Đề tài Thiết kế và tổ chức thi công hầm nối hai ga Cát Linh - Văn Miếu

LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm qua quá trình đô thị hoá ở các đô thị Việt Nam đang diễn ra với nhịp độ rất lớn, đặc biệt ở Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh Điều đó đang tạo ra một áp lực lớn đối với cơ sở hạ tầng GTVT đô thị. Tình trạng tắc nghẽn giao thông, ô nhiễm môi trường đô thị đang làm giảm chất lượng sống của người dân trong các thành phố lớn. Trong 5 năm gần đây vận tải hành khách công cộng (HKCC) bằng xe buýt ở các thành phố lớn đã phát triển, tuy nhiên mới cho đáp ứng được khoảng 3% đến 6% nhu cầu đi lại. Hiện tại tốc độ lưu thông trung bình của xe ôtô khoảng 23km/h, dự báo sẽ giảm xuống còn khoảng 13km/h năm 2020. Một trong những trở ngại cho việc phát triển bền vững là sự gia tăng nhanh các phương tiện xe cơ giới, đặc biệt là xe hai bánh, chiếm tỷ lệ 94% tổng số lượng phương tiện lưu thông trong thành phố. Việc mở rộng xây dựng mới các tuyến đường nội đô, các nút giao, đường vành đai vẫn không đáp ứng sự gia tăng nhu cầu đi lại của người dân. Điều này cũng là một trở ngại lớn cho việc thúc đẩy các hoạt động kinh tế - xã hội trong đô thị. Theo dự báo để khắc phục sự quá tải về giao thông trong các đô thị lớn như Hà Nội, TP. HCM thì đến năm 2020 vận tải HKCC phải chiếm từ 30 - 50%. Để giải quyết được điều đó cần phải xây dựng một hệ thống tuyến đường sắt đô thị vận chuyển khối lượng lớn (UMRT - Urban Mass Rapid Transit). Cuối năm 2006 cẩu phần Depot của dự án tuyến đường sắt đô thị (ĐSĐT) thí điểm từ Nhổn đến Ga Hà Nội nối khu vực phía Tây thành phố với trung tâm thủ đô Hà Nội đã được khởi công xây dựng. Tuyến có chiều dài 12,5 km trong đó có 4 km đi ngầm và 8,5km đi cao. Dự án tuyến ĐSĐT Bến Thành - Chợ Nhỏ - Bến xe Suối Tiên của TP. HCM nối khu vực phía Đông với trung tâm thành phố dài 19,5 km trong đó đoạn đi ngầm là 2,2 km, đoạn đi trên cao là 17,3 km cũng sẽ chuẩn bị khởi công. Đây là hai dự án thí điểm đầu tiên dự kiến sẽ đi vào khai thác trong năm 2015, mở đầu cho việc phát triển nhiều tuyến UMRT khác trong tương lai. Việc xây dựng hệ thống tàu điện ngầm có ý nghĩa lớn trong giải quyết vấn đề giao thông đô thị, cho phép sử dụng đất đô thị hợp lý. Xuất phát từ vấn đề trên, cùng với mục đích nghiên cứu học tập với những kiến thức đã được học trong trường, em chọn đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế và tổ chức thi công hầm nối hai ga CÁT LINH - VĂN MIẾU”. Trong dự án tuyến đường sắt đô thị (ĐSĐT) thí điểm từ Nhổn đến Ga Hà Nội Trong quá trình hoàn thiện đồ án này, em rất cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của GS.TSKH Nguyễn Văn Quảng (Cố vấn cao cấp Công ty APAVE Việt Nam và Đông Nam Á) ; TS. Nguyễn Đức Nguôn (Chủ nhiệm bộ môn “Xây dựng công trình ngầm đô thị” khoa Xây Dựng, Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội) và Th.S Nguyễn Đức Toản (Giám đốc kế hoạch - thị trường Công ty VINAVICO) cùng các thầy cô khác ở các bộ môn trong trường đã trang bị cho em những kiến thức quý báu về chuyên ngành “Xây dựng công trình ngầm đô thị” trong suốt những năm học vừa qua. Mặc dù đã có nhiều cố gắng, tuy nhiên do trình độ còn hạn chế và thời gian có hạn, tài liệu tham khảo chưa có nhiều và là một lĩnh vực còn khá mới nên không thể tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy em rất mong muốn sự góp ý của các thầy cô, và các bạn sinh viên trong trường để em rút ra được nhiều kinh nghiệm hơn cho công việc sau này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày……..tháng 6 năm 2010 Sinh viên Nguyễn Văn Toản NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hà Nội, ngày…….tháng….. năm 2010 Chữ ký Th.S Nguyễn Đức Toản MỤC LỤC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG KINH NGHIỆM NƯỚC NGOÀI VỀ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM ĐÔ THỊ Lợi ích của việc xây dựng công trình ngầm Xây dựng công trình ngầm trong đô thị cần tiến hành một cách tổng thể và có quy hoạch, sao cho chúng cùng với các công trình trên mặt đất tạo nên một hệ thống không gian thống nhất. Trước tiên không gian ngầm phải chiếm các vùng trung tâm đô thị, nơi khan hiếm đất, nơi có mật độ giao thông lớn, đồng thời phải chú ý đến điều kiện địa chất và điều kiện thi công phù hợp. Sử dụng tổng thể không gian ngầm hạn chế được nhu cầu tăng diện tích của các đô thị lớn và cho phép giải quyết được nhiều vấn đề quan trọng về xây dựng đô thị, giao thông vận tải, các bài toán kỹ thuật và xã hội. Khi sử dụng hiệu quả không gian ngầm, cho phép: Tăng cường cấu trúc quy hoạch, kiến trúc đô thị; Giải phóng nhiều công trình có tính chất phụ trợ khỏi mặt đất; Sử dụng đất đô thị hợp lý cho việc xây dựng nhà ở, tạo ra công viên, bồn hoa, sân vận động, khu vực cây xanh; Tăng cường vệ sinh môi trường đô thị; Bảo vệ các tượng đài và kiến trúc nổi tiếng; Bố trí hiệu quả các cụm thiết bị kỹ thuật; Giải quyết vấn đề giao thông; Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng công trình ngầm cho mục đích quốc phòng. Tuy nhiên, trong xây dựng công trình ngầm có những khó khăn cần giải quyết đó là: vấn đề thông hơi, thoáng gió, chiếu sáng, cấp điện, cấp thoát nước, phòng chống hơi độc, phòng chống cháy nổ… để đảm bảo điều kiện sinh hoạt bình thường cho con người và khai thác hiệu quả công trình ngầm. Trong công nghệ xây dựng công trình ngầm hiện nay, hầu hết các vấn đề nêu trên đã được giải quyết khá tốt. Hiệu quả kinh tế xã hội của công trình ngầm Xây dựng công trình ngầm gắn liền với chi phí đầu tư lớn. Tùy thuộc vào dạng công trình ngầm cũng như điều kiện địa kỹ thuật và tính chất đô thị, giá thành xây dựng công trình ngầm có thể cao hơn từ 1,5 - 2 lần giá công trình tương tự trên mặt đất. Khoảng cách về giá có thể giảm rất nhiều khi mật độ xây dựng ở đô thị cao, cường độ đi lại của các phương tiện giao thông lớn và lượng người đi bộ nhiều. Khi giá thành trên mặt đất tăng nhanh cho xây dựng công trình do: phải dịch chuyển nhà, giải phóng mặt bằng, trang thiết bị sữa chữa lại các tuyến giao thông và đường đi bộ… thì chênh lệch giá không còn lớn nửa. Giá thành xây dựng công trình ngầm còn giảm nửa khi ta bố trí chúng trong tổ hợp chung với các công trình trên mặt đất, khi điều kiện địa kỹ thuật thuận lợi cho phép sử dụng các kết cấu công nghiệp tiến tiến, các phương pháp xây dựng nhanh và kinh tế, cũng như khi khối lượng sữa chữa mạng kỹ thuật ngầm nhỏ. Ngoài ra, khoảng cách giá thành xây dựng công trình nổi và công trình ngầm được giảm nhiều nhờ lợi thế về xã hội và đô thị trong việc bố trí ngầm. Như vậy trong các tính toán hiệu quả khai thác không gian ngầm, cần đánh giá không những hiệu quả kinh tế xã hội (tăng cường điều kiện sống cho người lao động, trong sạch môi trường đô thị, …) mà cả đánh giá về hiệu quả kinh tế của quỹ đất dùng để xây dựng công trình ngầm. Theo kinh nghiệm của nga, việc sử dụng không gian ngầm ở Matxcơva đã giải phóng được hơn 5.000 hecta đất đô thị, mà đất ở trung tâm thành phố là vô cũng đắt. Như vậy đã tiết kiệm được bao nhiều tiền. Mặt khác, hiệu quả từ giải phóng đất đai đô thị liên quan đến xây dựng công trình ngầm cũng là vấn đề đáng quan tâm. Ví dụ, khi xây 1km đường ôtô nổi 6 làn xe, phải cần 4,5 - 7 hecta đất, còn để xây dựng công trình ngầm như vậy chỉ mất có 0,1 hecta. Như vậy, đầu tư ban đầu cho công trình ngầm thì lớn, nhưng hiệu quả lâu dài còn lớn hơn rất nhiều. Tuy vậy ta vẫn phải tính toán, cân nhắc để đầu tư cho đúng, cho hiệu quả trong hiện tại và tương lai. 1.2. THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU XÂY DỰNG CTN Ở VIỆT NAM Theo đánh giá của nhiều cơ quan quản lý nhà nước của việt nam, thì ta có thể đánh giá một cách tổng quát tình hình về thực trạng công trình ngầm đô thị ở nước ta hiện nay như sau: Ở Việt Nam nói chung và ngay cả ở các thành phố lớn như Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, hầu như chưa có được một công trình ngầm đô thị nào đúng với nghĩa của nó. Tất cả đều mới bắt đầu. Trong những năm gần đây, Hà Nội đã thực hiện được nhiều dự án đầu tư về hạ tầng đô thị. Tuy nhiên xét theo các chỉ tiêu bình quân đầu người thì hệ thống hạ tầng kỹ thuật của Hà Nội còn rất lạc hậu so với thủ đô các nước Đông Nam Á. Tình trạng úng ngập nước trong và ách tắc giao thông thường xuyên xảy ra. Hệ thống hạ tầng về giao thông vận tải còn lạc hậu, ít về số lượng, phân bố chưa đều, chưa tạo nên một hệ thống đồng bộ liên hoan. Quỹ đất dành cho cơ sở hạ tầng giao thông vận tải của Hà Nội (cũ) chỉ có 5% diện tích toàn thành phố, trong khi ở thu đô các nước trong vùng là 23 - 25%. Ở Hà Nội chưa có Metro, chưa có bãi đỗ xe ngầm, chưa có collector… Đó là những công trình ngầm cần thiết trước mắt. Hiện nay, Hà Nội đã xây dựng được một số đoạn đường hầm đi bộ qua các nút giao thông như: khu Mỹ Đình, Ngã Tư Sở, Kim Liên. Đồng thời đã bắt đầu xây dựng đường sắt đô thị đoạn Nhổn - Ga Hà Nội. (Gồm có 8,5km trên cao và 4 Km đi ngầm từ khách sạn DAEWOO đến ga Hà Nội) Hệ thống nước Hà Nội cũng được đầu tư lớn, đang tiếp tục thực hiện dự án, nhưng còn chậm, nên tình trạng ngập úng mùa mưa chắc vẫn còn kéo dài. Tại Thành Phố Hồ Chí Minh tình trạng cũng tương tự như Hà Nội thậm chí còn tệ hơn về mặt giao thông và ngập úng khi trời mưa. Đặc biệt vấn đề ngập úng của Hồ Chí Minh càng nghiêm trọng do có địa hình thấp, lại bị triều cường từ nước Sông tràn vào. Trong thành phố Hồ Chí Minh có 1.210 giao lộ, trong đó có 320 giao lộ thuộc loại quan trọng trên 75 đường phố chính và đường giao thông đối ngoại. Hàng trăm giao lộ đang trong tình trạng quá tải và tình trạng này không thể giải quyết được nếu không có giao thông khác mức và đặc biệt cần có giao thông ngầm. Tại thành phố Hồ Chí Minh đã lập dự án chuyển 4 nút giao thông cùng mức thành nút giao thông khác mức bằng hình thức giao thông chui, bao gồm: Nút Nam Kỳ khởi Nghĩa - Lý Chính Thắng; Nút Điện Biên Phủ - Hai Bà Trưng; Nút Xô Viết Nghệ Tĩnh - Cách Mạng Tháng Tám; Nút Công Trường Dân Chủ. Đặc biệt thành phố Hồ Chí Minh đã lập dự án tiền khả thi cho 4 tuyến tàu điện ngầm: Tuyến Bến Thành - Tân Sơn Nhất dài 11km; Tuyến Bến Thành - Bình Tây - Phú Lâm - An LẠc dài 15km; Tuyến Bến Thành - Thủ Thiêm; Tuyến Bến Thành - Nam Sài Gòn. Sau đây là một số ý kiến tổng quát của các nhà chuyên môn về vấn đề xây dựng các công trình ngầm tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh: Về vấn đề thiết lập bản đồ quy hoạch xây dựng các công trình ngầm đô thị chủ yếu: Việc xây dựng được quy hoạch phát triển hệ thống công trình ngầm đô thị là rất khó. Ở các nước phát triển vấn đề này cũng cũng là một bài toán khó, huống chi tại nước ta khi mà việc xây dựng công trình ngầm mới đang được triển khai xây dựng dựng trong những năm gần đây. Tuy gặp nhiều khó khăn nhưng chúng ta vẫn phải tìm cách để làm, vì vấn đề này không thể không giải quyết. Quy hoạch khai thác không gian ngầm đô thị bao gồm nhiều vấn đề, rất nhiều nội dung. Kết quả nghiên cứu của các chuyên gia cho thấy chúng bao gồm các loại bản đồ sau: Bản đồ quy hoạch giao thông ngầm đô thị, trong đó thể hiện rõ mạng lưới quy hoạch nhà ga và đường tàu điện ngầm, quy hoạch hầm đường bộ, quy hoạch các gara ô tô và bãi đổ xe ngầm. Ở các nước tiên tiến, có khi nhà ga tàu điện ngầm đồng thời là tầng hầm nhà cao tầng của siêu thị, của trung tâm thương mại hay cao ốc văn phòng lớn. Đường lên xuống, ra vào của công trình ngầm phải phù hợp với quy hoạch giao thông trên mặt đất, đảm bảo thuận tiện và an toàn cho người sử dụng. Bản đồ quy hoạch hệ thống đường ống kỹ thuật đa năng (collector), các đường ống này thường có kết cấu bằng bêtông cốt thép đổ tại chổ hoặc lắp ghép, có hai loại đơn hoặc đôi. Có thể đặt ở vỉa hè hoặc giải phân cách của đường bộ, thi công theo phương pháp đào mở. trong các collector, người ta thường đặt cáp thông tin, cáp điện lực, ống dẫn nước cấp, ống dẫn nhiệt… cứ mỗi 500m lại có cửa lên xuống để ta có thể kiểm tra sữa chữa, lúc đó phải có đèn chiếu sáng và quạt thông gió, ngoài ra trong các collector còn có rãnh thu nước và hố tụ nước để khi cần có thể bơm hút nước khô đi. Theo thông kê thì tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh chỉ mới đưa ra phương án nhưng chưa thực hiện, có thể là do vốn đầu tư lớn. Nếu như chưa làm được trong đô thị ta nên làm cho các khu đô thị mới. Xét về lâu dài, nhất thiết phải có quy hoạch và bản đồ hệ thống collector cho các thành phố hiện đại. Bản đồ quy hoạch cấp, thoát nước: Việc quy hoạch hệ thống cấp thoát nước tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đã có, tuy nhiên thì vấn đề thoát nước tại hai thành phố này vẫn còn khó khăn. Ở Hà Nội (cũ) hiện nay có 120 km cống ngầm, nhưng hiệu quả thoát nước thấp và không được nạo vét thường xuyên. Trong khi đó các Hồ điều hòa bị san lấp để xây dựng nhiều hầu như không có chổ để thoát nước cấp bách, nên khi mưa trên 100 mm là xuất hiện đến trên 80 điểm ngập úng, có nơi ngập đến 1 mét. Bốn Sông thoát nước ra ngoài thành và hơn 130 ha ao Hồ bị bồi lắng nên làm cho tình trạng ngập úng càng trở nên nghiêm trọng. Còn ở thành phố Hồ Chí Minh vấn đề giải quyết ngập úng cho các vùng có địa hình thấp ở phía Nam Đông Nam - Tây Nam thành phố chiếm 35% gồm các huyện Bình Chánh, Nhà Bè, Duyên Hải và Nam Thủ Đức gặp nhiều khó khăn do sự xâm nhập của thủy triều, Do vậy ở đây cứ mưa trên 100 mm là có nhiều điểm cục bộ bị ngập úng nghiêm trọng. Vì vậy mà thành phố Hồ Chí Minh cần có quy hoạch thoát nước và chống úng ngập rộng lớn hơn, toàn diện và quyết liệt hơn. Về biện pháp thực hiện: Về quy hoạch tổng thể giao thông ngầm đô thị: như đã nói ở trên, việc này là rất khó, chúng ta chưa làm bao giờ, chúng ta chưa có chuyên gia, do vậy theo các nhà chuyên môn nên đấu thầu quốc tế, hoặc mời chuyên gia nước ngoài từ các nước tiên tiến. Trước tiên là cho hai thành phố lớn Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Hiện nay Hà Nội đang có dự án xây dựng tuyến tàu điện ngầm NHỔN - GA HÀ NỘI do Pháp cho vay vốn và làm tổng thầu. Ở thành phố Hồ Chí Minh có sẽ làm 4 tuyến như đã nêu phần trên. Nếu trước mắt mà thực hiện được các dự án đó thì rất tốt. Tuy nhiên vẫn phải làm quy hoạch nhìn xa hàng chục năm, hàng trăm năm. Vì vậy đòi hỏi phải có trình độ, kinh nghiệm, phải đầu tư lớn. Về bãi đỗ xe ngầm: hiện nay bãi đổ xe ngầm là hết sức cần thiết do nhu cầu cấp bách của hai thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Về vấn đề này có nhiều ý kiến ủng hộ đồng thời cũng có nhiều ý kiến phân vân vì cho rằng làm ngầm có nhiều rủi ro hơn và nên làm nổi. Cả hai ý kiến trên đều đáng được quan tâm, tuy nhiên qua phân tích ta thấy rằng, việc làm bãi đỗ xe nổi thì số lượng xe chứa được không nhiều và thường làm mất yên tĩnh trong khu dân cư. Còn nếu điều kiện địa hình và địa chất thuận lợi ta có thể xây dựng bãi đỗ xe ngầm. Người ta có thể làm bãi đỗ xe ngầm nhiều tầng ở dưới sân vận động, dưới công viên, dưới quảng trường… như vậy lượng xe chứa được sẽ nhiều hơn, không gây gây ồn trong khu dân cư. Về hệ thống hầm đa chức năng collector: Đã đến lúc đầu tư lớn và quyết tâm ngầm hóa mạng lưới kỹ thuật như cáp thông tin, cáp điện lực, ống cấp nước, ống cấp gas, ống cấp nhiệt… Nếu không ở các thành phố lớn còn tình trạng hệ thống dây điện, dây thông tin tạo nên những mớ bòng bòng như mạng nhện trên các cột điện thành phố, rất mất àn toàn và mỹ quan; còn ở vỉa hè và lòng đường thì bị đào lên lấp xuống liên tục do xây dựng các đường ống nước, tuyến cáp quang… một cách tùy tiện, không có sự phối hợp và không có kế hoạch nhất quán. Về đào tạo nguồn nhân lực: nói chung nguồn nhân lực là rất quan trọng, có thể nói hiện nay chúng ta chưa có đội ngũ chuyên gia và công nhân chuyên nghiệp về xây dựng công trình ngầm. Với các công trình ngầm có mức độ phức tạp như Metro chẳng hạn ta phải thuê chuyên gia nước ngoài cùng với thiết bị tiên tiến của họ, thiết kế và thi công. Còn công nhân và kỹ sư của ta cần đi theo họ cùng làm và cùng học. Nhưng sau đó cần phải tự làm, muốn như vậy cần tích cực và khẩn trương đào tạo, xây dựng đội ngũ từ bây giờ[1]. 1.3. SỰ PHÙ HỢP CỦA TÀU ĐIỆN NGẦM TRONG PHÁT TRIỂN GIAO THÔNG CÔNG CỘNG Ở HÀ NỘI 1.3.1. Vai trò của công trình ngầm Song song với sự phát triển về xã hội và kinh tế, các phương tiện giao thông nói chung và các phương tiện giao thông trong thành phố nói riêng cũng có sự phát triển mạnh mẽ. Trong các thành phố hệ thống các phương tiện giao thông rất đa dạng về loại hình và phong phú về thể loại. Theo cách phân loại về loại hình có các phương tiện giao thông công cộng như: xe buýt, xe điện và các phương tiện giao thông cá nhân như: xe đạp, xe máy, ôtô, tàu thuyền. Theo cách phân loại về không gian bố trí thì gồm các phương tiện chạy trên mặt đất như ôtô, xe đạp, xe máy, tàu hỏa… các phương tiện dưới mặt đất như tàu điện ngầm, tàu chạy bằng đệm từ; phương tiện trên cao như các hệ thống đường sắt trên cao, đường không. Theo cách phân loại về nguyên tắc hoạt động có phương tiện thô sơ, phương tiện chạy bằng động cơ: động cơ xăng, động cơ điện; phương tiện chạy bằng đệm từ. Khi đô thị phát triển nhanh, khối lượng vận chuyển hành khách lớn đến mức mạng lưới giao thông hành khách hiện tại trên mặt đất (tàu điện, ô tô bus,…) không thể đáp ứng được. Dẫn đến yêu cầu tất yếu phải có một loại phương tiện khác giải quyết vẫn đề đó. Ngày nay, tàu điện ngầm là dạng giao thông vận tải hành khách lớn nhất, tiện nghi và hoàn thiện nhất. Tàu điện ngầm có đại bộ phận tuyến đường nằm sâu trong lòng đất, ngoại ô mới chạy, có thể có những đoạn chạy trên mặt đất, cầu cạn hoặc đê cạn để phù hợp với mạng lưới giao thông chung và để tiết kiệm đầu tư xây dựng. Chi phí xây dựng tuyến đường thường rất đắt: khoảng 50 triệu đôla/km. Thời gian xây dựng 1 tuyến dài 20 km mất từ 5 đến 15 năm. Thu Hồi vốn lâu. Kĩ thuật thi công phức tạp, đòi hỏi công nghệ hiện đại, trình độ cao. Tuy nhiên, tàu điện ngầm cũng có nhiều ưu điểm nổi bật không thể phủ nhận: Do tuyến đường hoàn toàn cách li nên dễ dàng thực hiện tự động hoá giúp cho mật độ tàu chạy có thể đạt 2 - 3 phút/tàu, tốc độ cao nhất 90 km/h, bình quân 40 - 50 km/h. Lượng hành khách vận chuỵển lớn: 60.000 - 80.000 lượt người/h (đối với tàu 1 chiều) có thể thoả mãn được yêu cầu đi lại trong giờ cao điểm, góp phần giải quyết tình trạng ách tắc giao thông. Yêu cầu về phòng hoả, giảm chấn, cách âm rất khắt khe nên có tính an toàn, tạo thoải mái cho hành khách. Giảm ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng lượng 1.3.2. Sự phù hợp của tàu điện ngầm trong sự phát triển giao thông ở Hà Nội Với những đặc điểm trên của thành phố Hà Nội, thì tiêu chí để đưa ra một hình thức vận tải hành khách công cộng hợp lý là như sau: Phù hợp với giao thông ở Hà Nội cho phép đáp ứng nhu cầu của người dân thành phố và hạn chế các phương tiện cá nhân; Phù hợp với “Sơ đồ quy hoạch tổng thể phát triển đô thị và hệ thống đường sắt đô thị đến năm 2020”, đồng thời cho phép phát triển các dự án đô thị và kinh tế của thành phố cũng như các trung tâm văn hoá và du lịch; Phù hợp với khả năng tài chính của thành phố Hà Nội; Một hệ thống tiến tiến, hiện đại và có khả năng mở rộng tuyến để khai thác khi nhu cầu đi lại của người dân tăng cao; Thân thiện với môi trường, chủ yếu là các di tích lịch sử văn hoá và không gian thiên nhiên, hạn chế tối đa sự ô nhiễm về khói bụi cũng như tiếng ồn và giảm thiểu tai nạn giao thông; Cho phép tái tổ chức có hiệu quả những mạng lưới vận tải công cộng khác (xe buýt và hệ thống đường sắt khác). Sự phát triển của hình thức giao thông đường sắt nội đô, nhất là hệ thống tàu điện ngầm, được coi là một hình thức vận tại hiệu quả hiện đại tại Châu Âu và Mỹ, cũng như một số thành phố lớn khác trên thế giới sẽ phù hợp với sơ đồ phát triển hệ thống giao thông đường sắt nội đô đến năm 2020 vì: Hệ thống tàu điện ngầm đặt sâu đảm bảo sự thuận lợi cho dân cư tại các vùng đô thị và tăng cường các điều kiện về an toàn giao thông; Việc di chuyển trên một tuyến riêng, khổ tĩnh không riêng và di chuyển ngầm dưới đất làm giảm tối đa tiếng ồn đặc trưng của đường sắt ; Nhờ có các trục giao thông ngầm mà việc tiếp cận mạng lưới giao thông trên mặt đất đối với hệ thống được dễ dàng; Tính ưu việt của hệ thống càng tăng lên khi giá thành đất đô thị ngày càng tăng và kỹ thuật thi công ngày càng phát triển, trong khi rất cần duy trì không gian của thành phố nhất là tại các khu phố cổ. Khi điều kiện địa chất công trình và thuỷ văn thuận lợi thì việc xây dựng công trình ngầm tại các đô thị có thể rất hiệu quả; Không những vậy với khả năng vận chuyển hành khách lớn, tốc độ cao các tuyến tàu điện ngầm sẽ đáp ứng nhu cầu đi lại dễ dàng hơn. Tất cả những biện pháp đó đã giúp cho giao thông công cộng trở nên hấp dẫn hơn 1.4. CƠ SỞ HÌNH THÀNH TUYẾN TÀU ĐIỆN NGẦM Hà Nội, thủ đô của cả nước, sẽ kỷ niệm một ngàn năm vào năm 2010. Sông Hồng chảy qua thành phố từ phía tây sang phía nam luôn đóng một vai trò rất quan trọng trong việc phát triển và cân bằng môi trường của khu vực Hà Nội. Do vậy, việc thiếu những cây cầu qua Sông và các cây cầu bị phá hủy trong thời kỳ chiến tranh đã tạo nên diện mạo của thành phố và ngày nay hầu hết các hoạt động của thành phố đều tập trung ở phía hữu ngạn của con Sông. Sự phát triển của khu vực nội thành trong những năm gần đây Hình 1.1 - Khu vực Nội thành được mở rộng từ năm 1925 đến năm 2003 (HAIDEP 2007) Địa giới hành chính của thành phố gần đây đã được mở rộng khi sát nhập với tỉnh Hà Tây, huyện Mê Linh (tỉnh Vĩnh Phúc) và 4 xã của huyện Lương Sơn vào tháng 8/2008. Địa phận Hà Nội hiện nay được mở rộng gấp ba lần và diện tích bề mặt gần 3.345 km2. Dân số mới vào khoảng 6,2 triệu người. Hình 1.2 - Địa giới mới của Thành phố Hà Nội từ tháng 8/2008 Từ cuối những năm 1990, tốc độ tăng trưởng kinh tế và dân số cao đã dẫn đến việc tăng nhanh nhu cầu về giao thông ở Việt Nam. Trong khi đó hệ thống giao thông công cộng vẫn rất yếu kém, các hộ gia đình có nhu cầu mua xe máy ngày càng tăng cao. Sự gia tăng xe máy và ô tô đã dẫn đến tình trạng giao thông xuống cấp và gây ách tắc giao thông trong thành phố thường xuyên. Trong bối cảnh này, đã có kế hoạch thực hiện một số tuyến vận chuyển nhanh khối lượng lớn để đáp ứng nhu cầu đi lại ngày càng tăng cao, đầu tiên là Quy hoạch Tổng thể đến năm 2020 được lập vào năm 1998 và gần đây là Quyết định số 90/2008/QĐ-TTg điều chỉnh về tầm nhìn Phát triển Giao thông vận tải đến năm 2020. Tuyến số 3, được đặt kế hoạch xây dựng trong quyết định nêu trên và là đối tượng của nghiên cứu khả thi hiện tại, chạy theo trục hành lang Đông Tây. Tuyến này được thực hiện nhằm để: Đáp ứng nhu cầu giao thông tăng cao từ ngắn hạn đến dài hạn dọc theo hành lang Đông Tây; Bước đầu thiết lập một phương phức vận tải công cộng mới cho các thành phố hiện đại trong tương lai của Việt Nam; Đóng góp vào sự chuyển đổi xu hướng sử dụng từ phương tiện cá nhân sang giao thông công cộng. Theo quy hoach tổng thể đến năm 2010 của thành phố Hà Nội sẽ có 8 dự án tuyến đường sắt được xây dựng [2]. Hình 1.3: Các dự án tuyến đường sắt đô thị đến năm 2020 1.5. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DỰ ÁN 1.5.1. Các phương án tuyến và các giải pháp quy hoạch ga 1.5.1.1. Các phương án tuyến Các phương án tuyến được đưa ra bao gồm các giải pháp của đoạn tuyến trên cao, đoạn tuyến chuyển tiếp và đoạn tuyến đi ngầm. Trong phạm vi của đồ án em chỉ trình bày phương án tuyến của đoạn đi ngầm. Trong phương án tuyến của đoạn đi ngầm cần lưu ý tới hai điểm quan trọng sau: phương án tuyến giữa Đại sứ quán Thụy Điển và ga Cát Linh; các phương án trắc dọc của tuyến ngầm. a/ So sánh lựa chọn phương án tuyến ngầm giữa Đại sứ quán Thụy Điển và ga Cát Linh Dựa theo sơ đồ mặt bằng tổng thể của tuyến tại vị trí Đại sứ quán Thụy Điển sẽ có hai hướng tuyến được đưa ra: Phương án 1: Trước Đại sứ quán Thụy Điển, tuyến Metro rẽ phải với một bán kính ngắn theo đường Núi Trúc, sau đó đến Gảng Võ và đến vị trí đặt ga. Phương án 2: Từ Đại sứ quán Thụy Điển, tuyến đi ngầm dưới khu vực các toà nhà hướng về phía khách sạn Horizon nhờ vào phương pháp khoan đường hầm. Hình 1.4: Các phương án tuyến từ ĐSQ Thụy Điển đến ga Cát Linh Sau đây là bảng phân tích đáng giá các yếu tố liên quan đến hai phương án: Các tiêu chí Phương án 1 Đi vòng qua đường Núi Trúc Phương án 2 Đi thẳng Tiện nghi Mức tiện nghi cho hành khách thấp do các đường cong. Tiện nghi hơn cho hành khách với tuyến đi thẳng. Chiều dài tuyến Số mét bổ sung so với phương án 2 (~ hơn 120 m ). Tuyến đi thẳng. Tác động đến khai thác Bán kính ngắn nên phải giảm tốc độ và có nhiều khó khăn hơn cho vận hành khai thác. Tuyến này có thể có hình dạng về hình học tốt hơn và dẫn đến khai thác tuyến tốt hơn mà không phải giảm tốc độ. Thời gian hành trình Đi vòng qua đường Núi Trúc làm tăng tổng thời gian hành trình. đi thẳng hơn nên thời gian hành trình ít hơn vì ít giảm tốc độ hơn. Chi phí Bán kính ngắn nên phải sử dụng loại vỏ hầm ngắn hơn (khác với các loại tiêu chuẩn). Điều này tốn kém hơn và thời gian thi công lâu hơn. Bình thường. Các phương án đào hầm - Không khả thi với ống đơn - Trong trường hợp cấu tạo ống đôi, phương án 1 không tốt hơn phương án 2 Qua các chỉ tiêu so sánh ở trên và dựa trên nghiên cứu tiền khả thi của dự án em xin được lựa chọn phương án 2. Khó khăn của phương án này là phải xây dựng dưới khu vực có mật độ xây dựng dày đặc vì vậy cần phải có sự nghiên cứu kỹ về điều kiện địa chất cũng như khỏa sát hiện trạng các tòa nhà hiện hữu [2]. b/ So sánh lựa chọn các giải pháp trắc dọc của tuyến Theo phân tích ở phần trên, em đã chọn hướng tuyến của đọan đi ngầm từ Đại sứ quán Thụy Điển đến ga Cát Linh là phương án đi thẳng không đi vòng qua đoạn đường Núi Trúc. Như vậy các phương án hướng trắc dọc trình bày sau đây sẽ dựa trên hướng tuyến đã chọn. Theo báo cáo tiền khả thi của dự án, thì đoạn đi ngầm có 4 phương án trắc dọc được đưa ra xem xét sau đây: Giải pháp thứ nhất Hướng tuyến được lập trên cơ sở phương án ống đôi và đi độc lập, với khoảng cách tối thiểu 12m giữa tim hai đường sắt. Sau khi đi tách ra một khoảng tại vị trí Ga Kim Mã, hướng tuyến bắt đầu đi chồng lên nhau trước khi đi vào khu vực các toà nhà cao tầng gần Đại Sứ quán Thụy Điển. Hướng tuyến sẽ dừng đi chồng khi ra khỏi khu vực toà nhà cao tầng. Và lại tiếp tục hướng tuyến tương tự tại Ga Cát Linh và Ga Văn Miếu với hai ke ga có cao độ khác nhau, và phải giữ một khoảng cách tối thiểu là 12m trong đoạn chuyển tiếp khi từ đi song song sang đi trên dưới. Hướng tuyến Phương án 1 Ga Kim Mã Ga Cát Linh Ga Văn Miếu Ga Metro Hà Nội Giải pháp thứ 2 Phương án này đề cập đến phương án ống đơn trong đó thể hiện đường sắt chạy song song trong tuyến ống đơn duy nhất. Hướng tuyến Phương án 2 Giải pháp thứ 3 Các ống tách biệt sẽ được xem xét lại với quan niệm thiết kế khác. Tại Ga Kim Mã, các ống được bố trí nằm ngang với khoảng cách là 12 m. Khoảng cách này sẽ tăng lên 22 m tại các vị trí Ga Cát Linh và Ga Văn Miếu và trở về khoảng cách ban đầu 12m tại Ga Metro Hà Nội. Hướng tuyến Phương án 3 Giải pháp thứ 4 Giữ cùng hướng tuyến như phương án hai nhưng khác về trắc dọc do có một ga rất sâu với đường ống tại Ga Văn Miếu. Nên cao độ đỉnh ray yêu cầu phải sâu hơn trước. Hướng tuyến Phương án 4 Để lựa chọn được một phương án tắc dọc phù hợp ta cần phải dựa trên nhiều yếu tố: mặt cắt tuyến, mặt cắt các ga, trắc dọc đoạn tuyến, ảnh hưởng tới các công trình lân cận [2]. 1.5.1.2. Các giải pháp quy hoạch ga 1.5.1.2.1. Số lượng các ga Các giải pháp quy hoạch ga dưới đây được trình bày cho phương án tuyến số 2: Tuyến chạy thẳng từ Đại Sứ Quán Thụy Điển đến phố Cát Linh. Theo nghiên cứu ban đầu của dự án năm 2005 có ba giải pháp quy hoạch nhà ga sau: giải pháp quy hoạch 15 ga, giải pháp 14 ga và giải pháp 12 ga. Việc lựa chọn giải pháp quy hoạch ga nào phụ thuộc vào nhều yếu tô như: thời gian hành trình và tốc độ thương mại, sức hút của hệ thống và khu vực thu hút hành khách, chi phí thi công. Sau đây là các phương án ga đã được đưa ra: a/ phương án 15 ga Theo báo cáo của dự án với phương án 15 ga ta có các số liệu kỹ thuật liên quan như sau: khoảng cách trung bình các ga là 850m, tổng số dân có thể thu hút trong bán kính 400 m khoảng 260.000 người. Một yếu tố quan trọng cần xét đến trong phương án này đó là: tại hai khu vực quan trọng “đoạn hạ ngầm” và từ ĐSQ đến khách sạn Horizon” tất cả các yếu tố kỹ thuật đều đạt đến giá trị tối đa, điều này dẫn tới sự không linh hoạt trong thiết kế. Do vậy để đảm bảo tính linh hoạt trong thiết kế phương án 15 ga đã không được lựa chọn. b/ phương án 12 ga Hình 1.5: Sơ đồ tuyến phương án 12 ga Phương án này sự phân bố các ga rải rác hơn do vậy không hấp dẫn được hành khách do khoảng cách các ga dài hơn. Vị trí của các ga theo phương án này là: điểm km Khoảng cách giữa các nhà gia (m) S1 - Ga cuối tại Nhổn 10+150 S2 -Ga Minh Khai 11+275 1125 S3 - Ga Phú Diễn 12+250 975 S4 - Ga Cầu Diễn 13+260 1010 S5 - Ga Lê Đức Thọ 14+395 1135 S6 - Đại học Quốc gia 15+480 1085 S7 - Ga Chùa Hà 16+640 1160 S8 - Trung chuyển Cầu Giấy 17+825 1185 S9 - Ga Kim Mã 18+985 1160 S10 - Ga Cát Linh 20+520 1535 S11 - Ga Văn Miếu 21+070 550 S12 - Ga Hà Nội 22+190 1120 Tổng (m) 12040 c/ Phương án 14 ga Hình 1.6: Sơ đồ tuyến phương án 14 ga Phương án này được đưa ra dựa trên các ưu và khuyết điểm của hai phương án trên (phương án 15 ga và phương án 12 ga). Phương án này tận dụng sự thuận lợi về phân bố của phương án 15 ga trong đó vẫn đảm bảo tránh khỏi sự phức tạp về đoạn hạ ngầm của phương án 12 ga. Sau đây là vị trí của các ga: điểm km Khoảng cách giữa các nhà gia (m) S1 - Ga cuối tại Nhổn 10+150 S2 -Ga Minh Khai 11+060 910 S3 - Ga Phú Diễn 12+120 1060 S4 - Ga Cầu Diễn 12+850 730 S5 - Ga Mỹ Đình 13+720 870 S6 - Ga Mai Dịch 14+680 960 S7 - Ga Đại học Quốc gia 15+480 800 S8 - Ga Nguyễn Phong Sắc 16+340 860 S9 - Ga Dương Quảng Hàm 17+150 810 S10 - Trung chuyển Cầu Giấy 17+815 665 S11 - Ga Kim Mã 18+985 1170 S12 - Ga Cát Linh 20+520 1535 S13- Ga Văn Miếu 21+070 550 S14 - Ga Hà Nội 22+190 1120 Tổng cộng (m) 12040 Để lựa chọn phương án 14 ga hay 12 ga cần có một sự so sánh giữa hai phương án. Sau đây là một số yếu tố được đưa ra so sánh giữa hai phương án: Khoảng cách giữa các nhà ga và sự ảnh hưởng của nó tới : thời gian hành trình và tốc độ thương mại, sức hút của hệ thống và khu vực thu hút hành khách; Chi phí thi công. Sau đây là bảng so sánh giữa hai phương án: Khoảng cách các ga: Khoảng cách trung bình giữa 2 ga khoảng 1095 m với phương án 12 ga và 925 m trong phương án 14 ga. Thời gian hành trình và tốc độ thương mại: ta thấy rằng số lượng các ga sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian hành trình của toàn bộ tuyến, số lượng các ga ít thì tốc độ trung bình sẽ tốt hơn do giảm tốc độ và sự di chuyển lên xuống của hành khách ít hơn. Sức hút của hệ thống và khu vực thu hút hành khách: Tăng khoảng cách giữa các nhà ga cho thấy sự giảm sức hút đối với hành khách sử dụng hệ thống metro. Chi phí thi công: Theo ước tính phương án 12 ga có thể giảm chi phí gần 3% so với phương án 14 ga. Sau đây là bản phân tích tổng hợp: Phương án 12 ga Phương án 14 ga Khoảng cách giữa các nhà ga Khoảng cách trung bình giữa các nhà ga tăng lên khoảng 1095m Khoảng cách trung bình giữa các nhà ga: ~925 m. Tốc độ thương mại Trong phương án 12 ga, tốc độ thương mại sẽ tăng nhẹ lên 35km/h trong khi vẫn tăng hơn một chút so với số liệu tương tự của phương án 14 ga. Tổng thời gian hành trình (từ ga đầu đến ga cuối) ~20,5 phút. ~22 phút. Phân bố ga, sức hút của tuyến Sức hút của tuyến giảm đi Sức hút của tuyến tăng lên Chi phí Giảm chi phí từ 1 đến 2% trên tổng vốn đầu tư dự án theo phương án này Vấn đề dân số và tạo việc làm trong vòng bán kính 400m xung quanh các nhà ga xe điện ngầm 213 000 239 000 Nhận xét chung: Việc lồng ghép phương án 14 ga dẫn đến nhiều công việc khó khăn hơn và có thể gián đoạn giao thông nhiều hơn trong giai đoạn thi công. Phương án 12 ga đưa ra tốc độ thương mại trung bình cao hơn tốc độ thương mại trung bình của phương án 14 ga: 39 km/h so với 36 km/h Phương án 14 ga thu hút lượng khách cao hơn 2% so với phương án 12 ga Chi phí đầu tư cho phương án 14 ga cao hơn 3% so với phương án 12 ga. Từ nhận xét trên ta thấy rằng mỗi phương án đưa ra đều có các ưu và nhược điểm riêng. Tuy nhiên do đây là tuyến tàu điện ngầm đầu tiên tại Hà Nội, đồng thời xét về lợi ích khai thác lâu dài của dự án ta thấy rằng việc phân bố các ga sao cho mang lại sự tiện ích cho hành khách sẽ có tác dụng thu hút hành khách nhiều hơn và đây là yếu tố đáng được lưu tâm trong quá trình khai thác [2]. Do vậy từ các nhận xét trên và xét theo phương diện khai thác lâu dài của dự án. Em sẽ chọn phương án 14 ga 1.5.1.2.2. Các nguyên tắc lồng ghép ga Mục đích của việc quy hoạch các vị trí ga là nhằm đảm bảo rằng mỗi ga của tuyến Metro sẽ được kết nối thích hợp với các trung tâm hoạt động xung quanh, các phương tiện và dịch vụ vận tải khác. Dưới đây là một số những nguyên tắc chính khi thiết kế sơ bộ các ga. Kết nối với giao thông công cộng Các phương tiện xe buýt sẽ được thiết kế phù hợp vớí chiều dài tối đa của xe buýt là 18,75 m; Để tối đa hoá tĩnh không tại các ga, giả định rằng các xe buýt hai tầng sẽ không bao giờ được hoạt động tại Hà Nội; Tất cả các phương tiện đều có cửa ra vào cho hành khách ở phía tay phải của xe buýt; Điểm dừng của xe buýt phải được đặt sao cho giảm thiểu được khoảng cách đi bộ từ ke ga đến xe buýt; Khu vực đợi hành khách tại các điểm đỗ xe buýt sẽ phải luôn được mở và được thông gió tự nhiên; Tập trung chú ý vào sự trung chuyển trực tiếp giữa xe buýt và ray (không được vượt qua bất kỳ đường bộ nào); Bố trí khu vực máy bán vé gần khu vực đợi xe buýt; Các điểm đỗ xe buýt sẽ phải được thiết kế để tạo thuận lợi cho xe buýt đi vào/ra các làn đường giao thông chung. Phải có các giải pháp ưu tiên xe buýt (phân làn xe buýt, mở rộng/kéo dài chổ chờ xe buýt tới giao cắt đường bộ tiếp theo); Phải bố trí các biển ưu tiên xe buýt tại những vị trí thích hợp để có thể quản lý được giao diện giữa giao thông bằng xe buýt và giao thông chung; Các biển báo ký hiệu hướng dẫn đường đi đến các phương tiện giao thông phải được ghi cả bằng tiếng Anh và tiếng Việt để có thể chỉ dẫn sự kết nối đối với tất cả các phương thức giao thông khác (Metro, bus, taxi…); Phải bố trí không gian thích hợp tại các điểm dừng xe buýt để có thể phù hợp với số lượng người dự kiến sẽ phải đợi vào thời gian cao điểm là 15phút, dựa trên cơ sở thông tin về hành khách đi xe từ dự báo nhu cầu đi lại. Các điểm giao đường bộ Các ga sẽ được kết nối với mạng đường bộ xung quanh một cách trực tiếp nhất có thể; Các điểm kết nối đường bộ với ga sẽ sử dụng các con đường chính tại những vị trí có thể; Các dạng giao thông nối kết với các ga (như xe buýt, taxi) sẽ được phân luồng lại ra khỏi các đường gom và đưa vào những đường chính để giảm thiểu ảnh hưởng của giao thông lên các vùng lân cận; Các phương tiện kiểm soát giao thông (như biển báo, tín hiệu) trong phạm vi gần trực tiếp của khu vực ga sẽ được điều chỉnh hoặc nâng cấp để tính đến ảnh hưởng về mặt giao thông của ga đối với mạng đường bộ; Các điểm trung chuyển đa phương thức phải được thiết kế sao cho không xung đột với các chức năng chính của đường bộ. Các phương tiện taxi Bố trí các điểm dừng tắc xi để giảm thiểu khoảng cách đi bộ từ ke ga đến taxi; Không gian của điểm đỗ taxi phải đủ để phù hợp với số người xếp hàng đợi taxi; Giao thông bằng taxi phải được tách biệt khỏi các làn giao thông chung và các làn xe buýt, nếu có thể được. Kết nối với người đi bộ Việc kết nối bộ hành tới các phương tiện dành cho người đi bộ liền kề sẽ được xây dựng như là một phần của ga; Phải bố trí điểm kết nối bộ hành từ các ke ga đến tất cả các điểm dừng xe buýt, điểm đỗ taxi, các khu vực trả khách, và các mục đích sử dụng đất liền kề; Quan trọng là phải duy trì tối đa thảm thực vật tại khu vực đi bộ và lắp đặt các trang thiết bị đường phố thích hợp tùy thuộc không gian công cộng có sẵn; Nếu các lối đi bộ hành được bố trí trên mặt đất, sẽ phải lắp đặt hay nâng cấp các biển báo và tín hiệu; Thiết lập sự quản lý mang tính khích lệ đối với người đi bộ, để khuyến khích họ sử dụng đường hầm/sảnh trung chuyển của ga để đi ngang qua đường chính. Bãi đỗ và các phương tiện đón/trả khách Bố trí tối thiểu một điểm đỗ xe ôtô gần mỗi ga; Thiết kế các vị trí bãi đỗ xe máy gần ga càng nhiều càng tốt; Dường như không thể bố trí được các khu vực đỗ xe gần các ga và dọc hành lang tuyến do cấu tạo của tuyến rất bó buộc, đặc biệt là tại vị trí giữa Trường Đại học quốc gia và Ga Hà Nội; Kích thước của vị trí đỗ xe phải tuân theo những tiêu chuẩn hiện hành được sử dụng tại Hà Nội; Khu vực dừng xe của người tàn tật phải được bố trí theo các quy định địa phương, hoặc ở mức 1% của tổng số không gian được bố trí (mức tối thiểu áp dụng); Việc sử dụng các không gian đỗ xe trên mặt đất sẽ phải được giảm tối thiểu để tối đa hoá không gian dành cho các phương tiện giao thông khác và cho mục đích phát triển; Khoảng cách giữa các điểm lên/xuống xe và các ke ga phải được giảm tối thiểu [2]. 1.5.2. Tổ chức đề xuất dự án Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội (HPC) là cơ quan chủ quản, chịu trách nhiệm phê duyệt các công tác chính trong toàn bộ quá trình thực hiện dự án. 1.5.3. Ban quản lý dự án Ban dự án đường sắt đô thị Hà Nội (HRB) trực thuộc HPC và được HPC giao cho chủ đầu tư của dự án. HRB là cơ quan thực hiện dự án Metro tuyến số 3 nên phải có toàn bộ trách nhiệm thực hiện dự án và có mối liên hệ chính thức với các bộ nghành, các cơ quan của thành phố và các đối tác cho vay vốn. 1.5.4. Kế hoạch của dự án Dưới đây là các mốc thời gian chủ yếu của Dự án cho tới khi khánh thành tuyến Metro: Hoàn thành Nghiên cứu Khả thi & Thiết kế Cơ sở và Kế hoạch Mua sắm trước cuối năm 2008; Hoàn thành các công tác khảo sát trước tháng Hai 2009; Thiết kế kỹ thuật đến tháng Bảy 2009 Đấu thầu và Trao thầu đến tháng Một 2010 Hoàn thiện: Đề pô vào quý Một 2011; Cầu cạn vào quý Ba 2011; Các ga trên cao vào quý Một 2012; Các hệ thống Đầu máy toa xe vào quý Bốn 2012; Thiết bị và bảo dưỡng vào quý Ba 2013; Các đường hầm vào quý Hai 2012; Các ga ngầm vào quý Một 2013; Hoàn thành chạy thử và bàn giao các thiết bị, hệ thống, đầu máy toa xe, đề pô, cầu cạn và đường hầm vào quý Bốn 2013. Dự tính tuyến Metro này sẽ được khánh thành chính thức vào quý bốn năm 2013 [2]. Hình 1.7 - Các mốc thời gian của Dự án (Nguồn: Kế hoạch Tổng thể Dự án Metro Hà Nội - Tài liệu Thầy Nguyễn Đức Toản) 1.5.5. Vị trí của dự án Dự án tuyến đường sắt thí điểm thành phố Hà Nội đoạn Nhổn - Ga Hà Nội là một phần của Tuyến đường sắt đô thị số 3 (Nhổn - Ga Hà Nội - Hoàng Mai). Theo quy hoạch mạng lưới đường sắt đô thị của Hà Nội đến năm 2020 đã được Thủ Tướng Chính phủ phê duyệt tại quyết định số 90/2008/QĐ-TTg ngày 9 tháng 7 năm 2008, tuyến số 3 có chiều dài 21 km, nối khu vực phía Tây tới Trung tâm và khu vực phía Nam thành phố. Sau năm 2020 sẽ phát triển tuyến số 3 lên tới Sơn Tây với tổng chiều dài dự kiến là 48 km. Tại giai đoạn này, phần đoạn tuyến được nghiên cứu có chiều dài xấp xỉ 12km đi từ Nhổn đến Ga Hà Nội. Hướng tuyến cụ thể như sau: Đoạn tuyến từ Nhổn đến đường vành đai 3: tuyến đi trên cao, lồng ghép với quốc lộ 32 (đang triển khai thi công với mặt cắt quy hoạch là 50m). Đoạn tuyến này đi qua địa bàn xã Tây Tựu, xã Minh Khai; Đoạn tuyến từ đường vành đai 3 đến vành đai 2: tuyến đi trên cao, lồng ghép với đường Xuân Thuỷ - Cầu Giấy đã được xây dựng với bề rộng khoảng 33m. Đoạn tuyến này đi trên địa bàn Quận Cầu Giấy; Đoạn tuyến đi từ vành đai 2 đến Khách sạn Deawoo: đoạn tuyến chuyển tiếp từ đi trên cao xuống đi ngầm, dọc theo Hồ thủ lệ đến Ngã Tư Nguyễn Chí Thanh - Kim Mã. Đoạn này đi trên địa bàn Quận Ba Đình; Đoạn tuyến từ KS Deawoo đến Ga Hà Nội: đoạn tuyến đi ngầm dưới các tuyến phố Kim Mã, Cát Linh, Quốc Tử Giám, Ga Hà Nội và kết thúc tại đầu phố Trần Hưng Đạo [2]. Hình 1.8: Vị trí tuyến của dự án 1.5.6. Nguồn tài chính của dự án Trong giai đoạn này của dự án, chi phí đầu tư ước tính khoảng 826.76 triệu Euro. Khoản tiền này tương ứng với việc thực hiện phương án 14 ga, và tương ứng với một khoản đầu tư bổ sung cho thang cuốn và thang máy trong năm 2028. Chi phí này được phân bổ theo 9 hạng mục chính: Giải phóng mặt bằng, đền bù và tái định cư; Công trình dân dụng; Thiết bị và hệ thống; Thuê Tư vấn; Quản lý Dự án và các chi phí khác; Chi phí Dự phòng và Trượt giá; Các loại thuế và phí ; Lãi suất trong giai đoạn thi công ; Vốn lưu động. Chi phí cho dự án một phần được lấy từ vốn vay ODA của chính phủ Pháp (200 triệu Euro và cơ quan phát triển Pháp (80 triệu Euro). Ngoài ra, các thỏa thuận đang được thực hiện để vay 300 triệu đô la Mỹ từ Ngân Hàng Pháp Triển Châu Á (ADB). Vốn đối ứng sẽ sử dụng cho các chi phí đầu tư còn lại, một nửa từ ngân sách của HPC và một nửa từ Chính Phủ. Hiện nay chi phí cho dự án đã tăng rất nhiều so với chi phí ban đầu khi lập dự án [2]. 1.6. ĐẶC ĐIỂM CẤU ĐOÀN TÀU VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG METRO 1.6.1 Đặc điểm cấu tạo của đoàn tàu 1.6.1.1. Cơ cấu đoàn tàu Cấu tạo đoàn tàu Metro 4 hoặc 5 toa bao gồm: T: Toa xe không có động cơ; MC: Toa xe có động cơ và cabin; M: Toa xe có động cơ. Tàu điện ngầm có thể đi theo hai hướng và đảo chiều với cabin ở cả hai đầu. Trong thời gian đầu, khi lượng hành khách chưa đông hì có thể bố trí 2 - 3 toa chở khách, sau đó khi nhu cầu đi lại tăng lên thì tiến hành nối thêm các toa, hay có thể giảm chổ ngồi trên các toa [2]. 1.6.1.2. Kích cỡ và kích thước đoàn tàu Các kích cỡ và kích thước được xem xét: Chiều dài trung bình của toa xe: 19,7 đến 20 m; Chiều dài tối đa kể cả bộ nối của tàu ≤ 80 m (đoàn tàu 4 toa) và 100 m (đoàn tàu 5 toa); Chiều cao tối đa của toa xe (từ đỉnh ray đến đỉnh toa xe) bao gồm cả các thiết bị điều hoà không khí: 3900 mm; Chiều cao lưu thông danh nghĩa bên trong toa xe: 2,10 m; Khoảng cách giữa các trục của giá chuyển hướng: từ 11 đến 13 m; Chiều rộng của toa xe: 2,75 m đến 3,0 m; Trọng tải trục tối đa 8 người/m²: 15 tấn; Khổ đường sắt tiêu chuẩn (1435 mm); 4 cửa bên (mỗi phía)/ toa xe, chiều rộng từ 1300 đến 1400 mm [2]. 1.6.1.3. Hiệu xuất làm việc và sức kéo Trên đường ray khô, và bằng phẳng ở mức điện thế danh định đối với khối lượng toa xe AW3 (6 hành khách/m2) Gia tốc khi khởi hành: không nhỏ hơn 1m/s2; Gia tốc trong khoảng tốc độ từ 0 đến 35 km/h: không nhỏ hơn 0,85m/s²; Vận tốc trung bình từ ga đầu cho đến ga cuối là: 30 đến 35 km/h; Vận tốc tối đa: 80 km/h; Trên đường sắt khô, tuyến thẳng với mức điện áp danh định dành cho trọng lượng toa AW4 (8 hành khách/m²); Giảm tốc trong điều kiện thông thường: 0,95 m/s²; Giảm tốc khẩn cấp: 1,25 m/s² [2]. 1.6.1.4. Công suất và mức độ cấp điện của động cơ Thiết bị kéo sẽ phải được thiết kế nhằm đáp ứng những yêu cầu về hiệu suất làm việc dựa vào công thức sức cản của tàu (Công thức Davis áp dụng với tàu Metro) 6.4M + 130n + 0.14Mv + [0.046 +0.0065(N-1)] Av² Trong đó: M = Trọng lượng của cả đoàn tàu tính bằng tấn; v = Tốc độ đoàn tàu km/h; n = số lượng trục; N = số lượng toa xe của đoàn tàu; A = diện tích mặt trước của tàu tính bằng m2 [2]. 1.6.1.5. Dự tính tải trọng của đoàn tàu Tải trọng trục tối đa trong điều kiện AW4 sẽ được giới hạn là 15 tấn tuỳ theo phương tiện được sản xuất bởi nhà chế tạo loại tàu Metro “tiêu chuẩn”. Các điều kiện tải trọng được quy định trong tiêu chuẩn EN13452-2. Tàu Metro sẽ phải nhẹ và có độ bám ray của bánh xe đủ để tránh trượt quay tại độ dốc tối đa là (4%) [2]. 1.6.1.6. Tiếp điện kéo Điện thế cung cấp cho tàu ở mức danh nghĩa 750 V DC thông qua Ray thứ 3 theo tiêu chuẩn IEC 60850. Guốc tiếp điện được lắp trên cabin lái tàu. Tàu phải có thiết kế sao cho phù hợp để làm việc trong dải điện thế từ 500 đến 900 VDC. Hệ thống điện tử sẽ phải tuân theo tiêu chuẩn IEC 60571 Hệ thống quay sẽ phải tuân theo tiêu chuẩn IEC 60349 1/2/3 (1999). Cơ chế hãm phanh nhả điện sẽ được sử dụng càng nhiều càng tốt nhằm hạn chế sự mài mòn phanh do ma sát và để tiết kiệm năng lượng điện [2]. 1.6.1.7. Tiếng ồn và độ rung Tiếng ồn bên ngoài tàu Tiếng ồn khi hành trình (điều kiện ngoài trời) và khi đoàn tàu dừng lại không được vượt quá 70 dBA và 82 dBA với tốc độ chạy của tàu là 80 km/h. Bên trong tàu Khi tàu dừng lại ở điều kiện ngoài trời (ở không gian rộng), mức ồn bên trong không vượt quá 75 dBA và thấp hơn 72dBA đến ở vận tốc ổn định là 80 km/h. Mức độ ồn tương đương bên trong có thể chênh lệch 10 dBA ở vận tốc 60 km/h giữa đoạn ngoài trời và trong hầm [2]. 1.6.1.8. Cấu trúc thân tàu Vỏ của thân tàu được làm bằng thép không gỉ hay hợp chất nhôm auxtenit. Chất dẻo gia cường bằng sợi thủy tinh được dùng cho các bộ phận quan trọng như cabin lái tàu cả mặt trước và mặt sau. Độ bền cơ học của cấu trúc thân toa xe sẽ tuân theo những yêu cầu của tàu Metro nặng tiêu chuẩn của Châu Âu (PIII EN12663, tải trọng nén: 800 kN). Dùng các mối hàn để nối các bộ phận khác nhau của vỏ thân tàu như (Thành toa xe, mặt trước và sau của toa xe, cấu trúc toa xe, mái, khung sàn xe) [2]. 1.6.1.9. Thiết kế bên trong tàu và nội thất Sàn nối giữa hai toa xe tối thiểu là 1500 mm; Yếu tố về người tàn tật phải được tính đến khi thiết kế bên trong thân tàu; Sắp xếp chổ ngồi cho hành khách: ghế được xếp theo hàng dọc với đủ tay vịn, cột để bám; Bốn cửa kéo trượt bên ngoài đối với mỗi mặt của toa xe: 1300/1400 mm [2]. 1.6.1.10. Điều hòa không khí Hệ thống sưởi ấm, thông gió, điều hoà không khí (HVAC) được lắp đặt ở trên mái của từng toa xe để luôn đảm bảo nhiệt độ phòng từ 25oC ÷ 29oC trong toàn bộ dải phụ tải nhiệt khi có đông hành khách, các thiết bị điện khác, chiếu sáng, truyền nhiệt và tăng nhiệt độ do mặt trời. 1.6.1.11. Cabin lái tàu Vị trí trung tâm của người lái tàu là trong cabin lái tàu. Cabin lái tàu được trang bị tất cả các thiết bị để lái và cho các nhu cầu an toàn. Lái tàu sẽ ngồi tại một vị trí tối ưu để vận hành một cách thoải mái trong các ngày làm việc. Tiêu chuẩn liên quan là UIC 564-2 [2]. 1.6.1.12. An toàn trên tàu Cấu trúc của tàu và những thiết bị hấp thụ năng lượng bổ sung của nó phải được thiết kế để bảo vệ hành khách và người lái tàu. Lối thoát hiểm là các cửa bên với các sàn nối giữa các toa xe dọc theo tuyến đi trong hầm và đi trên cao. Các nguyên liệu được sử dụng trong xây dựng với độ phát/tỏa nhiệt tối thiểu, độ bắt cháy thấp, mức độ lan cháy thấp [2]. 1.6.1.13. Các tiêu chuẩn về an toàn chạy tàu Trên tất cả các đoạn đường sắt mà phải mà phải tuân theo UIC 518, các điều kiện về đường bao liên quan đến ổn định chạy tàu có thể theo UIC 515. UIC 518 có liên quan đến “Thử nghiệm và chấp thuận các phương tiện đường sắt trên quan điểm về cách ứng xử của động lực - An toàn - Độ mỏi của đường - Chất lượng của hành trình” [2]. 1.6.1.14. Hệ thống đẩy Tàu sẽ được đẩy bằng hệ thống dẫn động mô-tơ không đồng bộ dùng dòng điện xoay chiều 3 pha, với việc kiểm soát điện thế biến thiên và tần số biến thiên (VVVF). Các động cơ kéo phải được lắp trên khung, tự làm mát bằng không khí hoặc tự làm mát bằng không khí hoàn toàn kín. Công suất danh định mỗi mô-tơ khoảng 175 kW. Một bộ chuyển đổi sức kéo sẽ được lắp đặt cho mỗi cụm trục kéo của toa có mô-tơ. Bộ chuyển đổi sẽ phải có độ tin cậy, bốn bộ IGBT (hoặc công nghệ mới hơn đã được kiểm nghiệm trên cơ sở kiểm soát VVVF) [2]. 1.6.1.15. Hệ thống phanh Hệ thống phanh bao gồm: Phanh ma sát điện - khí nén: Khi năng lực hãm phanh động lực bị hạn chế, trường hợp khẩn cấp và hỏng hóc, sẽ phải trang bị phanh ma sát kiểu khí nén; Phanh điện - động học (phanh nhả điện và biến trở) sẽ phải được ưu tiên dùng hơn so với loại phanh ma sát kiểu điện - khí nén thông thường, và phải hoàn toàn sử dụng năng lực của nó để đạt được bất cứ tốc độ hãm phanh nào khi đang vận hành; Một phanh hãm khi đỗ tàu, nhả bằng khí nén có áp dụng lò xo; Cách hoạt động, kích thước của hệ thống phanh phái tuân thủ theo chương 7 của tiêu chuẩn EN 13452 - 2 đối với tuyến Metro nặng [2]. 1.6.1.16. Giá chuyển hướng, bộ bánh xe và hệ thống giảm xóc Giá chuyển hướng bao gồm 2 trục xe kiểu không đệm. Hệ thống giảm xóc chính làm bằng các lò xo cao su - thép hoặc lò xo thép cuộn xoắn đã được kiểm nghiệm sẽ phải được thiết kế để phù hợp với trọng lượng của tàu. Hệ thống treo giữ thứ cấp phải là lọai khí nén khi họat động, với sự điều chỉnh chiều cao giá chuyển hướng và thân xe tự động, có thể họat động được trong mọi điều kiện chất tải của tàu, nhằm đảm bảo rằng trọng lượng sàn xe là phù hợp với các yêu cầu cho sự tiếp cận của hành khách [2]. 1.6.1.17. Hệ thống quản lý tàu Hệ thống quản lý tàu (TMS) là 1 hệ thống điều khiển dựa trên hệ thống vi xử lý sử dụng phần mềm, thông tin liên lạc... công nghệ mới nhất đã được kiểm chứng để kiểm soát và theo dõi những thiết bị chủ yếu của tàu như: cửa, phanh, hệ thống truyền động, các thiết bị phụ và hệ thống điều hoà không khí…vv thông qua mạng thông tin liên lạc của tàu (TCN). Tất cả các thiết bị có liên quan phải đáp ứng các yêu cầu của Tiêu chuẩn Châu Âu EN 50155 và tương đương IEC 60571 (thiết bị điện tử sử dụng trong đường sắt) [2]. 1.6.1.18. Thử nghiệm phương tiện Thí nghiệm đầu máy toa xe sau khi hoàn thiện thi công và trước khi đưa vào phục vụ. 1.6.2. Các thông số kỹ thuật của hệ thống 1.6.2.1. Khổ đường Dùng theo tiêu chuẩn 1435, các kích thước của khổ đường đơn và đôi theo tiêu chuẩn 1435 như sau: a/ Khổ đường đơn 1435 Hình 1.9: Khổ đường cho hầm đơn b/ Khổ đường đôi Hình 1.10: Khổ đường cho hầm đôi Khổ giới hạn trên đây là khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc trên đoạn thẳng. Khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc trên đường cong sẽ được mở rộng từ khổ giới hạn trên đường thẳng và phù hợp với độ chiếm chổ của toa xe trên đường cong và độ nghiêng theo siêu cao. Theo tiêu chuẩn đường sắt đô thị của Nhật Bản thì khổ giới hạn trên đoạn cong được xác định như sau: “Giới hạn tiếp giáp kiến trúc trên đường cong (bao gồm giới hạn tiếp giáp kiến trúc trên đường cong dọc theo ke ga) sẽ được nới rộng, phù hợp với độ chiếm chổ của thân xe trên đường cong, bằng cách thêm giá trị tính toán bởi công thức sau cho cả 2 phía của khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc trên đường thẳng, và phải phù hợp với độ nghiêng theo siêu cao. Tuy nhiên, nếu phần bị chiếm do đường cong thường nhỏ hơn khoảng không giữa khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc và khổ giới hạn cơ bản của đầu máy toa xe , việc nới rộng này sẽ có thể bỏ. 1) Độ chiếm dụng ở phần bụng đường cong : W1 W1 = R - √ {(R - d)2 - (L1 / 2)2} d =R - √ {R 2 - (L0 / 2)2} 2) Độ chiếm dụng ở phần lưng đường cong : W2 W2 = √{ (R+B / 2 - W1)2+(L2 / 2)2 } - R - B/2 Trong đó: L0: khoảng cách cự ly trục bánh cố định giá chuyển hướng L1: Khoảng cách tâm cố định của hai giá chuyển hướng trong toa xe L2: Chiều dài của đầu máy toa xe B: Chiều rộng của đầu máy toa xe R: Bán kính cong W1: Độ chiếm dụng ở phần bụng đường cong W2: Độ chiếm dụng ở phần lưng đường cong 1.6.2.2. Hệ thống cấp điện 1.6.2.2.1. Hệ thống cấp điện kéo Hệ thống cung cấp năng lượng điện ban đầu sẽ phải có khả năng đảm bảo hoạt động của các tàu có tải vận hành tạo nên năng lực của hệ thống vận tải. Cung cấp điện kéo sẽ phải xem xét đáp ứng các yêu cầu sau: Điện áp danh nghĩa: 750 V DC (một chiều); Điện áp tối thiểu: - 30%, 500 V DC (một chiều); Điện áp tối đa: + 20%, 900 V DC (một chiều). Các công suất quá tải cho phép bởi thiết bị điện kéo (chủ yếu là các máy biến thế và máy chỉnh lưu được đặt tại trạm biến áp cung cấp điện kéo): 150% điện năng danh nghĩa cho 2 giờ; 300% điện năng danh nghĩa cho 1 phút. Hệ thống điện năng phải được thiết kế để có thể nâng cấp được trong tương lai bằng cách lắp thêm các trạm biến thế cung cấp điện kéo bổ sung, hoặc bằng cách lắp thêm các bộ phận chỉnh lưu- biến thế và các thiết bị đi kèm với các trạm biến thế cung cấp điện kéo ban đầu [2]. 1.6.2.2.2. Trạm phụ cấp Điện kéo Trạm biến áp cấp điện kéo sẽ được bố trí dọc tuyến và càng nhiều càng tốt tại các phòng kỹ thuật của ga hành khách. Mỗi trạm biến áp cấp điện kéo cần một mặt bằng xấp xỉ 150 m2. 1.6.2.2.3. Ray cấp điện Thanh ray thứ 3 (Ray cấp điện) phải có tiết diện hình chữ T làm bằng nhôm và thép, được thiết kế để tiếp xúc bên dưới hoặc bên trên và được gắn đỡ bởi các bộ phận cách điện. Các ray chạy tàu sẽ phải đảm bảo chiều về của dòng điện tới các trạm biến áp cung cấp điện kéo và chúng phải được đặt cách ly với mặt đất để hạn chế những hiệu ứng của dòng điện lạc. 1.6.2.2.4. Bảo vệ hệ thống cấp điện, tiếp đất Hệ thống cấp điện phải tích hợp những thiết bị bảo vệ thích hợp và các hệ thống tiếp đất để giảm thiểu nguy hiểm cho hành khách và công nhân bảo dưỡng / vận hành khỏi các dòng điện và điện thế nguy hiểm. Hơn nửa, các hệ thống bảo vệ phải được thiết kế để cách ly những hư hỏng, giảm thiểu hư hại cho thiết bị và gián đoạn trong vận hành. 1.6.2.2.5. Các cầu giao điện Các cầu dao ngắt điện sẽ được lắp đặt để phân chia tuyến thành các khu vực và các đoạn riêng biệt, nhằm đảm bảo sự vận hành riêng rẽ của tuyến trong trường hợp xảy ra sự cố. Những cầu dao ngắt điện này nói chung sẽ được bố trí gần các vị trí công tắc. 1.6.2.2.6. Các trạm phụ cấp điện và chiếu sáng Các trạm biến áp cung cấp điện và điện chiếu sáng sẽ cung cấp điện cho tất cả các thiết bị điện hạ thế với điện thế 230/400v, 3 pha + trung hòa trung tính, có nghĩa là các trạm biến áp cung cấp các nhu cầu cần thiết về điện hạ thế (các thiết bị cơ điện, thiết bị chiếu sáng khẩn cấp và thông thường, hệ thống điều hoà nhiệt độ, thông gió...), nhưng đồng thời là các trạm biến áp thứ cấp cấp điện kéo và tất cả thiết bị điện áp thấp. Các trạm biến áp cung cấp điện và điện chiếu sáng thuộc loại đối xứng, được lắp với các máy biến thế nối với hai đầu vào trung thế HVA (một đến hai máy biến thế cho một đầu vào). Các trạm biến áp cung cấp điện và điện chiếu sáng sẽ được bố trí tại mỗi ga hành khách để cung cấp cho các thiết bị điện đặt tại ga và dọc tuyến. Mỗi trạm biến áp cung cấp điện và điện chiếu sáng cần một diện tích dự kiến xấp xỉ 120m2 1.6.2.3. Các Hệ thống Cơ điện 1.6.2.3.1. Thang máy và thang cuốn Trong trường hợp không có những qui định riêng, thì thang máy được thiết kế và lựa chọn là loại thang máy thông dụng. Thang máy thông dụng có các đặc tính như sau: Tải trọng: 1000kg; Tốc độ: 1m/s; Lượt: ít nhất 180. Thang máy có thể là loại thang máy điện hoặc thang máy chạy bằng thủy lực. Thang cuốn cũng được lựa chọn để thiết kế cho các ga. Độ dốc của thang cuốn không được vượt quá 300 [2]. 1.6.2.3.2. Hệ thống báo cháy, chữa cháy và phát hiện khói Tuyến đường gồm nhiều khu vực khác nhau với những nguy cơ khác nhau, và những điều kiện môi trường khác nhau. Vì vậy, cần phải có các hệ thống báo cháy khác nhau. Các khu vực công cộng của các ga được cung cấp hệ thống dập tắt cháy tự động như hệ thống phun nước hoặc chỉ với các bình chữa cháy nhỏ và những vòi phun và những cột lấy nước như thường được dùng; Các khu vực hầm được lắp đặt hệ thống dập tắt cháy tự động như hệ thống ống phun chữa cháy tự động hoặc chỉ với những cột nước như thường được dùng; Hệ thống dập cháy tự động được lắp đặt tại các phòng điều hành và phòng kỹ thuật của ga cũng như trong các phòng hành chính. Tại các nhà ga và các lối ra, thường sử dụng các hệ thống phát hiện khói sử dụng công nghệ quang điện cách nhau khoảng 25 m. Hệ thống kiểm soát khói sẽ được kiểm soát bằng quạt được lắp trên mái hoặc bằng thông gió tự nhiên bằng các lổ thông gióTrong trường hợp cháy trong hầm, hệ thống thông gió khẩn cấp sẽ bao gồm: Cung cấp khí sạch đối với khu vực cháy, để đẩy những bụi bẩn của đám cháy và làm giảm nhiệt độ trong hầm; Kiểm soát luồng khí trong hầm để đảm bảo cho hành khách di chuyển an toàn ra khỏi đám cháy và tạo điều kiện thuận tiện để đội chữa cháy tiếp cận đám cháy [2]. 1.6.2.3.3. Kiểm soát môi trường ga Các điều kiện thiết kế bên trong Nhiệt độ không khí khô: 30° CDB Độ ẩm tương đối: từ 45% đến 65% Các điều kiện thiết kế trong hầm nói chung được quy định phải cao hơn 50C so với bên ngoài. Vận tốc không khí tại các khu vực công cộng của ga (trung bình): 3 mét/giây đến 2 mét/giây. Các tiêu chuẩn độ ồn: Tại sảnh trung chuyển khu vực ke ga: 55 dbA, trong hầm: 85 dbA/, trên mặt đất (trong đô thị, khu dân cư): 50 dBA Trong thời gian vận hành bình thường, mức dao động áp suất do chuyển động tàu không được vượt quá 700 Pa/4 giây. Tại mỗi tầng của ga ngầm, luôn cần được cung cấp một hỗn hợp khí sạch từ bên ngoài và bên trong. Chất lượng không khí bên ngoài phải được xác định nhằm cung cấp cho hành khách tối thiểu 8 lít/giây cho một người. Ngoài ra, lượng khí sạch phải ít nhất đạt 10% của tổng lượng khí cấp vào. Ga trên cao (khu vực công cộng) không bố trí hệ thống điều hoà không khí [2]. 1.6.2.3.4. Hệ thống thoát nước cho khu vực ga và đường hầm Trong hầm: Hệ thống thoát nước cho hầm Trong ga: Hệ thống thoát nước bẩn; Trạm thoát nước cho các thang cuốn; Trạm thoát nước cho hầm. Tất cả các trạm hoặc buồng thoát nước này sẽ phải được đặt tại các điểm thấp của hầm và của các ga. Thiết bị thoát nước phải được thiết kế với kích thước phù hợp với các nguồn nước nói trên. Tất cả các ống thoát nước đều phải được nối với hệ thống cống thoát nước của thành phố bằng đường dẫn riêng. Các bơm thoát nước đặt trong mỗi hệ thống thoát nước sẽ được thiết kế có xét đến các dòng và nguồn nước nói trên [2]. 1.6.2.3.5. Hệ thống cấp nước Hệ thống cung cấp nước sẽ cung cấp những loại nước sau: Nước uống; Nước dùng cho khu vệ sinh (cho nhân viên và cho hành khách, nếu có); Nước cho công việc dọn dẹp vệ sinh; Nước cho hệ thống điều hoà không khí; Nước cung cấp cho hệ thống chữa cháy. 1.6.2.3.6. Chiếu sáng Trong hầm: Hệ thống chiếu sáng thông thường sẽ được lắp đặt tại hai bên của đường hầm và cầu cạn (18W cách nhau 25 m). Hệ thống chiếu sáng được cung cấp bởi hai nguồn điện nhằm đảm bảo độ chiếu sáng tổi thiểu nếu như một trong hai nguồn cung cấp bị hỏng. Hệ thống chiếu sáng khẩn cấp sẽ được lắp đặt phù hợp với quy định phòng chữa cháy 130 NFPA của Mỹ. Các ga và lối thoát hiểm khi xảy ra hoả hoạn: Mỗi khu vực có 1 quy định về độ chiếu sáng cụ thể: Khu vực công cộng: 250 lux; Cầu thang và thang cuốn: 300 lux; Các phòng thiết bị: 200 lux. Hệ thống chiếu sáng do hai nguồn điện cung cấp nhằm duy trì mức chiếu sáng tối thiểu khi một trong hai nguồn cung cấp bị hỏng [2]. 1.6.2.4. Hệ thống tín hiệu Về cơ bản, hệ thống kiểm soát và tín hiệu phải bao gồm 3 hệ thống phụ như sau: Hệ thống phụ - liên khoá; Hệ thống phụ - điều khiển tàu tự động; Hệ thống - giám sát tàu tự động; Hệ thống kiểm soát và tín hiệu phải đảm bảo được sự thông tin liên lạc tốc độ cao và hai chiều giữa các hệ thống phụ trên tàu, dọc theo đường sắt, và Trung tâm Kiểm soát Vận hành (OCC); Thời gian giãn cách tối thiểu quy định trong Hệ thống tín hiệu là 100 giây. Hạt nhân của hệ thống điều khiển và tín hiện bao gồm 4 chức năng sau đây: Liên khoá (IXL): Hệ thống phải cung cấp các chức năng liên khoá cơ bản để đảm bảo các mệnh lệnh và cài đặt của tuyến nằm trong điều kiện an toàn. Bảo vệ tàu tự động (ATP): Hệ thống phải kiểm soát và giám sát sự vận hành tự động của tàu sao cho đảm bảo được sự an toàn của hành khách, nhân viên vận hành tàu và các phương tiện. Vận hành tàu tự động (ATO): Hệ thống phải cung cấp các lệnh cho các hệ thống phụ của tàu để đảm bảo dịch vụ được thoải mái và tin cậy đối với hành khách và sự thuận tiện cho nhân viên vận hành trong giới hạn tốc độ và những hạn chế do ATP đặt ra. Giám sát tàu tự động (ATS): Hệ thống phải cung cấp tất cả các chức năng giám sát, kiểm soát và tự động cần thiết để đạt được sự vận hành tự động của tàu được giám sát đầy đủ trong suốt các đoạn tuyến, và để hỗ trợ chế độ vận hành hạn chế. a/ Vận hành tàu tự động(ATO) Hệ thống ATO bao gồm: Kiểm soát chuyển động; Dừng tàu tại ga; Yêu cầu mở cửa tàu; Kiểm soát dừng; Khởi hoạt tuyến tự động; Bộ phận nhận dạng phương tiện. Tốc độ tàu trong một giới hạn có thể chấp nhận được của tốc độ yêu cầu đối với trắc dọc cho chế độ vận hành tàu cụ thể và vị trí tuyến. ATO sẽ điều khiển tốc độ tàu và các mức giảm tốc để dừng đoàn tàu tại sân ga trong phạm vi dung sai đã định rõ qua bản phân tích an toàn và được ATP bắt buộc. ATO phải kiểm soát các lệnh phanh tàu để có thể dừng tàu êm thuận, tránh bị xô giật mạnh khi tàu vào đoạn dừng. b/ Hệ thống bảo vệ tàu tự động(ATP) ATP sẽ đảm bảo và duy trì khai thác an toàn giữa các đoàn tàu. Tất cả các đoàn tàu chạy cùng chiều và ngược chiều sẽ phải được bảo vệ bằng các qui trình an toàn thiết yếu. Cự ly hãm phải được tính toán từ một mô hình hãm an toàn. Mô hình này phải tính đến hệ thống trong trường hợp xấu nhất tương ứng với các điều kiện về thời gian và tình trạng hỏng hóc, tuân thủ với các qui định của ngành Đường sắt. ATP phải cung cấp sự an toàn thiết yếu bao hàm cả bảo vệ tốc độ để ngăn tốc độ tàu không vượt quá giới hạn tốc độ đã xác định trong bản thiết kế hệ thống và bản phân tích an toàn dọc theo toàn bộ tuyến. c/ Các chế độ chạy tàu Các chế độ chạy tàu sau đây sẽ được áp dụng : Chế độ chạy tự động (ATO): Giữa mỗi ga, tàu vận hành tự động bởi hệ thống phụ ATO dưới sự kiểm soát của hệ thống phụ ATP. Chế độ lái tàu hạn chế tốc độ (LMD): Tàu có người lái dưới sự kiểm soát của hệ thống phụ ATP. Chế độ chạy tàu có người lái hạn chế với tốc độ trần (CMD): người lái tàu sẽ chịu trách nhiệm lái tàu, vì vậy, tàu được lái với tốc độ giới hạn (ví dụ 30 km/h) theo hệ thống Đầu máy toa xe. Người lái tàu phải tuân theo các chỉ dẫn của đèn báo hiệu bên đường khi đi vào các khu vực dồn tàu. Chế độ chạy tàu có người lái - không hạn chế: người lái tàu sẽ chịu trách nhiệm lái tàu, tuy nhiên, phương thức này được sử dụng khi tàu chạy ở những khu vực không có ATP hoặc khi ATP trên tàu bị hỏng. Trong suốt thời gian áp dụng phương thức này, người lái tàu sẽ phải tuân theo các chỉ dẫn của OCC (Trung tâm điều hành khai thác) [2]. 1.6.2.5. Thông tin và trung tâm điều hành 1.6.2.5.1. Hệ thống đa chức năng(MSN) MSN sẽ phải được lắp đặt trong toàn bộ hệ thống tàu điện, như các ga và đề-pô với đầy đủ các đường cáp sợi quang chạy trên các đường khác nhau và phải có dự phòng trong trường hợp sự cố. MSN sẽ phải cung cấp băng thông đủ rộng cho tất cả các hệ thống thông tin liên lạc và hệ thống thu vé tự động (AFC), cộng với 50% năng lực dự trữ trong trường hợp mở rộng tuyến trong tương lai. Tại các khu vực ga và đề-pô, các thiết bị thông tin liên lạc và thu vé tự động sẽ được nối với Mạng Nội Bộ (LAN) là mạng sẽ cung cấp giao diện IP/TCP ethernet. LAN (Mạng nội bộ) sẽ được bố trí tại từng vị trí cụ thể như: các nhà ga, OCC, Depot, khu vực hành chính, các trạm phụ cung cấp điện kéo [2]. 1.6.2.5.2. Hệ thống thông tin liên lạc bằng radio Mạng Radio sẽ phải được lắp đặt trong toàn bộ hệ thống tàu điện và sự phủ sóng phải được đảm bảo bằng các ăngten cho đoạn đi cao và phát thanh dọc hầm cho các toà nhà của công trình và các phần ngầm. Hệ thống rađio hỗ trợ chức năng như: các cuộc gọi riêng lẻ, gọi tập thể, đợi cuộc gọi, ưu tiên đợi gọi, hiển thị các bên đàm thoại, cuộc gọi muộn, và cuộc gọi khẩn cấp. Nó sẽ phải quản lý về mặt phân kênh, để phân tách thông tin liên lạc giữa các chức năng (vận hành, bảo dưỡng…). Giao diện với hệ thống điện thoại của tuyến tàu điện sẽ phải được thực hiện, và hệ thống này sẽ phải có khả năng ghi âm. Công suất của hệ thống rađio phải được thiết kế thích hợp để xử lý được trường hợp khẩn cấp. Hạ tầng của hệ thống và các thiết bị trung tâm sẽ phải bao gồm cả phần dự trữ [2]. 1.6.2.5.3. Trung tâm điều hành Hệ thống Trung tâm kiểm soát vận hành (OCC) sẽ tạo nên cơ sở cho các phương tiện tích hợp đối với hoạt động kiểm soát và giám sát của toàn bộ hệ thống tàu điện, bao gồm các thiết bị bảo dưỡng và lưu trữ được đặt trong Đề-pô. OCC được vận hành với số nhân viên hạn chế, bao gồm một nhóm những cán bộ có trình độ cao, mà họ vận hành hệ thống để đảm bảo sự kiểm soát vận hành hàng ngày, và các liên lạc với hành khách đội ngũ bảo trì hay vận hành trực tuyến, cũng như các cơ quan bên ngoài khác (Công an, dân quân tự vệ). Trung tâm kiểm soát vận hành (OCC) sẽ phải có các chức năng sau đây/ bao gồm các hệ thống phụ sau: Giám sát tàu tự động ATS; Giám sát và kiểm soát điện năng; Giám sát và kiểm soát các hệ thống phụ cơ điện; Quản lý và giao diện với các hệ thống phụ thông tin; Các chức năng quản lý vận hành; Các chức năng quản lý bảo trì; Các phương tiện phát triển và đào tạo. Nhân viên vận hành OCC sẽ phải có thể tiếp cận được với các phương tiện thông tin hiệu quả. Vì vậy, OCC sẽ phải bao gồm: Bảng điều khiển rađio kết nối được với bất kỳ thuê bao nào mà người vận hành lựa chọn; Đường dây điện thoại liên lạc trực tiếp được với các dịch vụ khẩn cấp hoặc các phòng kiểm soát ga [2]. 1.6.2.5.4. Các hệ thống thông tin con Hệ thống thông tin bao gồm các hệ thống con sau đây: Hệ thống phát thanh công cộng (PA); Hệ thống thông tin hành khách (PIS); Điện thoại / điện thoại nội bộ; CCTV; Kiểm soát truy cập; Đồng Hồ. Mỗi hệ thống con sẽ được kết nối vào mạng lưới (mạng MSN/LAN). Tất cả các hệ thống thông tin có thể kết nỗi lẫn nhau và chia sẻ các nguồn khi cần thiết. Tất cả các hệ thống sẽ được kiểm soát và điều khiển tại Trung tâm điều hành OCC thông qua hệ thống SCADA, tất cả các sự cố sẽ được bảo cáo trực tiếp và ghi lại vào cơ sở dữ liệu. 1.6.2.6. Hệ thống bán vé và soát vé tự động 1.6.2.6.1. Các đặc tính chung Hệ thống bán và soát vé tự động (AFC) là hệ thống khép kín mà tại đó khu vực chưa trả tiền và khu vực đã trả tiền được ngăn cách bằng một đường barrier tạo bởi các cửa tự động. Lối vào của khu vực đã trả tiền sẽ dành cho những hành khách có vé còn hiệu lực. Hệ thống AFC là một hệ thống độc lập nhưng phải có khả năng phối hợp hoạt động đối với với mạng lưới xe buýt trong tương lai. Việc bán vé chủ yếu do nhân viên bán vé thực hiện, nhưng các máy bán vé tự động cũng sẽ được lắp đặt. Hệ thống AFC có thể bị hỏng theo nhiều cấp độ: Phương tiện vé; Các thiết bị ngoại vi: thiết bị bán vé và kiểm soát ra vào; Thiết bị Trung tâm nhà ga quản lý tất cả các thiết bị ngoại vi của một nhà ga. Máy chủ trung tâm AFC nhằm đảm bảo quản lý và giám sát thiết bị, thu thập số liệu, thống kê, kế toán, quản trị thẻ thông minh [2]. 1.6.2.6.2. Phương tiện vé Phương tiện vé phải thuộc loại công nghệ thẻ thông minh không tiếp xúc công nghệ mói nhất, với loại vé thông minh không tiếp xúc (có thể tái chế) cho loại vé hành trình một chiều. Các loại thẻ thông minh phải theo những tiêu chuẩn quốc tế để tạo sự dễ dàng cho sự hoạt động liên phương thức sau này. 1.6.2.6.3. Các cửa tự động Các cửa tự động sẽ kiểm soát cả lối vào và lối ra của khu vực trả tiền mà không làm ảnh hưởng đến sự lưu thông của hành khách. Các loại cửa khác nhau sẽ được áp dụng Lối vào hoặc các cửa thoát hiểm, làm việc theo cùng một hướng; Các cửa có thể đảo chiều; Cửa dành cho người tàn tật để xe lăn có thể đi qua. Các cửa sẽ phải cho phép lưu lượng người đi qua ít nhất là 40 người/phút/cửa 1.7. ĐẶC ĐIỂM CÁC GA NGẦM 1.7.1. Hình thức bố trí sân chờ trên ga Tùy theo các phương án kết cấu lựa chọn mà các phương án nhà chờ đưa ra cũng khác nhau. Nếu sử dụng hệ thống hầm đôi chạy song song thì hình thức bố trí sân chờ trên ga là dạng ke đảo. Nếu khoảng cách giữa 2 hầm là không quá lớn (20m) thì khi tuyến hầm chạy đến gần vị trí ga sẽ được uốn theo một bán kính nhất định và vuốt dần để để vào ga, và sau khi vào ga tuyến sẽ được bẻ ra theo đúng bán kính cũ. Chiều dài ke ga được bố trí phù hợp với chiều dài của đoàn tàu là 100m. Nếu sử dụng hệ thống hầm ống đơn-đường đôi thì hình thức bố trí sân chờ trên ga thường là dạng bến, hành khách có thể di chuyển qua lại giữa 2 nhà chờ bằng hệ thống cầu thang lên sàn trung chuyển để sang phía bên kia. Kết cấu ga trung chuyển 1.7.2. Chiều sâu đặt ga so với mặt đất Ga có thể đặt sâu hoặc nông tùy theo vị trí đặt hầm là nông hay sâu. Hầm thi công theo phương pháp đào hở thì do hầm được đặt nông nên ga cũng được đặt nông. Hầm thi công theo phương pháp TBM, hầm đặt sâu nên cao độ của ga được bố trí cùng cao độ của đường hầm, chiều sâu ga so với mặt đất phụ thuộc vào độ sâu của đoạn tuyến chạy qua, tuy nhiên phải cao hoặc thấp hơn để đảm bảo đủ điều kiện về dốc dọc cho toàn tuyến. Các tính toán chi tiết được thể hiện trong phần thiết kế cơ sở. 1.7.3. Các yêu cầu thiết kế nhà ga 1.7.3.1. Các yêu cầu về công năng cho thiết kế ga 1.7.3.1.1. Tầm nhìn thoáng dọc ke ga Các ke ga đem lại tầm nhìn thoáng dọc theo chiều dài ke ga. Các kết cấu và các phương tiện báo hiệu sẽ được bố trí sao cho chúng không gây trở ngại đến tầm nhìn của hành khách, của nhân viên giám sát nhà ga và nhân viên vận hành tàu. 1.7.3.1.2. Tính đáp ứng lưu lượng hành khách trong điều kiện thông thường và trong điều kiện khẩn cấp Tổng quan: Các yêu cầu về ứng xử với hành khách sẽ có tác động lớn đến thiết kế ga và hệ thống vận hành. Công tác thiết kế được dựa trên một phân tích cẩn thận các yêu cầu của hành khách và về vận hành. Hệ thống thiết kế nhằm mục đích đem lại sức hấp dẫn tối đa với hành khách. Để đáp ứng điều đó khi thiết kế ta cần lưu ý đến các tiêu chí sau: Các biện pháp an toàn nhằm giảm thiểu những nguy hiểm và rủi ro có tai nạn Khoảng cách di chuyển tối thiểu cho hành khách Năng lực phù hợp đáp ứng sự di chuyển của hành khách Sự thuận tiên, bao gồm việc chỉ đường để đem lại sự lưu thông và định hướng tốt Các biện pháp an ninh để bảo vệ ga và tài sản của đường sắt khỏi sự xâm nhập Các Yêu cầu Khai thác Duy trì hiệu quả khai thác mà không tổn hại đến an toàn của hành khách Cung cấp các thang cuốn và cầu thang bộ: Trong khu vực công cộng của ga, đề xuất lắp đặt các thang cuốn bên cạnh các cầu thang bộ giữa các tầng của ga nơi hành trình theo phương đứng lớn hơn 4m để di chuyển lên và 6m để di chuyển xuống. Số lượng thang cuốn sẽ được xác định bằng việc kiểm tra lưu lượng hành khách thích hợp cho giờ cao điểm buổi sáng và chiều, đối với cả điều kiện thông thường và khẩn cấp (các yêu cầu của tiêu chuẩn NFPA 130). Các thang cuốn có thể được bố trí theo phương thức phân kỳ phụ thuộc vào dự án nhu cầu hành khách. Cấu trúc, số lượng và chiều rộng của các phương thức di chuyển (hành lang, cầu thang và thang cuốn) có thể thay đổi phụ thuộc vào việc xác định năng lực của đầu máy toa xe và dự báo giao thông đang được thực hiện. Sự di chuyển của hành khách trong ga: Để có được sự di chuyển hiệu quả của hành khách giữa mặt đường bộ và tàu và ngược lại, quy hoạch ga sẽ dựa trên những nguyên tắc được xác định cho dòng lưu thông của người đi bộ và được bố trí để giảm thiểu các khoảng cách đi bộ không cần thiết và các dòng giao thông ngang giữa những hành khách đến và đi khỏi ga. Dòng lưu thông điển hình của một hành khách sẽ như sau. Sau khi hành khách đến lối vào ga, hành khách sẽ đi lên khu vực chưa trả tiền trên tầng trung chuyển nơi họ có thể có được thông tin hành trình và mua vé tàu. Hành khách sau đó sẽ tiếp cận vào khu vực đã trả tiền bằng cách đi qua cổng soát vé tự động với chiếc vé đã mua có hiệu lực, sau đó hành khách sẽ đi lên ke ga nơi họ sẽ đón chiếc tàu đầu tiên theo hướng hành trình của mình. Mỗi nhà ga sẽ được đánh giá độc lập để đảm bảo năng lực của ga với lượng hành khách cơ bản và ga có khả năng lắp đặt các cơ sở thiết bị tối thiểu và kinh tế nhất. Các yếu tố đáp ứng nhu cầu hành khách bao gồm các lối lên ga, cầu thang bộ, thang cuốn, máy bán vé và cổng soát vé yêu cầu phải có để phù hợp với nhu cầu hành khách tại giờ cao điểm với phương thức hiệu quả. Số lượng và quy hoạch của những yếu tố này sẽ được đánh giá đảm bảo tất cả các điều kiện vận hành bao gồm cả các tình huống khẩn cấp khi các hành khách được lánh thoát khỏi tàu và ga để đến các vị trí an toàn trong thời gian giới hạn xác định. Dòng lưu thông hành khách và dịch vụ tại tầng của ga: Các ga sẽ được quy hoạch với dòng lưu thông hành khách bên phía trái sao cho thuận tiện. Các dòng giao thông ngang và thay đổi hướng sẽ được giảm thiểu hoặc loại bỏ nếu có thể. Các chướng ngại, như các cột hay rào chắn sẽ được bố trí tách xa khỏi dòng hành khách chính. Các điểm tiếp cận giữa tầng trung chuyển và ke ga sẽ được bố trí đều dọc ke ga, và nếu có thể sẽ giảm thiểu các khoảng cách đi bộ cho các hành khách ra ga và tạo điều kiện cho sự phân bố đều của hành khách đợi tàu trên ke ga. Để có được dòng lưu thông tốt cho hành khách, có thể sẽ tách biệt giữa các hành khách đến và đi tại lối vào ga bằng các rào chắn hoặc bố trí thang cuốn lên và cầu thang bộ xuống. Tương tự, tầng trung chuyển sẽ được phân chia theo phương cách: đầu vào khu vực trả tiền nằm một phía của các cơ sơ thiết bị phục vụ hành khách và đầu ra là phía kia, đồng thời tránh các dòng giao thông ngang. Tỷ lệ khác nhau giữa hành khách đến và đi vào giờ cao điểm buổi sáng và tối sẽ được đáp ứng nhờ việc chuyển hướng của cửa soát vé nhất định. Các khu vực công cộng sẽ được nghiên cứu để đem đến các không gian mở cho phép khả năng giám sát tối đa cho nhân viên nhà ga. Tránh bố trí các hành lang hẹp, đoạn cụt hay các chướng ngại đến tầm nhìn [2]. 1.7.3.1.3. An toàn cháy nổ Ga sẽ được thiết kế tuân theo các yêu cầu an toàn cháy nổ trong tiêu chuẩn NFPA 130. Tuy nhiên, tất cả các vấn đề về an toàn cháy nổ sẽ phải được sự chấp thuận của cơ quan có thẩm quyền. Chữa cháy: Các biện pháp chữa cháy sẽ được thiết kế và thực hiện nhằm giảm thiểu sự bùng phát của đám cháy bằng việc lựa chọn, đặt vị trí và lắp đặt phù hợp các vật liệu và thiết bị. Trong công tác thi công ga, những nguồn gây cháy tiềm tàng sẽ được giảm thiểu bởi: Sử dụng các vật liệu vốn không cháy và hãm khói Cấm các đồ nấu nướng dùng gas trong các khu vực nhân viên Cấm hút thuốc Đặt các thùng rác ở lối lên nhưng không đặt ở bất cứ vị trí nào khác [2]. 1.7.3.1.4. Tính phù hợp với các điều kiện môi trường và khí hậu Tất cả những khu vực công cộng sẽ được thông gió tự nhiên với ánh sáng tốt và tự nhiên, cùng với các biện pháp kiểm soát nhiệt bức xạ mặt trời để đem đến không gian mát mẻ và thoải mái hơn. Các hệ thống kiểm soát môi trường sẽ được cung cấp trong các khu vực vận hành phù hợp với chức năng và mức độ sử dụng của các khu vực này. 1.7.3.1.5. Tính đáp ứng việc thay thế và làm mới Ga sẽ được thiết kế không cản trợ việc thay thế thiết bị hay tân trang/làm mới. Công nghệ thiết kế và thi công sử dụng sẽ cho phép việc thay thế nhiều yếu tố trong ga. Công tác thiết kế các không gian và yếu tố khác nhau sẽ đảm bảo việc mở rộng của các cơ sở. Việc bố trí các cửa soát vé, máy bán vé, các cửa sổ của quầy bán vé và thang cuốn có thể tăng vào giai đoạn đầu đưa tuyến vào khai thác để đáp ứng nhu cầu giao thông tăng lên. 1.7.3.1.6. Tính phù hợp cho người tàn tật Ga được thiết kế cung cấp khả năng tiếp cận không qua bậc thang đối với những người gặp khó khăn trong di chuyển, bao gồm người già, ốm yếu, tàn tật, những người kèm theo trẻ nhỏ. Thang máy và dốc thoải được nghiên cứu sử dụng cho các đoạn lên ngắn giúp đem lại khả năng tiếp cận đến tất cả các tầng. Các thang máy nối giữa đường bộ và tầng trung chuyển được đặt trong khu vực chưa trả tiền. Thang máy nối từ khu vực trả tiền đến mỗi ke ga được đặt trong khu vực trả tiền. Ga sẽ được thiết kế phục vụ hành khách sử dụng gặp khó khăn về thị giác, với các đường hướng dẫn xúc giác được gắn vào sàn để chỉ dẫn họ đi từ mặt đường bộ qua các tầng ga và đến các điểm đón tàu trên ke ga. Các máy móc và thang máy do hành khách vận hành sẽ có các chỉ dẫn được viết bằng chữ Braille để người mù sử dụng. 1.7.3.1.7. Tính an toàn An toàn cho hành khách là một khía cạnh quan trọng trong thiết kế và chi tiết ga. Việc quan tâm đảm bảo an toàn cho hành khách trong các khu vực công cộng phải được thực hiện tại tất cả các giai đoạn. Một số các yếu tố chính là: Chiều cao của lan can là 1100 mm; Thiết kế lan can giúp tránh cho trẻ em trèo lên hay chui qua rào chắn; Vật liệu xây dựng sàn không được trơn trượt hay dễ gây nguy hiểm; Gờ của cầu thang bộ phải có màu sắc tương phản với màu của phần sàn liền kề; Độ cao của các biển báo đảm bảo hành khách không thể chạm đến trong các điều kiện thông thường; Ke ga được làm có độ dốc từ mép trong ke ga; Mép ke ga sẽ được đánh dấu là khu vực không được đứng, rộng 600 mm; Các đường lánh thoát sẽ được báo dẫn rõ ràng và được chiếu sáng với một bộ nguồn liên tục (UPS); Ánh sáng là từ hệ thống có thiết bị đóng ngắt nhanh khi bật lên; Lựa chọn ánh sáng đảm bảo ánh sáng mầu dễ chịu; Lựa chọn vật liệu thi công dựa trên các tiêu chí chống cháy và bề mặt lan truyền có chỉ số phù hợp; Các cáp chạy dọc phía bên đường sắt sẽ được bọc trong các kết cấu bọc ngoài bằng bê tông; Có hệ thống phát thanh công cộng để thông tin cho hành khách các thông tin hành trình liên quan và các hướng đi chính [2]. 1.7.3.2. Quy mô của nhà ga Lưu lượng hành khách của nhà ga: số lượng người lên/xuống ở mỗi ga là rất quan trọng để định qui mô của nhà ga. Mật độ hành khách cao tại sảnh đợi và lưu thông: Mức phục vụ A – 0,83 nguời/m2: Khu vực lưu thông tự do. Khoảng cách trung bình giữa các hành khách là 120 cm hoặc hơn. Xếp vào loại dịch vụ A. Có đủ không gian cho các hành khách đứng và lưu thông mà không gây cản trở đến người xung quanh. Mật độ này tốt nhất là ứng dụng để thiết kế cho sảnh trung chuyển hành khách. Mức phục vụ B – 0,83 đến 1,07 nguời/m2: Khu vực lưu thông hạn chế. Khoảng cách trung bình giữa các hành khách là 105 cm đến 120 cm. Xếp vào loại dịch vụ B. Hạn chế không gian cho các hành khách đứng và lưu thông nhưng không gây cản trở đến người xung quanh. Mật độ này ứng dụng cho các ke ga và các sảnh trung chuyển hành khách. Mức phục vụ C – 1,07 đến 1,5 nguời/m2: Khu vực tiện nghi cá nhân. Khoảng cách trung bình giữa các hành khách là 90 cm đến 105 cm. Xếp vào loại dịch vụ C. Không gian cho các hành khách đứng và lưu thông bị hạn chế và có sự va chạm với người xung quanh nhưng qua thí nghiệm cho thấy vẫn thoải mái về mặt tâm lý. Mật độ này ứng dụng cho khu vực xếp hàng mua vé và sảnh đợi thang máy. Mức phục vụ D – 1,5 đến 3,2 nguời/m2: Khu vực không va chạm. Khoảng cách trung bình giữa các hành khách là 60cm đến 90cm. Xếp vào loại dịch vụ D. Không gian đứng giữa các hành khách không chạm sát nhau nhưng lưu thông trong khu vực này là rất hạn chế chỉ có thể chuyển động theo nhóm. Áp dụng mật độ này cần phải tính đến việc tổ chức khu vực cho hành khách đi lại một cách an toàn. Dựa trên các thí nghiệm về tâm lý, không khuyến nghị áp dụng mật độ này trong một khoảng thời gian chờ đợi lâu. Mức phục vụ E – 3,2 đến 5,4 nguời/m2: Khu vực va chạm. Xếp vào loại dịch vụ E. Chỉ đủ không gian cho hành khách đứng nhưng các cá nhân không thể tiếp xúc được với nhau. Mật độ không gian này chỉ có thể duy trì trong các khoảng thời gian ngắn trong tình trạng không thoải mái về mặt tâm lý và vật lý. Mật độ này chỉ khuyến nghị ứng dụng cho không gian trong thang máy. Liên quan trực tiếp đến điểm trước đó: chiều rộng của các ke ga. Thông thường đối với một ke ga bên, chúng tôi sử dụng chiều rộng 5m. 0,5 m: khu vực an toàn; 2,5 m: khu vực đợi của hành khách. Thông thường, giá trị tối đa có thể chấp nhận được đối với khu vực này là 2 người/m2; 1,5 m: khu vực lưu thông dọc các ke ga. 0,5 m: khu vực lắp đặt các thiết bị (ghế băng dài, ghế, máy cung cấp nước uống…) Tiêu chuẩn NFPA 130 phiên bản năm 2007: Tiêu chuẩn này bao gồm các yêu cầu về phòng cháy đối với khu vực ngầm, trên bề mặt, vận tải công cộng có dẫn hướng cố định và các hệ thống đường sắt chở khách đi cao. Các ga vận tải công cộng có dẫn hướng cố định và các hệ thống đường sắt chở khách sẽ phải gắn liền với các ga chỉ dùng cho hành khách và nhân viên của hệ thống đường sắt chở khách và vận tải công cộng có dẫn hướng cố định và tại những khu vực đệm trong các ga. Tiêu chuẩn này thiết lập những yêu cầu tối thiểu đối với mỗi tiểu hệ thống phụ xác định. Tiêu chuẩn quốc tế này giúp chúng ta có thể xác định được số lượng và chiều rộng cần thiết của các cầu thang [2]. 1.7.3.3. Các ga đa phương thức và kết nối Kết nối với các phương tiện vận tải khác hoặc phương tiện đa phương phức là một yêu cầu thiết kế khác được xem xét khi thiết kế các ga. 1.8. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN VÀ KHẢO CỔ HỌC TRÊN ĐOẠN TUYẾN ĐI QUA 1.8.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo Dự án bắt đầu tại Nhổn với Depot nằm trên đường Văn Cao tại khu vực đã được san nền. Cao độ mặt đất tại khu vực này, thay đổi hơn kém 6,5 m. Bình đồ cho thấy địa hình khá bằng phẳng trong phần đất còn lại đang được xem xét của Dự án (khu vực ngoài Depot). Cao độ mặt bằng thay đổi không nhiều. Cao độ địa hình cao nhất là tại nút giao Cầu Giấy tại đường phía trên khu vực tường chắn phía trước công viên Thủ Lệ. Ngoài khu vực này, địa hình là bằng phẳng. Loại trừ khu vực từ Kim Mã đến Cát Linh, dự án nhìn chung chạy trên các đường đã được quy hoạch hoặc đường hiện tại. Sau khi rời khỏi khu vực Depot, tuyến đi trên dải phân cách của đường quốc lộ 32 đã được quy hoạch, vượt qua đường vành đai 3 tại cầu vượt Mai Dịch, và tiếp tục đi dọc giữa đường Xuân Thủy và Cầu Giấy, rồi đi dọc bên trái đường tại Hồ Thủ Lệ sau khi vượt cầu vượt đường vanh đai 2. Tuyến hạ ngầm bên dưới khu vực ngã tư Daewoo trước khi đến Đại sứ quán Thụy Điển tại đường Kim Mã. Từ đại sứ quán Thụy Điển đến đường Cát Linh, dự án đi dưới khu vực các toà nhà dày đặc giữa đoạn Núi Trúc và Kim Mã cho tới ngã tư trước khách sạn Horizon và tiếp tục đi ngầm bên dưới giữa phố đến Ga Hà Nội và cuối cùng kết thúc tại điểm bắt đầu phố Trần Hưng Đạo. 1.8.2. Điều kiện địa chất chung của Hà Nội Hà Nội nằm trên vùng châu thổ rộng lớn của Sông Hồng. Sông Hồng là một đơn vị địa mạo trải rộng đến 15.000 km2. Địa hình của khu vực này khá bằng phẳng, nhưng những dãy núi có độ cao trung bình lại nằm ở phía Đông và phía Bắc để bao quanh vùng châu thổ. Biên thứ ba, phân định ranh giới phần nổi lên của vùng châu thổ là Biển Đông. Như được quan sát thấy tại các khu vực châu thổ khác trên thế giới, các lớp trầm tích lấp đầy chịu sự phân tách theo thành phần hạt phụ thuộc vào vị trí của nó trong vùng châu thổ. Lớp trầm tích lâu đời nhất có vị trí gần núi và chúng chủ yếu được hình thành bởi lớp trầm tích cát, sỏi. Ngược lại, chất liệu sét là chiếm ưu thế tại các lớp trầm tích trẻ và gần với các trầm tích biển. Sự phân bổ này được thể hiện rõ ràng tại khu vực của dự án. Tại khu vực trầm tích của châu thổ thường thấy sự thay đổi theo chiều ngang do sự khác nhau về năng lượng trầm lắng. Trình tự phân tầng điển hình được hình thành bởi các tầng cát xen kẽ với các lớp đất sét pha. Phần địa tầng cát được tạo thành từ sự trầm lắng với năng lượng ở mức trung bình/cao liên quan đến cấu tạo châu thổ trước đó, trong khi đó thì các lớp trầm tích pha sét lại được tạo thành từ trầm tích. Trình tự sắp xếp địa tầng điển hình này đã được quan sát thấy trong thời gian khảo sát trong những năm gần đây trên địa bàn Hà Nội. Vì vậy, sự phân tầng sẽ là như sau: Lớp đất phủ nhân tạo với độ dày và các đặc tính cơ học rất không đồng nhất. Các khảo sát cho thấy độ dày của lớp này thay đổi từ 1 m đến 6 m; Tầng sét pha và lẫn bột nhìn chung có các thông số cơ học yếu. Những tầng này được quan sát ở độ sâu 10m đến 25m. Độ dày của những tầng này là rất quan trọng trong khu vực Kim Mã (độ dày nằm trong khoảng từ 20m đến 25m). Hơn nửa những tầng này có thể có hàm lượng hữu cơ lớn; Các lớp cát pha có thể bao gồm cả một số thành phần hạt mịn như sét và đất bột. Độ sâu của đỉnh lớp cát nằm trong khoảng từ 10m đến 25m và độ sâu của đáy lớp cát nằm trong khoảng từ 30m đến 45m. Độ chặt của những tầng cát này ở mức trung bình; Các tầng sỏi cuội rất chặt (giá trị xuyên tiêu chuẩn Nspt > 50). Đỉnh của tầng sỏi cuội nằm trong độ sâu từ khoảng 30m đến 45 [2]. 1.8.3. Điều kiện thủy văn Một chế độ nước ngầm không liên tục được quan sát thấy trong các thấu kính cát của lớp địa tầng phía trên. Một chế độ nước ngầm thứ hai tồn tại phần lớn trong lớp cát và lớp sỏi cuội sâu nhất. Tầng chứa nước ngầm này có áp lực ở độ sâu từ 10m đến 15m và đạt mức cân bằng tại gần mặt đất. Nó được kết nối trực tiếp với Sông Hồng và do vậy lưu chuyển thường xuyên. Mực nước ngầm bị ảnh hưởng bởi hoạt động bơm hút trên diện rộng trong đất nền của Hà Nội [2]. 1.8.4. Tình trạng khảo cổ học trên đoạn tuyến Trên đoạn tuyến đi qua, có một số các điểm khảo cổ cần lưu ý như sau: Toàn bộ tuyến đường tàu điện đoạn Nhổn - ga Hà Nội có thể chia thành hai khu vực có mức độ quan trọng khác nhau về mặt di sản văn hoá xưa của Thăng Long - Hà Nội. Đoạn Nhổn - trước ga Cầu Giấy là khu vực ngoài của kinh thành Thăng Long. Đoạn từ ga Cầu Giấy - ga Hà Nội là khu vực nằm trong kinh thành Thăng Long. Đối với đoạn Nhổn - trước ga Cầu Giấy là đoạn không đi qua các di tích trên mặt đất, và cũng chưa phát hiện các di tích khảo cổ học nẳm trên tuyến này. Đoạn đường ga Cầu Giấy – ga Hà Nội được khẳng định là nằm trong khu vực kinh thành Thăng Long trong đó có những đoạn còn nằm trong Hoàng Thành Thăng Long theo với các vị trí cụ thể như sau: Ga Cầu Giấy: nằm ở khu vực giáp nhau giữa vòng kinh thành và vòng Hoàng thành thời Lê, khu vực này trước đây đã tìm thấy nhiều gạch, ngói của thời Lý - Trần - Lê Ga Kim Mã: nằm gần khu Giảng Võ, và có nhiều gạch và ngói từ thời Lý - Trần - Lê được tìm thấy ở đây. Ga Cát Linh: Nằm gần trung tâm Hoàng thành Thăng Long và nơi đây cũng đã phát hiện được nhiều dấu vết gạch, ngói ở đây. Ga Văn Miếu: nằm ở phía nam Hoàng thành và gần sát khu vực Văn Miếu - Quốc Tử Giám cũng có các di tích. Ga Metro Hà Nội: gần ga Hà Nội về phía Nam của thành Thăng Long Từ những kết luận và dự đoán khi học trên đây, Viện Khảo Cổ Học và Ban Quản lý di tích và danh thắng Hà Nội thống nhất kiến nghị: Khu vực làm Depot là một phần thổ canh xã Minh Khai, Xã Tây Tựu, khu ruộng trũng, vườn chuối... đã được giải phóng mặt bằng và san lấp với diện tích lớn. Những khu vực làm ga nổi đoạn đi trên cao do nằm đúng trục tim đường và mở rộng sang hai bên đều không ảnh hưởng đến các di tích lịch sử và văn hoá trên mặt đất như: đền, đình, chùa... do vậy, trong phạm vi tuyến đi trên cao về cơ bản không vi phạm đến những di tích đang hiện hữu trên mặt đất. Tuy nhiên, khu vực làm Depot với diện tích rộng, ở những dạng địa hình khác nhau, nên cần tiến hành đào thám sát với những hố có diện tích nhỏ nhằm kiểm tra các di tích khảo cổ học với diện tích khoảng 200m2. Đối với khu vực ngầm, các ga ngầm nằm trong phạm vi kinh thành và Hoàng Thành Thăng Long. Vì vậy, cần phải khai quật để nghiên cứu và phát hiện dấu tích tầng văn hoá khảo cổ học theo đúng quy định của Luật Di sản Văn Hoá. Tại mỗi ga với diện tích khoảng 4.275m2 (170 m x 25 m) cần ít nhất 4 hố khai quật thăm dò, mỗi hố có diện tích khoảng 50 m2. Diện tích như vậy sẽ đủ kiểm tra sự xuất lộ của di tích, di vật. Như vậy, tổng diện tích khai quật thăm dò tại mỗi ga là 200m2.Tổng diện tích khai quật tại 5 ga là 1000m2. Sau khi tiến hành khai quật thăm dò, nếu ở vị trí nào có di tích và di vật, Viện Khảo Cổ Học và Ban quản lý di tích và danh lam thắng cảnh của Hà Nội sẽ phối hợp với chủ đầu tư lập phương án khai quật tổng thể để di dời những di tích và di vật đến Bảo tàng Hà Nội. Khu vực không có các di vật và di tích sẽ lập biên bản bàn giao mặt bằng để thi công xây dựng [2]. CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CƠ SỞ 2.1. ĐOẠN TUYẾN LỰA CHỌN THI CÔNG 2.1.1. Đặc điểm đoạn tuyến Tuyến lựa chọn thi công là đoạn tuyến giữa hai ga: Ga Cát Linh (ga 12) và Ga Văn Miếu (ga 13), Tính từ Km 20+520 m đến Km 21+070 m. Tổng chiều dài đoạn tuyến thiết kế là 550 m. Đoạn tuyến thi công đi qua khu vực tập trung lưu lượng giao thông lớn, mật độ dân cư dày đặc, các khu dịch vụ, công sở đông đúc. 2.1.2. Điều kiện địa chất Đoạn tuyến thi công Để xác định chính xác điều kiện địa chất của đoạn tuyến xây dựng Metro, trong dự án đã tiến hành khoan 18 lổ khoan ký hiệu từ BH1 - BH17 và BH13b. Sau đây là vị trí các lổ khoan trên đoạn tuyến: [3]. Số Hiệulổ khoan Vị Trí Toạ độ (m) Lý TrìnhKm Độ sâuhố khoan(m) X Y BH1 Tây Tựu - Từ Liêm - Hà Nội 2329421.040 498153.426 9+700 50.45 BH2 Nguyễn Xá - Minh Khai - Từ Liêm - Hà Nội 2328708.750 498799.975 10+610 50.00 BH3 99 Kiều Mai - Phú Diễn - Hà Nội 2328284.540 499789.270 11+650 49.94 BH4 Phúc Diễn - Từ Liêm - Hà Nội 2327987.350 500643.340 12+560 53.95 BH5 Hồ Tùng Mậu -Từ Liêm - Hà Nội 2327588.790 501539.780 13+420 50.00 BH6 99 Kiều Mai - Phú Diễn - Hà Nội 2327347.950 502218.780 14+260 50.52 BH7 34 Hồ Tùng Mậu - Mai Dich - Hà Nội 2327187.390 503012.290 15+70 50.00 BH8 124 Xuân Thủy - Cầu Giấy - Hà Nội 2327193.750 503812.140 15+880 50.70 BH9 Cầu Giấy - Hà Nội 2326960.630 504659.750 16+790 50.00 BH10 Cầu Giấy - Hà Nội 2326501.040 505300.870 17+550 50.52 BH11 579 Phố Kim Mã - Hà Nội 2326399.980 506110.820 18+405 49.30 BH12 Phố Kim Mã 2326548.020 506968.310 19+300 47.00 BH13 66 - Phố Núi Trúc 2326457.518 507856.280 20+0 48.00 BH13b Phố Núi Trúc 2326449.411 507528.319 40.30 BH14 16 Phố Cát Linh 2326309.498 508516.805 21+0 48.17 BH15 Cát Linh - Phố Quốc tử Giám 2326220.793 508663.149 21+200 50.20 BH16 71- Phố Ngô Sĩ Liên 2326037.290 509147.728 21+710 50.00 BH17 Cửa Nam - Hoàn Kiếm - Hà Nội 2325789.084 509505.489 22+200 50.50 2.1.2.1. Sự phân chia các lớp đất đá Trên cơ sở nhận biết, phân loại và mô tả đất đá ngoài hiện trường, trong quá trình khoan và thí nghiệm SPT, kết hợp với kết quả thí nghiệm trong trong phòng cho phép phân chia khu vực khảo sát từ trên mặt trở xuống đến độ sâu khảo sát thành các lớp đất khác nhau. Các lớp đất được phân loại theo mục đích Địa kỹ thuật nên các lớp đất thể hiện trên các Mặt cắt Địa kỹ thuật được phân chia theo tính chất cơ lý không theo thứ tự trầm tích trong địa chất và nguồn gốc thành tạo. Như vậy, các lớp đất có tính chất cơ lý tương tự nhau cho dù có thể thứ tự trầm tích khác nhau sẽ được gộp chung vào cùng một lớp đất được gọi là một đơn nguyên địa chất công trình và mang cùng một số hiệu. Trong phạm vi khu vực khảo sát và đến độ sâu lớn nhất 53.95 m, có thể chia ra các lớp đất như sau: Đất lấp (MG) Phân bố đều khắp khu vực khảo sát và nằm ngay trên mặt đất. Thành phần của lớp không đồng nhất chủ yếu là bê tông, gạch vỡ lẫn cát sét. Chiều dày lớp thay đổi từ 0,7 m đến 4,6 m. Sét dẻo thấp (CL) màu xám nâu, xám xanh, trạng thái dẻo cứng Lớp Sét dẻo cứng (2) nằm dưới lớp đất lấp (1) hoặc lớp Sét dẻo chảy (3) tại các vị trí hố khoan BH 14, BH 15 và BH 17. Lớp này phân bố đều khắp khu vực khảo sát, gặp ở độ sâu khoảng từ 0,7 m đến 10,8 m và kết thúc ở độ sâu khoảng từ 4,5 m đến 14,6 m; chiều dày của lớp thay đổi từ 3,2 đến 12,8 m, có chiều dày lớn ở khu vực vị trí các hố khoan BH 3 đến BH 6. Sét có tính dẻo thấp, màu xám nâu, nâu vàng, xám ghi, trạng thái phổ biến là dẻo cứng, cá biệt là dẻo mềm. Giá trị xuyên tiêu chuẩn NSPT phổ biến thay đổi từ 5 đến 15, cá biệt từ 18 đến 20; trung bình khoảng 9. Sét dẻo thấp (CL), trạng thái dẻo chảy Lớp Sét dẻo chảy (3) nằm dưới lớp Sét dẻo cứng (2), đôi nơi nằm dưới lớp đất lấp (1) và trên lớp Sét dẻo cứng (2) (Hố khoan BH 14, BH 15 và BH 17); phân bố không đều trong khu vực khảo sát, không gặp ở các khu vực vị trí hố khoan từ BH 4 đến BH 6, BH 10, BH 13bis và BH 16, nơi mà lớp sét dẻo cứng (2) có chiều dày lớn. Lớp này gặp nằm ở độ sâu khoảng từ 0,9 m đến 13,8 m và kết thúc ở độ sâu khoảng từ 4,3 m đến 12,8 m; chiều dày lớp thay đổi khoảng từ 1,1 m đến 16,9 m và trung bình khoảng 8,8 m. Nhìn chung, lớp Sét dẻo chảy (3) có chiều dày lớn tại khu vực đoạn Nhổn - Cầu Diễn (BH 2 đến BH 4), khu vực đoạn Cầu Giấy - Ngọc Khánh - Giảng Võ (BH 11 đến BH 13) và khu vực Cát Linh - Văn Miếu (BH 15) Sét có tính dẻo thấp, đôi chổ lẫn ít tàn tích thực vật chưa phân hủy hoàn toàn. Hàm lượng tàn tích thực vật lẫn trong đất phân bố không đều theo diện cũng như theo chiều sâu, thay đổi từ 6,2 đến 12,8 %. Đất có màu xám ghi, xám nâu, xám đen, độ ẩm trung bình 47.0 %, trạng thái phổ biến từ dẻo chảy đến chảy, đôi nơi dẻo mềm. Giá trị xuyên tiêu chuẩn NSPT thay đổi phổ biến từ 1 đến 7, trung bình khoảng 4 . Sét dẻo thấp (CL), trạng thái dẻo cứng Lớp Sét dẻo thấp trạng thái dẻo cứng (4) nằm dưới lớp Sét dẻo cứng (2) hoặc lớp Sét dẻo chảy (3), phân bố không đều trong khu vực khảo sát, không gặp ở các hố khoan BH 1 đến BH 3, BH 9, BH 11, BH 12 và BH 15. Lớp này gặp ở độ sâu khoảng từ 4,3 m đến 14,5 m và kết thúc ở độ sâu từ 13,2 m đến 21,3 m; chiều dày của lớp thay đổi từ 4,0 m đến 11,8 m, trung bình khoảng 7,7 m. Sét có tính dẻo thấp, màu xám nâu, xám vàng, trạng thái phổ biến là dẻo cứng, cá biệt là dẻo nửa cứng. Giá trị xuyên tiêu chuẩn NSPT phổ biến thay đổi từ 10 đến 29, trung bình khoảng 17. Cát mịn lẫn bụi (SM), trạng thái chặt vừa Lớp Cát mịn lẫn bụi (5) nằm dưới lớp Sét dẻo chảy (3) hoặc lớp Sét dẻo cứng (4), phân bố đều khắp khu vực khảo sát của tuyến đường sắt, gặp ở độ sâu từ 10,8 m đến 22,6 m và kết thúc ở độ sâu khoảng từ 25,5 đến 38,5 m; chiều dày của lớp thay đổi phổ biến từ 6,2 m đến 24,5 m, trung bình khoảng 13,1 m. Cát có thành phần chủ yếu cát mịn chiếm khoảng 62,5 % có lẫn khoảng 24,7 % hạt bụi; cát có màu xám nâu, xám ghi, xám vàng, trạng thái phổ biến là chặt vừa. Giá trị NSPT thay đổi phổ biến trong khoảng từ 10 đến 39, trung bình 22. Cát mịn - vừa (SM) lẫn ít sạn sỏi, trạng thái chặt Lớp Cát mịn - vừa lẫn bụi sạn sỏi (6) nằm dưới lớp Cát mịn lẫn bụi trạng thái chặt vừa (5), phân bố tương đối đều trong khu vực khảo sát, không gặp ở các vị trí hố khoan BH5 và BH6. Lớp này gặp ở độ sâu từ 25,5 m đến 36,0 m và kết thúc ở độ sâu từ 33,3 m đến 48,9 m; chiều dày của lớp thay đổi từ 7,0 m đến 15,3 m, trung bình khoảng 11,5 m. Cát có thành phần chủ yếu cát mịn chiếm khoảng 39,6%, cát hạt vừa chiếm khoảng 20,8%, hạt cát thô chiếm khoảng 8,6% và hạt bụi chiếm khoảng 17,1%. Trong lớp này đôi chổ có lẫn sạn sỏi thạch anh nhỏ màu xám trắng, xám với hàm lượng trung bình khoảng lớn hơn 10%. Cát có màu xám nâu, xám ghi, trạng thái phổ biến là chặt đến rất chặt. Giá trị NSPT thay đổi phổ biến trong khoảng từ 30 đến 55, đôi nơi từ 20 đến 29, trung bình khoảng 44 . Trong lớp Cát mịn đến vừa trạng thái chặt (6), tại một vị trí hố khoan BH 1 đến BH 3 và BH 12, bắt gặp thấu kính Sét dẻo thấp trạng thái dẻo cứng (6a) nằm xen kẹp gặp ở độ sâu từ 33,5 đến 39,9 m và có chiều dày khoảng 1,9 m đến 4,5 m. Các thấu kính này có màu xám, xám nâu; trạng thái dẻo cứng. Giá trị xuyên tiêu chuẩn NSPT thay đổi từ 9 đến 24, trung bình khoảng 15. Cuội sỏi cấp phối kém lẫn ít cát sạn (GP), trạng thái rất chặt Lớp Cuội sỏi lẫn ít cát sạn (7) nằm dưới lớp Cát mịn lẫn bụi (5) hoặc lớp Cát hạt min đến vừa lẫn sạn sỏi trạng thái chặt (6), phân bố đều khắp khu vực khảo sát, gặp ở độ sâu từ 33,3 m đến 48,9 m; chiều dày của lớp chưa xác định, trừ hố khoan BH1, các hố khoan còn lại đến độ sâu kết thúc trên 50,0 m vẫn gặp lớp này. Tại hố khoan BH1, lớp này kết thúc ở độ sâu khoảng 47,0 m và có chiều dày khoảng 3,5 m. Thành phần chủ yếu của lớp là cuội sỏi thạch anh đá khoáng màu xám vàng, xám trắng, xám đen. Cuội sỏi có mức lựa chọn kém và có kích thước từ 2 cm đến vài cm, mức độ mài mòn tương đối tốt nên tròn cạnh. Phần trên đôi chổ lẫn ít cát sạn và dăm sạn. Lớp cuội sỏi có trạng thái rất chặt. Trong lớp này thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn khi đóng ở 15 cm đầu tiên đều đạt số búa trên 50 và giá trị xuyên tiêu chuẩn, chỉ số NSPT được lấy quy ước là 50 búa, nhưng trong thực tế còn lớn hơn rất nhiều. Đá cát kết Trong khu vực khảo sát, hố khoan BH 1, ở độ sâu 47,0 m gặp lớp Đá cát kết nằm dưới lớp Cuội sỏi (7). Do hố khoan kết thúc trong tầng nên chiều dày của lớp chưa xác định (đã khoan vào lớp 4,7 m). Cát kết có màu xám ghi, phong hóa nứt nẻ mạnh và dễ bị hóa mềm khi gặp nước [3]. 2.1.2.2. Tính chất cơ lý của các lớp đất 2.1.2.2.1. Theo kết quả thí nghiệm trong phòng Để đánh giá tính chất cơ lý các lớp đất, đã tiến hành lựa chọn lấy mẫu ở các độ sâu khác nhau thí nghiệm trên các mẫu nguyên dạng và mẫu xáo động. Trên cơ sở phân tích địa tầng 17 hố khoan và từ kết quả thí nghiệm các loại mẫu đất trong phòng , đặc trưng cơ lý của các lớp đất được nêu trong các bảng 1 [3]. Bảng 1: Đặc trưng cơ lý của các lớp đất theo kết quả thí nghiệm trong phòng Chỉ tiêu cơ lý Đơn vị Đặc trưng cơ lý của các lớp Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Lớp 6 Lớp 6a Lớp 7 Thành phần hạt 25.4-37.5 % 19.1-25.4 24.5 9.50-19.1 % 20.1 4.75-9.50 % 10.9 14.9 2.00-4.75 % 2.7 8.6 10.3 0.425-2.00 % 9.0 20.8 11.3 0.074-0.425 % 10.3 6.6 9.9 62.5 39.6 40.9 23.5 0.005-0.074 % 55.9 56.5 59.1 24.7 17.1 39.4 11.8 0.002-0.005 % 15.4 18.6 15.2 15.5 <0.002 % 17.6 18.1 14.9 11.2 Tính chất vật lý Độ ẩm % 27.2 47.0 25.2 23.6 24.2 Hàm lượng hữu cơ % 8.7 Khối lượng thể tích T nhiên g/cm3 1.97 1.73 1.99 1.91 Khối lượng thể tích khô gd g/cm3 1.57 1.19 1.60 1.48 Khối lượng riêng g s g/cm3 2.70 2.69 2.70 2.66 2.65 2.68 2.64 Hệ số rỗng eo 0.737 1.336 0.694 0.815 Độ lổ rỗng n % 42.0 55.8 40.8 44.9 Độ bão hoà G % 96.6 96.1 96.6 95.3 Giới hạn Atterberg Giới hạn chảy Wc % 37.3 49.6 34.5 29.6 Giới hạn dẻo Wd % 20.7 28.5 19.8 19.0 Chỉ số dẻo Ip % 16.6 21.2 14.7 10.7 Độ sệt B 0.42 0.85 0.34 0.35 Bảng 1: Đặc trưng cơ lý của các lớp đất theo kết quả thí nghiệm trong phòng (tiếp theo) Chỉ tiêu cơ lý Đơn vị Đặc trưng cơ lý của các lớp Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Lớp 6 Lớp 6a Lớp 7 Cắtt trực tiếp Góc nội ma sát f’ Độ 18○30' 13○00' 18○00' Lực dính C’ Kpa 22.9 17.97 19.67 Nén 3 trục CU Góc nội ma sát f’CU Độ 22○30' 15○00' 22○00' Lực dính C’CU Kpa 29.43 23.50 29.77 Góc nội ma sát fCU Độ 19○30' 12○30' 19○00' Lực dính CCU Kpa 27.2 20.21 25.37 Nén 3 trục UU Góc nội ma sát fU Độ 2○00' 1○00' 2○00' Lực dính CU Kpa 64.2 32.3 90.7 Nén cố kết mẫu theo phương đứng Áp lực cố kết sc Kpa 132 86 148 Hệ số nén lún av1-2 10-2 m2/KN 0.032 0.79 0.022 Chỉ số nén Cc 0.108 0.269 0.075 Hệ số cố kết Cv 10-8 m2/s 14.41 12.08 14.04 Hệ số thấm kv 10-9m/s 0.23 0.33 0.19 Modun biến dạng E1-2 Kpa 6538 3545 7594 Nén cố kết mẫu theo phương ngang Áp lực cố kết sc Kpa 135 120 148 Hệ số nén lún av1-2 10-2 m2/KN 0.022 0.037 0.023 Chỉ số nén Cc 0.074 0.124 0.077 Hệ số cố kết Cv 10-8 m2/s 16.35 27.48 11.96 Hệ số thấm kh 10-9m/s 0.22 0.44 0.17 2.1.2.2.2. Theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT Từ kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn, đặc trưng cơ học của các lớp đất được thể hiện trong bảng 2 và bảng 3. Trong bảng 3, một số giá trị đặc trưng cơ học của đất được xác định theo công thức tương quan trong tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 226 : 1999 “Đất xây dựng - Phương pháp thí nghiệm hiện trường - Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn” như sau: Góc ma sát trong: j =Ö(12.N) + a với a = 15 đến 25 (Terzaghin, Peck, Meyerthof…); khi tính toán lấy a = 15 Lực dính kết của đất dính theo Terzaghin và Peck - 1967: Cu=qu/2 với qu=NSPT/10 Moduyn biến dạng: Eo = a+b. (N+6) (Theo Tassios, Anagnostopoulos) trong đó: a = 3 đối với đất dính; a = 3,5 đến 7 đối với cát hạt mịn đến thô và a = 10 đến 12 đối với cát lẫn sạn sỏi, sạn sỏi lẫn cát và cuội sỏi Khi NSPT >15 ® b=15 và khi NSPT ≤ 15 ® b=0 Bảng 2: Giá trị xuyên tiêu chuẩn của các lớp đất Lớp Tên đất Giá trị lớn nhất Giá trị nhỏ nhất Giá trị trung bình 2 Sét dẻo thấp, trạng thái dẻo cứng 15 5 9 3 Sét dẻo thấp lẫn ít tàn tích thực vật, trạng thái dẻo chảy 7 1 4 4 Sét dẻo thấp, trạng thái dẻo cứng 29 10 17 5 Cát mịn lẫn bụi, trạng thái chặt vừa 39 10 22 6 Cát mịn -vừa lẫn sạn sỏi, trạng thái chặt 55 30 44 6a Thấu kính Sét dẻo thấp, trạng thái dẻo cứng 24 9 15 7 Cuội sỏi lẫn sạn, cát sạn, trạng thái rất chặt >50 búa 8 Đá Cát kết > 50 búa Bảng 3: Đặc trưng cơ lý của các lớp đất theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn Lớp Tên đất Giá trị SPT Búa Góc ma sát trong y, Độ Lực dính kết, Cuu Kpa Moduyn biến dạng MPa Sức chịu tải cho phép Ro, KPa 2 Sét dẻo thấp, trạng thái dẻo cứng 9 45 4.5 75 - 150 3 Sét dẻo thấp lẫn ít tàn tích thực vật, trạng thái dẻo chảy 4 - 20 3.0 < 75 4 Sét dẻo thấp, trạng thái dẻo cứng 17 - 85 10.9 150 - 300 5 Cát mịn lẫn bụi, trạng thái chặt vừa 22 31 - 13.8 100 - 300 6 Cát mịn -vừa lẫn sạn sỏi, trạng thái chặt 44 38 - 21.5 >300 6a Thấu kính Sét dẻo thấp, trạng thái dẻo cứng 15 - 75 6.3 75 - 150 7 Cuội sỏi lẫn sạn, cát sạn, trạng thái rất chặt > 50 - - > 70.0 >600 8 Đá Cát kết > 50 - - > 70.0 >600 2.1.2.2.3. Theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh CPT Kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh CPT đã tiến hành tại 5 vị trí được thể hiện trên mặt cắt địa kỹ thuật. Từ giá trị sức kháng mũi xuyên đơn vị qc dựa trên một số tương quan, đặc trưng cơ học của các lớp đất được thể hiện tron