Đề tài Tìm hiểu nội dung thiết kế kỹ thuật các công trình đường, ga tại Ban Quản Lý Các Dự Án Đường Sắt

thuỷ, các cảng có liên quan - Hàng không - Nếu là cải tạo nâng cấp đường cũ phải đánh giá các mặt của tuyến hiện có như tiêu chuẩn kỹ thuật, nền và mặt đường, công trình trên đường cũng như lưu lượng giao thông trên tuyến. + Đánh giá về vận tải và dự báo nhu cầu về vận tải: - Đánh giá về vận tải trong vùng - Dự báo khu vực hấp dẫn của tuyến đường - Dự báo về nhu cầu vận tải trong vùng + Sự cần thiết đầu tư tuyến đường: - Tổng hợp những vấn đề có liên quan đến việc đầu tư xây dựng tuyến đường - Phân tích lập luận sự cần thiết đầu tư + Đặc điểm các điều kiện tự nhiên: - Mô tả chung - Điều kiện địa hình - Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn công trình - Điều kiện khí tượng - Điều kiện thuỷ văn + Xác định quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật: - Quy trình áp dụng - Cấp hạng đường, quy mô và các tiêu chuẩn kỹ thuật chủ yếu - Thiết kế mặt đường - Tiêu chuẩn thiết kế cầu, cống + Các giải pháp và kết quả thiết kế: - Kết quả khảo sát tuyến, cầu cống trên tuyến. - Kết quả khảo sát thuỷ văn địa chất - Thiết kế tuyến: Nêu các đặc điểm khống chế, các phương án hướng tuyến, chú ý các chỗ khó khăn. Kết quả thiết kế: bình đồ, trắc dọc, nền đường (trắc ngang điển hình), mặt đường thoát nước (cống, rãnh), công trình phòng hộ, công trình phục vụ khai thác. - Thiết kế cầu: Khẩu độ, bố trí chung, kết cấu nhịp, mố trụ... - Tổng hợp khối lượng xây dựng: nền, mặt, cầu, cống... - Khối lượng đền bù giải phóng mặt bằng - Tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến + Tổng mức đầu tư và các giải pháp xây dựng: - Khối lượng xây dựng - Tổng mức đầu tư: các căn cứ lập, đơn giá, cấu thành, tổng mức đầu tư các phương án. - Kiến nghị phương án chọn - Giải pháp xây dựng + Giải pháp nguồn vốn: - Giải pháp phân kỳ xây dựng, phân tích kỹ phương án kiến nghị chọn - Giải pháp nguồn vốn đầu tư + Đánh giá hiệu quả kinh tế tài chính: - Phương pháp phân tích kinh tế và các giải pháp cơ bản - Phương pháp tính toán - Kết quả tính toán (có kết quả các chi phí và lợi ích kèm theo) - Kết luận kiến nghị + Đánh giá tác động môi tường và các giải pháp xử lý: * Đánh giá tác động môi trường theo tiêu chuẩn 22TCN 242-98 cần lưu ý đến: - Đặc điểm địa hình, địa chất và tài nguyên đất - Khí hậu - Chất lượng không khí - Tiếng ồn - Thuỷ văn, tài nguyên nước - Các hệ sinh thái trong vùng - Tài nguyên khoáng sản - Đặc điểm kinh tế xã hội - Dự báo diễn biến môi trường khi không thực hiện dự án * Đánh giá tác động tới môi trường: - Mô tả các hoạt động của dự án gây tác hại tới môi trường - Các phương pháp sử dụng để đánh giá tác động của môi trường - Đánh giá tác động của môi trường và đề xuất các biện pháp hạn chế * Các giải pháp và kiến nghị: + Kết luận và kiến nghị * Kết luận: - Sự cần thiết đầu tư - Điều kiện kinh tế xã hội thực hiện dự án - Phương pháp kiến nghị - Tổng mức đầu tư và giải pháp phân kỳ * Kiến nghị * BẢN VẼ a) Bình đồ hướng tuyến: Vẽ trên bình đồ 1/ 50000, 1/ 25000 hay 1/ 10000 Bản đồ nên tô màu: Tuyến dự án màu đỏ, tuyến hiện có màu vàng đậm, sông suối màu xanh, các điểm khống chế màu vàng chanh, tuyến có đánh số Km theo thứ tự. b) Trắc ngang điển hình: Tỷ lệ 1/ 100, có đầy đủ các loại trắc ngang điển hình, đào, đắp, các công trình thoát nước, ghi đầy đủ kích thước. c) Bản vẽ kết cấu mặt đường trên trắc ngang: Có đầy đủ kích thước chiều dày các kiến trúc tầng trên d) Bình đồ tuyến: - Tuyến cải tạo nâng cấp tỷ lệ 1/ 2000 - Tuyến mới tỷ lệ 1/ 10000 hay 1/ 5000 e) Trắc dọc: Tỷ lệ tương ứng với bình đồ, có đầy đủ vị trí các công trình thoát nước f) Thống kê các công trình thoát nước và bản vẽ điển hình mỗi loại 1 bản g) Cầu : Lập hồ sơ riêng. h) Bảng thống kê các công trình phòng hộ, có bản vẽ điển hình i) Bản vẽ các nút giao thông k) Bản thống kê và vẽ các công trình phục vụ khai thác * PHỤ LỤC - Quyết định cho phép tiến hành chuẩn bị đầu tư. - Đề cương lập dự án được duyệt. - Các văn bản có liên quan. - Bảng thống kê khối lượng từng Km. - Các tính toán kèm theo. C. Bước Thiết kế kỹ thuật Các căn cứ thiết kế kỹ thuật + Các quy định pháp luật. + Hồ sơ và văn bản phê duyệt nghiên cứu khả thi. + Số liệu khảo sát: - Giao thông (lượng vận chuyển). - Khảo sát tuyến: Khảo sát địa hình, khảo sát địa chất, khảo sát thuỷ văn dọc tuyến, khảo sát giải phóng mặt bằng hay di chuyển đền bù. - Khảo sát thuỷ văn công trình. - Khảo sát địa chất công trình: Vật liệu xây dựng ( quan trọng nhất là đất). Nội dung của thuyết minh bản thiết kế kỹ thuật *Thuyết minh thiết kế tuyến: Những nội dung quan trọng nhất của nghiên cứu khả thi: Vị trí, tầm quan trọng của con đường (cấp đường được lựa chọn). - Điều kiện tự nhiên địa hình, khí hậu, dân cư, kinh tế. - Kết quả điều tra dự báo về kinh tế. - Các trị số khống chế về hình học đường, nền đường, mặt đường, công trình trên đường. Tổng mức đầu tư, thời hạn thi công, thời gian đưa đường vào sử dụng. Tất cả những cái đó quyết định giải pháp thiết kế, yêu cầu kỹ thuật và giá thành công trình. Thiết kế bình đồ đường, thuyết minh các yếu tố tuyến được lựa chọn, đặc biệt ở các vị trí khó khăn: Thiết kế trắc dọc đường: Trình bày độ dốc lựa chọn, bán kính đường cong đứng, cao độ đào đắp. Thiết kế trắc ngang đường: Thiết kế các bộ phận của trắc ngang và thuyết minh cho từng bộ phận của trắc ngang. *Thuyết minh thiết kế nền đường Nền thiên nhiên: - Sức chịu của nền thiên nhiên chung hoặc của từng đoạn - Thế nằm của các lớp, đất đá có khả năng sụt trượt. Cao độ của nước ngầm. Vùng ngập nước thường xuyên. Bề rộng của hồ nước, sông hay mặt thoáng của nước ngầm. Các khu vực đặc biệt bất lợi cho nền: Khu vực nền thiên nhiên quá yếu, khu vực vị trí nước ngầm, khu vực qua vùng sụt trượt. Thân nền đường: * Nền thông thường: Là nền đắp trên nền thiên nhiên đủ sức chịu tải. + Nền đắp thấp, đào nông: Ta luy đường theo định hình phụ thuộc vào loại đất, chiều cao đắp và mực nước ngầm. + Nền đắp cao đào sâu: - Nền thông thường ta luy đường theo địa hình nhưng phải làm nhiều bậc nhiều độ dốc. - Kiểm toán độ ổn định của mái dốc. + Quy định đất đắp, cách thức đắp và độ chặt từng lớp, từng độ sâu của nền đường. Đó là những yếu tố trọng yếu làm nên chất lượng của nền và giá thành xây dựng đường. + Khối lượng của từng loại đất đắp, đất đào, cách thức xử lý đất thừa. * Nền đường đặc biệt là nền trên nền thiên nhiên yếu (đất yếu, nền dễ bị sụt trượt). + Kiểm toán ổn định. + Kiểm toán lún, lún theo thời gian. + Giải pháp tăng sức chịu tải cho nền thiên nhiên yếu. + Ta luy nền đường đắp. + Loại đất và yêu cầu đắp đất. + Tốc độ đắp đất. + Biện pháp quan trắc lún trong quá trình thi công để khống chế tốc độ đắp đất. + Yêu cầu kỹ thuật và vật liệu sử dụng để gia cố nền thiên nhiên yếu, để rút ngắn thời gian thi công nền. Tính toán khối lượng nền đường: Phải tính cho từng loại công việc có cùng yêu cầu kỹ thuật. *Thuyết minh thiết kế công trình: Công trình thoát nước, công trình phục vụ, công trình phòng hộ. Năng lực phục vụ cần thiết của công trình: - Lưu lượng của các công trình cầu, cống. - Công trình phòng hộ như: Tường chắn, gia cố mái ta luy. - Sửa chữa. Các tiêu chuẩn thiết kế áp dụng: Giải pháp thiết kế: - Giải pháp chung - Các bảng tính - Các yêu cầu kỹ thuật Khối lượng công trình: Các chú ý khi xây dựng: Phải nêu ra bởi có một số phần cần điều chỉnh trong quá trình thi công hoặc các chú ý đặc biệt cần đảm bảo an toàn lao động. Các bản vẽ Bản vẽ thiết kế kỹ thuật được sử dụng trong quá trình thi công nên số lượng và kích thước bản vẽ, tỷ lệ bản vẽ hoàn toàn có thể lưu động sao cho dễ sử dụng và thể hiện được nội dung thiết kế, chính xác về mặt kích thước, chính xác về mặt khối lượng. D. Bước Thiết kế lập bản vẽ thi công, công nghệ thi công Thiết kế kỹ thuật và thiết kế lập bản vẽ thi công về thực chất là có cùng một nội dung, chỉ khác nhau ở chỗ: - Thiết kế kỹ thuật: Nội dung chủ yếu là cung cấp các yêu cầu kỹ thuật và chất lượng công trình, những vấn đề về tổ chức xây dựng có được nêu ra nhưng chỉ ở mức nêu chung và là những biện pháp đã được sử dụng, những thiết bị đã có để chứng minh cho sự hợp lý của giải pháp thiết kế chứ không có ý nghĩa bắt buộc. - Thiết kế lập bản vẽ thi công: Cũng bao gồm nội dung của thiết kế kỹ thuật như ở trên nhưng phải đưa ra được các giải pháp kỹ thuật thi công, các thiết bị máy móc sử dụng, công nghệ sẽ áp dụng, phương thức, cách thức quản lý chất lượng, khối lượng chi tiết của công trình, của từng hạng mục công trình, của từng loại vật liệu được sử dụng. PHẦN C ------------------o0o------------------- MỘT SỐ NỘI DUNG THỰC TẬP VÀ CÁC CHUYÊN ĐỀ 1. Qui trình,qui phạm. -Các qui trình khảo sát đường sắt, đường bộ, quy trình khảo sát các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. -Quy trình thiết kế đường sắt khổ 1000, khổ 1435. -Qui phạm đo vẽ bản đồ địa hình (tỷ lệ 1/500 – 1/5000). Tiêu chuẩn trắc địa trong xây dựng. - Các thông tư, nghị định, quyết định, các thông báo, công văn. -Và một số qui trình qui phạm hiện hành trong công tác khảo sát địa hình. 2. Tìm hiểu biện pháp tổ chức thi công đoạn km105+200 -km107+350; ga Yên Cư km112+823.73; cống km108+680.15 GÓI THẦU SỐ 11: CẢI TẠO NÂNG CẤP ĐƯỜNG SẮT ĐOẠN BIỂU NGHI – HẠ LONG (KM105+200 – KM124+483) VÀ TKBVTC TIỂU DỰ ÁN: PHẢ LẠI – HẠ LONG THUỘC DỰ ÁN: TUYẾN ĐƯỜNG SẮT YÊN VIÊN – PHẢ LẠI – HẠ LONG – CÁI LÂN Phần I: căn cư lập biện pháp tổ chức thi công Phần II: giới thiệu chung Phần III: giải pháp kỹ thuật thi công Phần IV: biện pháp tổ chức thi công chi tiết Phần V: biện pháp đảm bảo an toàn Phần VI: biện pháp đảm bảo chất lượng xây lắp Phần VII: tiến độ thi công Phần VIII: kết luận PHẦN I: CĂN CỨ LẬP BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG Các căn cứ: - Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi công đoạn Km105+200 – Km107+350, ga Yên Cư Km112+823.73, cống Km108+680.15 gói thầu số 11: Cải tạo nâng cấp đường sắt đoạn Biểu Nghi - Hạ Long (Km105+200 - Km124+483) và TKBVTC. Tiểu dự án: Phả Lại - Hạ Long. Thuộc dự án: Tuyến đường sắt Yên Viên - Phả Lại - Hạ Long - Cái Lân do Công ty cổ phần tư vấn đầu tư và xây dựng GTVT đã được Ban quản lý dự án đường sắt Việt Nam (PMUR) phê duyệt. - Chỉ dẫn kỹ thuật gói thầu số 11: Cải tạo nâng cấp đường sắt đoạn Biểu Nghi - Hạ Long (Km105+200 - Km124+483) và TKBVTC của Ban quản lý dự án Đường Sắt. - Các quy trình, quy phạm hiện hành của ngành đường sắt. - Quy định của pháp luật hiện hành về xây dựng công trình. - Khả năng, năng lực thi công của liên danh Nhà thầu. PHẦN II: GIỚI THIỆU CHUNG I. QUY MÔ CÔNG TRÌNH Các hạng mục công trình chủ yếu của gói thầu xây lắp số 11: Cải tạo nâng cấp đường sắt đoạn Biểu Nghi – Hạ Long (Km105+200 – Km124+483) và TKBVTC bao gồm: - Cải tạo nâng cấp 18171.47m đường sắt. - Cải tạo nâng cấp 01 ga 4 đường (ga Yên Cư). - Cải tạo nâng cấp 4 cầu đường sắt (cầu nhỏ). - Cải tạo nâng cấp: 02 đường ngang cấp 2, 04 đường ngang cấp 3. - Xây dựng mới: 01 đường ngang cấp 3. - Xây dựng 200m tường chắn nền đào. - Nối cống đường sắt: 06 cái. - Nâng tường đầu cống: 08 cái. - Xây rãnh dọc thoát nước: 17835m. II. VỊ TRÍ - Đoạn đường sắt từ Km 105+200 đến Km 107+350, cống Km108+680.15 thuộc khu gian Biểu Nghi – Yên Cư trên tuyến đường sắt Kép - Hạ Long. - Đoạn tuyến chạy qua phường Minh Thành - thị xã Quảng Yên – tỉnh Quảng Ninh. - Ga Yên Cư Km112+823.73 thuộc phường Đại Yên – Thành phố Hạ Long. III. TÌNH HÌNH HIỆN TẠI III.1. Phần tuyến và các công trình phụ trợ: 3.1 Bình diện Đoạn tuyến Km105+200 – Km107+350 là đường thẳng, chiều dài L=2150m. 3.2. Kiến trúc tầng trên - Ray: Ray P43, L=12,5m, mối nối đối xứng trên đường thẳng, mối nối so le trên đường cong, do không được duy tu thường xuyên nên nhiều thanh đã bị rỉ, rỗ. - Tà vẹt và phụ kiện: TVBT DƯL khổ 1435mm đan xen lẫn 1 số TVBT đường lồng cũ, liên kết bằng cóc cứng lẫn một số cóc đàn hồi. Tiêu chuẩn đặt tà vẹt 1600 th/Km trên đường thẳng và đường cong R >600m, đặt 1760 thanh/km đường cong bán kính R<600m. Phần lớn tà vẹt bị nứt vỡ, hư hỏng nghiêm trọng. - Đá ba lát: chiều dày trung bình 20cm, do nền đường lâu ngày không được đại tu sàng đá phá cốt, bổ sung đá nên chất lượng đá kém, một số đoạn đá rất bẩn và bị tròn cạnh không đủ tiêu chuẩn để tận dụng lại theo đúng quy định. 3.3. Nền đường - Nền đường đoạn này là nền đắp, mặt nền đường rộng trung bình Bnền=5.50m - 6.0m - Đoạn có 85,78m kè xây. 3.4. Cống Hiện tại có 8 cống tại các vị trí Km105+445.30; Km105+705.70; Km105+910.76; Km106+177.19; Km106+548.67; Km106+976.72; Km107+214.85 và Km107+304.75. 3.5. Cầu Hiện tại có 2 Cầu BTCT cụ thể như sau. -Cầu Khe Tàu (LTTKCS Km 105+250), Km105+215.33, L= 26.55m -Cầu Khe Cát Km106+296.86 (LTTKCS Km 106+328), L= 10.44m. 3.6. Đường ngang Trên đoạn tuyến hiện tại có 03 đường ngang Km105+920; Km106+389; Km107+341. 3.7. Thông tin, tín hiệu a. Thông tin - Đường truyền dẫn thông tin đường sắt sử dụng dây trần là phương tiện truyền dẫn. - Tuyến đường dây thông tin chủ yếu đi bên trái đường sắt theo hướng Yên Viên - Cái Lân. Cá biệt có đoạn từ cột 1771 đến cột 1849 đường dây trần vượt qua đường sắt, đường bộ ( QL 18) đi bên phải đường bộ theo hướng Phả Lại - Hạ Long và cách rất xa đường sắt. Trên tuyến hiện tượng vi phạm hành lang an toàn đường sắt diễn ra khá phổ biến nên nhiều cột thông tin nằm trong phạm vi nhà dân. - Mặt cột thông tin chủ yếu dùng 01 xà với 2,5 đôi dây. - Hiện tại trên đường cột thông tin đường sắt có treo các sợi cáp thông tin sử dụng cho gác chắn. b. Tín hiệu - Công trình đường ngang: được phòng vệ bằng biển báo, bằng dàn chắn, có trang bị hệ thống tín hiệu phòng vệ phía đường bộ và đường sắt theo công nghệ điều khiển bằng Rơ le. III.2. Ga Yên Cư 1. Bình Diện: Trong ga Yên Cư có 01 đường cong Đ43, bán kính đường cong R=600m với tổng chiều dài là 601.48m. Chi tiết đường cong hiện tại được thống kê ở bảng dưới: TT ĐỈNH GÓC NGOẶT R(M) L(M) T(M) KT(M) PG(M) 1 2 3 4 5 6 7 8 1 D43 47-53-17 600 100 316.73 601.48 57.26 Tổng cộng 601.48 2. Đường ga: Ga Yên Cư lý trình tim ga Km112+823.73 có 04 đường đón tiễn, kể cả đường sắt chính tuyến số III, ga nằm trên đường cong R= 600m. Cự ly giữa các đường số 1 với số 2 và số III lần lượt là: 8.23 m và 5.32m. Đường số 1 hiện tại đã bị mất nhiều lập lách và đã bóc dỡ ray và tà vẹt một số đoạn nên không có khả năng đón gửi tàu. (hiện tại đường sắt số 1 tập kết TVBT DƯL của dự án). Tường ke cơ bản và ke trung gian (giữa đường số 1 và số 2) xây bằng gạch đỏ, mặt ke là đất lẫn đá. 3. Kiến trúc tầng trên: Kiến trúc tầng trên: Ray: Ray P43 - L=12,5m; mối nối đối xứng trên đường thẳng, mối nối so le trong đường cong. do không được duy tư thường xuyên nên nhiều thanh đã bị rỉ, rỗ. BIỂU TỔNG HỢP RAY HIỆN TẠI TT Ray P43, L=12.5m (thanh) Ray ngắn P43 (thanh) Ray P43, L=25.0m (thanh) Ghi chú Tốt Xấu Tốt Xấu Tốt Xấu Đường sắt chính tuyến 124 8 2 Đường số 2 110 12 4 Tổng cộng 234 20 6 Phạm vi tháo dỡ ĐS chính tuyến tính từ Km112+374.57 – Km113+157.92. Ghi: Ghi tg1/9 P43 (TQ) L= L=28.840m. Tà vẹt và phụ kiện: TVBT liền khối khổ 1435mm đan xen lẫn 1 số TVBT đường lồng cũ, liên kết bằng cóc cứng lẫn một số cóc đàn hồi. Tiêu chuẩn đặt tà vẹt 1600th/ Km trên đường thẳng và đường cong R³600m, đặt 1670th/ Km đường cong bán kính R<600m. Phần lớn tà vẹt bê tông bị nứt vỡ, hư hỏng nghiêm trọng. BIỂU TỔNG HỢP TÀ VẸT HIỆN TẠI TT TVBTDUL TVBTK2 TVBTK3A bắt cóc đàn hồi Ghi chú Tốt Xấu Tốt Xấu Tốt Xấu Đường chính tuyến 1333 Đường số 2 1120 Tổng cộng 2453 Phạm vi tháo dỡ ĐS chính tuyến tính từ Km112+374.57 – Km113+157.92. Đá ba lát: chiều dày trung bình 20cm, do nền đường lâu ngày không được đại tu sàng đá phá cốt, bổ sung đá nên chất lượng đá kém, một số đoạn đá rất bẩn và bị tròn cạnh không đủ tiêu chuẩn để tận dụng lại theo đúng quy định. 4. Nền đường: Nền đường khu ga Yên Cư này chủ yếu là nền đắp nên vào mùa mưa không có hiện tượng úng ngập. Mặt nền ga rộng trung bình Bnền = 20.00m ¸ 25.00m. Trong ga có 1290m rãnh dọc xây bên phải nền đường . Lý trình chi tiết đoạn xây rãnh cụ thể được thống kê ở bảng sau: BẢNG THỐNG KÊ RÃNH XÂY HIỆN TẠI TT Bên Trái Bên phải tuyến Điểm đầu Điểm cuối Chiều dài Điểm đầu Điểm cuối Chiều dài 1 Km112+702.73 Km113+992.73 1290.00 Tổng cộng 1290.00 5. Cống: Cống: Hiện tại trong phạm vi ga có 01 cống tròn D=1.50m tại Km113+107.03 cống hiện tại còn thoát nước tốt không có hiện tượng xói, lở. 6. Đường ngang: Trong phạm vi ga Yên Cư có 01 đường ngang dân sinh tự phát. V. KHỐI LƯỢNG CHỦ YẾU ĐOẠN KM105+200–KM107+350, CỐNG KM108+680.15 GA YÊN CƯ KM112+823.73 TT HẠNG MỤC CÔNG VIỆC ĐƠN VỊ QUY CÁCH KHỐI LƯỢNG GHI CHÚ A NỀN ĐƯỜNG 1 Sub-ballast m3 Đầm chặt K=0.98 2523,65 2 Đào bạt nền đường m3 Đất lẫn đá 2691,91 3 Đánh cấp m3 Đất lẫn đá 976,76 4 Đào đất không thích hợp m3 Sâu TB=0.3m 40,40 5 Đắp đất m3 Đầm chặt K=0.95 1744,50 6 Đào rãnh m3 1641,73 7 Xây rãnh m3 Đá hộc VXM100 780,04 8 Xây kè m3 Đá hộc VXM100 11,73 9 Tấm đan nắp rãnh Tấm 214 10 Vữa trát m2 VXM100 dày 2cm 2734,32 12 Đá dăm đệm m3 Đá dăm đệm 1x2 đệm dầy 10cm 131,34 13 Trồng cỏ taluy âm m2 3411,81 B KIẾN TRÚC TẦNG TRÊN 1 Tháo dỡ đường cũ mđg - Đường khổ 1435mm ray P43/TVBT liền khối, TVG 2171,69 2 Làm lại nền đá lòng đường mđg 2171,69 3 Đặt đường trên đường thẳng và đường cong R>600m mđg - Đường lồng P50/TVBT lồng DƯL, TVG 2171,69 C VẬT TƯ BỔ SUNG 1 Ray P50, L=25.0m thanh Ray P50, L=25.0m đảm bảo chất lượng 261 2 Lập lách + phụ kiện bộ Lập lách P50 + phụ kiện đồng bộ 261 3 TVBT lồng thanh TVBT lồng + phụ kiện đồng bộ 3328 4 Đá balát bổ sung m3 Đá balát theo đúng chất lượng 3801,67 D CÔNG VIỆC KHÁC 1 Nâng tường đầu cống cái 2,00 2 Thi công cống mới Km108+680.15 cái Cống tròn D1.0m 1,00 3 Cải tạo cầu cái 2.00 4 Đường ngang Km105+887.10 cái 1,00 5 Đường ngang Km106+349.26 cái 1,00 6 Đường ngang Km107+304.75 cái 1,00 7 Vận chuyển đất đổ đi m3 Đất lẫn đá 5354.46 8 Phương án thi công tuyến mđg 2053.87 2178,20 9 Cải tạo hệ thống thông tin tín hiệu bước quá độ t.bộ 01 Có thiết kế riêng GA YÊN CƯ KM112+823.73 A NỀN ĐƯỜNG 1 Sub-ballast m3 Đầm chặt K=0.98 930,99 2 Đào bạt nền đường m3 Đất lẫn đá 3040,50 3 Đánh cấp m3 Đất lẫn đá 336,07 4 Đào đất không thích hợp m3 Sâu TB=0.3m 79,67 5 Đắp đất m3 Đầm chặt K=0.95 1976,87 6 Trồng cỏ taluy âm m2 0 7 Lu lèn K95 m2 4343,15 8 Phá dỡ ke cũ m3 147,46 B KIẾN TRÚC TẦNG TRÊN 1 Tháo dỡ đường cũ mđg - Đường khổ 1435mm ray P43/TVBT liền khối 1535.36 2 Làm lại nền đá lòng đường mđg 1535.36 3 Đặt đường mới (đường lồng) mđg - Đặt đường trên đường thẳng và đường cong R>600m mđg - Đường lồng P50/TVBT lồng DƯL 213.20 - Đặt đường trên đường thẳng và đường cong R<600m mđg - Đường lồng P50/TVBT lồng DƯL 612.25 - mđg Đường lồng P43/TVBT lồng DƯL 709.91 C VẬT TƯ BỔ SUNG 1 Ray P43, L=12.5m thanh Ray P43 tận dụng lại 162 2 Lập lách + phụ kiện bộ Lập lách P43 + phụ kiện đồng bộ 165 3 TVBT lồng thanh TVBT lồng + phụ kiện ray P43 đồng bộ 1083 4 Đá balát bổ sung m3 Đá balát theo đúng chất lượng 1786.38 5 Đá balát tận dụng m3 1632.77 PHẦN III: GIẢI PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG I. GIẢI PHÁP TRẮC ĐẠC, ĐỊNH VỊ TIM MỐC, HƯỚNG TUYẾN 1. Khảo sát hiện trường, lập thiết kế bản vẽ thi công: 2. Công tác trắc đạc định vị thi công từng hạng mục công trình II. THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG 1. Công tác chuẩn bị: 2. Công tác phát cây rẫy cỏ 3. Thi công đào nền đường: 3.1. Thi công đào đất nền đường bằng thủ công 3.2. Đào bạt nền đất đường bằng cơ giới 3.3. Kiểm tra chất lượng nền đường a. Thí nghiệm kiểm tra trong quá trình thi công b. Nghiệm thu đánh giá chất lượng 4. Thi công đắp nền đường: 4.1. Khai thác đất về để đắp 4.2. Thi công đắp nền a. Thi công đổ, san đất b. Thi công đầm lèn đất đạt độ chặt K95 c. Đắp cạp vai đường, đắp bù cấp 4.3. Kiểm tra chất lượng nền đường a. Thí nghiệm kiểm tra trong quá trình thi công b. Nghiệm thu đánh giá chất lượng 5. Thi công đắp lớp subbalát: 5.1. Yêu cầu kỹ thuật đối với lớp sub-balat 5.2. Công nghệ thi công lớp sub-balat a.Công tác chuẩn bị vật liệu sub-balat b. Công tác chuẩn bị mặt bằng thi công c. Công tác chuẩn bị thiết bị, vật tư vật liệu phục vụ thi công 5.3. Các yêu cầu về thi công lớp sub-ballat a. Công tác tập kết vật liệu vào mặt bằng thi công b. Yêu cầu về độ ẩm của vật liệu c. Công tác san rải lớp subbalat d. Công tác đầm lèn d.1. Thi công thí điểm d.2. Công tác kiểm tra, nghiệm thu 6. Công tác vận chuyển đất đá thừa III. THI CÔNG KIẾN TRÚC TẦNG TRÊN 1. Công tác thi công rải đá balát 2. Công tác lắp đặt ray và tà vẹt 3. Công tác lắp đặt phụ kiện đường sắt 4. Công tác bổ sung đá, nâng, chèn, giật đường 5. Dồn ray, điều chỉnh khe hở 6. Công tác sửa cự ly, gia khoan, ke TV chéo, chỉnh lý đường và hoàn thiện 7. Công tác giật nối đường mới và đường cũ IV. THI CÔNG XÂY RÃNH: 1. Công tác chuẩn bị 2. Thi công đào móng xây rãnh 3. Thi công xây rãnh 4. Các yêu cầu kỹ thuật khi xây rãnh đá hộc V. Thi công đường ngang: 5.1. Công tác cốt thép và bê tông thi công đường ngang, sản xuất các cấu kiện bê tông đúc sẵn a. Gia công cốt thép b. Công tác bê tông c. Công tác ván khuôn 5.2. Thi công đường ngang a. Thi công phần đường sắt b. Thi công phần đường bộ qua đường ngang 5.3. Công tác đổ BTXM mặt đường ngang. a. Công tác chuẩn bị b. Biện pháp thi công VI. THI CÔNG DI DỜI HỆ THỐNG TTTH BƯỚC TẠM 1. Công tác chuẩn bị 2. Phương án đảm bảo thông tin liên lạc khi thi công đường ngang 3. Thi công lắp dựng cột thông tin 4. Thi công bể cáp 2 đan 5. Thi công hệ thống cáp a) Thi công hệ thống cáp chôn b) Thi công hệ thống cáp treo  c) Thi công rãnh cáp qua đường bộ d) Thi công rãnh cáp qua đường sắt e) Thi công cáp trong cống bể và máng 6. Lắp đặt hệ thống tiếp đất, chống sét. 7. Thi công tay kéo và tăng dây tự động cho hệ tín hiệu vào ga 2 dây 2 cánh. 8. Thi công lắp đặt hộp cáp 9. Thi công đấu nối và cắt chuyển hệ thống TTTH hiện tại đang khai thác sang đường dây mới (áp dụng cho cả bước tạm và bước khôi phục). 10. Thử thiết bị - bàn giao công trình. VI. THI CÔNG CỐNG 1. Công tác chuẩn bị 2. Thi công nâng tường đầu cống 3. Thi công nối cống tròn đường sắt: a. Công tác đào hố móng b. Xây dựng móng cống c. Lắp đặt ống cống d. Công tác hoàn thiện cống PHẦN IV: BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG CHI TIẾT A. MẶT BẰNG TỔ CHỨC THI CÔNG I. BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG VÀ THỰC HIỆN CÁC THỦ TỤC PHÁP LÝ CHO QUÁ TRÌNH THI CÔNG Bố trí thi công 2. Các thủ tục pháp lý cho quá trình thi công II. BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG CHI TIẾT 1. Công tác chuẩn bị. 2. Công tác thi công nền đất: 3. Công tác thi công lớp subbalat 4. Thi công nền đường và kiến trúc tầng trên đường sắt: a. Đối với nền đường sắt chạy tàu bình thường tim đường không thay đổi b. Đối với các đoạn nền đường, đi qua các cống Km106+976.72, cầu Khe Tàu, Khe Cát Đường ngang Km105+887,10;Km106+349,26; Km107+304,75 do mặt bằng bị khống chế, không giật được đường c. Thi công nền đường và kiến trúc tầng trên ga Yên Cư 5 Thi công ke ga a. Công tác chuẩn bị b. Công tác thi công tường ke c. Công tác hoàn thiện 6. Công tác thi công xây rãnh thoát nước đá hộc 7. Công tác thi công nâng tường đầu cống, cống mới 7.1. Nâng tường đầu cống: Km106+976.72, Km107+214.85. 7.2. Thi công cống Km108+680.15: a. Công tác chuyển bị b. Công tác thi công 8. Thi công cải tạo cầu Khe Tàu, Khe Cát: a. Công tác chuẩn bị b. Công tác thi công 9. Thi công đường ngang: Km105+887,10; Km106+349,26; Km107+304,75 9.1. Công tác sản xuất các cấu kiện bê tông đúc sẵn ( tấm đan, gối kê, biển báo) a. Gia công cốt thép sắt góc b. Công tác ván khuôn c. Công tác đổ bê tông 9. 2 Thi công đường ngang. a. Thi công phần đường sắt b. Thi công phần đường bộ qua đường ngang 9.3. Công tác đổ BTXM mặt đường ngang. a. Công tác chuẩn bị b. Biện pháp thi công 10. Thi công lắp đặt hệ thống biển báo,cọc mốc. 11. Hoàn thiện, nghiệm thu bàn giao B. NGUỒN VẬT TƯ VẬT LIỆU I. NGUỒN CUNG CẤP, ĐỊA CHỈ NƠI CUNG CẤP VẬT TƯ, VẬT LIỆU 1. Tà vẹt gỗ 2. Thép các loại 3. Cát xây dựng 4. Đá balát 5. Đá hộc, đá dăm các loại 6. Đá Subalat (Cấp phối đá dăm loại 1) 7. Xi măng 8. Đất đắp 9. Nước 10. Nhựa và bêtông nhựa 11. Các loại vật tư, vật liệu khác II. CHẤT LƯỢNG VẬT TƯ, VẬT LIỆU 1. Thép các loại 2. Cát xây dựng 3. Đá balát 4. Đá dăm dùng cho đổ bê tông 5. Đá Subalat (Cấp phối đá dăm loại 1) 7. Đá hộc 8. Xi măng 9. Đất đắp 10. Nước III. VẬT TƯ, VẬT LIỆU DỰ KIẾN SỬ DỤNG Vật tư đường sắt do chủ đầu tư cấp 2. Các vật tư, vật liệu khác C. NHÂN SỰ, MÁY MÓC THIẾT BỊ 1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà thầu tại công trường 2. Thuyết minh sơ đồ tổ chức hiện trường 3. Nhân sự khác 4. Cán bộ thí nghiệm PHẦN V: BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN A. BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO VỆ SINH MÔI TRƯỜNG KHU VỰC THI CÔNG VÀ KHU VỰC LIÊN QUAN B. BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN GIAO THÔNG, LAO ĐỘNG THI CÔNG CÔNG TRÌNH I. BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ VÀ AN TOÀN CHẠY TẦU TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG 1. Biện pháp đảm bảo giao thông đường bộ 2. Biện pháp đảm bảo an toàn chạy tàu II. BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CÔNG TRÌNH, AN TOÀN LAO ĐỘNG, AN TOÀN TRONG PHẠM VI VÀ XUNG QUANH KHU VỰC CÔNG TRƯỜNG 1. Biện pháp đảm bảo an toàn công trình 2. Biện pháp đảm bảo an toàn lao động 3. Biện pháp đảm bảo an toàn trong phạm vi và xung quanh khu vực công trường III. BIỆN PHÁP BẢO ĐẢM PHÒNG CHÁY, CHỮA CHÁY TRONG PHẠM VI VÀ XUNG QUANH KHU VỰC CÔNG TRƯỜNG PHẦN VI: BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG XÂY LẮP I. HỆ THỐNG QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG, QUẢN LÝ HỒ SƠ, TÀI LIỆU 1. Quản lý tài liệu, hồ sơ 1.1. Tại Công ty: lập bộ hồ sơ, văn bản liên quan đến quá trình thi công bao gồm 1.2. Tại đơn vị trực tiếp thi công : có đầy đủ các hồ sơ phục vụ cho quá trình thi công 2. Quản lý bản vẽ hoàn công, nghiệm thu, thanh quyết toán II. BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG QUÁ TRÌNH XÂY LẮP CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH: QUY TRÌNH THI CÔNG, KIỂM TRA, GIÁM SÁT, NGHIỆM THU 1. Biện pháp đảm bảo chất lượng trong quá trình xây lắp các hạng mục công trình 1.1. Trách nhiệm của nhà thầu về chất lượng công trình 1.2. Kế hoạch và biện pháp bảo đảm chất lượng 1.3. Khắc phục các vi phạm về chất lượng 1.4 Quản lý chất lượng đối với các hạng mục ẩn dấu 1.5. Tuân thủ sự quản lý giám sát của chủ đầu tư 1.6. Quản lý chất lượng vật tư, vật liệu 1.7. Quản lý chất lượng cho từng loại công tác thi công a. Đối với ban điều hành công trình b. Đối với các mũi thi công 2. Quy trình thi công, kiểm tra, giám sát, nghiệm thu 2.1 Quy trình, quy phạm áp dụng cho việc thi công, nghiệm thu công trình 2.2 Các quy trình, quy phạm áp dụng cho việc thi công, kiểm tra, giám sát, nghiệm thu công trình phần nền đường 2.3. Các quy trình, quy phạm áp dụng cho việc thi công, kiểm tra, giám sát, nghiệm thu công trình phần kiến trúc tầng trên đường sắt PHẦN VII:TIẾN ĐỘ THI CÔNG Thi công đoạn tuyến chia làm 2 mũi và 1 mũi thi công ga yên cư Mũi 1: Km105+200 - Km106+688, cống Km108+680.15 Mũi 2: Km107+350 - Km106+688 Mũi 3: Ga Yên Cư Km112+823.73 BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG CHI TIẾT: Thi công đường ngang Km105+887,10; Km106+349,26; Km107+304,75 1. Công tác sản xuất các cấu kiện bê tông đúc sẵn ( tấm đan, gối kê, biển báo): Công tác sản xuất các cấu kiện bê tông đúc sẵn được chế tạo tại các xưởng sản xuất của nhà thầu thi công. a. Gia công cốt thép sắt góc: - Sắt góc, cốt thép được tập kết bảo quản trong kho khô ráo, không bị han gỉ, không dính dầu mỡ và bụi bẩn. - Sắt góc, cốt thép trước khi sử dụng đã được tiến hành thí nghiệm để xác định được chỉ tiêu cơ lý của sắt thép. - Gia công sắt góc, cốt thép đúng theo bản vẽ thiết kế thi công đã được phê duyệt. - Kiểm tra nghiệm thu công gia công sắt thép. b. Công tác ván khuôn: Ván khuôn để đúc tấm đan, rãnh định hình sử dụng ván khuôn thép, liên kết bằng bulông hoặc ván khuôn gỗ. Ván khuôn đảm bảo độ bền ổn định không cong vênh dúng theo hình dạng thiết kế, tháo lắp dễ dàng không làm hư hại đến bê tông khi tháo dỡ ván khuôn c. Công tác đổ bê tông: - Tập kết máy móc nhân công và liệu cát, đá, xi măng về công trường .bảo quản các loại vật đúng théo tiêu chuẩn dự án. - Kiểm tra ván khuôn, cốt thép trước khi đổ bê tông - Trộn bê tông bằng máy trộn đúng theo thiết kế thành phần mác bê tông - Đổ và đầm nén bê tông theo đúng chỉ dẫn của dự án (trong quá trình đổ bê tông lấy mẫu để làm thí nhiệm) - Quan sát và bảo dưỡng bê tông đã đổ (Tạo điều kiện tốt cho bê tông đông cứng) ¨ Đo lường vật liệu: - Việc đo lường vật liệu để pha trộn bê tông tuân theo bảng điều lượng quy định cho từng thành phần trong thiết kế cấp phối BT. - Xi măng, cát, đá dăm đổ bê tông được đo theo khối lượng, nước được đo theo thể tích. - Cát rửa xong sau 24 giờ mới đo để pha trộn, giảm bớt lượng ngậm nước của cát. ¨ Trộn bê tông : - Trộn bê tông đơn vị thi công sử dụng máy trộn bê tông. Khi trộn đảm bảo tạo được hỗn hợp bê tông có thành phần đúng theo thiết kế. - Khi đổ các thành phần của hỗn hợp bê tông vào máy trộn, tiến hành đổ cùng một lúc các thành phần vào thùng trộn của máy trộn. - Tại máy trộn treo các biển chỉ dẫn về thành phần thi công của hỗn hợp bê tông và số lượng vật liệu dùng cho một cối bằng các đơn vị thực tế (m3, Kg, lít). ¨ Đổ bê tông: - Chuẩn bị cho việc đổ bê tông cần đáp ứng các yêu cầu sau: + Trước khi đổ bê tông nhà thầu sẽ mời TVGS kiểm tra và lập biên bản nghiệm thu các công tác che khuất như nền, ván khuôn, cốt thép, thiết bị thi công...đồng thời tiến hành lấy mẫu bêtông để đem thí nghiệm. + Trong khi đổ bê tông đơn vi thi công liên tục theo dõi liên tục hiện trạng của ván khuôn. + Đổ bê tông trong những ngày nắng hoặc đang đổ gặp trời mưa đơn vị thi công dùng bạt che bớt ánh nắng mặt trời,không để nước mưa rơi vào bê tông. + ở những chỗ mà vị trí cốt thép và ván khuôn hẹp không thể đầm máy được thì tiến hành đầm bằng thủ công. + Trong quá trình đổ bê tông để ngăn ngừa vữa bê tông dính chặt vào các bu lông, các bộ phận khác của ván khuôn và các vật chôn sẵn khác chưa đổ bê tông đến sẽ được quét dầu. - Đổ bê tông các kết cấu cần theo dõi ghi vào nhật ký công tác bê tông. ¨ Bảo dưỡng bê tông : -Sau khi thi dổ bê tông phải giữ nhiệt độ, độ ẩm cần thiết cho sự tăng dần cường độ của bê tông theo tốc độ đã quy định : + Nếu trời nắng ngón tiến hành tưới nước bảo dưỡng bê tông - Tránh cho bê tông không bị va chạm rung động và bị ảnh hưởng của các tác động khác làm giảm chất lượng của bê tông trong thời kỳ đông cứng. 2 Thi công đường ngang. Thi công đường ngang được tiến hành sau khi thi công xong phần nền đường sắt và đồng thời với thi công đường chính tuyến. Khi thi công đường chính tuyến đến vị trí đường ngang thì kết hợp thi công luôn đường ngang. a. Thi công phần đường sắt: Vật tư, vật liệu được chuẩn bị đầy đủ tập kết tại vị trí thi công, đá balát được xả ở hai đầu đường ngang. Để đảm bảo thuận tiện cho công tác giao thông trên đường, nhà thầu sẽ tiến hành thi công từng nửa đường một, bố trí hàng rào di động phân luồng giao thông đường bộ, cho người hướng dẫn giao thông ở hai phía, tiến hành thi công đường ngang từng nửa một đảm bảo giao thông đường bộ qua đường ngang được thông suốt. Phần nền và việc lắp đặt đường sắt trong phạm vi đường ngang được tiến hành trong quá trình thi công tuyến. Nên thi công đường sắt trong đường ngang gồm các bước sau -Tiến hành lắp đặt bổ sung thêm tà vẹt bê tông dự ứng lực theo đúng tiêu chuẩn trong phạm vi đường ngang(0,5m/thanh). -Tiếp tục bổ sung đá và nâng dật chèn đến cao độ thiết kế. -Sau khi đường ổn định, lắp đặt tấm đan, gối mới cùng thanh liên kết, thanh chống K.Trước khi lắp đặt tấm đan dùng đá 1x2 rải phẳng đầm chặt đảm bảo mặt trên tấm đan trong lòng đường sắt bằng hoặc cao hơn mặt ray chính không quá 10mm, tấm đan phía ngoài đảm bảo bằng hoặc thấp hơn mặt ray chính không qua 5mm. Tấm đan bê tông được lắp đặt bằng phẳng, thực hiện đúng theo hồ sơ thiết kế. -Dọn dẹp mặt bằng thi công đảm bảo an toàn giao thông b. Thi công phần đường bộ qua đường ngang Phần đường bộ được tính từ mép tấm đan ngoài cùng trở ra, mặt đường ngang được thiết kế là mặt đường BTXT M200 dày 16cm trên lớp nền. Công tác thi công như sau: Công tác chuẩn bị: - Tập kết máy móc, vật tư, vật liệu. - Xác định vị trí thi công. - Dùng máy thuỷ bình đi cao độ phạm vi đường thi công. Trình tự thi công: - Tiến hành đào bạt đất, đào khuôn đường bằng thủ công. - Đắp đất cấp phối nền, lề đường đầm chặt K95. - Thi công lớp móng đường bằng cát đầm chặt K98 dày 10cm. - Thi công lớp mặt đường bằng BTXM #200 dày 16cm. - Lắp đặt biển báo, cọc tiêu, sơn mặt đường. 3. Công tác đổ BTXM mặt đường ngang. a. Công tác chuẩn bị: - Dọn dẹp mặt bằng, Kiểm tra cao độ nền bằng máy thủy bình - Chuẩn bị vật tư, vật liệu, máy móc thiết bị tại vị trí thi công. b. Biện pháp thi công: + Thi công lớp móng: - Tiến hành dọn dẹp mặt bằng, đào bỏ các lớp đất hữu cơ - Tiến hành thi công lớp cát đệm đầm chặt bằng đầm cóc dày 10 cm đến đúng độ chặt yêu cầu (K=0,98). + Thi công đổ bê tông mặt đường * Vì khối lượng bê tông là không lớn nên đơn vị thi công của nhà thầu sẽ sản xuất bê tông hỗn hợp và đổ tại chỗ,trình tự thi công gồm các bước sauƠ - Tập kết máy móc nhân công và liệu cát, đá, xi măng đến vị trí đường ngang - Sử dụng máy toàn đạc kiểm tra tim lề của đường và tiến hành lắp dựng ván khuôn. Trong bước này nhà thầu sẽ mời TVGS đến nghiệm thu các công tác che khuất như móng, ván khuôn, thiết bị thi công. - Trộn bê tông bằng máy trộn đúng theo thiết kế thành phần mác bê tông M200. - Tiến hành đổ, rải mặt đường BTXM M200 dày 16 cm, tiến hành đổ bằng phương pháp thủ công, trình tự thi công như sau. Dùng đầm dùi đầm toàn bộ tấm bê tông. Đầm dùi được thả thẳng đứng tới một độ sâu nhất định, tránh làm hỏng lớp ngăn cách. Thời gian đầm ở mỗi điểm không quá 45 giây, sau đó nâng đầm lên từ từ, tránh tạo thành lỗ và chuyển sang vị trí mới.Dùng đầm bàn đầm mép ngoài vào giữa. Thời gian đầm tại một chỗ khoảng từ 45 - 60 giây. Trong quá trình đổ rải mặt đường BTXM, tiến hành tạo các khe co giãn để đảm bảo mặt đường ổn định trong quá trình sử dụng. - Hoàn thiện mặt. Mặt đường BTXM được gạt phẳng bằng thước gỗ và bàn xoa và được gạt đi gạt lại nhiều lần sao cho đảm bảo đạt yêu cầu về độ bằng phẳng, độ dốc, cao độ và được tạo nhám mặt đường BTXM bằng bàn chải mềm. - Tiến hành công tác hoàn thiện, tháo dỡ ván khuôn và bảo dưỡng bê tông. * Một số lưu ý trong quá trình đổ bê tông: - Bê tông trộn đến đâu đổ, san và đầm lèn ngay đến đó, tránh để bê tông bắt đầu ninh kết mới thi công, sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng bê tông sau này. - Đổ bê tông trong những ngày nắng, che bớt ánh nắng mặt trời. - Khi trời mưa , đối với các đoạn đang đổ bê tông thì đơn vị thi công của nhà thầu sẽ tiến hành che kín, không để nước mưa rơi vào bê tông. KẾT LUẬN Đợt thực tập vừa qua là cơ hội để chúng em có thêm điều kiện tiếp xúc thực tế với môi trường làm việc sau này. Đồng thời cũng là dịp để sinh viên chúng em học hỏi thêm kiến thức chuyên môn phục vụ cho quá trình làm đồ án tốt nghệp sắp tới. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn đã liên hệ với các công ty giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt đợt thực tập này. Chương 2: Nghiên cứu công nghệ GPR trong khảo sát đường sắt 2.1. Công nghệ ra đa xuyên đất GPR 2.1.1 GPR là gì? GPR là viết tắt của “Ground Penetrating Radar” dịch ra là “ Ra-đa xuyên đất”. Là một phương pháp địa vật lý được sử dụng phổ biến để nghiên cứu cấu trúc và các đặc tính của vật chất bên dưới mặt đất, cụ thể nó áp dụng để phát hiện các vật thể dưới bề mặt, xác định sự thay đổi tính chất của vật liệu, xác định vị trí các khoảng trống và các vết nứt, sự xuất hiện của nước ngầm...vv 2.1.2 Cấu tạo hệ thống GPR Một hệ thống GPR được tạo thành từ : Encoder (Bộ mã hóa): các Encoder thường là một thiết bị cơ khí (như một bánh xe), được sử dụng để đo khoảng cách dọc theo khu vực mục tiêu và kích hoạt các tín hiệu radar ở những khoảng cách định trước. Bộ điều khiển: có chứa các thiết bị điện tử kết hợp với máy tính và phần mềm điều khiển được nạp sẵn cho phép thu thập , lưu trữ, xử lí số liệu và thể hiện ra màn hình mà không cần tải dữ liệu vào một máy tính khác. Ang-ten: nhận lệnh từ bảng điều khiển, truyền phát các tín hiệu ra-da và thu nhận sóng phản xạ ngược trở lại. Ang-ten phát ra các sóng ra đa với một tần số xác định, tần số này ảnh hưởng tới độ sâu có thể thăm dò và khả năng xác định các mục tiêu nhỏ dưới lòng đất. Monitor / PC: Các màn hình hoặc máy tính được sử dụng để hình dung những thông tin GPR trong thời gian thực hiện và vận hành hệ thống. Tùy thuộc vào loại màn hình, hoặc nếu một máy tính được sử dụng, dữ liệu GPR có thể được lưu trữ để xử lý. Công cụ chuyển đổi A / D: Công cụ chuyển đổi A / D hình thành giao diện giữa các Ăng ten và bộ điểu khiển chuyển đổi tín hiệu từ sóng sang dạng số và ngược lại tùy thuộc vào hướng phát triển cũng như mong muốn sử dụng nó. Công cụ chuyển đổi A / D cũng kết nối với các bộ mã hóa từ nơi nó nhận được thông tin về việc khi nào để kích hoạt một xung sóng Radar. 2.1.3 Nguyên lí hoạt động GPR phát ra một tín hiệu tần số ra da vào lòng đất , phát hiện thu lại những tần số vọng lại, phân tích về thời gian và cường độ của chúng. Sự phản xạ của tín hiệu được tạo ra khi sóng ra da đi qua các lớp vật liệu có tính chất khác nhau. Một phần tín hiệu phản xạ lại còn phần khác vẫn tiếp tục đi xuyên qua các tầng vật liệu khác cho đến khi nó suy giảm hoặc bộ điều khiển bỏ qua tín hiệu quay về của nó. Sóng ra-da được phát ra theo dạng hình nón, quá trình phát và thu sóng ra-da diễn ra liên tục khi ta di chuyển hệ thống quanh một khu vực rộng, dữ liệu được tổng hợp và xử lý trong một chương trình phần mềm chuyên dụng ở máy tính và xuất ra một mặt cắt ngang địa hình mô phỏng . Hệ thống GPR để áp dụng kiểm tra, nghiên cứu những cấu trúc, đặc tính của các vật chất bên dưới lớp đất, lớp bê tông, sắt thép mà chỉ bằng những khảo sát bên ngoài không thể nghiên cứu hết như là khảo sát địa kỹ thuật và môi trường, thăm dò địa chất, khảo sát nền móng công trình cầu cống, đánh giá độ ô nhiễm các nguồn nước, thăm dò khoáng sản, các đường ống ngầm, khuyết tật trong bê tông, sắt thép.. 2.1.4 Phạm vi áp dụng Số liệu GPR được xử lý bằng các thuật toán với độ chính xác cao, kết quả sẽ vẽ ra được mặt cắt phản ánh cấu trúc địa chất chi tiết tại khu vực khảo sát. Vì vậy thiết bị GPR đã được sử dụng trong nghiên cứu khảo sát địa kỹ thuật và môi trường phục vụ điều tra cơ bản, thăm dò địa chất, cụ thể là: Khảo sát công trình nền móng xây dựng đường sắt, cầu cống, sân bay, bến cảng v.v Phát hiện các dị vật, ranh giới cấu trúc địa chất, vị trí ẩn họa liên quan đến trượt lở đất. Khảo sát nước dưới đất, đánh giá độ ô nhiễm và xác định các tầng nước. Thăm dò tìm kiếm khoáng sản, độ sâu của đá gốc và các vỉa quặng trong mỏ Ứng dụng trong khảo cổ học.  Xác định các loại đường ống dẫn ngầm, cáp ngầm, các dị vật trong những bãi phế thải đã bị vùi lấp từ trước. Xác định vị trí các lỗ hỗng, khuyết tật trong than đập, thân đê. 2.2 Áp dụng công nghệ GPR vào khảo sát nền đường sắt 2.2.1 Đặc điểm nền đường sắt và lớp đá balats 2.2.1.1 Nền đường sắt Nền đường sắt là cơ sở chịu tác dụng của các bộ phận kết cấu tầng trên đường sắt và đoàn tàu ở trạng thái tĩnh và động. Các tải trọng này truyền xuống nền đường đến tầng móng rồi khuếch tán. Hình 1: Sơ đồ truyền lực của tải trọng xuống nền đường Nền đường thường được xây dựng trên móng đất đá và sử dụng đất đá này làm vật liệu xây dựng. Đất đá đều là những vật liệu không liên tục có đặc tính vỡ vụn, rời rạc, có khe rỗng cộng thêm với khí hậu thay đổi quanh năm dẫn đến sự biến đổi của đất đá và ảnh hưởng tới tính chất chịu lực của công trình. Tuyến đường xây dựng thường gặp phải sự ảnh hưởng phức tạp của điều kiện tự nhiên như: địa hình, địa chất phức tạp, khí hậu thủy văn, động đất. Từ đó phát sinh nhiều sự cố nền đường taluy nền đào bị nước phá hoại, nền đường đất giãn nở khi ướt, co lại khi khô, dẫn đến taluy nền đường sạt trượt, nền đường đông cứng vào mùa đông nhiệt độ thấp, khi động đất thì cát của nền bị hóa lỏng dẫn đến nền đường bị trượt. Các hư hại, biến dạng của nền đường cụ thể là lớp đệm nền đường cũng có nguyên nhân tác động từ kết cấu tầng trên, các công trình nhân tạo, tải trọng tĩnh và tải trọng động của đoàn tàu. Một số phương pháp đo đạc thực nghiệm đã cho kết quả nghiên cứu động lực học của đoàn tàu ảnh hưởng mạnh tới đất lòng đường. Trong công trình xây dựng nền đường chiếm vị trí quan trọng về khối lượng thi công, diện tích chiếm dụng đất và vốn đầu tư lớn. 2.2.1.2 Lớp đá Ballast Lớp đá ballast có nhiệm vụ đảm bảo độ ổn định cho ray và tà vẹt trong không gian dưới tác dụng của lực thẳng đứng, lực ngang và lực dọc, đảm bảo không có biết dạng. Truyền áp lực nhận từ tà vẹt xuống nền đường, làm lớp đệm đàn hồi để giảm lực đập của bánh xe. Mặt cắt ngang lớp đá balats cần phải đảm bảo chiều rộng, chiều dày và độ dốc mái đá, sao cho chịu được ứng suất của đoàn tàu gây ra đến đỉnh nền đường phải nhỏ hơn ứng suất cho phép. Đặc biệt trong đoạn đường cong độ rộng và chiều cao lớp đá balats cũng thay đổi để đảm bảo mục đích chạy tàu an toàn. Vật liệu làm đá ba lát phải chắc, ổn định dưới tải trọng, không bị vỡ vụn nát khi chèn, chịu được phá hoại của thời tiết, nước chảy không bị trôi. Các vật liệu làm đá ballast chủ yếu là đá dăm, đá cuội, cát hạt to, vỏ sò hến, sỉ lò. Cấu trúc hệ thống GPR trong khảo sát đường sắt Các hệ thống ăn ten thu phát tín hiệu có tần số xác định được ghép nối với nhau, kết hợp hai, ba hoặc nhiều hơn. Chúng được đặt cách mặt đất một độ cao nhất định để đảm bảo khả năng thăm dò là tốt nhất và đảm bảo có thể di chuyển dễ dàng nhờ đặt sau các thiết bị di chuyển, có thể là tàu hoặc ô tô như hình ảnh thể hiện trong hình . Hình 2: Hệ thống thử nghiệm thăm dò đường sắt GPR của công ty GSSI, một hệ thống GPR gắn ở phía trước của xe lửa, sử dụng lên đến bốn anten thu phát, được áp dụng ở Al-Nuaimy năm 2004. Hình 3:Hệ thống sử dụng để thu thập dữ liệu ở đường sắt Wyoming, Michigan tháng 7 năm 2007. Thông thường tốc độ thu thập dữ liệu là ở tốc độ 40 km/h và cần một khoảng thời gian 15 nano giây để thu thập dữ liệu đến độ sâu khoảng 30m. Tất nhiên, hệ thống cũng có thể thu thập dữ liệu ở khoảng thời gian dài hơn và do đó làm tăng độ sâu khảo sát. Các dữ liệu được thu thập bằng cách sử dụng ăn ten thu phát GPR, một bộ đo khoảng cách (DMI) gắn liền với xe. Bộ đo DMI cung cấp thời gian và vị trí của hệ thống một cách liên tục cho phép kết hợp hoạt động với bộ điều khiển GPR để điều chỉnh quá trình khảo sát. Dữ liệu GPR, video, và các dữ liệu GPS tại mỗi địa điểm được tổng hợp và xử lý ở các bước tiếp theo. Đối với nền đường sắt thường kết hợp sử dụng các ăng ten với tần số khác nhau: Ăng - ten với một tần số 1GHZ hay 2 GHz để hình ảnh rõ ràng và chi tiết hơn lớp đá ballast và subballast lớp tới độ sâu 2-3m. Ăng - ten với tần số thấp hơn nhiều từ 400-500 MHz cho phép thâm nhập qua các vật liệu đá balast, cát, các tầng đất với chiều sâu thâm nhập từ 15m thăm dò sâu lớp đất nền. Right Side Antenna Left Side Antenna Center Antenna Hình 4: Độ sâu làm việc của các Ăng ten có tần số khác nhau. Thu phát tín hiệu sóng ra-da Các nghiên cứu chỉ ra rằng sự nhiễm bẩn của đá balast ảnh hưởng tới sự thay đổi hằng số điện môi của lớp vật liệu. GPR hoạt động bằng cách phát một tần số rada xác định, ghi lại cường độ và thời gian trở lại của các tín hiệu phản xạ. Sự phản xạ của tín hiệu được tạo ra khi các tần số đi gặp các vật liệu có tính dẫn điện khác nhau hay là sự thay đổi hằng số điện môi của các vật liệu. Cường độ, mức độ phản xạ tín hiệu được xác định bởi sự tương phản trong các hằng số điện môi và độ dẫn điện của các vật liệu. Chất liệu Ÿ r Khô Ÿ r Bão hòa Ÿ r Ráo nước Granite ballast 3.2 26.4 16.0 Dolomite Ballast 3.7 25.5 16.5 Trap Rock Ballast (basalt) 4.3 31.4 4.8 Trap Rock Ballast (10% fouled) 5.0 22 17.0 Trap rock Ballast (30% fouled) 3.5 28 20.6 Bảng 1: Sự thay đổi hằng số điện môi của các vật liệu được xác định trong phòng thí nghiệm. Trong khi một phần tín hiệu GPR phản chiếu trở lại các ăng-ten, phần còn lại không dừng lại và vẫn tiếp tục xuyên qua các lớp vật liệu khác cho đến khi nó suy giảm hết hoặc bộ phận điều khiển GPR ngưng tiếp nhận nó sau khoảng thời gian nhất định . Tỷ lệ suy giảm tín hiệu rất khác nhau và phụ thuộc vào các tính chất của vật liệu mà sóng đi qua. Vật liệu với hằng số điện môi cao sẽ làm chậm sóng radar và nó sẽ không thể để thâm nhập sâu. Vật liệu có độ dẫn cao sẽ làm giảm bớt các tín hiệu nhanh chóng. Sự bão hòa nước làm tăng đáng kể hằng số điện môi của vật liệu. Hệ thống GPR dựa trên sự thay đổi này để đánh giá chính xác chiều dày lớp đá, mức độ nhiễm bẩn và sự thay đổi độ ẩm trong lớp đá balast nhiễm bẩn. Các nghiên cứu và tài liệu kết quả cụ thể đánh giá độ chính xác của hệ thống lên tới 95%. Clean Ballast Mostly Clean Ballast Fouled Ballast or Subballast Subgrade Scan of GPR Data Line Scan image of multiple scans of GPR Data Ballast Cross-section Hình 6: Giải thích sự suy giảm cường độ tần số ra-đa khi xuyên qua các lớp vật liệu Khảo sát đoạn đường sắt Orin, Wyoming, tháng 7 năm 2007 Thu thập dữ liệu Quá trình quét dữ liệu GPR ở đoạn tuyến này được tiến hành từ 23-7 tới 26-7 năm 2007. Công ty khảo sát sử dụng một ô tô tải trọng nhỏ gắn 3 ăngten, angten 500 MHZ ở vị trí trung tâm chính giữa 2 đường ray và hai angten 2GHZ gắn ở hai bên đường. Hình 7: Hai ăng-ten 2 GHz được gắn 2 bên và một ăng ten 500 MHz đã được gắn giữa 2 đường ray. Hai Ăng-ten với tần số 2 GHz để cho hình ảnh rõ ràng và chi tiết hơn lớp đá ballast và subballast lớp tới độ sâu 2-3m. Ăng ten trung tâm với tần số thấp hơn 500 MHz cho phép thâm nhập qua các vật liệu đá balast, cát, các tầng đất với chiều sâu thâm nhập từ 15m thăm dò sâu lớp đất nền. Các dữ liệu về lượng mưa trong các ngày 23-7 tới 26-7 cũng được thống kê và lập bảng, phục vụ cho quá trình theo dõi và xác minh dữ liệu GPR sau này. 2.2.4.2 Mặt đất thực Đồng thời với quá trình khảo sát bằng GPR mặt đất thực của đoạn tuyến được xem xét với các lỗ đào bằng tay lấy tại 20 địa điểm trên vai đường. Các lỗ đào được lấy ở các vị trí mà khả nghi có sự cố với nền đất, chiều dày các lớp vật liệu tại lỗ đào được đo và lập bảng để so sánh với dữ liệu GPR. (a) Dữ liệu mặt cắt 500 MHz (b) Hình ảnh của phần lỗ đào Hình 8: Vị trí một lỗ đào từ thực địa, bên trái là dữ liệu hình ảnh GPR tương ứng với lỗ đào Hình 9: Một lỗ đào khác trên đoạn tuyến, nơi có thể phát hiện được độ sâu nhiễm bẩn ở khá gần mặt đất. Hình 10: Hình ảnh một lỗ đào và công tác đo đạc Tại một lỗ đào khác đã phát hiện tình trạng nhiễm bẩn bụi than, lớp bụi than dày 4 inch nằm ngay dưới lớp ballast mà không thể phát hiện được từ quan sát bề mặt. A) Bề mặt tại một địa điểm (B) Bụi than ngay dưới lớp bề mặt Hình 11: Lỗ đào bằng tay phát hiện nhiễm bẩn bụi than 2.2.4.3 Dữ liệu 2 GHz Dữ liệu 2 Ghz sau khi được xử lí bằng phần mềm, cho ta các mặt cắt có hiển thị màu sắc như hình dưới. Độ dày lớp đá ba lat, vị trí nhiễm bẩn nặng, vị trí có nước ngầm được chỉ ra cụ thể, hiển thị rõ ràng với màu sắc trực quan và cho phép người dùng nhanh chóng xác định được thực trạng nền đất. Chấm màu biểu thị vị trí độ sâu nhiễm bẩn, độ sâu tồn tại nước ngầm Dải màu đánh giá độ nhiễm bẩn của lớp balat a, Xử lí dữ liệu. b, Thang màu đánh giá độ nhiễm bẩn. Hình 12: Dữ liệu hình ảnh và giải thích Dải dữ liệu trên cùng: Màu xanh lá biểu thị vùng sạch Màu đỏ và đen biểu thị vị trí lỗi bẩn Màu xanh lam biểu thị vị trí có độ ẩm lớn Dải dữ liệu thứ hai: Các chấm màu đỏ hiển thị độ sâu nhiễm bẩn của lớp đá balat Các chấm màu xanh hiển thị vị trí chiều sâu có độ ẩm lớn. Dải dữ liệu thứ ba: là giải màu sắc hiển thị đánh giá chung độ ô nhiễm của lớp đá, thang màu ở vị trí cuối cùng chỉ các mức độ ô nhiễm, màu trắng tương ứng với vị trí sạch, màu đen tương ứng với vị trí nhiễm bẩn nặng nhất. Kiểm tra theo dõi dữ liệu GPR 2 GHZ cho ta thấy các vị trí, chiều sâu của balat sach, balat vừa dính bẩn và balat nhiễm bẩn nghiêm trọng. Hơn nữa các vị trí nhiễm bẩn nghiêm trọng thường chỉ xuất hiện cục bộ trên suốt chiều dài tuyến khảo sát, việc xác định vị trí này là hết sức quan trọng giúp giảm chi phí , giảm thời gian và nâng cao hiệu quả của quá trình duy tu bảo dưỡng. Hình 13: Dữ liệu hình ảnh của một đoạn chiều dài khảo sát chưa bị hư hỏng. Hình 14: Dữ liệu hình ảnh của một đoạn chiều dài khảo sát bị hư hỏng, nhiễm bẩn nặng. Hình 16: So sánh của dữ liệu nhiễm bẩn GPR và độ sâu nhiễm bẩn từ 20 hố đào ngoài thực địa. Hình 17: So sánh độ sâu phát hiện ẩm bằng GPR với độ ẩm thực từ 20 vị trí hố ngoài thực địa. Trong hai hình 16 và 17: độ sâu bẩn, và độ sâu tồn tại nước ngầm thu được từ phân tích dữ liệu GPR, được so sánh với các chỉ số ô nhiễm cho mỗi độ sâu mẫu tại mỗi địa điểm thực địa. Các mối tương quan chặt chẽ giữa vị trí của sâu bẩn xác định bằng GPR và sự thay đổi màu sắc dẫn đến kết luận: có một sự tương đồng giữa độ sâu bẩn xác định bằng GPR và độ sâu của mẫu tương ứng. Kiểm tra chặt chẽ của cho thấy rằng 79 % của độ sâu bẩn xác định bằng GPR cho thấy tương đồng với sự thật mặt đất. Nhìn chung, kết quả được coi là rất hợp lý. 2.2.4.4 Dữ liệu 500 MHZ Dữ liệu 500 MHZ được xử lý khác so với dữ liệu 2GHZ, sóng điện từ 500 MHZ xuyên sâu vào lớp nền đất phía dưới, xác định sự thay đổi chiều dày của các lớp vật liệu phía dưới sâu, xác định các vị trí tồn tại dòng nước ngầm, xác định các vật thể sâu phía dưới hình ảnh từ dữ liệu 500 MHZ là không chi tiết ở 2 hoặc 3 m lớp bề mặt , không cho ta các dải màu cụ thể của vị trí nhiễm bẩn, nhưng giúp đánh giá tổng quan lớp nền thông qua sự phản ánh tương đối chiều dày các lớp. Hình 18: Sự khác nhau của dữ liệu GPR 500 MHZ(trên) và 2 GHZ(dưới). Hình 19: Dữ liệu 500 MHZ và sự phản ánh tương đối chiều dày các lớp vật liệu, chiều dày các lớp vật liệu là ổn định và không có dấu hiệu hư hỏng. Hình 20: Dữ liệu cho thấy một đoạn đường với chiều dày các lớp vật liệu bất thường.