ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG, TỐI ƯU HÓA KHI THIẾT KẾ BỐ TRÍ MẶT BẰNG THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.36 MB, 145 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
NGUYỄN TRỌNG HOAN
ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG,
TỐI ƯU HÓA KHI THIẾT KẾ BỐ TRÍ MẶT BẰNG
THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI,
THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội – 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
NGUYỄN TRỌNG HOAN
ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG,
TỐI ƯU HÓA KHI THIẾT KẾ BỐ TRÍ MẶT BẰNG
THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI,
THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Mã số: 62 - 58 - 40 - 01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học: NGND.GS.TS. Lê Kim Truyền
Hà Nội – 2010
MỤC LUC
MỞ ĐẦU …………………………………............…………….....…………….…………1
1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ........................................................................................................3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .....................................................................................3
4. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................................3
5. Giá trị khoa học và thực tiễn .............................................................................................4
6. Cấu trúc của luận án ..........................................................................................................5
Chương 1 ..............................................................................................................................8
TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG
CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI, THUỶ ĐIỆN .................................................................... ..8
1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG
CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN ........................................................................ ..8
1.1.1. Tầm quan trọng của mặt bằng công trường xây dựng (MBCTXD) trong tổ chức
sản xuất xây dựng ................................................................................................8
1.1.2. Nội dung cơ bản thiết kế bố trí mặt bằng công trường xây dựng công trình thủy
lợi, thủy điện .....................................................................................................10
1.1.3. Nguyên tắc cơ bản khi thiết kế, bố trí MBCTXD công trình thủy lợi, thủy điện
........................................................................................................................................20
1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ MBCTXD TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
............................................................................................................................................. 21
1.2.1. Tình hình nghiên cứu MBCTXD trên thế giới ............................................... 21
1.2.2. Tình hình nghiên cứu thiết kế MBCTXD ở Việt nam ..................................... 28
1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................................ 43
Chương 2 ……………………………………………………………...………………….44
ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG,TỐI ƯU HOÁ VÀO THIẾT
KẾ MẶT BẰNG VÀ CÔNG TÁC VẬN CHUYỂN TRÊN CÔNG TRƯỜNG XÂY
DỰNG CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI, THUỶ ĐIỆN …………...………………………44
2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG (PTHT), TỐI ƯU HOÁ ............….44
2.1.1 Mục tiêu cần đạt được khi ứng dụng PTHT, tối ưu hoá .......................................44
2.1.2 Giới thiệu chung về phương pháp phân tích hệ thống, tối ưu hoá ........................44
2.1.3 Các đặc điểm chính của PTHT và tối ưu hóa ......................................................46
2.1.4 Phương pháp phân tích hệ thống, tối ưu hoá công tác vận chuyển trên công trường
xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện .........................................................................47
2.2 MÔ HÌNH HOÁ CÁC BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT PHỤ
VÀ TỐI ƯU CÔNG TÁC VẬN CHUYỂN TRÊN CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG CÔNG
TRÌNH THỦY LỢI THỦY ĐIỆN ......................................................................................50
2.2.1 Bài toán tìm vị trí xí nghiệp sản xuất phụ trên công trường xây dựng ...............50
2.2.2 Bài toán tìm phương án vận chuyển tối ưu trên MBCTXD công trình thủy lợi,
thủy điện ........................................................................................................................61
2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................................ 66
Chương 3 ........................................................................................................................... 68
LỰA CHỌN TUYẾN ĐƯỜNG VÀ TÍNH TOÁN CƯỚC PHÍ VẬN CHUYỂN TRÊN
CÔNG TRƯÒNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN .............. 68
3.1 MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 68
3.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG TÁC VẬN CHUUYỂN TRÊN CÔNG TRƯỜNG THỦY
LỢI, THỦY ĐIỆN ............................................................................................................. 69
3.2.1 Đặc điểm tự nhiên ............................................................ ...................................69
3.2.2 Bố trí các hạnh mục công trình chính và công trình tạm .....................................70
3.2.3 Đặc điểm về mạng lưới giao thông trên công trường ...........................................70
3.2.4 Đặc điểm về thời gian sử dụng và khối lượng vận chuyển ..................................71
3.3 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG VẬN CHUYỂN VÀ THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN .......... 72
3.3.1 Xác định khối lượng vật liệu vận chuyển trên các tuyến đường và trên công
trường .............................................................................................................................72
3.3.2 Xác định thiết bị vận chuyển trên công trường .....................................................73
3.4 QUY HOẠCH, THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN TRÊN CÔNG
TRƯỜNG............................................................................................................................ 75
3.4.1 Các nguyên tắc để quy hoạch thiết kế đường vận chuyển ....................................76
3.4.2 Xác định vị trí vận chuyển ...................................................................................76
3.4.3 Quy hoạch đường vận chuyển trên công trường ...................................................77
3.4.4 Xác định yêu cầu và năng lực vận chuyển của tuyến đường ...............................79
3.4.5 Thiết kế hệ thống đường vận chuyển trên công trường xây dựng công trình thủy
lợi, thủy điện ...........................................................................................................80
3.5 GIÁ THÀNH VẬN CHUYỂN TUYẾN ĐƯỜNG TRÊN CÔNG TRƯỜNG ............ 85
3.5.1 Chi phí xây dựng tuyến giao thông (Gi1) .............................................................85
3.5.2 Chi phí cho công tác vận chuyển (thiết bị vận chuyển) (Gi2:) ............................88
3.6 LỰA CHỌN TUYẾN ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN TRÊN CÔNG TRƯỜNG ............. 90
3.6.1 Xây dựng hàm mục tiêu lựa chọn tuyến đường vận chuyển trên công trường.. ....90
3.6.2 Trình tự các bước lựa chọn tuyến đường vận chuyển ...........................................92
3.6.3 Nghiên cứu các dạng tuyến đường thường gặp trên công trường ..........................94
3.6.4 Sơ đồ hoá hệ thống đường vận chuyển trên MBCTXD công trình thủy lợi, thủy
điện.......................................................................................................................................97
3.7 KIẾN NGHỊ PHƯƠNG PHÁP TÍNH CƯỚC PHÍ (ĐƠN GIÁ CƯỚC) VẬN CHUYỂN
TRÊN CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN . ...... 98
3.7.1 Quan điểm tính toán .............................................................................................98
3.7.2 Tính toán các thành phần chi phí trong cước phí vận chuyển trên công trường ...98
3.7.3 Tính toán cước phí vận chuyển trên công trường .................................................99
3.8 LẬP CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN “LỰA CHỌN TUYẾN ĐƯỜNG VÀ TÍNH
CƯỚC PHÍ VẬN CHUYỂN” TRÊN CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
THUỶ LỢI, THUỶ ĐIỆN .................................................................................................100
3.8.1 Giới thiệu ngôn ngữ lập trình C# ........................................................................100
3.8.2 Lập chương trình .................................................................................................100
3.9 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ............................................................................................102
Chương 4......................................................................................................................... 103
VẬN DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ GIẢI QUYẾT NHỮNG BÀI TOÁN
THỰC TẾ TRÊN CÔNG TRƯỜNG THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM VÀ
ĐỀ XUẤT NHỮNG TIÊU CHÍ LỰA CHỌN MBCTXD........................................... 103
4.1 MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 103
4.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH CỬA ĐẠT – THANH HÓA ................................ 103
4.2.1 Vị trí, nhiệm vụ và quy mô công trình ............................................................... 103
4.2.2 Điều kiện tự nhiên ............................................................................................... 104
4.2.3 Những điều kiện ảnh hưởng tới việc thiết kế MBCTXD .................................. 105
4.2.4 Quy hoạch sử dụng vật liệu cát, đá, sỏi ............................................................. 107
4.2.5 Quy hoạch và thiết kế đường giao thông ............................................................ 109
4.3 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN TUYẾN ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN............................... 110
4.3.1 Vị trí tuyến đường vận chuyển trên MBCTXD công trình Cửa Đạt .................. 110
4.3.2 Xác định khối lượng vận chuyển trên tuyến đường ........................................... 112
4.3.3 Thiết kế tuyến đường ......................................................................................... 112
4.3.4 Tính toán năng lực vận chuyển tuyến đường ...................................................... 112
4.4 THỰC HIỆN TÍNH TOÁN ....................................................................................... 112
4.4.1 Chương trình ....................................................................................................... 112
4.4.2 Số liệu đầu vào .................................................................................................... 112
4.4.3 Kết quả tính toán (Phụ lục 3) .............................................................................. 116
4.4.4 Nhận xét .............................................................................................................. 119
4.5 ĐỀ XUẤT CÁC CHỈ TIÊU ĐỂ SO SÁNH LỰA CHỌN MBCTXD CÔNG TRÌNH
THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN ............................................................................................... 120
4.5.1. Mở đầu ............................................................................................................... 120
4.5.2 Các nguyên tắc bố trí mặt bằng công trường ...................................................... 120
4.5.3 Các chỉ tiêu đánh giá tổng mặt bằng công trường .............................................. 121
4.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 .......................................................................................... 127
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ TỒN TẠI .................................................................... 129
1. KẾT LUẬN ................................................................................................ 129
2. KIẾN NGHỊ ............................................................................................... 131
3. TỒN TẠI .................................................................................................... 131
CÁC TÀI LIỆU KHOA HỌC TÁC GIẢ LUẬN ÁN ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN ÁN....................................................................................... 133
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 133
PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 137
1. PHỤ LỤC 1 – CHƯƠNG TRÌNH
2. PHỤ LỤC 2 - SỐ LIỆU ĐẦU VÀO
3. PHỤ LỤC 3 - KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
4. PHỤ LỤC 4 - BẢN VẼ
DANH MỤC VIẾT TẮT VÀ CHỈ DẪN KÝ HIỆU
MBCTXD Mặt bằng công trường xây dựng
MBTC
Mặt bằng thi công
Gi
G i1
R
R
PTHT
Phân tích hệ thống
G i11
QHTT
Quy hoạch tuyến tính
G i12
F
Q
V
Hàm mục tiêu
Khối lượng vận chuyển
Cường độ vận chuyển
Cước phí vận chuyển
G i13
G i2
G cx
c XD
tb
tđ
v
Đơn giá cước vận chuyển
Chiều dài tuyến đường
Thời gian một chu kỳ vận
chuyển của xe
Thời gian bốc xếp hàng lên xe
Thời gian dỡ hàng xuống xe
Vận tốc của xe trên công trường
t ch
t ca
m
nx
Thời gian ngừng chờ và thay ca
Thời gian ca
Số chuyển xe trong ca
Số xe tính toán trong ca
v NL
g NL
q
Loại xe ô tô (tải trọng)
Số xe thực tế trong 1 ca
k vc
Số ca xe
Hệ số kể đến sự không tận dụng
hết thời gian
Hệ số kể đến sự không tận dụng
hết trọng tải của xe
Hệ kể đến xe nằm trong xưởng
sửa chữa, duy tu bảo dưỡng
Thời gian vận chuyển (ca)
Số ca xe định mức
k tạm
c
C
L
t ck
R
R
R
R
R
R
Nx
R
N cx
R
k x1
R
k x2
R
k x3
R
T
T ca
R
R
R
R
R
R
z ij
R
R
GX
G TL
R
R
Đ KH
Đ SC
ĐK
R
R
R
R
R
L LX
G CT
R
R
R
G vc
R
Giá thành vận chuyển
Chí phí xây dựng tuyến giao
thông
Chi phí xây dựng đường vận
chuyển
Chi phí duy tu bảo dưỡng
đường
Chi phí khác của đường
Chi phí công tác vận chuyển
Chi phí ca xe
Khối lượng công tác xây lắp
thứ j thuộc tuyến đường thứ i
Đơn giá xây dựng
Giá nguyên thủy của xe ô tô
Giá thanh lý của xe ô tô
Định mức khấu hao
Định mức sửa chữa
Định mức chi phí khác của
xe ôtô
Khối lượng nhiên liệu
Đơn giá nhiên liệu
Lương tháng lái xe
Chi phí xây dựng công trình
chính
Hệ số chi phí vận chuyển
Chi phí vận chuyển
G dd
Hệ số chi phí công trình tạm
Chi phí xây dựng công trình
tạm
Hệ số chi phí công trình dẫn
dòng
Chi phí công trình dẫn dòng
k slmb
Hệ số san lấp mặt bằng
R
G tạm
R
k dd
R
R
R
G slmb Chi phí san lấp mặt bằng
R
DANH MỤC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ
Hình 1.1 Mặt bằng công trường xây dựng công trình Cửa Đạt ...............................36
Hình 1.2 Mặt bằng công trường xây dựng thuỷ điện Son La ..................................37
Hình 2.1: Sơ đồ vận chuyển tổng quát trên công trường ...... ..................................52
Hình 2.2: Đồ thị hướng Građient ...................................................... .....................55
Hình 2.3: Đồ thị miền xác định điểm cấp tối ưu .............................. ......................56
Hình 2.4: Lưới ô vuông miền xác định điểm cấp tối ưu ....................... ..................57
Hình 2.5: Sơ đồ vận chuyển từ 1 điểm cấp đến nhiều điểm nhận ............. ...........62
Hình 2.6: Sơ đồ vận chuyển từ các điểm cấp đến một điểm nhận ...........................63
Hình 2.7: Sơ đồ vận chuyển từ một số điểm cấp đến một số điểm nhận ..... ..........64
Hình 3.1: Sơ đồ tuyến đường vận chuyển trên công trường ........................
.......78
Hình 3.2: Sơ đồ vận chuyển từ 1 điểm cấp đến 1 điểm nhận ........................ ........90
Hình 3.3: Sơ đồ trình tự thực hiện lựa chọn tuyến đường vận chuyển .......... .........93
Hình 3.4: Các dạng tuyến đường vận chuyển trên công trường ..............................96
Hình 3.5: Sơ đồ hóa hệ thống đường vận chuyển trên công trường ........................97
Hình 3.6: Sơ đồ tính Lựa chọn tuyến đường và tính cước phi vận chuyển ..........101
Hình 4.1: Sơ đồ hóa hệ thống đường vận chuyển phương án A ............................113
Hình 4.2: Sơ đồ hóa hệ thống đường vận chuyển phương án B ............................114
Hình 4.3: Sơ đồ hóa hệ thống đường vận chuyển phương án C ............................115
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Bảng thống kê một số công trình thủy lợi, thủy điện trên thế giới .. .......24
Bảng 1.2: Bảng thống kê các công trình đã và đang xây dựng ở Việt Nam ............32
Bảng 4.1: Bảng thống kê quy mô các bãi thải và trữ đất đá đào móng .................107
Bảng 4.2: Bảng quy hoạch nguồn vật liệu ............................................................108
Bảng 4.3: Quy hoạch vị trí tuyến
giao thông trên công trường Cửa Đạt
.............111
Bảng 4.4: Kết quả phương án đã có A(I) ...............................................................116
Bảng 4.5: Phương án chọn tuyến của phương án A ...............................................117
Bảng 4.6: Phương án chọn tuyến của phương án B ..............................................117
Bảng 4.7: Phương án chọn tuyến của phương án C ...............................................118
Bảng 4.8: Bảng so sánh kết quả các phương án ....................................................118
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện ở nước ta từ trước tới nay và cả
trong thời gian tới vẫn là yêu cầu cấp thiết của ngành xây dựng góp phần đáng kể
thúc đẩy công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Những năm gần đây
Chính phủ và các Bộ, Ngành đã phê duyệt nhiều dự án xây dựng thủy lợi, thủy điện
với quy mô lớn, thu hút lượng vốn đầu tư khá lớn từ nguồn ngân sách nhà nước như
là: Hồ chứa nước Định Bình tại Bình Định, thủy điện Na Hang tại Tuyên Quang, Hồ
chứa nước Cửa Đạt tại Thanh Hóa, Hà Động tại Quảng Ninh, thủy điện Sơn La,
thủy điện Huội Quảng tại Sơn La, thủy điện Bản Chát tại Lai Châu, Đại Ninh tại
Bình Thuận và nhiều công trình khác.
Các dự án xây dựng thủy lợi, thủy điện với quy mô càng lớn thì công tác vận
chuyển càng nhiều, việc thiết kế bố trí mặt bằng công trường xây dựng (MBCTXD)
càng cần phải quan tâm mà đặc biệt là hệ thống đường vận chuyển trên công trường
nhằm phục vụ cho sản xuất trên công trường đáp ứng các mục tiêu: công trình hoàn
thành đúng tiến độ, chất lượng cao, an toàn và giá thành thấp.
Tổ chức thi công công trình thủy lợi, thủy điện có các đặc điểm riêng:
-
Khối lượng công trình lớn, nhiều hạng mục nên khối lượng vận chuyển trên
công trường rất lớn như: công trình Cửa Đạt - Thanh Hóa, thuỷ điện Sơn La,
Đại Ninh - Bình Thuận ... có khối lượng vận chuyển đất, đá và bê tông trên
20 triệu m3, vì vậy chi phí cho công tác vận chuyển chiếm tỷ trọng khá cao
P
P
trong tổng chi phí xây dựng công trình;
-
Thời gian thi công kéo dài, thường 4 đến 6 năm có khi đến 10 năm. Tiến độ
thi công bị khống chế theo từng năm xây dựng;
-
Phạm vi hoạt động rộng, nhiều đối tượng tham gia vào quá trình thi công trên
công trường;
-
Chịu sự chi phối trực tiếp của điều kiện tự nhiên như: địa hình, địa chất, địa
chất thuỷ văn, thủy văn và khí tượng thủy văn;
-
Chịu sự ảnh hưởng của điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội tại khu vực xây
dựng công trình.
Do các đặc thù nêu trên đòi hỏi việc thiết kế bố trí MBCTXD phải đáp ứng yêu
cầu đặt ra của dự án là đẩy nhanh tiến độ xây dựng, giảm giá thành công trình, đảm
bảo chất lượng và an toàn trong quá trình thi công.
MBCTXD là một hệ thống, một mô hình động phát triển theo không gian và thời
gian, luôn luôn phải đáp ứng nhu cầu của công trường đặt ra nhưng phải phù hợp
với từng giai đoạn thi công và quy trình công nghệ xây dựng.
Trong thiết kế bố trí MBCTXD nhiệm vụ quan trọng và ảnh hưởng nhiều đến giá
thành xây dựng công trình là lựa chọn hệ thống đường vận chuyển tối ưu trên công
trường và tìm được phương án vận chuyển tối ưu cho các công tác vận chuyển.
Cho đến nay quan điểm về thiết kế bố trí MBCTXD là dựa vào địa hình và
phương pháp tính toán thiết kế truyền thống để quy hoạch, thiết kế hệ thống đường
vận chuyển trên công trường mà chưa đưa ra được luận cứ khoa học để lựa chọn hệ
thống đường vận chuyển, nên năng lực vận chuyển của đường thi công chưa được
đánh giá (có thể thiếu, có thể thừa) và như vậy sẽ dẫn đến gây thiệt hại không nhỏ,
mặt khác chưa có phương pháp tính giá cước vận chuyển sát thực trên công trường
để làm cơ sở so sánh lựa chọn vị trí xí nghiệp sản xuất phụ, kho bãi, nên chưa có chỉ
tiêu về kinh tế để so sánh các phương án bố trí MBCTXD.
Để có cơ sở so sánh các phương án MBCTXD, giảm chi phí trong quá trình xây
dựng và đáp ứng yêu cầu về chất lượng, tiến độ và an toàn trong thi công, việc
nghiên cứu ứng dụng các tiến bộ khoa học trong việc thiết kế bố trí tối ưu
MBCTXD là rất cần thiết. Đề tài “Ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thống, tối ưu hóa
khi thiết kế bố trí mặt bằng thi công các công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam”
được đề xuất trong luận án là một trong những nghiên cứu nhằm góp phần giải
quyết một số yêu cầu cấp thiết trong thiết kế bố trí MBCTXD công trình thủy lợi,
thủy điện ở nước ta hiện nay mà phạm vi nghiên cứu là đề xuất phương pháp lựa
chọn hệ thống đường vận chuyển, tính toán cước phí vận chuyển và tìm phương án
vận chuyển tối ưu cho các công tác vận chuyển trên công trường..
2. Mục đích nghiên cứu
-
Từ đặc điểm tổ chức thi công công trình thủy lợi, thủy điện, tầm quan trọng của
công tác vận chuyển trên công trường, nghiên cứu ứng dụng phân tích hệ thống,
tối ưu hóa để đề xuất phương pháp lựa chọn tuyến đường vận chuyển tối ưu và
tính toán cước phí vận chuyển trên công trường làm cơ sở xác định vị trí tối ưu
xí nghiệp sản xuất phụ, tính toán lựa chọn phương án vận chuyển tối ưu, nhằm
mục tiêu tối ưu MBCTXD (giảm chi phí vận chuyển trên công trường, giảm giá
thành xây dựng công trình).
-
Từ thực tiễn các công trình xây dựng thủy lợi, thủy điện hiện nay và qua phân
tích đưa ra một số các chỉ tiêu để lựa chọn MBCTXD công trình thủy lợi, thủy
điện.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
-
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết phân tích hệ thống, tối ưu hoá ứng dụng trong thiết
kế bố trí MBCTXD công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam.
-
Phạm vi nghiên cứu ứng dụng phân tích hệ thống, tối ưu hoá trong thiết kế bố trí
MBCTXD công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam mà phần đi sâu chủ yếu là
lựa chọn hệ thống tuyến đường vận chuyển tối ưu, tính toán cước phí vận chuyển
cho từng tuyến đường, xác định vị trí tối ưu xí nghiệp sản xuất phụ và tìm
phương án vận chuyển tối ưu cho các công tác vận chuyển trên công trường xây
dựng công trình thủy lợi, thủy điện.
4. Phương pháp nghiên cứu
-
Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu những công trình khoa học, lý thuyết đã có,
tìm tòi những vấn đề cần hoàn thiện, bổ sung để áp dụng vào điều kiện cụ thể
của đề tài.
-
Phương pháp ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thông, tối ưu hóa: Nghiên cứu ứng
dụng lý thuyết phân tích hệ thống, tối ưu hóa trong thiết kế bố trí MBCTXD;
-
Phương pháp tổng kết phân tích thực tế: Trên cơ sở các tổng kết, phân tích trong
thực tiển thiết kế bố trí MBCTXD công trình thủy lợi, thủy điện để đề xuất
phương pháp lựa chọn tuyến giao thông hợp lý trên công trường và tính toán
cước phí vận chuyển;
-
Phương pháp nghiên cứu điển hình: Tác giả nghiên cứu phân tích thực trạng bố
trí mặt bằng một số công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam, tìm ra những vấn
đề chưa hợp lý và hợp lý để đặt bài toán giải quyết vấn đề nhằm gợi ý làm mẫu
cho các nhà tư vấn thiết kế có thể áp dụng kết quả nghiên cứu của tác giả.
5. Giá trị khoa học và thực tiễn
5.1 Giá trị khoa học
-
Ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thống, tối ưu hoá để xây dựng được mô hình
toán và phương pháp lựa chọn tuyến đường vận chuyển, tính cước phí vận
chuyển trên công trường, làm cơ sở để xác định vị trí tối ưu xí nghiệp sản xuất
phụ và tối ưu công tác vận chuyển trên công trường xây dựng công trình thủy
lợi, thủy điện ở Việt Nam.
-
Đưa ra phương pháp tính giá thành vận chuyển trên công trường để làm cơ sở so
sánh lựa chọn MBCTXD công trình thủy lợi, thủy điện.
5.2 Giá trị thực tiễn
-
Dựa trên nền tảng phương pháp phân tích hệ thống, tối ưu hóa để xây dựng bài
toán lựa chọn tuyến đường vận chuyển và tính cước phí vận chuyển trên công
trường xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện;
-
Ứng dụng tiềm năng tin học hoá để lập trình tạo công cụ tính toán so sánh được
nhiều phương án lựa chọn tuyến đường vận chuyển hợp lý và tính cước phí vận
chuyển trên công trường;
-
Thông qua việc tính toán cho công trường Cửa Đạt - Thanh Hóa để khẳng định
với các nhà chuyên môn làm công tác thiết kế tổ chức thi công về phương pháp
tính toán, sử dụng chương trình máy tính làm công cụ tính toán để có thể áp
dụng cho tất cả các công trình xây dựng thủy lợi, thủy điện, nhằm giảm giá thành
xây dựng công trình.
-
Đưa ra các chỉ tiêu lựa chọn MBCTXD giúp các nhà thiết kế, các nhà quản lý có thể
lấy đó làm cơ sở để phân tích lựa chọn phương án bố trí MBCTXD hợp lý.
5.3 Những đóng góp mới của luận án
1/ Áp dụng phương pháp luận phân tích hệ thống, tối ưu hóa vào thiết kế bố trí mặt
bằng công trường xây dựng, coi mặt bằng công trường xây dựng là hệ thống sản
xuất, các hoạt động trên công trường được xem xét trong tổng thể chung của công
trường; từ đó lựa chọn phương án tối ưu cả hệ thống trong việc thiết kế bố trí mặt
bằng công trường xây dựng.
2/ Ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thống, tối ưu hóa để xây dựng bài toán “ Lựa
chọn tuyến đường và tính cước phí vận chuyển trên công trường” trên quan điểm giá
thành vận chuyển trên công trường xây dựng gồm hai thành phần đó là chi phí cho
công tác xây dựng tuyến giao thông và chi phí cho công tác vận chuyển trên công
trường.
3/ Đề xuất phương pháp tính toán cước phí vận chuyển cho từng tuyến đường trên
công trường dựa trên quan điểm tính giá thành vận chuyển.
4/ Đề xuất các sơ đồ, quy trình và phần mềm tính toán lựa chọn tuyến đường vận
chuyển trên công trường để làm cơ sở tối ưu mặt bằng công trường xây dựng.
5/ Đề xuất các chỉ tiêu để đánh giá, lựa chọn mặt bằng công trường xây dựng.
6. Cấu trúc của luận án
Luận án được cấu trúc như sau:
Phần mở đầu
Giới thiệu tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu nghiên cứu, đối tượng và phạm vi
nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, giá trị khoa học thực tiễn và tóm tắt các đóng
góp mới về khoa học và khả năng ứng dụng nghiên cứu của luận án vào thực tiễn.
Chương 1: Tổng quan về thiết kế bố trí mặt bằng công trường xây dựng công trình
thủy lợi, thủy điện
Các vấn đề được nêu trong chương này là cơ sở lý thuyết về đặc điểm xây dựng
công trình thủy lợi, thủy điện, nội dung và các phương pháp tính toán thiết kế bố trí
MBCTXD, tình hình nghiên cứu về thiết kế MBCTXD công trình thủy lợi, thủy
điện trên thế giới và ở Việt Nam. Trên cơ sở nghiên cứu phân tích thực trạng việc
nghiên cứu về thiết kế bố trí MBCTXD, nêu lên được các tồn tại trong việc nghiên
cứu và trong công tác thiết kế bố trí MBCTXD công trình thủy lợi, thủy điện trong
và ngoài nước để kiến nghị, đề xuất ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thống và tối ưu
hóa trong thiết kế bố trí tối ưu MBCTXD.
Chương 2: Ứng dụng phân tích hệ thống, tối ưu hóa vào thiết kế mặt bằng và công
tác vận chuyển trên công trường xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết phân tích hệ thống, tối ứu hóa ứng dụng khi thiết kế
bố thí MBCTXD. Nghiên cứu phương pháp quy hoạch tuyến tính ứng dụng giải các
bài toán tối ưu vị trí xí nghiệp sản xuất phụ và công tác vận chuyển trên công
trường. Xây dựng mô hình bài toán tìm vị trí xí nghiệp sản xuất phụ, các bài toán tối
ưu công tác vận chuyển trên công trường xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện.
Chưong 3: Lựa chọn tuyến giao thông và tính cước phí vận chuyển trên công trường
xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện
Trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm đường thi công và công tác vận chuyển trên
công trường xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện để nghiên cứu phương pháp
quy hoạch, thiết kế hệ thống giao thông trên công trường. Đề xuất quan điểm về
phương pháp tính toán giá thành vận chuyển, nghiên cứu xây dựng phương pháp lựa
chọn tuyến đường tối ưu trên công trường xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện để
làm tiêu chí lựa chọn MBCTXD, nghiên cứu phương pháp tính cước phí vận chuyển
trên công trường xây dựng, nhằm đưa chi phí xây dựng đường vận chuyển trực tiếp
vào cước phí vận chuyển. Ứng dụng tin học hiện đại lập trình tính toán lựa chọn
tuyến đường vận chuyển và tính cước phí vận chuyển trên công trường.
Chương 4: Vận dụng kết quả nghiên cứu để giải quyết những bài toán thực tể trên
công trường xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt nam và đề xuất những
tiêu chí để lựa chọn MBCTXD
Dựa vào kết quả nghiên cứu ở chương 2, 3 ứng dụng vào công trình Cửa Đạt –
Thanh Hóa để giải quyết một số bài toán lựa chọn tuyến đường vận chuyển tối ưu,
tính toán cước phí vận chuyển cho từng tuyến đường trên công trường, tìm phương
án vận chuyển tối ưu cho các công tác vận chuyển trên công trường Cửa Đạt –
Thanh Hoá.
Trên cơ sở các kết quả của các bài toán, phân tích đánh giá kết quả nghiên cứu
ứng dụng vào công trình cụ thể ở Việt Nam.
Đưa ra các chỉ tiêu đánh giá lựa chọn MBCTXD.
Kết luận, kiến nghị
Danh mục các tài liệu khoa học tác giả luận án đã công bố
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG XÂY
DỰNG CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI, THUỶ ĐIỆN
1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG XÂY
DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN
1.1.1 Tầm quan trọng của mặt bằng công trường xây dựng (MBCTXD) trong
tổ chức sản xuất xây dựng [8], [47]
MBCTXD công trình thủy lợi, thủy điện được xem như là một hệ thống sản
xuất lớn để tạo ra các sản phẩm chính là các hạng mục công trình xây dựng như:
đập, tràn xả lũ, cống lấy nước, tuy nen thủy điện, nhà máy thuỷ điện, nhà quản lý ...
cùng với các hạng mục công trình phụ trợ như tuy nen dẫn dòng, đê quai, kênh dẫn
dòng, đường thi công ..., các xí nghiệp sản xuất phụ, các kho bãi chứa vật liệu, các
khu nhà tạm, các công trình phúc lợi, các phương tiện thi công và nguồn nhân lực
được tổ chức bố trí, quy hoạch trong một không gian khống chế và thời gian nhất
định tạo thành một hệ thống thống nhất theo không gian và thời gian đó là
MBCTXD.
Thiết kế bố trí hợp lý MBCTXD sẽ góp một phần lớn trong việc thực hiện mục
tiêu của dự án đó là đảm bảo công trình đạt chất lượng cao, đẩy nhanh tiến độ, hạ
thấp giá thành, an toàn lao động và vệ sinh môi trường. Đó chính là mục tiêu phấn
đấu trong các dự án đầu tư xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện từ trước đến
nay.
MBCTXD là một phần rất quan trọng trong công tác tổ chức thi công các công
trình xây dựng và đặc biệt là các công trình thủy lợi, thủy điện nó càng được chú
trọng hơn trong giai đoạn hiện nay, khi mà nước ta đang bước vào thời kỳ hội nhập
quốc tế, khi mà nền kinh tế thị trường đã tạo ra một môi trường cạnh tranh quyết liệt
trong kinh doanh xây dựng, khi mà chất lượng công trình và giá thành xây dựng là
những yếu tố quyết định sự tồn tại và phát triển của các doanh nghiệp xây dựng, vì
vậy việc nghiên cứu thiết kế bố trí mặt bằng công trường xây dựng là rất cần thiết,
một đòi hỏi từ thực tế trong công tác tổ chức sản xuất xây dựng hiện nay.
Như vậy, MBCTXD có thể quan niệm như một hệ thống, một mô hình động,
phát triển theo không gian và thời gian, phù hợp với công nghệ và quy trình xây
dựng, liên hệ với bên ngoài bằng các mối quan hệ thị trường và quá trình công
nghiệp hóa xây dựng.
MBCTXD là một bộ phận trong nội dung chuẩn bị xây dựng nên nó được hình
thành và phát triển qua các giai đoạn: chuẩn bị đầu tư, chuẩn bị xây dựng, chuẩn bị
thi công.
-
Giai đoạn chuẩn bị đầu tư: Bắt đầu từ khi có chủ trương đầu tư đến khi phê duyệt
dự án:
+ Chọn khu vực địa điểm xây dựng và dự kiến nhu cầu sử dụng đất trên cơ sở
giảm tới mức tối đa diện tích sử dụng đất và những ảnh hưởng về việc di dân
giải phóng mặt bằng, tái định cư;
+ Phân tích, lựa chọn sơ bộ về công nghệ, kỹ thuật và các điều kiện cung ứng vật
tư kỹ thuật, thiết bị, nhiên liệu, năng lượng.;
+ Hình thành thiết kế sơ bộ mặt bằng công trường xây dựng đồng thời với hồ sơ
thiết kế sơ bộ;
-
Giai đoạn chuẩn bị xây dựng: Bắt đầu khi giao nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật và đến
thời điểm kết thúc thiết kế giai đoạn bản vẽ thi công. Giai đoạn này mặt bằng
công trường xây dựng được hình thành đầy đủ và thể hiện chi tiết, cụ thể về
phương án lựa chọn.
-
Giai đoạn chuẩn bị thi công: Bắt đầu từ khi ký hợp đồng nhận thầu cho đến khi
bắt đầu triển khai xây dựng. Trong giai đoạn này nhà thầu điều chỉnh, chi tiết
hoá mặt bằng công trường xây dựng đã đề xuất trong hồ sơ dự thầu để đưa ra
phương án mặt bằng công trường hợp lý nhất để triển khai xây dựng.
Chi phí MBCTXD công trình thủy lợi, thủy điện chiếm tỷ trọng khá lớn trong
giá thành xây dựng công trình. Nó có ảnh hưởng rất lớn không chỉ đến giá thành xây
dựng mà còn ảnh hưởng đến tiến độ thi công, chất lượng công trình và an toàn trong
thi công. Thực trạng hiện nay cho thấy rằng việc nghiên cứu đánh giá MBCTXD
công trình thủy lợi, thủy điện chưa được quan tâm đúng mức, hiệu quả đầu tư xây
dựng MBCTXD chưa được đánh giá đầy đủ, việc đánh giá, so sánh lựa chọn tối ưu
mặt bằng còn ít được quan tâm. Với đặc điểm của các công trình thủy lợi, thủy điện
có vốn đầu tư lớn, phạm vi công trình rộng, vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng khoa
học kỹ thuật, khoa học tổ chức vào thiết kế tổ chức MBCTXD cần được chú trọng.
Đánh giá tổng quan về thiết kế tổ chức MBCTXD công trình thủy lợi, thủy điện trên
cơ sở đó để nghiên cứu giải pháp tối ưu hoá thiết kế bố trí MBCTXD là điều hết sức
cần thiết trong thiết kế tổ chức MBCTXD công trình thủy lợi thủy điện hiện nay.
1.1.2 Nội dung cơ bản thiết kế bố trí mặt bằng công trường xây dựng công
trình thủy lợi, thủy điện [8], [27], [41]
1.1.2.1 Những đặc điểm xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện
Khi xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện có những đặc điểm sau:
-
Sản phẩm mang tính đơn chiếc, được tạo ra tại địa điểm xây dựng đã định trước;
-
Điều kiện tự nhiên phức tạp, luôn luôn chi phối tác động đến quá trình thi công
công trình;
-
Quy mô công trình lớn, khối lượng nhiều, điều kiện kỹ thuật yêu cầu cao và
phức tạp, phần lớn được bố trí phân tán trên hiện trường rộng, kinh phí đầu tư
lớn;
-
Thời gian xây dựng công trình kéo dài nhiều năm, nhưng phải đảm bảo các điều
kiện hoạt động bình thường ở hạ du như: giao thông thủy, cấp nước cho nông
nghiệp, cho sinh hoạt…Đặc biệt phải đảm bảo an toàn trong công tác phòng
chống lũ;
-
Phần lớn các công trình nằm ở vùng xa đô thị, xa khu dân cư, nên điều kiện sinh
hoạt trên công trường gặp nhiều khó khăn;.
-
Trong một công trường thường phân chia nhiều gói thầu khác nhau, cho nên có
nhiều đơn vị tham gia, nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhau;
-
Công trường thường diễn ra trên phạm vi rộng, ảnh hưởng đến cuộc sống của
nhiều người dân, nên mang tính chất xã hội cao;
-
Khối lượng các công trình phụ trợ lớn nên chi phí phục vụ thi công chiếm tỷ
trọng lớn trong tổng chi phí xây dựng công trình;
-
Vật liệu sử dụng trên công trường chủ yếu là vật liệu thô, nặng, khối lượng vận
chuyển lớn, đường thi công nhiều tuyến và chủ yếu là đường tạm trên mặt bằng
có địa hình phức tạp cho nên giá thành công tác vận chuyển sẽ ảnh hưởng lớn
đến giá thành xây dựng công trình;
-
Hệ thống giao thông khá lớn chỉ phục vụ trong nội bộ công trường, nhưng có
mối quan hệ mật thiết với bên ngoài;
-
Thời gian sử dụng đường thi công: có những tuyến chỉ sử dụng trong một thời
gian ngắn sau khi đã hoàn thành khối lượng yêu cầu vận chuyển sẽ bỏ đi, ví dụ:
Đường vận chuyển đất đá đào móng công trình đến các bãi thải, nhưng cũng có
những tuyến được sử dụng lâu dài trong cả quá trình thi công và còn tiếp tục sử
dụng làm đường quản lý sau này thường là các tuyến đường chạy dọc hai bờ từ
đưới hạ lưu đến đập;
-
Biện pháp thi công áp dụng chủ yếu bằng cơ giói nên sử dụng một lượng máy
móc thiết bị xây dựng khá lớn mà chủ yếu là ô tô tải và như vậy cần phải lựa
chọn loai xe có trọng tải phù hợp để giảm chi phí vận chuyển;
-
Tiến độ thi công là khống chế theo năm xây dựng phụ thuộc vào điều kiện thủy
văn, do vậy việc lập và điều khiển tiến độ thi công phải được áp dụng công nghệ
tiên tiến để dảm bảo tiến độ thi công không bị phá vỡ;
-
Phương án dẫn dòng thi công là một trong những đặc điểm cần hết sức chú ý,
xem xét khi bố trí mặt bằng công trường.
Tất cả những đặc điểm trên đòi hỏi phải có những giải pháp hợp lý trong việc
thiết kế bố trí MBCTXD để đảm bảo mục tiêu đề ra khi thi công các công trình thủy
lợi, thủy điện.
Trên góc độ kinh doanh xây dựng, hiện nay trên thị trường xây dựng các doanh
nghiệp xây dựng đang ra sức xây dựng và quảng bá thương hiệu của mình. Họ phải
chứng tỏ năng lực của mình trong cạnh tranh cụ thể trong các cuộc đấu thầu xây
dựng và trong đó phương án tổ chức mặt bằng công trường xây dựng chiếm một vị
trí quan trọng.
Để đưa ra được một MBCTXD lý tưởng đáp ứng mọi điều kiện thuận lợi cho sản
xuất trên công trường, cần phải nghiên cứu phân tích các đặc điểm nêu trên, trên cơ
sở đó để xây dựng bài toán với các ràng buộc xuất phát từ đặc điểm của công trình.
1.1.2.2 Các loại mặt bằng xây dựng công trinh thủy lợi, thủy điện
a) Theo quy mô, nhiệm vụ của bản đồ mặt bằng, mặt bằng công trường xây dựng
có thể hình thành với các loại sau:
Mặt bằng công trường xây dựng (Tổng mặt bằng xây dựng): là bản đồ bố trí
chung cho toàn bộ khu vực xây dựng công trình gồm các hạng mục công trình
chính, các khu vực bãi chứa vật liệu, bãi phế thải, các khu vực sản xuất phụ, khu
vực nhà ở, nhà làm việc, kho tàng, đê quai, công trình dẫn dòng, hệ thống đường
giao thông trên công trường v.v … được tính toán, bố trí theo phương án tổ chức
xây dựng, phù hợp quy trình của dây chuyền công nghệ. MBCTXD còn được gọi là
“Mặt bằng bố trí chung” và được coi như một hệ thống sản xuất liên hoàn, việc tính
toán thiết kế, bố trí các các hạng mục công trình phụ trợ cũng như mạng lưới giao
thông tạo thành mối liên hệ chặt chẽ với nhau giữa các hạng mục công trình chính,
hạng mục công trình phụ trợ để tạo nên sự gắn kết giữa MBCTXD với công nghệ
xây dựng. Chất lượng, giá thành sản phẩm và thời hạn hợp đồng phụ thuộc rất lớn từ
các yếu tố tổ chức xây dựng mà trong đó tổ chức MBCTXD đóng vai trò chủ yếu.
Chính vì vậy việc nghiên cứu tối ưu trong tính toán, thiết kế bố trí MBCTXD là rất
cần thiết.
Mặt bằng thi công (MBTC) công trình đơn vị: là bản đồ thể hiện hạng mục
công trình chính và các công trình tạm thời phục vụ thi công cho một công trình đơn
vị (Hạng mục công trình) trong hệ thống công trình.
Ví dụ: MBTC hạng mục đập đất, MBTC hạng mục cống lấy nước, MBTC hạng mục
tràn xả lũ, MBTC hạng mục nhà máy thủy điện …
Mỗi hạng mục công trình chính được thể hiện trên một MBTC riêng phù hợp
với dây chuyền công nghệ, biện pháp thi công của hạng mục công trình đó. MBTC
công trình đơn vị là một phần tử trong hệ thống các công trình trên MBCTXD, vì
vậy việc tính toán thiết kế và bố trí MBTC phải dựa trên nền tảng MBCTXD và có
mối liên hệ chặt chẽ, nhất là các xí nghiệp sản xuất phụ và hệ thống đường vận
chuyển vật liệu đến MBTC công trình đơn vị.
Mặt bằng thi công cho từng đợt xây dựng hay còn gọi là mặt bằng phần việc:
là loại bản đồ mặt bằng thi công theo từng giai đoạn (giai đoạn thi công phần móng
công trình, giai đoạn thi công phần thân công trình, giai đoạn thi công phần hoàn
thiện) hoặc theo từng đợt thi công của từng giai đoạn dẫn dòng hoặc theo phương án
khai thác vật liệu khác nhau. Mỗi giai đoạn hay từng đợt thi công được thiết kế bố
trí MBTC riêng đảm bảo đủ điều kiện sản xuất phù hợp với biện pháp thi công và
dây chuyền công nghệ.
b) Theo yêu cầu của từng giai đoạn chuẩn bị đầu tư mặt bằng công trường xây
dựng cũng được phân thành các loại sau:
-
Mặt bằng công trường giai đoạn thiết kế sơ bộ: Trong giai đoạn này chỉ thể hiện
sơ bộ về phương án quy hoạch bố trí mặt bằng những công trình có ảnh hưởng
lớn đến bố trí mặt bằng công trường như: đường sá chính có tính lâu dài trong thi
công, vị trí công trình dẫn dòng và đê quai, các công trình lâu dài và tạm thời,
các khu sản xuất công nghệ, nguồn cung cấp điện, nước, hơi ép v.v;
-
Mặt bằng công trường giai đoạn thiết kế kỹ thuật: Trên bản đồ được xác định
một cách chính xác các vị trí, kích thước, kết cấu các công trình chính, các công
trình phụ trợ, nhà tạm, kho bãi, xưởng sản xuất phụ, hệ thống giao thông trên
công trường …thể hiện mối liên hệ khăng khít trong phương án tổ chức thi công
công trình;
-
Mặt bằng công trường giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công: Dựa trên cơ sở của bản
vẽ kỹ thuật, bản vẽ bố trí mặt bằng công trình được thể hiện một cách chi tiết và
chính xác hơn. Bản vẽ được thể hiện cả quá trình xây dựng và công nghệ xây
dựng để người thi công dựa vào đó thực hiện được ý đồ của người thiết kế và
làm căn cứ để tính toán dự toán, so sánh phương án lựa chọn bố trí mặt bằng xây
dựng;
-
Mặt bằng công trường giai đoạn chuẩn bị thi công: là phương án mặt bằng lựa
chọn của nhà thầu để quyết định triển khai xây dựng công trình.
1.1.2.3 Nội dung thiết kế bố trí mặt bằng công trường công trường xây dựng
công trình thủy lợi, thủy điện
Các công trình xây dựng với quy mô lớn có đặc điểm là khối lượng công tác xây
lắp lớn, thời gian kéo dài trong nhiều năm, phải trải qua nhiều mùa mưa, phải đẫn
dòng thi công bằng nhiều đợt, vì vậy phải thiết kế mặt bằng xây dựng cho phù hợp
với từng giai đoạn thi công.
Tổng quát nội dung thiết kế bố trí MBCTXD theo các tài liệu [8], [15], [17],
[27], [29], [41] là giải quyết các vấn đề sau:
-
Xác định ranh giới, diện tích chiếm đất để xây dựng công trình chính và các
công trình phụ trợ;
-
Định vị vị trí các hạng mục công trình chính;
-
Xác định vị trí các hạng mục công trình phụ trợ;
-
Lựa chọn và thiết kế hệ thống giao thông trên công trường;
-
Thiết kế và xác định vị trí các loại kho, bãi chứa vật liệu và cấu kiện, bãi thải
phế liệu đất, đá;
-
Thiết kế nhà tạm trên công trường;
-
Thiết kế các xưởng sản xuất phụ trợ, mỏ vật liệu;
-
Thiết kế và tổ chức hệ thống cấp thoát nước;
-
Thiết kế và tổ chức hệ thống cấp điện hơi ép, nhiên liệu;
-
Thiết kế hệ thống kỹ thuật an toàn lao động và vệ sinh môi trường.
Quy hoạch mặt bằng xây dựng thường dựa trên các nguyên tắc chung, những chỉ
dẫn có tính quy phạm. Cơ sở thiết kế phải dựa trên các điều kiện cụ thể của công
trình và các tài liệu hướng dẫn, các tiêu chuẩn, quy chuẩn trong xây dựng.
Phương án thiết kế bố trí tổng mặt bằng xây dựng hợp lý là kết quả tổng hợp các
lời giải các hàm mục tiêu tối ưu theo từng nội dung đã nêu trên.
a) Quy hoạch, thiết kế hệ thống giao thông trên công trường
Hệ thống giao thông trên công trường có thể là: hệ thống đường bộ, đường sắt,
đường thuỷ, gồm có hệ thống giao thông bên ngoài công trường và hệ thống giao
thông bên trong công trường.
-
Hệ thống giao thông bên ngoài công trường là các tuyến đường cung cấp nguyên
vật liệu, cấu kiện, thiết bị … từ nơi cung cấp đến cổng công trường;
-
Hệ thống giao thông bên trong công trường bao gồm: đường nội bộ công trường
và đường thi công.
Đường vận chuyển trên công trường cũng phải tuân theo các chỉ dẫn, tiêu chuẩn
thiết kế của Bộ Giao thông vận tải, Bộ Xây dựng hiện hành. Quy hoạch thiết kế
đường thi công phải đảm bảo các điều kiện an toàn cho người, phương tiện và hệ
thống kỹ thuật. Phần lớn đường thi công sau khi hoàn thành công trình thì bỏ đi, cần
phải có giải pháp để đưa chi phí làm đường và duy tu bão dưỡng vào giá thành công
tác vận chuyển để làm cơ sở so sánh đánh giá phương án công tác vận chuyển.
Tính toán thiết kế đường giao thông trên công trường theo các tài liệu [3] [4],
[5], [7], [10], [41], [43] bao gồm các nội dung sau:
b) Thiết kế kho bãi
Kho bãi trên công trường xây dựng là nơi cất giữ vật liệu, cấu kiện và bán thành
phẩm để dự trữ và cung cấp cho các hạng mục công trình.
Kho bãi trên công trường có thể phân thành nhiều loại:
• Phân theo cơ cấu quản lý
-
Kho trung chuyển: là loại kho bãi được bố trí ở những nơi cần bốc dỡ hàng,
từ phương tiện vận chuyển này sang phương tiện vận chuyển khác, hàng chỉ
nằm tạm ở kho này trong một thời gian ngắn chờ để vận chuyển tiếp, kho này
thường do công ty hoặc tổng công ty quản lý.
-
Kho công trường: là loại kho được bố trí trên tổng mặt bằng xây dựng để
chứa tất cả các loại vật tư cần thiết cho xây dựng, loại kho này do ban chỉ huy
công trường quản lý.
-
Kho công trình: là loại kho được bố trí tại công trình, để tiết kiệm khâu vận
chuyển trung gian từ công trường tới công trình, loại kho này do ban chỉ huy
công trình hoặc chủ nhiệm công trình quản lý.
-
Kho thuộc các xưởng sản xuất và phụ trợ: là kho để chứa các loại vật tư cho
các xưởng sản xuất phụ trợ và chứa các loại bán thành phẩm, loại kho này do
xưởng trực tiếp quản lý.
• Phân loại theo kết cấu kho bãi
-
Bãi (kho lộ thiên): Các bãi cất chứa vật liệu còn được gọi là các “kho lộ
thiên”. Kết cấu của bãi chủ yếu là diện tích mặt nền được gia cố để để chịu
được trọng lượng các loại vật liệu và không bị đọng nước;
-
Kho hở (kho có mái che): Là loại kho mà kết cấu chủ yếu là bộ khung có mái
lợp chống được mưa, nắng, dùng để chứa các loại vật liệu như sắt, thép, gỗ
và các bán thành phẩm;
-
Kho kín: kết cấu của kho phải chống được tác động của thiên nhiên như mưa
nắng, gió, ẩm ướt, bức xạ, mối ... , chứa các loại vật liệu như xi măng, sơn,
các thiết bị máy móc ...;
-
Kho đặc biệt: có kết cấu dặc biệt , chứa các loại vât liệu dặc biệt phục vụ
công trường như thuốc nổ, xăng dầu ...;
Kho bãi có nhiệm vụ cất giữ và bảo vệ được vật tư, cấu kiện, bán thành phẩm
trước sự ảnh hưởng của điều kiện thiên nhiên và nhân tạo có thể làm giảm chất
lượng sản phẩm.
Kho bãi phải đặt ở vị trí thuận lợi cho việc nhập và xuất vật tư đồng thời phải
đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ, vệ sinh môi trường.
Kết cấu kho bãi được thiết kế phù hợp với tính chất cất giữ, bảo quản của từng
loại vật liệu, đồng thời thuận lợi cho việc chất xếp và bốc dỡ.
Tính toán thiết kế kho bãi dựa trên các tài liệu [27], [29], [41]
c) Thiết kế nhà tạm
Nhà tạm trên công trường bao gồm nhà điều hành sản xuất, nhà ở cán bộ công
nhân viên, các dịch vụ, công trình phúc lợi phục vụ người xây dựng trên công
trưòng.
Nhà tạm có thời gian sử dụng ngắn, cần giảm chi phí và diện tích xây dựng tối
đa nhưng vẫn phải đáp ứng yêu cầu sử dụng phù hợp với xu thế phát triển của ngành
