Đồ án Thiết kế và tổ chức thi công đường hầm vượt đường bộ tại nút Kim Mã

Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 1 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CÔNG TRÌNH BỒ MÔN CẦU HẦM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH HẦM ĐỀ TÀI THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM VƯỢT ĐƯỜNG BỘ TẠI NÚT KIM Mà HÀ NỘI | 05-2010 Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 2 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 3 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 4 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 LỜI NÓI ĐẦU Ở Hà Nội hiện nay, tốc độ phát triển của hệ thống giao thông vận tải đô thị (GTVTĐT) rất cao. Phương tiện cũng ngày càng đa dạng và phong phú hơn. Hệ thống cơ sở vật chất hạ tầng cho giao thông cũng có nhiều thay đổi. Toàn bộ hệ thống đường xá, cầu, cống đã liên tục được nâng cấp, tại các ngã ba, ngã tư, các nút giao thông đã được trang bị hệ thống đèn hiệu dải phân luồng. Nhiều tuyến đường lớn nhỏ tiếp tục được qui hoạch, mở rộng hợp lý, đạt yêu cầu về tiêu chuẩn chất lượng, đảm bảo phục vụ tốt cho các hoạt động lưu thông. Bộ mặt giao thông đô thị ở Hà Nội đã và đang thay đổi từng ngày. Tuy nhiên, quá trình phát triển của GTVTĐT ở Hà Nội thể hiện nhiều bất cập. Xu thế phát triển hiện nay của toàn bộ hệ thống GTVTĐT ở Hà Nội chưa cân đối và hợp lý. Điều này có thể thấy rõ ở sự phát triển thiếu hài hoà giữa số lượng và sự đa dạng của các phương tiện giao thông với hệ thống cơ sở hạ tầng đô thị. Hệ thống cơ sở hạ tầng tuy phát triển nhanh và dần dần được hiện đại hoá nhưng không theo kịp với tốc độ phát triển nhanh đến mức không thể kiểm soát nổi của các phương tiện giao thông. Với chính sách mở cửa trong nền kinh tế thị trường sôi động, trong những năm gần đây, số lượng xe cộ, thành phần phương tiện giao thông tăng rất nhanh và rất đa dạng. Phương tiện giao thông cơ giới tư nhân tăng nhanh dẫn đến tình trạng quá tải của các đường phố Hà Nội đến mức báo động gây trở ngại cho quá trình hiện đại hoá đô thị. Theo số liệu của Phòng Cảnh sát giao thông (Công an TP Hà Nội), riêng trong năm 2006, thành phố có thêm 580 nghìn xe máy đăng ký mới, nâng tổng số phương tiện trên địa bàn lên tới 1,7 triệu xe máy, 175 nghìn ô-tô. Đó là chưa kể số phương tiện của khoảng 200 nghìn người từ các địa phương khác hiện đang sinh sống, học tập trên địa bàn thủ đô. Trong khi đó, trung bình mỗi năm thành phố chỉ xây dựng được thêm 30-40 km đường. Chính vì thế hệ thống cơ sở hạ tầng đô thị vẫn nhanh chóng bị quá tải và xuống cấp nghiêm trọng. Chất lượng đường thấp, mặt đường hẹp, tại các nút giao thông trong giờ cao điểm mật độ xe tăng vọt gây ách tắc giao thông. Số vụ tai nạn giao thông gia tăng, nồng độ bụi, khí thải, tiếng ồn đã đến mức báo động gây ô nhiễm môi trường trầm trọng. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 5 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 Nút giao thông tại ngã tư Kim Mã-Nguyễn Chí Thanh-Liễu Giai (gần khách sạn DAEWOO) là một trong những nút giao thông quan trọng của quận Ba Đình và của thành phố. Lưu lượng các phương tiện giao thông rất lớn, thời gian qua nút lớn do có nhiều loại phương tiện giao thông với tốc độ khác nhau cùng tham gia. Việc cần thiết đặt ra là phải cải tạo lại nút giao thông này phù hợp với quy hoạch, rút ngắn thời gian của các phương tiện giao thông qua nút, đáp ứng nhu cầu phát triển giao thông của thành phố trong tương lai. Trước thực trạng giao thông như vậy thì giải pháp khắc phục mang lại hiệu quả về nhiều mặt là xây dựng hệ thống giao thông ngầm. Việc xây dựng hệ thống giao thông ngầm có ý nghĩa rất lớn trong giải quyết vấn đề giao thông đô thị, cho phép sử dụng đất đô thị hợp lý, dành quỹ đất để xây dựng nhà ở, công viên, bồn hoa, khu vực cây xanh v.v… Tăng cường vệ sinh môi trường đô thị, giảm ách tắc & tai nạn giao thông, nâng cao khả năng lưu hành của các phương tiện giao thông. Với mục đích như vậy nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp của em được giao là Thiết kế và tổ chức thi công hầm vượt đường bộ với số liệu của nút giao thông gần khách sạn DAEWOO. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 6 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 7 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC TUYẾN GIAO CẮT 1.1. NÚT HIỆN HỮU 1.1.1. TÊN NÚT: Ngã tư Kim Mã - Nguyễn Chí Thanh - Liễu Giai • Ngã tư Kim mã-Nguyễn Chí Thanh-Liễu Giai là nút giao cắt đồng mức, mật độ xe thông qua là rất lớn. Ngoài ra lưu lượng người đi bộ qua đường rất lớn vì nó nằm gần khách sạn DAEWOO, công viên Thủ Lệ, nhà thi đấu Quần Ngựa, hệ thống nhà hàng văn phòng trên đường Kim Mã, Nguyễn Chí Thanh, ngoài ra còn có các điểm dừng đỗ của xe bus. 1.1.2. CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT • Đường cấp 4 • Tốc độ tối đa cho phép là 60Km/h 1.1.3. TÌNH HÌNH KHAI THÁC • Tại nút giao thông này, xe cộ nhiều, thành phần xe phức tạp, khách qua đường đông. Do tính chất giao thông tại nút phức tạp có hiện tượng cản trở lẫn nhau giữa các loại xe, giữa xe thô sơ và xe cơ giới, giữa xe và người qua đường, nên thêi gian thông qua nút kéo dài, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khoẻ người tham gia giao thông đặc biệt là người đi bộ và xe đạp. • Tổ chức giao thông tại nút bằng đèn tín hiệu. Trong quá trình xe chạy trên đường, do xe chạy theo các hướng khác nhau, tại các nút giao thông thường xuyên xảy ra các điểm xung đột. Hướng xe chạy khác nhau, tính chất xung đột khác nhau. Tính xung đột thể hiện ở các điểm xung đột sau: điểm tách, điểm nhập, điểm cắt. Điểm xung đột tại đây là các dòng xe khi lưu thông gặp phải người đi bộ qua đường,xe thô sơ rẽ phải rẽ trái. Các điểm xung đột này chính là nguyên nhân là giảm tốc độ Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 8 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 xe, gây tổn thất nhiều thời gian, gây ồn, ô nhiễm, tổn hại về kinh tế, gây tai nạn giao thông. • Để cải thiện tình hình giao thông qua nút nhằm tăng lưu lượng giao thông, tăng khả năng thông hành của xe qua nút, giảm thiểu tối đa tổn thất thời gian và tai nạn giao thông qua nút người ta đề ra nhiều biện pháp tổ chức phân luồng các dòng giao thông như: o Đặt đèn tín hiệu điều khiển giao thông với việc chia pha hợp lý và có cảnh sát giao thông để tăng tính tự giác chấp hành luật giao thông của người tham gia giao thông và hỗ trợ đèn tín hiệu vào giờ cao điểm. o Làm hầm vượt đường bộ, cầu vượt. Mục đích để giảm bớt các điểm xung đột giúp cải thiện tình trạng ách tắc giao thông và cải thiện môi trường. • Theo thống kê, nếu quản lý bằng đèn tín hiệu, thời gian mất đi tại nút là 30% toàn bộ thời gian chạy xe. Lượng khí thải ra của các động cơ xe gấp 9 - 10 lần so với lúc đang chạy. Nếu sử dụng nút giao thông khác mức có thể khắc phục một cách tốt nhất các nhược điểm trên. Cải thiện đáng kể môi trường giao thông, giảm chi phí thời gian, chi phí kinh tế, cải thiện môi trường… • Khi dùng nút giao thông khác mức có thể xoá bỏ các điểm cắt , chỉ còn lại các điểm tách và nhập dòng nên lưu lượng giao thông qua nút và khả năng thông hành của nút sẽ tăng, tuy nhiên hành trình xe chạy sẽ dài hơn dẫn đến chi phí đầu tư ban đầu lớn và diện tích đất chiếm dụng của nút lớn. 1.2. TUYẾN THIẾT KẾ 1.2.1. TÊN NÚT: Ngã tư Kim Mã-Nguyễn Chí Thanh- Liễu Giai 1.2.2. CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT Để mang lại hiệu quả kinh tế - kĩ thuật của nút giao thông như: rút ngắn hành trình ra vào nút; do đó giảm tổn thất thời gian của các hành trình, tăng tốc độ xe chạy, do vậy Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 9 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 tăng khả năng thông hành của nút; tăng an toàn giao thông; giảm tai nạn giao thông; giảm chi phí khai thác vận doanh, giảm lượng khí thải của phương tiện tham gia giao thông. Khi thiết kế nút giao thông cần dựa trên các nguyên tắc sau: • Đảm bảo người lái xe phát hiện kịp thời nút khi gần tới để chuẩn bị tư tưởng và khi tới nút có thể nhận biết ngay đường đi lối lại trong nút, không do dự, không bị ngộ nhận sai phương hướng. Để có thể biết là sắp tới nút, trên đó có thể trồng cây thấp, hoặc tượng đài, dùng dấu hiệu giao thông ở mặt đường, ban đêm nút giao thông được chiếu sáng nhiều hơn… • Đảm bảo cho người đi bộ,người tàn tật,người đi xe đạp...qua đường được an toàn. • Đảm bảo tầm nhìn, tầm nhìn là nhân tố cơ bản an toàn ở nút. Người lái xe có thể nhìn thấy dễ dàng xe đi trên các tuyến khác, có thể định lượng được tốc độ của xe đó. Trong phạm vi từ 0,6 - 2m theo chiều đứng các vật chướng ngại cần được phát quang. các biển quảng cáo, cây trồng, dấu hiệu giao thông…không được che khuất tầm nhìn. • Đảm bảo cho các dòng xe cắt nhau theo một góc 900. Giao nhau một góc như vậy, người lái xe có thể nhìn tốt hơn, định lượng chính xác hơn tốc độ xe chạy trên đường ngang. Điều đó là rất cần thiết cho người đi bộ. Với góc giao như vậy có thể giảm tối đa chiều dài qua đường. • Đảm bảo chiếu sáng ở nút ban đêm, theo thống kê của Pháp, 42% tai nạn chết người xảy ra tại nút vào ban đêm. Mức độ nguy hiểm của xe chạy ban đêm gấp 2 - 3 lần xe chạy ban ngày. Chiếu sáng ban đêm tại nút một mặt có tác dụng đảm bảo an toàn chạy xe, một mặt có tác dụng tăng vẻ đẹp mỹ quan đường. Các quan điểm chung xây dựng nút giao thông khác mức: Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 10 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 • Nút giao thông khác mức là một dạng đặc biệt về cấu tạo hình học của nút giao thông. Nó bao gồm tất cả các trang thiết bị trên đường để đảm bảo lưu thông dòng xe qua nút. • Nó là một giải pháp giao thông tốt cho các nút giao thông cùng mức vì trên đó các luồng xe có lưu lượng cao có thể chạy với tốc độ cao cắt qua đường ngang khác. Khác với nút giao thông đơn giản, nút khác mức đảm bảo ít nhất là một nhánh nối giữa các đường giao nhau. Sự phân chia cao độ đã loại trừ mọi xung đột cắt giữa các luồng xe rẽ. Mặc dù việc thiết kế mỗi nút giao thông là một công việc cá biệt, nhưng phải gắn nó đồng thời với các nút cùng mức và khác mức cạnh đó. Một nút giao thông khác mức hay một dãy nút giao thông khác mức của một đường cao tốc cắt qua một khu dân cư làm ảnh hưởng đến một vùng rộng lớn cạnh nó, có khi ảnh hưởng tới cả khu dân cư đó. Việc thiết kế và cắm một nút giao thông khác mức phải tạo sự lưu thông tốt nhất phù hợp lợi ích toàn cộng đồng. • Trên một chừng mực nào đó, nút khác mức là một thành phần tách khỏi hệ thống đường xá để thiết kế một cách độc lập nhằm thích ứng tốt nhất các yêu cầu đặc biệt trong vùng đặt nút. Nhưng mặt khác nó lại phải là nhân tố hợp thành của hệ thống đường xá gắn với các thành phần khác để đảm bảo dòng giao thông và nối tiếp với các cấu tạo khác. Vì đây là các yếu tố có liên quan, khi thiết kế nút giao thông khác mức không thể coi nhẹ hình dáng và tính chất của các thành phần khác. • Hiện có rất nhiều mô hình nút giao thông khác mức để từ đó có thể lựa ra mô hình thích hợp nhất với các điều kiện hiện hữu. Việc chọn loại hình của nút giao khác mức là việc thiết kế nó phụ thuộc vào các điều kiện kinh tế và kĩ thuật mà các điều kiện quan trọng nhất là: o Cấp của loại đường, đất giành cho đường, tính chất các kết cấu lân cận, tốc độ tính toán, lưu lượng giao thông, tính chất giao thông… Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 11 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 o Địa hình, môi trường, kinh tế, an toàn… • Quan hệ giữa các thành phần trong hệ thống đường xá 1.2.3. QUY MÔ CỦA NÚT • Nút được xây dựng lại bằng hầm vượt đường bộ theo hướng Kim Mã - bến xe Kim Mã (Cầu Giấy) • Ta sẽ đưa ra 2 phương án: o Phương án hầm vượt đường bộ thi công theo phương pháp cọc ván thép. o Phương án cầu vượt đường bộ. Bé m«n CÇu HÇm GVHD: TS. NguyÔn Ph−¬ng Duy §å ¸n tèt nghiÖp GVĐD ThS. NguyÔn Xu©n Lam 12 Sinh Viªn: D−¬ng Huy Kiªn Líp: §−êng hÇm & Mªtr« K46 CHƯƠNG II ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC GIAO CẮT 2.1. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN KINH TẾ Xà HỘI 2.1.1. VỀ ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT: • Khi đường giao nhau có tiêu chuẩn kĩ thuật cao, có tốc độ xe lớn, như đường cao tốc giao nhau, hoặc giao với các đường khác. • Cường độ xe qua nút lớn, lưu lượng người đi bộ qua nút lớn, thời gian dừng đèn kéo dài. • Khi đường đô thị giao nhau với đường sắt và bị ảnh hưởng rất nhiều. • Điều kiện địa hình cho phép xây dựng nút giao thông khác mức không tốn kém lắm… 2.1.2. VỀ ĐIỀU KIỆN KINH TẾ: • Kinh phí đầu tư bình quân năm để xây dựng nút giao thông khác mức phải nhỏ hơn tổn thất kinh tế hàng năm khi dùng nút giao thông cùng mức. Tổn thất kinh tế hàng n