Chương I NHỮNG VẤN ĐỂ CHUNG 1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH NGÂM ĐÔ THỊ (CTNĐT) 1. Khái niệm về CTNĐT CTNĐT là những cône trình được xây dựng dưới mặt đất tại đô thị, bao gồm; công trình cône cộns nsầm, công trình công nghiệp nsầm, công trình giao thông ngầm, phần neầm của các công trình xây dựng trên mặt đất, mạng kỹ thuật ngầm, các tổ hợp ngầm. - Cớ/?g trình coni’ cộníị nqầm là công trình phục vụ hoạt động công cộng, ví dụ các công trình du lịch, thể thao, thư viện, các trung tâm văn hoá thể thao, rạp hát, các trung tâm nghiên cứu khoa học, các cửa hàng bách hóa ngầm, các nhà thờ tôn giáo khác nhau được xây dựng dưới mặt đất.
- Coni’ trình coni’ nghiệp nqầm. bao gồm: các công trình đầu mối kỹ thuật, các công trình xử lý nước thải, chất thải, các trạm biến áp, trạm cấp nước, trạm gas, các kho vũ khí, các sân ga, các kho bảo quản khác nhau, các trạm sửa chữa tàu điện ngầm (đề pô), các xưỏfng sửa chữa ôtô và các công trình phục vụ sản xuất khác được xây dựng dưới mặt đất. - Cônq trình qiao tlĩônq ngầm là các công trình đường tàu điện ngầm, nhà ga tàu điện ngầm, hầm đường bộ, hầm cho người đi bộ, các bến đỗ ôtô buýt, ôtô chạy điện, các gara xe tải, các ôtô chuyên dùng và các công trình phụ trợ kết nối (kể cả phần đường nối phần ngầm với mặt đất. - Phần ngầm của các công trình .xây dựng trên mặt đất là tầng hầm và các bộ phận của công trình nằm dưới mặt đ ấ t, ví dụ: dưới các gara, nhà ga, cang hàng không, các trung tâm thương mại, nhà ở và nhà hành chính cao tầng.
- Mạng kỹ thuật ngầm, bao gồm: các đường ống kỹ thuật, các hào kỹ thuật để lắp đặt các dường ống cấp gas, khi đốt. đường ống cấp nước, thoát nước; công trình đường dây cấp điện, thông tin, viễn thông liên lạc được xây dựng dưới mặt đất. - T ổ lìựp ngâm: Các công trình ngầm có chức năng riêng hoặc các cụm công trình ngầm được kết nối với nhau bàng các đường bộ vưọi ngầm, đường ôtô ngầm ga và đường tàu điện ngầm thành các tổ hợp ngầm. CTNĐT thưòne được xây dựne nơi tập truns đông dân.
Chúng có thể được bố trí dưới các công trình xây dựng trên mặt đất, dưới các đường giao thông đô thị. dưới các công viên vườn hoa, dưới. Tùy theo vị trí xây dựng và công năng công trình, CTNĐT thường được bỏ trí sâu dưới mặt đất lớn hơn 3m và có thể sâu tới hàng trăm mét dưới lòng đất. Quy hoạch không gian xây dựng ngầm là một nội dung của đổ án quy hoạch đó thị, phải bảo đảm kết nối tương thích, đổng bộ các công trình ngầm và giữa công trình ngầm với các công trình trên mặt đất, phù hợp với hệ thống hạ tầng kỹ thuật và quy hoạch phát triển đô thị, phải bảo đảm các yêu cầu về bảo vệ môi trưòìig và nguồn nước ngầm.
Công tác quy hoạch, thiết kế, thi công CTNĐT không được làm ảnh hưởng đến các cõng trình xây dựng lân cận, đồng thời phải có giải pháp về bảo tồn cây xanh, bảo vệ di tích lịch sử, văn hóa tại khu vực xây dựng. CTNĐT cần được kết hợp với yêu cầu bảo đảm an ninh, quốc phòng khi cần thiết; đảm bảo đầy đủ các hệ thống chiếu sáng, điều hòa, thông gió, cấp nước, thoát nước, cấp điện, phòng cháy, chữa cháy, thoát hiểm và hệ thống kiểm soát khai thác vận hành trong công trình, bảo đảm các yêu cầu về chống thấm, chống ăn mòn và xâm thực. Ngoài ra công tác thiết kế, thi cổng CTNĐT cần bảo đảm việc sử dụng thuận lợi cho người khuyết tật, bảo đảm an toàn và thoát hiểm nhanh chóng khi có sự cố, đồng thời phải đề xuất nhiệm vụ quan trắc địa kỹ thuật. Phân loại CTNĐT Các CTNĐT có rất nhiều loại, công năng khác nhau (hình 1.1) cụ thể; - Theo sơ đồ mặt bàng và công năng khai thác có thể chia ra: + Các CÔ/ỈÍỊ trình ckuìg tiiyến: các đường hầm (tuynen) giao thông cơ giới các đường bộ vượt ngầm, các đưòaig hầm dẫn nước của nhà máy thuỷ điên + Các côuỊị trình có chiều dùi hạn c h ế (dạno diểm); các công trình công cộng và công nghiệp ngầm.
+ Các mạn (Ị kỹ thuật mịchn + Các tầiuỊ lìcỉin nhà cao tần ít. + Côìỉít trình gí/ vừ dưừnỊt tàu diện n<iầm. - Tlieo chiều sâu: (TTNĐT được chia ra loại dạt nông H < 10-P m vì đãt sâu H >10-12m ); - Theo phưong pháp ihi công; đào hở. đào ngám, phương pháp đãc biét Các CTNĐT khác nhau \é hình dạng và kích thước mặt căt.
loại vật liêu đãc điếm kèt cáu. điều kiện thòng gió, chiếu sáng. LỊCH SỬ VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CTNĐT 1. Lịch sử phát triển công trình ngầm Trong thời tiền sử con người đã biết sống trong các hang động.
Theo tiến trình hch sử, nhiều loại công trình ngầm với mục đích khác nhau đã xuất hiện. - Cúc công trình nhù ở, công cộng: Thành phố cổ Petra nẳm ở phần sa mạc Gioócdani là một đô thị ngầm: các gian phòng và lâu đài được đặt trong nền đá đỏ cục bộ. Lâu đài Abu- Xim bela có kích thước hầm đào 16,2 X 17,4m có hành lang chiếu sáng bên trong đi sâu vào khối đá 60m. Có 4 bức tượng Ramdexa cao 20m bố trí trước lâu đài được xây dựng vào thế kỷ X II trước Cóng nguyên.
Vùng Kpađôki miền Trung Thổ Nhĩ Kỳ có cả hệ thống làng mạc nằm dưới lòng đất. Đặc biệt trong thành phố Kaimacly đã có 60 nghìn người sinh sống. Thành phố ngầm 8-10 tầng đó trải dài trên 19km trong nền đá phún thạch, nơi được bố trí các phòng ở, kho tàng, phòng cầu nguyện đạo giáo, các phòng của chủ nô, hành lang bộ hành, các đường ngầm và tuyến ống thông gió, bể chứa nước và các khu vực nghĩa trang. Khoáng chất trong vùng Kpađoki đảm bảo cho thành phố ngầm nhiệt độ không đổi 8-12 độ.
Phía Bắc Trung Quốc, ở tỉnh Khu Nan, Sen-Xi, San Xi đã từng có số dân sống dưới ngầm đạt đến mười triệu người. Các khu dân cư được bố trí dưới các thửa ruộng và có cấu tạo từ các phòng đào trong đất hoàng thổ. Trước các phòng thưcmg có các sân nửa chìm đảm bảo ánh sáng tự nhiên. - Các công trììiìì phục VII nine đích văn hoá vù tôn íỊÌáo: + Bộ tộc người Mĩ ở phía Tây - Nam Mĩ đã đào các phòng trong lòng đất đườno kính từ 4-25m, phía trong có lát gạch hoặc chỉ đơn giản trát đất sét.
Cóng trình có tên ơoi là Kiva. + Tòn giáo các thời đại khác nhau tạo nên rất nhiều cụm CTN hầu như các nhà thờ đều có phòng ngầm, chúng được xây dựng cho những nghi lễ đặc biệt cTÌn o]ữ thi thể hoặc để ẩn nấp. + Dưới quảng trường Xtephanplatx ở Hungari đã phát hiện 1 phòncT cầu ncTiiyện cổ đại Virgilia Mari Magdalina xây dựng vào khoáng nứa đầu thế ký XV III. Chiều cao bên trong là 13,3m, diện tích 140m”, vòm cúa nó được tạo nén từ vói tói + Các công trinh du iịch, thế thao, thư viịn ngám, các trung tãni vàn hoá thề thao rạp liát, các trung tâm nghiên cứu khoa học đang được xáy dưng ngày càng nhiéii Irén thế giới.
^ - Ccic công trình phục yụ rnục đích cptân sự: + Từ cuối thế kỷ X V II các đường ngầm cho tàu biển đã được xây dựng ở Pháp và ở Anh. + Vào thế kỷ X IX đã có đường sắt ngầm có độ dài và tiết diện lớn: Ximplonxki (20km ), Xen- Gortardxki (15km), Mon-Xenhixki (14km). + Vào đầu thế kỷ X X nhiều trạm thuỷ điện ngầm đã được xây dựng (Đức 1907; Thuỵ Sỹ 1914), các kho và nhà máy thiết bị ngầm đầu tiên được xây dựng ở Đức (1914-1917). -I- Vào những năm 30 của thế kỷ X X các công trình quốc phòng ngầm (nhà máy ôtô, gara.
các kho chứa vũ khí) đã được xây dựng rất nhiều ở Mĩ, Pháp, Đức, Thuỵ Sỹ và ở các nước khác. Số lượng công trình ngầm nói chung và CTNĐT nói riêng trong các nước châu Âu và ở Nhật đặc biệt tãng nhanh vào thời kỳ chiến tranh thế giới thứ hai 1939-1945. + ớ nước ta trong thời kỳ kháng chiến chống Pháp cũng như chống Mĩ đã xuất hiện nhiều hầm và công sự ngầm. - Các cônẹ trình /ĩíỊầtn côn^ nghiệp: -t- Kho lạnh đầu tiên xuất hiện ở Thuỵ Sỹ 1939-1941, ỏ thành phố Atrixon, Mĩ, 19-44.
-I- Vào những năm 1950 đã xuất hiện dạng công trình ngầm mới- kho chứa nhiên liệu hydrôxit các bon trong tầng địa chất chứa khí dầu mỏ (Mĩ). Đến năm 1960 các nhà máy thuỷ điện, các nhà kho, các kho chứa dầu mỏ, khí đốt đã xuất hiện trong khoảng 30 nước trên thế giói. -I- Khối lượng xây dựng các công trình thuỷ điện ở Triều Tiên là rất â íi tưẹmg, đến nay đã xây dựng 18 trạm công suất từ 500MW trở lên (trong đó có 3 trạm thuỷ điện hạt nhân) -t- Kho dự trữ quốc gia của Nhật có 10 khoang chứa song song dài 550m cho mỏi khoang, chúng được xây dựng bàng phương pháp mới của Áo kết hợp phá đá bàng nổ mìn. -f- Để hiện đại hoá mạng kênh thoát nước ở Viên, người ta xây dimg mới tuyến ống dài 368km.
tiến hành sửa chữa lón hệ thống kênh thải nước sông Đu Nai và đại tu tuyến ống dần đã hơn 100 nãm tuổi. - Các côn" trình lìỉỊầni "iao thôn" đô thị: Công trình giao thông ngầm bao gồm: các công trình dạng tuyến ví dụ: Đườnơ bộ vượt ngầm, đường sát ngầm, đường tàu điện ngầm và các công trình dạng đièm như; các loại ga và bến đỗ ôtô ngầm, ga tàu điện ngầm Trong hộ thống giao thông ngầm, công trình ga và đưÒTig tàu điện ngầm chiếm vị trí đặc biệt quan trọng. Danh mục công trình tàu điện ngầm trên thế giới tính đến nãm 1995 và 2005 (ở Nga) cho trong bàng 1.1 Khoáng Lượng HK Chiều thời 2 Ìan Nãm đưa Số Sỏ' vận chuyển, dài Tons. Đô thị vào khai lượng lượng ~ vào eiờ (triệu tuyến.,7, thác tuyến ga pik , ng./nãm) (km) 1 phút Luân Đôn 1863 728 11 394 271 4582 Ị 2,5 New York 1871 997 26 398 469 5866 2-4 ---------- i--------------- Pari 1900 1201 15 201 370 3481 1.