Thiết Kế Hầm Giao Thông Đường Bộ Đèo Ngang Bằng Phương Pháp Natm

LỜI CẢM ƠN

Qua thời gian 4.5 năm học tập tại trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam.

em đƣợc sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong khoa Cơ Điện và Công Trình,

đặc biệt là các thầy cô trong Bộ môn KTCT. Đến nay em đã hoàn thành nội

dung học tập theo yêu cầu của nhà trƣờng đề ra và em đã đƣợc nhận Đề tài Tốt

nghiệp.

Trƣớc tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy giáo

hƣớng dẫn GVC.THS.TRẦN VIỆT HỒNG và thầy giáo THS.PHẠM

MINH VIỆT. Các thầy đã luôn quan tâm, hƣớng dẫn em hoàn thành Đồ án

tốt nghiệp này.

Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong Bộ môn KTCT đã dìu dắt em

trong suốt thời gian học tập tại trƣờng và đã giúp đỡ em trong quá trình sƣu tầm

tài liệu cũng nhƣ những ý kiến đóng góp hết sức quý báu của các thầy cô trong

quá trình thực hiện Đồ án.

Em đã thực hiện tốt Đồ án tốt nghiệp đƣợc giao và đã hoàn thành đúng tiến

độ của Bộ môn. Tuy nhiên, với kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo còn ít,

thực tế thi công không nhiều cho nên Đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi

những thiếu sót. Rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo của các thầy, cô để em đƣợc

học hỏi, hiểu biết thêm.

Một lần nữa em xin cảm ơn các thầy.

Hà nội, ngày 06 tháng 12 năm 2016

Sinh viên

Lê Trung Dũng

LỜI NÓI ĐẦU

Giao thông vận tải là mạch máu của cả nƣớc. Vì vậy trong quá trình công

nghiệp hóa - hiện đại hoá đất nƣớc, giao thông phải không ngừng hoàn thiện và

nâng cấp nhằm đáp ứng nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hóa ngày càng lớn.

Hệ thống giao thông của nƣớc ta phần lớn còn ở mức chất lƣợng thấp, nhất là ở

các vùng sâu, vùng xa.

Hệ thống giao thông bao gồm nhiều loại hình. Để vƣợt qua các chƣớng

ngại do địa hình có các hình thức nhƣ Cầu, Cống, Hầm…Ở nƣớc ta các công

trình hầm xuyên núi không nhiều, chủ yếu là hầm đƣờng sắt. Hầm đƣờng ôtô

mới chỉ có hầm Hải Vân là hầm có chiều dài lớn, và một số hầm đƣợc xây dựng

trong thời gian gần đây.

Sau thời gian học tập tại trƣờng, với chuyên ngành KTXDCT, em đã hoàn

thành đồ án tốt nghiệp “THIẾT KẾ HẦM GIAO THÔNG ĐƢỜNG BỘ

BẰNG PHƢƠNG PHÁP NATM”

Đồ án gồm 4 phần: Phần 1: Giới thiệu chung

Phần 2: Thiết kế sơ bộ.

Phần 3: Thiết kế kĩ thuật.

Phần 4: Thiết kế thi công.

Với kiến thức đã có, em mong sẽ đóng góp đƣợc một phần nhỏ bé trong

công cuộc xây dựng đất nƣớc trong thời kì đổi mới

Hà nội, ngày 06 tháng 12 năm 2016

Sinh viên

Lê Trung Dũng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

LỜI MỞ ĐẦU

PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG ..................................................................................1

CHƢƠNG 1: TÊN CÔNG TRÌNH, VỊ TRÍ XÂY DỰNG. .........................................1

1.1. Tên công trình: Hầm đƣờng bộ Đèo ngang........................................................... 1

1.2. Vị trí....................................................................................................................... 1

1.3. Đặc điểm điều kiện kinh tế, xã hội. .......................................................................1

1.4. Điều kiện giao thông hiện tại của khu vực xây dựng. ...........................................1

1.5. Đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực công trình. ...................................................1

1.6. Điều kiện khí hậu khu vực xây dựng. ....................................................................1

1.7. Khả năng cung cấp điện nƣớc, vật liệu xây dựng. ................................................ 2

1.9. Dự báo giao thông .................................................................................................3

CHƢƠNG 2: TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT. .................................................................4

2.1. Quy trình, quy phạm thiết kế đƣợc áp dụng. .........................................................4

1. Tiêu chuẩn thiết kế đƣờng ôtô TCVN 273 – 05. ......................................................4

2. Tiêu chuẩn thiết kế đƣờng ôtô TCVN 4054 – 05. ....................................................4

3. Tiêu chuẩn thiết kế hầm đƣờng ôtô TCVN 4027 – 88. ...........................................4

4. Tham khảo tiêu chuẩn thiết kế hầm xuyên núi của Nhật. ........................................4

5. Tiêu chuẩn thiết kế Cầu TCVN 272 – 05. ................................................................4

6. Tham khảo các tài liệu, các tiêu chuẩn kỹ thuật khác có liên quan. .......................4

2.2. Các tiêu chuẩn kỹ thuật. ........................................................................................4

2.2.1. Quy định chung ..................................................................................................4

2.2.2. Xác định chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến .................................................................. 6

CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU VỰC HẦM. ..........7

3.1. Mô tả địa chất công trình khu vực hầm. ................................................................7

3.2. Phân loại địa chất trong các khu vực dự kiến tuyến hầm đi qua. .........................7

3.3. Dự kiến cấu tạo kết cấu và biện pháp công nghệ thi công đƣờng hầm. ................9

CHƢƠNG 4: LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN TUYẾN.................................................. 10

4.1. Tuyến 1 ................................................................................................................10

4.1.1. Đặc điểm tuyến 1: .............................................................................................10

4.1.2. Ƣu điểm: ...........................................................................................................11

4.1.3 Nhƣợc điểm: ......................................................................................................11

4.2: Tuyến 2: ...............................................................................................................11

4.2.1. Đặc điểm tuyến 2 ..............................................................................................11

4.2.1. Ƣu điểm: ...........................................................................................................11

4.2.2. Nhƣợc điểm: .....................................................................................................12

4.3. So sánh và kiến nghị chọn tuyến thiết kế kỹ thuật. ............................................. 12

PHẦN II. THIẾT KẾ CƠ SỞ .....................................................................................14

CHƢƠNG 1: THIẾT KẾ PHƢƠNG ÁN KẾT CẤU SƠ BỘ THỨ 1 (MỘT HẦM ĐÔI

VỚI 4 LÀN XE) .........................................................................................................14

1.1. Thiết kế tuyến hầm .............................................................................................. 14

1.1.1. Những yếu tố hình học của tuyến hầm ............................................................14

1.1.2. Bình diện hầm. ..................................................................................................15

1.1.2.1. Các thông số kĩ thuật: ....................................................................................15

1.1.2.2. Vị trí các cửa hầm: .........................................................................................15

1.1.3 - Trắc dọc tuyến hầm......................................................................................... 16

1.1.3.1. Trắc dọc trong hầm: .......................................................................................16

1.2. Yếu tố hình học của đƣờng trong hầm ................................................................16

1.2.1. Khổ giới hạn tiếp giáp kiên trúc trong hầm ......................................................16

1.2.2. Tĩnh không trong hầm: .....................................................................................17

1.2.3. Cách dựng khuôn hầm...................................................................................... 18

1.3. Kết cấu vỏ hầm. ...................................................................................................18

1.3.1. Bêtông phun (Shotcrete): ..................................................................................19

1.3.2. Lớp bê tông chống thấm:.................................................................................. 20

1.3.3. Neo: ..................................................................................................................20

1.3.4. Các dạng kết cấu vỏ hầm của hầm chính. ........................................................22

1.4. Kết cấu mặt đƣờng xe chạy và đƣờng bộ hành ...................................................26

1.5. Phòng nƣớc và thoát nƣớc trong hầm ..................................................................26

1.5.1. Cấu tạo lớp chống thấm vỏ hầm. ......................................................................27

1.5.2. Bố trí hệ thống rãnh thoát. ................................................................................28

1.5.3. Cấu tạo rãnh thoát nƣớc.................................................................................... 29

1.6. Thiết kế cửa hầm .................................................................................................29

1.6.1. Vị trí cửa hầm. .................................................................................................. 29

1.6.2. Cửa hầm phía Nam:.......................................................................................... 30

1.6.3. Cửa hầm phía Bắc: ........................................................................................... 31

1.7. Thông gió và chiếu sáng trong hầm. ...................................................................32

1.7.1. Biện pháp thông gió: ........................................................................................32

1.7.2. Sơ đồ thông gió. ................................................................................................33

1.7.3. Thiết bị quạt gió: ..............................................................................................34

1.7.4. Biện pháp chiếu sáng và bố trí chiếu sáng: ......................................................34

1.8. Biện pháp thi công chỉ đạo .................................................................................. 34

1.8.1. Công tác đào hầm chính: .................................................................................35

1.8.2. Biện pháp chống đỡ đƣờng hang:..................................................................... 35

1.8.3. Biện pháp bốc xúc - vận chuyển đất đá. ...........................................................36

1.8.4. Biện pháp đổ bê tông vỏ hầm: ..........................................................................36

1.8.5. Biện pháp thi công cửa hầm. ............................................................................36

1.8.6. Biện pháp tổ chức thi công. ..............................................................................37

CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ PHƢƠNG ÁN KẾT CẤU SƠ BỘ THỨ 2(MỘT HẦM ĐƠN

HAI LÀN XE VÀ MỘT HẦM LÁNH NẠN) ...........................................................38

2.1. Thiết kế tuyến hầm .............................................................................................. 38

2.1.1. Những yếu tố hình học của tuyến hầm ............................................................38

2.1.2. Bình diện hầm. ..................................................................................................39

2.1.3 Trắc dọc tuyến hầm. ..........................................................................................41

2.2. Yếu tố hình học của đƣờng trong hầm ................................................................41

2.2.1. Khổ giới hạn và tĩnh không hầm ......................................................................41

2.3: Kết cấu vỏ hầm. (phần II- Chƣơng I – mục 1.3) .................................................43

2.3.1. Bêtông phun (Shotcrete): [Phần II- Chƣơng I – mục 1.3.1] .............................44

2.3.2. Neo: [Phần II- Chƣơng I – mục 1.3.2] .............................................................44

2.3.3. Các dạng kết cấu vỏ hầm của hầm chính và hầm lánh nạn. .............................44

2.4. Kết cấu mặt đƣờng xe chạy và đƣờng bộ hành. ..................................................47

2.5. Phòng nƣớc và thoát nƣớc ngầm. ........................................................................47

2.5.1. Cấu tạo lớp chống thấm vỏ hầm. [Phần II- Chƣơng I – mục 1.5.1] .................47

2.5.3. Cấu tạo rãnh thoát nƣớc. [Phần II- Chƣơng I – mục 1.5.3] ..............................48

2.6. Thiết kế cửa hầm. ................................................................................................48

2.6.1. Vị trí cửa hầm. [Phần II- Chƣơng I – mục 1.6.1] .............................................48

2.6.2. Cửa hầm phía bắc: ............................................................................................48

2.6.2. Cửa hầm phía Nam: ..........................................................................................49

2.7. Thông gió và chiếu sáng trong hầm. ................................................................... 49

2.7.1. Thiết bị quạt gió................................................................................................ 49

2.7.2. Biện pháp chiếu sáng và bố trí chiếu sáng. ......................................................50

2.8. Biện pháp đào và chống đỡ đƣờng hang. ............................................................50

2.8.1. Biện pháp đào đƣờng hang: ..............................................................................50

2.8.2. Biện pháp chống đỡ đƣờng hang: .....................................................................51

2.8.3. Biện pháp bốc xúc đất đá thải. ..........................................................................51

2.8.4. Biện pháp đổ bêtông vỏ hầm. ...........................................................................51

2.8.5. Biện pháp thi công cửa hầm. ............................................................................52

2.8.5. Biện pháp tổ chức thi công................................................................................52

2.9. So sánh hai phƣơng án kết cấu cơ sở. ..................................................................52

2.9.1. Phƣơng án 1: .....................................................................................................52

2.9.2. Phƣơng án 2: .....................................................................................................52

2.9.3. So sánh và kiến nghị phƣơng án thiết kế kỹ thuật............................................ 52

PHẦN III. THIẾT KẾ KỸ THUẬT ...........................................................................53

CHƢƠNG I : GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ ĐÀO HẦM NATM. .............................53

1. 1. Quá trình lịch sử phát triển của công nghệ NATM ............................................53

1.2. Khái niệm chung về phƣơng pháp NATM.......................................................... 54

1.2.1. Bảo vệ sức bền của khối đất đá: .......................................................................54

1.2.2. Nhanh chóng tạo hình dáng đƣờng hầm tròn khép kín: ...................................54

1.2.3. Lập vỏ mỏng và dẻo : ....................................................................................... 54

1.2.4. Đo đạc thƣờng xuyên tại chỗ:........................................................................... 54

1.3. Sự khác biệt và ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp NATM so với các phƣơng pháp

thi công truyền thống ..................................................................................................55

1.3.1. Về công tác khảo sát: ........................................................................................55

1.3.2. Về công tác thiết kế: .........................................................................................55

1.3.3. Về công tác thi công: ........................................................................................55

CHƢƠNG II – TÍNH TOÁN KẾT CẤU. ...................................................................57

2.1 .Tính toán kết cấu vỏ hầm đi qua khu vực địa chất có RMR = 57. ......................57

2.1.1. Các số liệu tính toán. ........................................................................................57

2.1.2. Xây dựng đƣờng cong đáp ứng Áp lực - Biến dạng ........................................57

2.1.2.1. Tính toán bổ trợ: ............................................................................................57

2.1.2.2. Xác định bán kính vùng dẻo và bán kính cân bằng ứng suất tĩnh với ứng suất

tổng theo từng cấp áp lực Pa

. ...................................................................................... 57

2.1.3 Xây dựng biểu đồ ứng suất theo trạng thái Đàn - Dẻo...................................... 59

2.1.4. Xác định chuyển vị vách hang.......................................................................... 59

2.1.5. Tính toán kết cấu chống đỡ. .............................................................................61

2.1.5.1. Tính toán lớp bêtông phun(shotcrete) ..........................................................61

2.1.5.2. Xác định thời điểm phun bê tông .................................................................. 62

2.1.5.3. Tính toán lớp vỏ bêtông .................................................................................64

2.1.5.4. Xác dịnh thời điểm lớp vỏ bêtông bắt đầu tham gia chịu lực: ......................64

2.1.5.5. Kiểm toán lớp bêtông phun ...........................................................................66

2.1.5.6. Kiểm toán về cƣờng độ của lớp vỏ bêtông:.................................................. 66

2.1.6 . Tính toán neo................................................................................................... 67

2.1.6.1. Khả năng chịu lực của một neo. .................................................................... 68

2.1.6.2.Sức kháng của neo ..........................................................................................68

2.2.Tính toán kết cấu vỏ hầm đi qua khu vực địa chất có RMR = 62........................ 68

2.2.1. Các số liệu tính toán. ........................................................................................ 68

2.2. 2. Xây dựng đƣờng cong đáp ứng Áp lực - Biến dạng ........................................69

2.2.2.1.Tính toán bổ trợ:............................................................................................. 69

2.2.2.2. Xác định bán kính vùng dẻo và bán kính cân bằng ứng suất tĩnh với ứng suất

tổng theo từng cấp áp lực Pa

. ......................................................................................69

2.2.3. Xây dựng biểu đồ ứng suất theo trạng thái Đàn - Dẻo. ....................................70

2.2.4.Xác định chuyển vị vách hang: ......................................................................... 71

2.3. 5. Tính toán kết cấu chống đỡ ............................................................................. 72

2.3.6.Tính toán lớp vỏ bêtông .....................................................................................75

2.3.7. Kiểm toán lớp bêtông phun ..............................................................................77

3.2. Xác định lƣu lƣợng gió sạch cần cung cấp: .........................................................81

3.2.1 Xác định lƣợng chất khí độc hại: .......................................................................81

3.2.2 Xác định lƣu lƣợng không khí sạch: .................................................................84

3.3. Xác định các thông số theo sơ đồ thông gió: .......................................................84

PHẦN IV. THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG .........................................................86

1.1. Điều kiện thi công và căn cứ lựa chọn biện pháp đào đƣờng hang. ...................86

1.1.1. Điều kiện thi công: ...........................................................................................86

1.1.2. Căn cứ lựa chọn biện pháp đào đƣờng hang. ...................................................86

1.2. Biện pháp khai đào đƣờng hang. .........................................................................91

1.3. Biện pháp quan trắc chuyển vị của hang đào: .....................................................91

1.4. Biện pháp đào đƣờng hang: .................................................................................92

1.5. Biện pháp chống đỡ đƣờng hang. ........................................................................93

1.5.1.Bê tông phun: ....................................................................................................93

1.6. Thi công lớp chống thấm..................................................................................... 94

1.7. Đổ bê tông vỏ hầm. .............................................................................................94

1.8. Thi công hệ thống rãnh. .......................................................................................97

1.9. Thi công cửa hầm. ...............................................................................................97

1.10. Trình tự công nghệ. ...........................................................................................98

CHƢƠNG II. THIẾT KẾ THI CÔNG CHI TIẾT VÀ TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ 99

2.1. Dựng đƣờng cong quan hệ áp lực - biến dạng theo tiến độ đào, biện pháp quan

trắc độ hội tụ. ..............................................................................................................99

2.1.1. Mục đích của công tác trắc đạc hiện trƣờng .....................................................99

2.1.2. Dụng cụ đo chuyển vị của vách hang đào .....................................................101

2.2.Xác định diện tích gƣơng đào và phân chia gƣơng đào. ....................................101

2.3. Chọn thiết bị bốc xúc và vận chuyển, tổ chức dây chuyền vận chuyển đất đá thải.

...................................................................................................................................102

2.3.1. Lựa chọn thiết bị bốc xúc. ..............................................................................102

2.3.2. Lựa chọn thiết bị bốc xúc. ..............................................................................102

2.4. Chọn thiết bị khoan và bố trí thiết bị khoan. .....................................................103

2.5. Tổ chức thi công cho các loại địa chất. .............................................................103

2.5.1. Tính toán thi công cho phần địa chất tốt fkp =8. ............................................103

2.5.2. Tính toán thi công cho phần địa chất fkp =6. .................................................120

2.6. Chọn thiết bị cấp vữa và đổ bêtông vỏ hầm. .....................................................134

2.7. Thiết kế thông gió trong đƣờng hầm. ................................................................134

2.7.1. Lựa chọn sơ bộ sơ đồ thông gió. ....................................................................135

2.7.2. Tính toán thông gió ........................................................................................135

2.8. Thiết kế chiếu sáng trong đƣờng hầm. ..............................................................136

2.9. Cấp và thoát nƣớc trong thi công. .....................................................................137

CHƢƠNG III. TỔ CHỨC THI CÔNG ĐƢỜNG HẦM. .........................................138

3.1. Lập dây chuyền tổ chức thi công. ......................................................................138

3.1.1. Chuẩn bị thi công. ...........................................................................................138

3.1.2. Thiết kế tổ chức thi công. ...............................................................................140

3.2. Lập kế hoạch tiến độ. .........................................................................................141

3.3. Bố trí mặt bằng công trƣờng. .............................................................................142

PHỤ LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình II- 1.1: Khổ giới hạn của hầm phƣơng án 1 .........................................................16

Hình II- 1.2: Đƣờng khuôn hầm phƣơng án 1...............................................................17

Hình II- 1.4: Cấu tạo của neo swellex ...........................................................................21

Hình II- 1.5: Mặt cắt ngang hầm ứng với RMR=62 (fkp=8) .......................................23

Hình II- 1.6: Mặt cắt ngang hầm ứng với RMR=57 (fkp=6) ........................................25

Hình II- 1.7: Cấu tạo của mặt đƣờng trong hầm phƣơng án 1 ......................................26

Hình II- 1.8: Cấu tạo của lớp chống thấm vỏ hầm ........................................................28

Hình II- 1.9: Sơ đồ bố trí lớp chống thấm vỏ hầm ........................................................28

Hình II- 1.10: Bố trí hệ thống rảnh thoát nƣớc trong hầm phƣơng án 1 .......................29

Hình II- 1.11: Cấu tạo rãnh thoát nƣớc .........................................................................29

Hình II- 1.12: Kết cấu cửa hầm phía nam .....................................................................30

Hình II- 1.13: Gia cố mái ta luy ....................................................................................31

Hình II- 1.14: Kết cấu cửa hầm phía bắc.......................................................................31

Hình II- 1.14: Sơ đồ thông gió trong hầm.....................................................................33

Hình II- 1.15: sơ đồ phƣơng án thi công .......................................................................35

Hình II- 2.1. Khổ giới hạn của hầm chính và hầm lánh nạn .........................................42

Hình II- 2.2. Đƣờng khuôn hầm của hầm chính và hầm lánh nạn ................................43

Hình II- 2.3. Mặt cắt ngang hầm ứng với RMR= 57 (fkp=6).........................................45

Hình II- 2.4. Mặt cắt ngang hầm ứng với RMR= 62 (fkp=8).........................................46

Hình II- 2.5.Cấu tạo mặt xe chạy trong hầm chính .......................................................47

Hình II- 2.6.Cấu tạo mặt xe chạy trong hầm lánh nạn ..................................................47

Hình II- 2.7: Bố trí hệ thống rảnh thoát nƣớc trong hầm phƣơng án 2 .........................48

Hình II- 2.8: Kết cấu cửa hầm phía bắc.........................................................................48

Hình II- 2.9: Kết cấu cửa hầm phía nam .......................................................................49

Hình II- 2.10: Biện pháp khoan đào đƣờng hang..........................................................50

Hình II- 2.11: Máy bốc dỡ vận chuyển đất đá...............................................................51

Hình III-2.1: Đƣờng cong áp lực – biến dạng ...............................................................60

Hình III-2.3: Biểu đồ xác định thời điểm phun bê tông ................................................63

Hình III-2.4: Biểu đồ xác định thời gian vỏ bê tông bắt đầu làm việc..........................65

Hình III-2.5: Đƣờng cong áp lực – biến dạng(fkp=8)...................................................72

Hình III-2.6: Biểu đồ xác định thời điểm bê tông phun bắt đầu mang tải(fkp=8) ........73

Hình III-2.7: Biểu đồ xác định thời điểm phun bê tông(fkp=8)....................................74

Hình III-2.8: Biểu đồ tổng quát xác định thời điểm vỏ bêtông bắt đầu có khả năng

mang tải(fkp=8).............................................................................................................76

Hình IV-1.1: Phƣơng pháp đào bậc thang trên..............................................................89

Hình IV-1.2: Phƣơng pháp đào bậc thang dƣới ............................................................89

Hình IV-1.3: Phƣơng pháp đào bậc thang ngắn ............................................................90

Hình IV-1.4: Phƣơng pháp đào bậc thang đứng............................................................90

Hình IV-1.5: Diện tích gƣơng đào.................................................................................92

Hình IV-1.6: Bố trí thi công theo bậc thang dƣới .........................................................93

Hình IV-1.7: Kết cấu ván khuôn ...................................................................................95

Hình IV-1.8: Trình tự thi công đổ bê tông vỏ hầm ......................................................96

Hình IV-1.8: Sơ đồ công nghệ phun bêtông ƣớt ...........................................................98

Hình IV-2.1: Đƣờng cong Fenner – Patcher ...............................................................100

Hình IV-2.2: Bố trí thiết bị khoan ...............................................................................103

Hình IV-2.3: Bố trí lỗ khoan gƣơng trên (fkp=8)........................................................110

Hình IV-2.4: Chu kỳ (biểu đồ)gƣơng trên(fkp=8) ......................................................111

Hình IV-2.5: Bố trí lỗ khoan .......................................................................................118

Hình IV-2.6: Chu kỳ (biểu đồ)gƣơng dƣới(fkp=8) .....................................................119

Hình IV-2.7: Bố trí lỗ khoan gƣơng trên(fkp=6) ........................................................125

Hình IV-2.8: Chu kỳ khoan nổ gƣơng trên(fkp=6) .....................................................126

Hình IV-2.9: Bố trí lỗ khoan gƣơng dƣới(fkp=6) .......................................................132

Hình IV-2.10: Chu kỳ khoan nổ gƣơng dƣới(fkp=6)..................................................133

Hình IV-2.11: Sơ đồ thông gió hổn hợp......................................................................135

1

PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG

CHƢƠNG 1: TÊN CÔNG TRÌNH, VỊ TRÍ XÂY DỰNG.

1.1. Tên công trình: Hầm đƣờng bộ Đèo ngang

1.2. Vị trí.

Thiết kế tuyến đƣờng hầm nằm trên tuyến đƣờng quốc lộ 1A. Tuyến chạy theo

hƣớng Bắc – Nam. Đây là khu vực có nhiều núi cao, hiểm trở, địa hình phức tạp. Địa

hình có dãy núi cao và độ dốc lớn chạy theo hƣớng Đông – Tây. Tại đây dịa chất tốt

nhƣng dãy núi cao có độ dốc lớn lên việc làm đƣờng bộ men theo địa hình sẽ gây ra

trắc trở trong khai thác và thi công. Do đó việc thay thế đƣờng bộ bằng phƣơng án

hầm giao thông xuyên núi là hiệu quả hơn về khai thác và kinh tế.

1.3. Đặc điểm điều kiện kinh tế, xã hội.

Khu vực làm hầm có một nền kinh tế kém phát triển, thu nhập bình quân đầu

ngƣời thấp, tập quán sản xuất lạc hậu, dân số ít. Nền kinh tế còn là nông nghiệp và ngƣ

nghiệp. Nền văn hoá là sự cộng hƣởng của các dân tộc trong huyện, do điều kiện giao

thông kém phát triển lên nền văn hoá còn chƣa có sự tiến bộ, hoà nhập với các nền văn

hoá của các khu vực lân cận.

1.4. Điều kiện giao thông hiện tại của khu vực xây dựng.

Phần lớn các đƣờng còn lại là các đƣờng nhỏ dành cho các phƣơng tiện thô sơ, có

độ dốc rất lớn. Rất không đảm bảo an toàn cho ngƣời qua lại. Hiện nay hệ thống giao

thông của khu vực đang đƣợc đang từng bƣớc quan tâm đầu tƣ nhằm phát triển các

tiềm lực về kinh tế, xã hội, và du lịch trên địa bàn của khu vực.

1.5. Đặc điểm địa hình, địa mạo khu vực công trình.

Địa hình khu vực nhỏ gồm một mỏn núi cao chạy dọc theo hƣớng Đông – Tây.

Địa hình có một mỏm núi có độ dốc lớn, xen kẽ là một vài khe núi dốc. Do lƣợng mƣa

tại khu vực khá nhiều do đó đất đá bị phong hoá mạnh. Dƣới lớp đất phong hoá là lớp

đất đá không thấm nƣớc tuy nhiên do lƣợng nƣớc mƣa lớn và đất bị phong hoá mạnh

và vỡ dăm, vỡ vụn nên tại lớp này có nƣớc xuất hiện tại các khe nứt của lớp đất đá…

Khu vực đặt công trình khá cao do đó tại đấy không có sự ảnh hƣởng của sông suối,

nƣớc ngầm…

1.6. Điều kiện khí hậu khu vực xây dựng.

Khu vực công trình nằm trong vùng khí hậu ôn đới, độ cao so với mặt nƣớc biển

từ 1,500 - 1,600m. Độ ẩm trung bình hàng năm là 80-95%.

2

BảngI-1.1: Các thông số khí hậu trung bình mỗi tháng trong năm tại khu vực hầm.

Chỉ tiêu tháng Nhiệt độ trung bình (0C) Lƣợng mƣa trung bình (mm)

1 16.4 20

2 17.1 37

3 18.3 50

4 19.1 120

5 19.7 195

6 20.4 213

7 21.6 450

8 22.8 290

9 22.9 184

10 19.5 115

11 18.8 102

12 164 24

Trung bình 18-20 1,800

Khu vực tuyến hầm đi qua là khu vực có khí hậu ôn đới. Thông thƣờng khí hậu

khu vực này có hai mùa rõ rệt là mùa mƣa (từ tháng 4 đến tháng 10) và mùa khô (từ

tháng 10 đến tháng 4 năm sau). Lƣợng mƣa trung bình dao động từ 1200 mm đến 2200

mm (trung bình là 1800 mm). Vào mùa khô khí hậu tƣơng đối tốt có nhiều thuận lợi

cho xây dựng các công trình hạ tầng cơ sở. Do đó ta nên chọn thời gian thi công vào

mùa khô

1.7. Khả năng cung cấp điện nƣớc, vật liệu xây dựng.

Nguồn điện đƣợc cung cấp từ mạng lƣới điện địa phƣơng bằng đƣờng dây truyền

tải điện 35kV, hai trạm biến áp đƣợc đặt gần hai cửa hầm. Tuy nhiên để đảm bảo tiến

độ thi công cũng nhƣ các sự cố có thể xảy ra do mất điện cần trang bị thêm 2 máy phát

điện tại hai cửa hầm để sử dụng trong những trƣờng hợp cần thiết.

Nguồn nƣớc ngầm tại khu vực đƣợc tận dụng để cung cấp cho dự án.

Vật liệu đất đá để thi công các đoạn đƣờng đắp có thể tận dụng từ đất đá đào

hầm.

Đá dùng cho công tác bêtông đƣợc khai thác tại mỏ đá gần công trƣờng.

1.8. Quy định nồng độ khí độc cho phép.

Nồng độ khí độc trong hầm sau khi phƣơng tiện qua 15 phút phải nhỏ hơn nồng

độ cho phép đƣợc quy định. [Xem phụ lục PHẦN I– CHƢƠNG I – BảngI- 1.2]

3

1.9. Dự báo giao thông

Tỷ lệ tăng trƣởng giao thông phát triển theo các loại xe đối với những năm dự

báo (2010, 2020, 2030) đƣợc dựa trên mức tăng trƣởng dân số, kinh tế vùng và trong

cả nƣớc.

Lƣu lƣợng xe/ngày đêm đƣợc dự báo trong bảng sau:

Năm 2016 2026 2036

Lƣu lƣợng xe/ngày đêm 2500 3200 4800

Thành phần dòng xe nhƣ sau:

- Xe con (4-9 chỗ): 18 %

- Xe Khách (12-25 chỗ) 4,5T: 22 %

- Xe > 25 chỗ 9,5T: 18 %

- Xe tải 2 trục 4 bánh (5,6 T): 25 %

- Xe tải 2 trục 6 bánh (6,9 T): 5%

- Xe tải 3 trục (2x9,4T): 5 %

- Xe tải > 3 trục (3x10T): 7 %

4

CHƢƠNG 2: TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT.

2.1. Quy trình, quy phạm thiết kế đƣợc áp dụng.

1. Tiêu chuẩn thiết kế đƣờng ôtô TCVN 273 – 05.

2. Tiêu chuẩn thiết kế đƣờng ôtô TCVN 4054 – 05.

3. Tiêu chuẩn thiết kế hầm đƣờng ôtô TCVN 4027 – 88.

4. Tham khảo tiêu chuẩn thiết kế hầm xuyên núi của Nhật.

5. Tiêu chuẩn thiết kế Cầu TCVN 272 – 05.

6. Tham khảo các tài liệu, các tiêu chuẩn kỹ thuật khác có liên quan.

2.2. Các tiêu chuẩn kỹ thuật.

2.2.1. Quy định chung

Bán kính tối thiểu đƣờng cong trong hầm đƣợc qui định để đảm bảo cho chạy xe

an toàn, đảm bảo tầm nhìn trong hầm.

Hiện nay chƣa có Tiêu chuẩn về hầm đƣờng bộ, tạm thời tham khảo Tiêu chuẩn

thiết kế Đƣờng bộ 22TCN-273-05 và một số tiêu chuẩn thiết kế hầm ở nƣớc ngoài để

rút ra một số nguyên tắc thiết kế tuyến hầm trên đƣờng ôtô nhƣ sau:

- Thông thƣờng hầm đƣờng bộ thiết kế dành cho 2 làn xe chạy 2 chiều, nếu

đƣờng 4 làn xe thì thiết kế 2 hầm một chiều chạy song song nhau: Nếu có cơ sở so

sánh về hiệu quả kinh tế và kỹ thuật thì mới chọn phƣơng án đƣờng hầm hai chiều với

4 làn xe.

- Bán kính cong tối thiểu là 250m, chỉ khi nào không thể mở rộng đƣợc bán kính

cong mới cho phép dùng bán kính 150m.

- Đƣờng hầm trong thành phố dùng để giải quyết giao cắt khác mức giữa các tuyến

trong nút giao thông. Vì vậy tuyến hầm thƣờng nằm trên đƣờng thẳng.

- Khi mặt bằng nút phức tạp, là nút giao ngã năm, ngã sáu hoặc gặp những công

trình ngầm khác, tuyến hầm phải vòng tránh khi đó hầm buộc phải nằm trên đƣờng

cong.

- Đối với hầm vƣợt qua sông, đoạn hầm vƣợt qua khu vực dòng chảy chính thi

công chở nổi hạ chìm thì bắt buộc phải bố trí trên đƣờng thẳng.

Tiêu chuẩn về bình đồ và trắc dọc hầm phụ thuộc vào tốc độ tính toán của luồng xe.