thức kiểm toán trong trường hợp này là: Trong đó: Trọng lượng đẩy nổi của đất (Xem phần tính chiều sâu cọc) D = 17.7 – 9.1 = 8.6m: Độ cắm sâu vào đất của cọc (Xem phần tính chiều sâu coc) Trọng lượng riêng của nước : Chiều cao cột nước tính từ mặt đào Vậy ta có Không xảy ra hiện tượng bùng hố móng 2.4.1. Kiểm toán đáy móng do hoạt tải Xét bải toán móng nông như sau: sau khi chuyển tải trọng về trọng tâm móng ta được các giá trị như sau: Hình 12: Móng đáy hầm Tính ứng suất dưới đáy móng: -TH1: Tải trọng đặt lệch 1 bên M=72,5x0,6+72,5x2,4=217,5 kNm N=72,5x2=145kN q=24,5x0,75+9,3=27,68kN/m2 Độ lệch tâm e=M/N=1,5m Diện tích đáy móng kiểm toán F=20.9/2+1,5=11.95m + Tính ứng suất nén lớn nhất + Tính ứng suất nén nhỏ nhất: -TH2:tải trọng đặt 2 bên (độ lệch tâm =0) N=72,5x4=145kN q=24,5x0,75+9,3=27,68kN/m2 + Tính ứng suất nén lớn nhất + Ta thấy smax ở TH2 >TH1 nên kiểm toán theo TH2 Kiểm tra ứng suất đáy móng Sức chịu tải của nền đất dưới đáy móng: Rtt= 1,2{ R'[1 + k1(b-2)] + k2gtb(h - 3)}=558kN/m2 Trong đó: R’=115 kPa : Cường độ giới hạn của đất nền. Tra bảng với e = 0,575, IL=0,5, IP =0,49 k1 = 0,06 (m-1); k2 = 03: Hệ số (bảng 5.9-Cơ Học Đất-Bùi Anh Định đường bộ 22TCN NXB GTVT-2006) b =1 <2 lấy b =2 m: Bề rộng móng h=9.4 m: chiều sâu chôn móng. Điều kiện kiểm toán Đạt Vậy không cần sử dụng móng cọc hay móng khối. Chỉ dùng đáy vỏ hầm có chiều dày 1m là đủ. 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 và các chỉ tiêu so sánh ta chọn phương án mặt cắt đường hầm hình hộp chữ nhật mái phẳng không có vách ngăn giữa. 2.5. KẾT CẤU CỬA HẦM 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. Hình 18: Cửa hầm III. KẾT CẤU ĐƯỜNG DẪN HAI PHÍA CỬA HẦM. III.1. ĐƯỜNG DẪN PHÍA KIM LIÊN Đường dẫn phía Kim Liên có độ dốc 4%, tổng chiều dài là 195m. Hình 19: Kết cấu hầm dẫn Đường dẫn gồm có 4làn xe, giải phân cách giữa là 1.8 m. III.2. ĐƯỜNG DẪN PHÍA ĐẠI CỒ VIỆT Đường dẫn có độ dốc 4%, tổng chiều dài là 210m. Gồm 4 làn xe, giải phân cách giữa là 1.8m IV. KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG XE CHẠY TRONG HẦM IV.1. HÌNH THỨC BỐ TRÍ MẶT XE CHẠY TRONG HẦM Xe chạy trong hầm gồm có 4 làn xe, tốc độ xe chạy trong hầm là 60km/h. Hầm nằm trên đường thẳng, độ dốc ngang là 1,5%. IV.2. Cấu tạo các lớp mặt đường Lớp bê tông nhựa chọn dày 75mm, Giữa hai làn có giải phân cách mềm bằng sơn rộng 250mm. V. HỆ THỐNG PHÒNG NƯỚC VÀ THOÁT NƯỚC TRONG HẦM V.1. 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. V.1.1. 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. V.1.2. Qui trình chống thấm cho đáy hầm như sau: Sau khi thi công xong móng, ta dùng loại chống thấm PVC trải xuống dưới đáy hầm và thực hiện đổ BT lên trên. 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 thuật tối thiểu tương đương BITUTHEN 3000 của hãng Grace, bên 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 F32 liên kết giữa các đốt hầm: tại khe giãn nở bố trí các thanh F32, bước a = 300mm chạy dọc theo chu vi mặt cắt. Thanh F32 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). V.2. 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:kích thước bể là: 5.4x11.4x4m (rộng 5.4m, dài 11.4m, cao 4m). Bể được đúc bằng BTCT liền khối bề dày tường 25cm. VI. THÔNG GIÓ VÀ CHIẾU SÁNG TRONG HẦM VI.1. 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 Sử dụng quạt thông gió JK600 VI.2. CHIẾU SÁNG TRONG HẦM Thiết bị chiếu sáng chuyên dụng chống nổ, chống ăn mòn. Mạng đèn bố trí hai bên hầm, khoảng cách 5m/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. VII. HỆ THỐNG BIỂN BÁO TÍN HIỆU TRONG HẦM Tại vị trí đầu đường dẫn bắt đầu vào hầm đều có biển báo hiệu. VIII. CÁC HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT KHÁC CẮT QUA NÚT VIII.1. HỆ THỐNG CÁP THÔNG TIN VÀ CÁP ĐIỆN LỨC Hệ hống cáp thông tin đựơc bố trí trong lớp đất đắp ở phía dưới cửa hầm. Với chiều dày đất đắp là 1650mm > 600m đảm bảo thoả mãn tiêu chuẩn. Hình 21 Đặt cáp kỹ thuật VIII.2. HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC CÔNG CỘNG 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. IX. BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỈ ĐẠO 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. XI.1. CÁC PHƯƠNG ÁN THI CÔNG XI.1.1 Phương án 1 Thân hầm dài 140m Hầm dẫn hai bên mỗi bên dài 195m và 210m 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 1,6 m và 0,5m trên đỉnh. Các tường bên này ngàm vào khối BT đáy dày 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. 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 10m 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: Biện pháp giữ thành hố đào: Sử dụng cừ thép để giữ thành hố đào và chống nước xâm nhập vào hố đào. Chiều dài cừ thép trung bình từ 6,5m-18,5m 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 các thanh chống để hạn chế sự dịch chuyển ngang của nền đất. Biện pháp đào: 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. Biện pháp thi công kết cấu hầm: 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 đá dăm và lớp bê tông mác nghèo M150 theo tiêu chuẩn thiết kế. Tiến hành đặt cốt thép rồi đổ BT bản đáy dày 1m. 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. IX.1.2. Phương án 2 Thân hầm dài 140m Hầm dẫn hai bên mỗi bên dài 195m và 210m, 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 8,5m 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 1 m; tường ngăn dày 0,5m; dầm đáy dầy 1m; dầm nóc dày 1 m. 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 1m 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. Sau khi khoan xong, tiến hành thổi rửa đáy hố khoan, sau đó tiến hành hạ các lồng cốt thép Sau khi định vị đúng tim trục, độ cao lồng thép tiến hành đổ BT bằng phương pháp ống rút thẳng đứng Tiến hành thi công các đoạn còn lại sau khi đổ BT các đoạn trước đã đủ cường độ Biện pháp đào hầm: Do nóc hầm BT cốt thép đã đổ trước cùng với các tường trong đất chống đỡ áp lực ngang của đất hai bên nên không cần hệ thống cọc cừ chống đỡ như phương án 1. Vì vậy có thể sử dụng tối đa các phương tiện máy móc cơ giới. Biện pháp thi công các kết cấu hầm: Thi công đổ BT tại chỗ giống như phương án 1 nhưng thi công tấm đào, chống thấm và thi công áo đường ngay trả lại hiện trạng cho giao thông hoạt động bình thường. Sau khi đào đất xong thì thi công lớp đệm cát rồi thi công đáy hầm. Thi công theo phương án 2 công nghệ thi công đơn giản ít ảnh hưởng đến giao thông. Vì thi công trần hầm trước khi đào nên có thể tận dụng đất làm ván khuôn để đổ tấm trần hầm nên không tốn đà giáo ván khuôn./. Vói mặ bằng thi công tương đối rộng em chọn phương án thi công hầm theo phương pháp đào hở. IX.2. BIỆN PHÁP THI CÔNG IX.2.1 Biện pháp đào và chống hố vách Sử dụng cừ thép để giữ thành hố đào và chống nước xâm nhập vào hố đào. Chiều dài cừ thép trung bình từ 6,5m-18,5m 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 các thanh chống để hạn chế sự dịch chuyển ngang của nền đất. Biện pháp làm khô nền đào 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. Biện pháp đào đất Tổ chức đào từ hai phía về tâm công trình, mặt bằng khá thông thoáng cho phép thi công bằng cơ giới là máy đào gầu ngoạm. Trong quá trình đào phải thường xuyên theo dõi chuyển vị của cọc ván thép. Biện pháp thi công kết cấu đường hầm 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 đá dăm và lớp bê tông mác nghèo M150 theo tiêu chuẩn thiết kế. Tiến hành đặt cốt thép rồi đổ BT bản đáy dày 1m. 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. Biện pháp đảm bảo giao thông Khi thi công phần hầm chính và một bên hầm dẫn thì vẫn làm đường tránh bên hầm dẫn còn lại để đảm bảo giao thông. Do vạy giao thông vẫn thông suốt. PHƯƠNG ÁN II: THẾT KẾ CẦU VƯỢT Xây dựng cầu vượt dọc theo hướng Kim Liên- Đại Cồ Việt. Gồm hai cầu vượt nhỏ chạy song song nhau. Bề rộng toàn bộ cầu là 24m, gồm 4 làn xe. Độ dốc dọc của cầu vượt hai phía là 4%, tĩnh không tại nhịp thông xe là 5,5m. Tổng chiều dài cầu là 390m. Bao gồm: phần cầu dài 220m, đường dẫn hai phía là 2x85 = 170m. Sơ đồ: 30x3+40+30x3 = 390m. Chiều dài nhịp thông xe vượt qua đường vành đai 1 với bề rộng 40m. Phương án này ưu tiên cho dòng xe cơ giới chạy thẳng trên trục đường Lê Duẩn - Giải Phóng theo cả hai chiều ( hiện tại chiếm 30% tổng lượng xe qua nút ). Các dòng xe cơ giới rẽ phải, rẽ trái, dòng xe thô sơ chạy trên trục đường này cũng như toàn bộ xe chạy trên trục đường Đại Cồ Việt - Kim Liên - Trung Tự được tổ chức chạy trên mặt đất. SO SÁNH ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG ÁN KIẾN NGHỊ PHƯƠNG ÁN LÀM THIẾT KẾ KỸ THUẬT A. PHƯỚNG ÁN 1 Phù hợp với định hướng quy hoạch Hà Nội đến năm 2020 là hạn chế tầm cao kiến trúc không gian trong phạm vi vành đai 2 vào trung tâm, phù hợp với kiến trúc xung quanh của khu vực nút Kim Liên. Phù hợp và không ảnh hưởng tới dự án đường sắt đô thị Hà Nội ( phương án đi qua nút Kim Liên là đi trên cao ). Phù hợp và không ảnh hưởng tới dự án Quy hoạch giao thông vận tải Hà Nội do JICA-Nhật Bản thực hiện về hệ thống đường sắt nội đô. Xây dựng đường hầm qua nút giao thông KL theo hướng ĐCV - KL - TT là để duy trì trục giao thông Đông - Tây không phải điều khiển bằng đèn tín hiệu, làm tăng mức độ an toàn giao thông qua nút. Nhờ đó giảm lượng khí thải, tiếng ồn do quá trình dừng xe chờ thông qua nút. Không mất thời gian chờ tầu như trước đây (đây là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây ùn tắc tại nút). Đảm bảo khả năng thông xe và vận tốc xe chạy trong thời gian hiện tại cũng như trong tương lại tối ưu nhất. Khả năng thông xe và vận tốc xe chạy theo cấp đường Đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật và tầm nhìn. Nút giao thông phải được thiết kế hiện đại, đảm bảo tính mỹ quan không phá vỡ cảnh quan kiến trúc khu vực và các công trình lân cận. Phương án phải phù hợp với tình hình qui hoạch chung của thành phố. Đảm bảo điều kiện vệ sinh môi trường, hạn chế đến mức thấp nhất ảnh hưởng xấu tới môi trường như: ô nhiễm môi trường, tiếng ồn, bụi, nước mặt, các khu vực trồng hoa, cây cỏ… Nút giao thông phải có biện pháp phòng nước, thoát nước tốt nhất, tránh tình trạng ngập lụt trong mùa mưa. Phương án phải đảm bảo trong thời gian thi công giao thông vẫn đảm bảo bình thường. B. PHƯỚNG ÁN 2 Dù làm cầu vượt theo hướng Bắc-Nam hay Đông - Tây thì đều phá vỡ cảnh quan kiến trúc khu vực, nơi có những công trình tiêu biểu của thủ đô Hà Nội như: Công viên Thống Nhất, trường ĐH Bách Khoa.. Với cầu dài 390 m so với phần chính của hầm vượt là 142m theo định tính ta thấy rằng về kinh tế thì làm hầm vượt là kinh tế hơn. C. Kết luận Từ sự phân tích đánh giá ưu nhược điểm của các phương án đưa ra : Phương án làm đường hầm theo hướng Đại Cồ Việt- Kim Liên – Trung Tự là phương án lựa chọn phù hợp với quy hoạch, cảnh quan kiến trúc, đáp ứng tốt nhất các yêu cầu đặt ra. PHẦN III:THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN NỘI LỰC KẾT CẤU VỎ HẦM CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP CHƯƠNG III: THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC, NỀN ĐƯỜNG, MẶT ĐƯỜNG VÀ CÁC HẠNG MỤC KĨ THUẬT KHÁC CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN NỘI LỰC KẾT CẤU VỎ HẦM 1.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 1.1.1. SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT Các lớp địa chất theo kết quả khoan thăm dò được lấy như sau: Lớp kết cấu áo đường: dày 0,5m;j = 450; c = 30 KN/m2 ; g =22,5 KN/m3 Lớp kết đất đắp : dày 1,15m; j = 240; c = 0 KN/m2; g =18,5 KN/m3 Lớp bùn sét pha:dày 3,5m ; j = 220; c = 20 KN/m2,  g=16,8 KN/m3 Lớp đất sét pha,dẻo mềm đến dẻo cứng: dày 4,8m; j = 170; c = 15KN/m2 ; g = 18,7 KN/m3 Lớp đất sét cứng : dày 10m; j = 220; c =23KN/m2; g =18,9KN/m3 Lớp cát hạt nhỏ lẫn bụi sét,kết cấu chặt : dày 9,3m; j = 270; c =15KN/m2; g =19,4KN/m3 Lớp cát hạt to,kết cấu chặt vừa: j = 360; c =1KN/m2; g =19,5KN/m3 1.1.2. ĐẶC TRƯNG KẾT CẤU Đặc trưng hình học của kết cấu cho 1m dài hầm : Dầm nóc : bề rộng b=1m, chiều cao mặt cắt h=0.8m. Tường bên : bề rộng b=1m, chiều cao mặt cắt h=0.8m. Tường giữa : bề rộng b=1m, chiều cao mặt cắt h=0,5m. Dầm đáy : bề rộng b=1m, chiều cao mặt cắt h=1m. Thông số kĩ thuật của bêtông : Cường độ bêtông f’c=30Mpa. Trong lượng riêng g = 24KN/m3 Môđun đàn hồi Mômen quán tính tại các tiết diện: Mômen quán tính của các dầm nóc: Mômen quán tính của dầm đáy là : Mômen quán tính của tường bên là : Mômen quán tính của tường giữa là : 1.1.3.SỐ LIỆU TẢI TRỌNG 1.1.3.1 Xác định tải trọng thẳng đứng tác dụng lên kết cấu hầm 1.1.3.1.1. Với tải trọng động xe HL – 93 Độ lớn do hoại tải tác dụng lên công trình ngầm phụ thuộc vào chiều sâu công trình, phân bố của dải đường và loại phương tiện giao thông. Với các công trình đặt nông, tải trọng động tác dụng lên công trình là từ các phương tiện giao thông của mạng lưới giao thông trên mặt đất. Tải trọng tạm thời do hoại tải HL-93 được bố trí ở những vị trí bât lợi nhất nóc công trình ngầm hoặc ở trong phạm vi lăng thể trụ phá hoại. Căn cứ vào kích thước của hầm và hiện trạng giao thông trong tương lai thì vị trí bất lợi nhất đối với hầm khi có 2 xe HL93 chạy song song. Loại xe: Xe tải thiết kế a = 0.3 đến mép bản cánh hẫng; a = 0.6 đến mép làn. Xe hai trục Hình 21 Xe tải HL93 Xe hai có trọng lượng trục tải nhỏ hơn xe tải thiết kế nhưng cự ly các trục ngắn hơn nên khống chế hiệu ứng lực phát sinh trong các cấu kiện ngắn. Tuỳ theo khẩu độ L mà xếp tải: Khi L < 4300mm xếp xe hai trục; L 4300mm xếp xe 3 trục. Tải trọng làn thiết kế: là một tải trọng phân bố q = 9,3 N/mm, dải phân bố: Rộng 3m, dài không hạn chế. Các sơ đồ xếp tải trên nóc hầm Tải trọng tạm thời di động từ phương tiện dạng trục ôtô được bố trí ở những vị trí khác nhau trên mái của công trình ngầm và trên khối trượt để tạo ra hiệu ứng tải bất lợi nhất đối với công trình ngầm. Trong đó, người ta chọn 3 sơ đồ chất tải tạm thời ( hình vẽ ): Trên mái, trên khối trượt, trên mái và trên khối trượt. Các sơ đồ xếp tải cho kết cấu hầm Sơ đồ xếp tải bất lợi nhất cho kết cấu nóc hầm Sơ đồ xếp tải bất lợi nhất cho kết cấu tường bên Các sơ đồ xếp tải cho dầm đáy Hình Sơ đồ xếp tải lệch tâm ở đáy hầ