quản lý và điều khiển tiến độ thi công công trình thủy điện lai châu

LỜI CẢM ƠN Với tất cả sự kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất, Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn của mình tới thầy giáo GS.TS Vũ Thanh Te đã hướng dẫn tận tình chu đáo, dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn, nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Nhân đây, Tôi cũng xin cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Thủy Lợi, các thầy cô giáo trong Khoa Công Trình, Khoa Kinh Tế và Quản Lý đã chỉ bảo, dạy dỗ trong suốt quá trình học tập tại trường. Cuối cùng, Tôi xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên, khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Mặc dù luận văn đã hoàn thiện với tất cả sự cố gắng, nhiệt tình cũng như năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiết sót. Vì vậy, Tôi rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của quý thầy cô và đồng nghiệp, đó chính là sự giúp đỡ quý báu mà tôi mong muốn nhất để cố gắng hoàn thiện hơn trong quá trình nghiên cứu và công tác sau này. Xin chân thành cảm ơn./. Hà Nội, 25 tháng 2 năm 2014 Học viên Hà Xuân Thành BẢN CAM KẾT Đề tài luận văn cao học “Quản lý và điều khiển tiến độ thi công công trình thủy điện Lai Châu” của học viên đã được Nhà trường giao nghiên cứu theo quyết định số 1630/QĐ-ĐHTL ngày 16 tháng 09 năm 2013 của Hiệu trưởng trường Đại học Thủy Lợi. Trong thời gian học tập tại trường với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và đặc biệt là thầy giáo GS.TS Vũ Thanh Te, học viên đã tự nghiên cứu và thực hiện đề tài này. Đây là thành quả lao động, là sự tổ hợp của các yếu tố mang tính nghề nghiệp của tác giả./. Hà Nội, Ngày 25 tháng 2 năm 2014 Học viên Hà Xuân Thành MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN VÀ KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 4 1.1. Đặc điểm và tính chất của thi công công trình thủy lợi, thủy điện 4 1.1.1. Đặc điểm thi công các công trình thủy lợi thủy điện 4 1.1.2. Tính chất của việc thi công các công trình thủy lợi, thủy điện 6 1.1.3. Những nguyễn tắc cơ bản trong thi công 7 1.2. Những khó khăn khi thi công các công trình thủy lợi, thủy điện 8 1.3. Kế hoạch tiến độ thi công xây dựng 9 1.3.1. Nhiệm vụ của kế hoạch tiến độ 11 1.3.2. Nguyên tắc khi lập kế hoạch tiến độ 14 1.4. Các phương pháp lập kế hoạch tiến độ 17 1.4.1. Tiến độ thi công theo sơ đồ ngang 17 1.4.2. Tiến độ thi công theo sơ đồ xiên 19 1.4.3. Tiến độ thi công theo sơ đồ mạng lưới 21 1.5. Các hình thức tổ chưc trong xây dựng 25 1.5.1. Phương pháp tuần tự 25 1.5.2. Phương pháp song song 26 1.5.3. Phương pháp dây chuyền 27 1.6. Các phương pháp kiểm tra tiến độ 29 1.6.1. Phương pháp đường phân tích dùng để kiểm tra từng công việc 29 1.6.2. Phương pháp đường phần trăm 31 1.6.3. Phương pháp biểu đồ nhật ký 32 1.7. Ảnh hưởng của tiến độ chất lượng và chi phí xây dựng 32 1.7.1. Ảnh hưởng của tiến độ đến chất lượng công trình 32 1.7.2. Ảnh hưởng của tiến độ đến chi phí xây dựng công trình 33 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 34 CHƯƠNG II: LẬP KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THEO PHƯƠNG PHÁP 35 SƠ ĐỒ MẠNG LƯỚI VÀ CÁC BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU 35 2.1. Cơ sở lý thuyết và các bước lập sơ đồ mạng lưới 35 2.1.1. Cơ sở lý thuyết 35 2.2.1. Các bước lập tiến độ sơ đồ mạng lưới 36 2.2. Các phương pháp tính toán các thông số trong sơ đồ mạng lưới 40 2.2.1. Tính toán trực tiếp trên sơ đồ mạng 40 2.2.2. Tính trên bảng 42 2.3. Các bài toán tối ưu trong điều khiển sơ đồ mạng lưới 44 2.3.1. Điều chỉnh sơ đồ mạng theo thời gian và nhân lực 44 2.3.2. Phân phối và sử dụng tài nguyên tối ưu trong lập kế hoạch và chỉ đạo sản xuất 45 2.3.3. Tối ưu phân bổ tài nguyên thu hồi khi thời hạn xây dựng công trình xác định 47 2.3.4. Tối ưu hóa sơ đồ mạng theo thời gian và chi phí 50 2.4. Lập kế hoạch tiến độ theo phần mềm Microsoft Project 52 2.4.1. Giới thiệu về Microsoft 52 2.4.2. Nội dung của Microsoft Project 53 2.4.3. Trình tự lập kế hoạch tiến độ cho một dự án 55 KẾT LUẬN CHƯƠNG II 60 CHƯƠNG III: QUẢN LÝ VÀ ĐIỀU KHIỂN TIẾN ĐỘ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN LAI CHÂU 61 3.1. Giới thiệu chung về công trình thủy điện Lai Châu 61 3.1.1. Quy mô của công trình thủy điện Lai Châu 61 3.1.2. Các biện pháp thi công chính 63 3.1.3. Khối lượng công trình thủy điện Lai Châu 68 3.2. Quản lý và điều khiển tiến độ theo tối ưu hóa thời gian và chi phí 68 3.2.1. Lập kế hoạch tiến độ và tính toán các thông số 68 3.2.2. Tối ưu hóa sơ đồ tiến độ thủy điện Lai Châu 74 KẾT LUẬN CHƯƠNG III 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1: Đường lũy tích vốn đầu tư xây dựng công trình theo các phương án sắp xếp kế hoạch tiến độ khác nhau 15 Hình 1-2: Biểu đồ cung ứng nhân lực 16 Hình 1-3: Cấu tạo sơ đồ ngang 18 Hình 1-4: Cấu trúc mô hình kế hoạch tiến độ xiên 20 Hình 1-5: Tổ chức sản xuất tuần tự với M công trình 26 Hình 1-6: Tổ chức sản xuất theo phương pháp song song M công trình 27 Hình 1-7: Tổ chức sản xuất theo phương pháp dây chuyền 28 Hình 1-8: Kiểm tra tiến độ bằng đường phân tích 30 Hình 1-9: Kiểm tra tiến độ bằng đường phần trăm 31 Hình 1-10: Biểu đồ nhật ký công việc 32 Hình 2-1: Các bước lập sơ đồ mạng 39 Hình 2-2: Các ký hiệu trên sự kiện 40 Hình 2-3: Các thông số của sơ đồ mạng 42 Hình 2-4: Mối quan hệ giữa cung và tiêu thụ tài nguyên 48 Hình 2-5: Mối quan hệ chi phí và thời gian thi công 51 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Khối lượng xây dựng của một số công trình thủy điện 4 Bảng 3-1: Khối lượng công trình thủy điện Lai Châu 68 Bảng 3-2: Khối lượng, chi phí và thời gian theo thời gian xây dựng bình thường 71 Bảng 3-3: Các thông số của sơ đồ mạng lưới theo thời gian xây dựng bình thường 73 Bảng 3-4: Thời gian hoàn thành công việc khẩn trương nhất 74 Bảng 3-4: Bảng tính chi phí bù khi điều khiển cho từng công việc 76 Bảng 3-5: Các thông số của sơ đồ mạng lưới điều khiển lần 1 78 Bảng 3-6: Các thông số của sơ đồ mạng lưới điều khiển lần 2 80 1 MỞ ĐẦU Thi công xây dựng công trình là một quá trình tổng hợp nhiều công đoạn khác nhau bao gồm: khai thác và gia công vật liệu, sản xuất cấu kiện, kiến tạo công trình…Trước khi khởi công xây dựng còn phải tiến hành nhiều công tác phụ trợ như: làm đường, lám trại, kho chứa vật liệu máy mọc thiết bị thi công…Còn trong khi thực hiện thi công xây dựng công trình có rất nhiều công việc diễn ra cùng một thời gian. Với rất nhiều những công việc kể trên trong việc xây dựng công trình mà không có kế hoạch cụ thể trong việc chuẩn bị chu đáo trước và trong khi thi công sẽ dẫn đến tình trọng thừa cái này, thiếu cái kia, các công việc chồng chéo lên nhau, công trình không được xây dựng đúng thời hạn, chất lượng kém, giá thành cao. Trong những năm gần đây, tiến độ thi công xây dựng công trình trở thành vấn đề rất được quan tâm trong xây dựng nói chung cũng như xây dựng thủy lợi, thủy điện nói riêng. Tiến độ thi công xây dựng công trình quyết định trực tiếp đến thời gian hoàn thành công trình và đưa công trình vào khai thác, sử dụng. Việc đẩy nhanh tiến độ thi công có thể giúp giảm thiểu giá thành của công trình, sớm đưa công trình vào khai thác. Từ đó đem lại hiệu quả kinh tế cho chủ đầu tư xây dựng công trình nói riêng và cho xã hội nói chung. Hiện nay đã có nhiều đề tài, chương trình khoa học, các dự án nghiên cứu nhằm đẩy nhanh tiến độ thi công công trình xây dựng nói chung và thủy lợi thủy điện nói riêng đặc biệt thi công công trình đập nhằm đem lại hiệu quả kinh tế - xã hội cho đất nước do các cơ quan, đơn vị nghiên cứu, các tổ chức cá nhân trong và ngoài nước thực hiện. Tuy nhiên, kết quả chỉ mới dừng lại ở những khái niệm chung chung, chưa đi sâu vào từng công trình riêng biệt. Trong đề tài này sẽ đi sâu vào nghiên cứu và ứng dụng các bài toán tối ưu 2 hóa tiến độ thi công mà cụ thể là bài toán tối ưu hóa tiến độ theo thời gian và chi phí, áp dụng cho trực tiếp cho công trình Thủy điện Lai Châu, một công trình có ý nghĩa rất quan trọng đối với đất nước. Thủy điện Lai Châu là công trình trọng điểm quốc gia Việt Nam được khởi công xây dựng vào ngày 5/1/2011 tại xã Nậm Hàng huyện Mường Tè, tỉnh Lai Châu. Công trình này có tổng mức đầu tư khoảng 35700 tỷ đồng. Nhà máy Thủy điện Lai Châu gồm 3 tổ máy với tổng công suất lắp đặt 1.200 MW, mỗi năm nhà máy sẽ cung cấp lên lưới điện quốc gia khoảng 4.692,6 triệu kWh, dự kiến Thủy điện Lai Châu sẽ phát điện tổ máy cuối vào năm 2016 và hoàn thành vào năm 2017. Đây là công trình thủy điện không những có vai trò quan trọng trong việc phát triển điện, cấp nước cho đồng bằng sông Hồng về mùa khô mà còn tạo cơ hội phát triển - kinh tế xã hội hai tỉnh Lai Châu và Điện Biên, đảm bảo an ninh quốc phòng khu vực Tây Bắc. Thủy điện Lai Châu thuộc bậc trên cùng của dòng sông Đà, giáp với biên giới Trung Quốc. Với thiết kế chọn cao trình đập 295 mét sẽ đảm bảo mực nước cách biên giới khoảng 15 – 20km, nhưng khi nước dềnh hoặc có lũ, lụt thì chỉ cách biên giới khoảng 2km. Sau hơn hai năm xây dựng, công trình đã hoàn thành khối lượng và các mục tiêu thi công đặt ra trong năm 2013, như đào móng công trình, dẫn dòng thi công, xử lý nền móng, đổ bê tông cửa nhận nước theo đúng tiến độ yêu cầu. Việc nghiên cứu tiến độ thi công công trình thủy điện Lai Châu giúp chỉ ra những điểm mạnh, điểm yếu ảnh hưởng đến tiến độ thi công công trình thủy điện Lai Châu. Qua đó đánh giá công tác quản lý, điều khiển tiến độ thi công công trình thủy điện Lai Châu, đưa ra các đề xuất nâng cao chất lượng quản lý, điều khiển tiến độ thi công thủy điện Lai Châu để công trình đạt hiệu 3 quả và hợp lý, giúp công trình hoàn thành đúng kế hoạch đề ra đem lại lợi ích kinh tế - xã hội đối với hai tỉnh Lai Châu, Điện Biên và cho đất nước. Trong đề tài này sẽ đề cập đến lý thuyết về các phương pháp lập tiến độ thi công xây dựng công trình phổ biến hiện nay, quản lý tiến độ thi công một cách hợp lý, điều khiển tiến độ thi công xây dựng công trình để đạt được kết quả tối ưu nhất dựa trên bài toán tối ưu hóa tiến độ thi công xây dựng theo thời gian và chi phí. Những vấn đề trên sẽ được thể hiện và giải quyết chi tiết trong luận văn với các phần như sau: - Mở đầu. - Chương 1: Đặc điểm công trình thủy lợi, thủy điện và kế hoạch tiến độ thi công xây dựng công trình. - Chương 2: Lập kế hoạch tiến độ theo phương pháp sơ đồ mạng lưới và các bài toán điều khiển tối ưu. - Chương 3: Quản lý và điều khiển tiến độ xây dựng công trình thủy điện Lai Châu. - Kết luận và kiến nghị. 4 CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN VÀ KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 1.1. Đặc điểm và tính chất của thi công công trình thủy lợi, thủy điện[6] 1.1.1. Đặc điểm thi công các công trình thủy lợi thủy điện Nhiều dạng công tác với khối lượng rất lớn Để xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện phải thực hiện nhiều dạng công tác khác nhau với khối lượng lớn như công tác đất đá, công tác bê tông và công tác bê tông cốt thép, công tác khoan phụt xi măng, hút nước hố móng, đào ngầm, khai thác cốt liệu Bảng 1-1: Khối lượng xây dựng của một số công trình thủy điện Tên công trình Công suất 10 3 kW Khối lượng đất đá 10 6 m 3 Khối lượng bê tông 10 6 m 3 Nhà máy thủy điện Thác Bà 108 >19 0,157 Nhà máy thủy điện Hòa Bình 1920 30 2,5 Nhà máy thủy điện Yaly 720 >15 0,561 Khối lượng khoan phụt xi măng làm màn chống thấm của công trình thủy điện Hòa Bình là 251.000 m dài. Kết cấu công trình khác biệt Các công trình thủy lợi, thủy điện thường được xây dựng trong những địa hình, địa chất, khí hậu thủy văn trên mỗi địa điểm xây dựng hoàn toàn khác nhau với các thông số thiết kế như lưu lượng, cột nước, công suất nhà máy thủy điện, dung tích hồ chứa. Điều đó sẽ dẫn đến sự khác biệt về kết cấu giữa các công trình. Mặt khác ngay trong một công trình kết cấu của nó cũng đa dạng, kích thước khác nhau và phức tạp như kết cấu của nhà máy thủy điện, công trình tràn xả lũ [...]... quá trình điều khiển thi công công trình thủy lợi tủy theo quy mô xây dựng công trình, mức độ phức tạp và chi tiết giữa các hạng mục ở các giai đoạn thi t kế và thi công khác nhau mà tiến hành lập các loại kế hoạch tiến độ sau: kế hoạch tổng tiến độ, kế hoạch tiến độ thi công công trình đơn vị và kế hoạch phần việc 11 Kế hoạch tổng tiến độ được biên soạn cho toàn bộ công trình Trong kế hoạch tổng tiến. .. giai đoạn thi t kế bản vẽ thi công và thời kỳ thi công còn cần lập kế hoạch tổng tiến độ cho từng năm để chỉ đạo thi công các công trình lọa lớn phải thi công qua nhiều năm Kế hoạch tiến độ thi công công trình đơn vị : được biên soạn cho công trình đơn vị chủ yếu (như đập đất, nhà máy thủy điện, đường tràn lũ trong hệ thống công trình đầu mối) ở giai đoạn thi t kế kỹ thuật và thi t kế bản vẽ thi công hoặc... hoạch tổng tiến độ được xác định tốc độ, trình tự và thời hạn thi công cho các công trình đơn vị (công trình chính, công trình phụ trợ, công trình tạm)vcuar hệ thống công trình, định ra thời hạn hoàn thành của công tác chuẩn bị trước khi thi công và công tác kết thúc Kế hoạch tổng tiến độ thường được lập ở giai đoạn thi t kế sơ bộ và thi t kế kỹ thuật (hoặc thi t kế sơ bộ mở rộng) với mức độ chi tiết khác... kỹ thuật thi công và phương pháp thi công được lựa chọn sủ dụng Nếu tận dụng các biện pháp tổ chức thi công tiên tiến như phương pháp thi công song song, thi công dây chuyền để rút ngắn thời hạn thi công, tăng nhanh tốc độ thi công, nhưng tránh làm đảo lộn trình tự thi công hợp lý - Khi chọn phương án sắp xếp kế hoạch tiến độ cần tiến hành xem xét các mặt, giảm thấp phí tổn công trình tạ và ngăn ngừa... nước và tiến hành công tác nạo vét, xử lý nền và xây móng công trình - Dẫn nước song từ thượng lưu về hạ lưu qua các công trình dẫn dòng đã được xây dựng xong trước khi ngăn dòng Biện pháp dẫn dòng thi công ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi công của toàn bộ công trình, hình thức kết cấu, chọn và bố trí các công trình thủy lợi đầu mối, chọn phương pháp thi công và bố trí công trường và cuối... trong thời kỳ thi công Kế hoạch tiến độ công trình đơn vị căn cứ vào thời gian thi công của công trình đơn vị đã quy định trong kế hoạch tổng tiến độ mà xác định tốc độ, tuần tự và thời gian thi công đối với các bộ phận kết cấu hoặc loại công việc của công trình đơn vị bao gồm cả phần lắp ráp kết cấu kim loại và thi t bị cơ khí, định ra thời hạn và các hạng mục của công tác chuẩn bị cho công trình đơn... chính và thời gian đưa từng hạng mục công trình vào hoạt động Tiến độ thi công có thể hiện bằng đường ngang hay mạng Tổng tiến độ lập dựa vào tiến độ các công trình đơn vị Các công trình đơn vị khi liên kết với nhau dựa trên sự kết hợp công nghệ và sử dụng tài nguyên Trong tiến độ đơn vị các công việc xây lắp được xác định chi tiết từng chủng loại, khối lượng theo tính toán của thi t kế thi công Thời... cho những công trình mấu chốt - Tiến độ phát triển xây dựng công trình theo thơi gian và trong không gian phải được ràng buộc một cách chặt chẽ với các điều kiện khí tượng, thủy văn, địa chất thủy văn, thể hiện được sự lợi dụng những điều kiện khách quan có lợi cho quá trình thi công công trình - Tốc độ thi công và trình tự thi công đã quy định trong kế hoạch tiến độ đều phải thích ứng với điều kiện... thành công trình Do đó người thi t kế hay thi công, đều phải thấy rõ tính chất quan trọng và mối liên hệ này để có thái độ thận trọng, nghiêm túc trong việc điều tra, nghiên cứu và giải quyết các vấn đề trong thi t kế công trình, thi t kế thi công nói chung và thi t kế dẫn dòng nói riêng 1.3 Kế hoạch tiến độ thi công xây dựng [2] Kế hoạch và tổ chức thi công là một môn khoa học kinh tế và kỹ thuật về công. .. đảm bảo kế hoạch tiến độ, trực tiếp chỉ đạo hiện trường thi công Trong thời kỳ thi công công trình, dựa vào sự quy định của kế hoạc tổng tiến độ và kế hoạch tiến độ công trình đơn vị kết hợp với tình hình thực tế ở hiện trường mà đơn vị thi công vạch ra kế hoạch phần việc thi công theo từng quý, từng tháng, từng tuần 1.3.1 Nhiệm vụ của kế hoạch tiến độ [2] Xây dựng thủy lợi, thủy điện cũng như các . khiển tiến độ thi công công trình thủy điện Lai Châu, đưa ra các đề xuất nâng cao chất lượng quản lý, điều khiển tiến độ thi công thủy điện Lai Châu để công trình đạt hiệu 3 quả và hợp lý, . cứu tiến độ thi công công trình thủy điện Lai Châu giúp chỉ ra những điểm mạnh, điểm yếu ảnh hưởng đến tiến độ thi công công trình thủy điện Lai Châu. Qua đó đánh giá công tác quản lý, điều khiển. Quản lý và điều khiển tiến độ xây dựng công trình thủy điện Lai Châu. - Kết luận và kiến nghị. 4 CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN VÀ KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG