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 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ

-1- 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 HĨA KHI THIẾT KẾ BỐ TRÍ MẶT BẰNG THI CƠNG CÁC CƠNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy Mã số: 62 - 58 – 40 - 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội – 2010 -2- Công trình hồn thành Trường Đại Học Thuỷ Lợi - Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn Người hướng dẫn khoa học: NGND GS TS Lê Kim Truyền Phản biện 1: GS.TS Trương Đình Dụ Hội Thủy lợi Phản biện 2: GS.TS Nguyễn Xuân Đặng Trường Đại học Xây dựng Phản biện 3: PGS.TS Trần Quốc Thưởng Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Luận án bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước họp Trường Đại học Thủy lợi 175 Tây Sơn - Đống Đa – Hà Nội Vào hồi 00 ngày 19 tháng năm 2010 Có thể tìm hiểu luận án thư viện Quốc gia Hà Nội thư viện Trường Đại học Thủy lợi MỞ ĐẦU -3- Tính cấp thiết đề tài Xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện khơng thể thiếu cơng tác thiết kế bố trí mặt cơng trường xây dựng (MBCTXD) Trong thiết kế bố trí MBCTXD cần phải quan tâm đặc biệt đến hệ thống đường vận chuyển cơng trường, chiếm phần lớn giá thành xây dựng cơng trình đáp ứng mục tiêu: cơng trình hồn thành tiến độ, chất lượng cao, an toàn giá thành thấp Trong thiết kế bố trí MBCTXD nhiệm vụ quan trọng ảnh hưởng nhiều đến giá thành xây dựng công trình hệ thống giao thơng cơng trường công tác tổ chức vận chuyển Cho đến quan điểm thiết kế bố trí MBCTXD dựa vào địa hình phương pháp tính tốn thiết kế truyền thống để quy hoạch, thiết kế hệ thống đường vận chuyển công trường mà chưa đưa luận khoa học để lựa chọn hệ thống đường vận chuyển, nên lực vận chuyển đường thi công chưa đánh giá (có thể thiếu, thừa) dẫn đến gây thiệt hại không nhỏ, mặt khác chưa có phương pháp tính giá cước vận chuyển sát thực công trường để làm sở so sánh lựa chọn tuyến đường vận chuyển, vị trí xí nghiệp sản xuất phụ, kho bãi, nên chưa đủ sở kinh tế để so sánh phương án bố trí MBCTXD Để có sở so sánh phương án MBCTXD, giảm chi phí trình xây dựng đáp ứng yêu cầu chất lượng, tiến độ an tồn thi cơng, việc nghiên cứu ứng dụng tiến khoa học việc thiết kế bố trí tối ưu MBCTXD cần thiết Đề tài “Ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thống, tối ưu hóa thiết kế bố trí mặt thi cơng cơng trình thủy lợi, thủy điện Việt Nam” đề xuất luận án nghiên cứu nhằm góp phần giải số yêu cầu cấp thiết thiết kế bố trí MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện nước ta mà phạm vi nghiên cứu đề xuất phương pháp lựa chọn hệ thống đường vận chuyển, tính tốn cước phí vận chuyển tìm phương án vận chuyển tối ưu cho công tác vận chuyển cơng trường Mục đích nghiên cứu Từ đặc điểm tổ chức thi cơng cơng trình thủy lợi, thủy điện, tầm quan trọng công tác vận chuyển công trường, nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích hệ thống, tối ưu hóa để đề xuất phương pháp lựa chọn tuyến đường vận chuyển tối ưu tính tốn cước phí vận chuyển cơng trường làm sở xác định vị trí tối ưu xí nghiệp sản xuất phụ, tính tốn lựa chọn phương án vận chuyển tối ưu, nhằm mục tiêu tối ưu MBCTXD (giảm chi phí vận chuyển cơng trường, giảm giá thành xây dựng cơng trình) Từ thực tiễn cơng trình xây dựng thủy lợi, thủy điện qua phân tích đưa số tiêu chí để lựa chọn MBCTXD cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu sở lý thuyết phân tích hệ thống, tối ưu hố ứng dụng thiết kế bố trí MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện Việt Nam Phạm vi nghiên cứu ứng dụng phân tích hệ thống, tối ưu hố thiết kế bố trí MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện Việt Nam mà phần sâu chủ yếu lựa chọn hệ -4- thống tuyến giao thông tối ưu, tính tốn cước phí vận chuyển cho tuyến đường công trường Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu cơng trình khoa học, lý thuyết có, tìm tịi vấn đề cần hoàn thiện, bổ sung để áp dụng vào điều kiện cụ thể đề tài - Phương pháp ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thơng, tối ưu hóa: Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thống, tối ưu hóa thiết kế bố trí MBCTXD; - Phương pháp tổng kết phân tích thực tế: Trên sở tổng kết, phân tích thực tiển thiết kế bố trí MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện để đề xuất phương pháp lựa chọn tuyến giao thơng hợp lý cơng trường tính tốn cước phí vận chuyển; - Phương pháp nghiên cứu điển hình: Tác giả nghiên cứu phân tích thực trạng bố trí mặt số cơng trình thủy lợi, thủy điện Việt nam, tìm vấn đề chưa hợp lý hợp lý để đặt toán giải vấn đề nhằm gợi ý làm mẫu cho nhà tư vấn thiết kế áp dụng kết nghiên cứu tác giả Giá trị khoa học thực tiễn a Giá trị khoa học - Ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thống, tối ưu hố để xây dựng mơ hình phương pháp lựa chọn tuyến giao thơng, tính đơn giá cước vận chuyển công trường, làm sở để giải tốn tối ưu cơng tác vận chuyển cơng trường xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện Việt Nam - Đưa phương pháp tính giá thành vận chuyển công trường để làm sở so sánh lựa chọn MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện b Giá trị thực tiễn - Dựa tảng phương pháp phân tích hệ thống, tối ưu hóa để xây dựng toán lựa chọn tuyến đường vận chuyển tính cước phí vận chuyển cơng trường xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện; - Ứng dụng tiềm tin học hố để lập trình tạo cơng cụ tính tốn so sánh nhiều phương án lựa chọn tuyến đường vận chuyển hợp lý tính cước phí vận chuyển công trường; - Dựa vào tiêu chí lựa chọn MBCTXD tạo điều kiện cho nhà quản lý thiết kế có sở phân tích để lựa chọn phương án bố trí MBCTXD hợp lý - Thơng qua việc tính tốn cho cơng trường Cửa Đạt (Thanh Hóa) để khẳng định với nhà chuyên môn làm công tác thiết kế tổ chức thi công xây dựng cơng trình phương pháp tính tốn, sử dụng chương trình máy tính làm cơng cụ tính tốn áp dụng cho tất cơng trình xây dựng thủy lợi, thủy điện, nhằm thực mục tiêu giảm giá thành xây dựng đấu thầu xây lắp q trình thi cơng c Những đóng góp luận án 1/ Áp dụng phương pháp luận phân tích hệ thống, tối ưu hóa vào thiết kế bố trí mặt cơng trường xây dựng, coi mặt công trường xây dựng hệ thống sản xuất, hoạt -5- động công trường xem xét tổng thể chung cơng trường; từ lựa chọn phương án tối ưu hệ thống việc bố trí mặt cơng trường 2/ Ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thống, tối ưu hóa để xây dựng toán “ Lựa chọn tuyến đường tính cước phí vận chuyển cơng trường” quan điểm giá thành vận chuyển công trường xây dựng gồm hai thành phần chi phí cho cơng tác xây dựng tuyến giao thơng chi phí cho công tác vận chuyển công trường 3/ Đề xuất phương pháp tính tốn cước phí vận chuyển cho tuyến đường cơng trường dựa quan điểm tính giá thành vận chuyển 4/ Đề xuất sơ đồ, quy trình phần mềm tính tốn lựa chọn tuyến đường vận chuyển công trường để làm sở tối ưu mặt công trường xây dựng 5/ Đề xuất tiêu chí để đánh giá, lựa chọn mặt công trường xây dựng Cấu trúc luận án Gồm phần mở đầu, chương kết luận Ngồi cịn có phần: tài liệu khoa học tác giả luận án công bố; tài liệu tham khảo; phụ lục Chương TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ BỐ TRÍ MẶT BẰNG CƠNG TRƯỜNG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THUỶ LỢI, THUỶ ĐIỆN 1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ BỐ TRÍ MẶT BẰNG CƠNG TRƯỜNG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN 1.1.1 Tầm quan trọng mặt công trường xây dựng (MBCTXD) tổ chức sản xuất xây dựng Chi phí MBCTXD cơng tác vận chuyển cơng trường xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện chiếm tỷ trọng lớn giá thành xây dựng cơng trình Thế thực trạng cho thấy việc nghiên cứu đánh giá, lựa chọn MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện chưa quan tâm mức Đánh giá tổng quan thiết kế tổ chức MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện để nghiên cứu giải pháp tối ưu hoá thiết kế tổ chức MBCTXD cần thiết 1.1.2 Nội dung thiết kế bố trí mặt cơng trường xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện Các nội dung thiết kế bố trí MBCTXD giải vấn đề sau: - Lựa chọn thiết kế hệ thống giao thông công trường; - Thiết kế xác định vị trí loại kho, bãi chứa vật liệu cấu kiện, bãi thải phế liệu đất, đá; - Thiết kế nhà tạm công trường; - Thiết kế xưởng sản xuất phụ trợ, mỏ vật liệu; - Thiết kế tổ chức hệ thống cấp thoát nước; - Thiết kế tổ chức hệ thống cấp điện ép, nhiên liệu; - Thiết kế hệ thống kỹ thuật an tồn lao động vệ sinh mơi trường 1.1.3 Nguyên tắc thiết kế bố trí mặt cơng trường xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện -6- Muốn thiết kế bố trí MBCTXD trước hết phải dựa vào nguyên tắc Trong luận án nêu lên 13 nguyên tắc bắt buộc cần phải đề cập thiết kế bố trí MBCTXD 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ MBCTXD TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.2.1 Tình hình nghiên cứu MBCTXD giới - MBCTXD hệ thống sản xuất xây dựng Thiết kế bố trí tối ưu MBCTXD tốn có nhiều ràng buộc, mơ tả toán quan hệ hàm số với nhiều biến - Việc khảo sát hàm mục tiêu trên, để tìm lời giải tối ưu đa mục tiêu vấn đề cần thiết Bài toán mà thực tế giới chưa có giải pháp để giải triệt để - Phương hướng giải toán tối ưu MBCTXD từ toán tổng quát phân thành toán theo mục tiêu riêng rẽ có xét đến ảnh hưởng ràng buộc khác có liên quan, tốn giải tối ưu vấn đề nội dung thiết kế bố trí MBCTXD - Tác giả đề xuất nghiên cứu phương pháp lựa chọn tuyến đường vận chuyển tối ưu đưa chi phí đường vào giá thành công tác vận chuyển để làm tiêu chi so sánh lựa chọn 1.2.2 Tình hình nghiên cứu thiết kế MBCTXD Việt Nam Các nhà khoa học nước đầu tư nghiên cứu ứng dụng lý thuyết toán học để giải số toán thiết kế tối ưu MBCTXD, bao gồm: - Bài toán đường - Bài tốn chọn vị trí tối ưu xí nghiệp sản xuất phụ: - Bài tốn vận tải: - Bài tốn tìm đường ngắn nhất: - Bài tốn bố trí máy thi cơng: - Bài tốn lựa chọn phương án cơng trình tạm: - Bài tốn phân bổ tài nguyên: - Bài toán lập kế hoạch sản xuất cơng trường; Nhận xét: - Các tốn nêu ứng dụng để tính tốn tiêu làm sở để lựa chọn MBCTXD hợp lý - Các toán nêu nặng lý thuyết, để ứng dụng vào thực tiễn sản xuất cần phải đưa vào mơ hình tốn đầy đủ thông tin cần thiết phản ánh thực tế sản xuất xây dựng công trường - Do đặc thù riêng MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện, đòi hỏi hệ thống đường vận chuyển, thiết bị vận chuyển phương án vận chuyển để đảm bảo mục tiêu việc thực tiến độ, chất lượng cơng trình, an tồn thi cơng giá thành cơng trình Thực tế chua có tốn để giải vấn đề cách trọn vẹn, cần xây dựng toán lựa chọn tuyến đường vận chuyển tối ưu cơng trường Qua nghiên cứu tình hình xây dựng, thiết kế bố trí MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện giới Việt Nam bộc lộ tồn sau: - Chưa nhận thức đầy đủ tầm quan trọng MBCTXD ảnh hưởng thi cơng cơng trình thủy lợi, thủy điện; -7- - Xây dựng phương án bố trí MBCTXD cịn đơn giản chưa có nhiều phương án cơng cụ tính tốn cịn đơn sơ; - Hệ thống giao thơng, mạng lưới kỹ thuật thường xẩy tình trạng tải thời kỳ thi công cao điểm thừa cơng suất điều kiện thi cơng bình thường; - Quan niệm ứng dụng phân tích hệ thống, tối ưu hoá thiết kế tổ chức MBCTXD hạn chế, chưa khẳng định vị tính tốn thiết kế; - Cơng tác vận chuyển cơng trường xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện ảnh hưởng lớn đến tiến độ, giá thành xây dựng cơng trình, chưa nghiên cứu cụ thể để đưa phương án tối ưu cho công tác vận chuyển; - Quan niệm chưa đầy đủ giá thành công tác vận chuyển công trường nên đường vận chuyển coi hạng mục cơng trình phụ trợ, chưa có lựa chọn phương án tối ưu chưa đánh giá ảnh hưởng chi phí xây dựng đường vận chuyển đến giá thành cơng tác vận chuyển 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 MBCTXD hệ thống sản xuất lớn, thiết kế bố trí, lựa chọn cần phải dựa vào nguyên tắc xem xét cân nhắc yếu tố như: điều kiện tự nhiên, bố trí, kết cấu, quy mơ cơng trình điều kiện thị trường, khả vốn, lực nhà thầu, v.v Thiết kế bố trí MBCTXD có ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi cơng, giá thành cơng trình, chất lượng cơng trình an tồn lao động, việc nghiên cứu ứng dụng khoa học kỹ thuật thiết kế MBCTXD nhằm giảm chi phí, nâng cao hiệu đầu tư xây dựng cần thiết Thực trạng cho thấy hệ thống đường giao thông công tác vận chuyển công trường chưa đánh giá hợp lý cung cầu nên xẩy tình trạng cung vượt cầu gây lãng phí cung không đáp ứng cầu gây ảnh hưởng đến tổ chức thi công Việc nghiên cứu đề xuất phương pháp lựa chọn tuyến đường vận chuyển hợp lý cơng trường xác định cước phí vận chuyển, xác định vị trí xí nghiệp phụ có ý nghĩa lớn việc tối ưu hoá MBCTXD Việc thiết kế bố trí MBCTXD cịn đơn giản, chưa có nhiều phương án để so sánh chưa đưa tiêu chí cụ thể để đánh giá so sánh lựa chọn phương án Việc ứng dụng tốn phân tích hệ thống, tối ưu hóa thiết kế bố trí MBCTXD thủy lợi, thủy điện giới Việt Nam nhiều hạn chế, cần tiếp tục nghiên cứu đưa mơ hình tính tốn sát thực với thực tế cơng trường Chương 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 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG (PTHT), TỐI ƯU HỐ 2.1 Mục tiêu cần đạt ứng dụng PTHT, tối ưu hoá Ứng dụng lý thuyết PTHT, tối ưu hoá lập hàm mục tiêu F(x), hàm mục tiêu chứa nhiều biến điều khiển hệ thống xét đạt mục tiêu đề -8- cho hệ thống phải tương thích với mơ hình tốn phản ánh hàm mục tiêu phải đạt tới cực trị mục tiêu đề (F(x) ⎯ ⎯→ min) 2.1.1 Giới thiệu chung phương pháp phân tích hệ thống, tối ưu hố Phương pháp phân tích hệ thống đời nhu cầu phát triển hệ thống sản xuất Phương pháp PTHT xem xét hoạt động vật hệ thống có quan hệ chặt chẽ với tạo thành thể thống nhất, mà không xem xét hoạt động vật cách tách rời Phương pháp PTHT, tối ưu hố MBCTXD coi hệ thống sản xuất, mà hệ thống đưa lại hiệu tốt ứng dụng lý thuyết PTHT, tối ưu hố vào thiết kế bố trí MBCTXD Khi thiết kế bố trí MBCTXD phải nghiên cứu phân tích yếu tố liên quan đến bố trí quy mơ cơng trình, dây chuyền cơng nghệ xây dựng, điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng cơng trình, luật định, quy phạm xây dựng cấu tổ chức cơng trường, yếu tố có quan hệ với chặt chẽ tạo thành thể thống nhất; Chính nhận thức ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thống vào bố trí MBCTXD Khi nghiên cứu hệ thống công tác vận chuyển công trường thủy lợi, thủy điện như: Các vấn đề quy hoạch thiết kế hệ thống đường vận chuyển liên quan đến xác định vị trí, khối lượng yêu cầu vận chuyển, lực vận chuyển đường, lựa chọn tuyến, vấn đề liên quan đến thiết bị vận chuyển loại xe vận chuyển, giá ca xe số lượng ca xe để đáp ứng khối lượng yêu cầu theo cường độ thi công cách xem xét vận dụng lý thuyết phân tích hệ thống vào quy hoạch thiết kế đường vận chuyển Khi tính giá thành vận chuyển, phải xem xét yếu tố xây dựng hệ thống giao thông cơng trường chi phí thiết bị cho cơng tác vận chuyển, quan điểm ứng dụng phương pháp phân tích hệ thống vào thực tiễn cơng trường 2.1.2 Các đặc điểm PTHT tối ưu hóa 2.1.3 Phương pháp phân tích hệ thống, tối ưu hố cơng tác vận chuyển cơng trường xây dựng cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện Trình tự tiến hành PTHT, tối ưu hoá - Phát biểu vấn đề (đặt toán); - Nhận dạng, thiết kế sàng lọc phương án có thể; - Dự báo bối cảnh trạng thái tương lai hoàn cảnh xung quanh; - Xây dựng mơ hình ứng dụng để dự báo kết quả; - So sánh xếp hạng phương án; - Phân tích, đánh giá kết Phương pháp quy hoạch tuyến tính (QHTT) thiết kế bố trí MBCTXD Mơ hình tốn học toán QHTT dạng tổng quát gồm hàm mục tiêu đạt tới Max Min; hệ điều kiện ràng buộc gồm bất đẳng thức đẳng thức, điều kiện tất yếu Giải tốn QHTT có nghĩa xác định giá trị x1, x2, …, xn cho thoả mãn điều kiện ràng buộc điều kiện tất yếu Dạng tổng quát toán QHTT Hàm mục tiêu: F(x) = C1x1 + C2x2 + …+ Cnxn Min (Max) (2.1) -9- Các điều kiện ràng buộc: a11x1 + a12x2 + + a1nxn < (= , >) b1 (2.2) a21x1 + a22x2 + + a2nxn < (= , >) b2 am1x1 + am2x2 + + amnxn < (= , >) bm Điều kiện tất yếu: x1, x2, xn ≥ (2.3) Trong đó: xj (j = n); Cj hệ số hàm nục tiêu (hằng số); bi (i = m) số hạng tự (hằng số); aij hệ số vế trái hệ ràng buộc 2.2 Mơ hình hố tốn xác định vị trí xí nghiệp sản xuất phụ tối ưu cơng tác vận chuyển cơng trường xây dựng cơng trình thủy lợi thủy điện 2.2.1 Bài tốn tìm vị trí xí nghiệp sản xuất phụ công trường xây dựng - Bài tốn xác định vị trí tối ưu xí nghiệp sản xuất phụ mặt xây dựng chưa có đường giao thông Hàm mục tiêu: n F = ∑ c Q ( x − xi ) + ( y − y i ) ⎯ ⎯→ i =1 (2.4) i F: tổng giá thành vận chuyển từ nơi cung cấp đến nơi tiêu thụ [đ]; c: cước phí vận chuyển [đ/T km]; Qi: khối lượng vật liệu cần chuyển tuyến đường; Li: cự li vận chuyển (km ); n: số điểm tiêu thụ.; x,y toạ độ A(x,y ) điểm cung cấp tối ưu cần tìm; xi, yi toạ độ điểm tiêu thụ biết Ai( xi, yi ); + Giải theo phương pháp giải tích + Giải tốn phương pháp Gradient + Giải toán phương pháp gần Nhận xét: - Bài tốn xác định vị trí tối ưu xí nghiệp sản xuất phụ MBCTXD chưa có đường vận chuyển tốn tối ưu mang tính lý thuyết phần ứng dụng cho MBCTXD cơng trình dân dụng cơng nghiệp - Trong thực tế cơng trình xây dựng thủy lợi, thủy điện thường có địa hình phức tạp, đường vận chuyển công trường phụ thuộc nhiều yếu tố như: điều kiện địa hình, điều kiện thủy văn, tốn nêu khơng phù hợp để áp dung thiết kế MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện a) Bài tốn tìm vị trí xí nghiệp phụ MBCTXD có đường vận chuyển - Trường hợp hệ thống đường vận chuyển (đồ thị) dạng nhánh Nếu đồ thị G (đồ thị chu trình) có đỉnh mà có trọng số Qk ≥ ∑Qi trọng tâm đồ thị - Trường hợp đường vận chuyển (đồ thị) dạng vịng (đồ thị có chu trình) Bước I: Dồn trọng số từ đỉnh treo Bước II: Xoá bỏ cạnh thừa đồ thị Bước III: Lập ma trận khoảng cách - 10 - Tổng mômen đỉnh Bi: mAi= ∑qi d(Bi,Bj) = ∑ mij n Hàm mục tiêu : F = ∑ cij Lij Q ⎯ ⎯→ ij j =1 (2.5) Nhận xét : - Bằng lý thuyết tìm trọng tâm đồ thị, vị trí xây dựng xí nghiệp sản xuất phụ tối ưu cho phương án vận chuyển vật liệu đến hạng mục cơng trình theo u cầu có giá thành vận chuyển nhỏ - Trong hàm muc tiêu khối lượng vận chuyển đến điểm nhận (hạng mục cơng trình) (Qj) theo u cầu không thay đổi, hàm mục tiêu muốn đạt tới cực trị (nhỏ nhất) phụ thuộc vào chiều dài tuyến đường (Lij) cước phí vận chuyển (cij ) Như để ứng dụng tốn cho MBCTXD cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện trước tiên phải xây dựng tốn “Lựa chọn tuyến đường, tính tốn cước phí vận chuyển” (đề cập chương 3) 2.2.2 Bài tốn tìm phương án vận chuyển tối ưu MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện 2.2.2.1 Bài tốn tìm phương án vận chuyển tối ưu công trường có điểm cấp, cấp cho nhiều điểm nhận Sơ đồ hố (Hình 2.6) Hàm mục tiêu: n F = ∑cki LkiQ ⎯ ⎯→ Min Bi i =1 n Điều kiện ràng buộc: ∑ Q = Q ; A Bi (2.6) (2.7) i =1 Xét hàm mục tiêu ta thấy khối lượng vận chuyển theo yêu cầu QBi xác định không thay đổi; cki, Lki cần phải xác định theo quan điểm tổng chi phí cho cơng tác vận chuyển nhỏ 2.2.2.2 Bài tốn tìm phương án vận chuyển tối ưu cơng trường có nhiều điểm cấp vận chuyển đến điểm tiêu thụ Sơ đồ hố (Hình 2.7) n Hàm mục tiêu: (2.8) F = ∑ c Lki Q ⎯ ⎯→ Min i =1 Điều kiện ràng buộc: ki n ∑Q i =1 Ai =Q Ai B (2.9) - 13 - 3.1 Mở đầu Giá thành vận chuyển tuyến đường phụ thuộc vào nhiều yếu tố có hai yếu tố là: Chi phí cho đầu tư xây dựng tuyến giao thơng chi phí cho cơng tác vận chuyển; Cho nên so sánh giá thành vận chuyển cần phải đưa nhiều phương án khả lựa chọn phương án hợp lý cao điều cần thiết để lựa chọn tuyến đường vận chuyển cho công trường 3.2 Đặc điểm công tác vận chuyển công trường thủy lợi, thủy điện 3.2.1 Đặc điểm tự nhiên - Địa hình phân bố rộng, khơng phẳng, đồi núi, nhấp nhô Mặt bị chia cắt đồi núi sông suối; - Địa chất khu vực công trình thường núi đá có nhiều địa tầng phức tạp, mỏ vật liệu phân tán diện rộng, (ví dụ: mỏ cát cơng trình Cửa Đạt) có cách xa hàng chục km; - Thuỷ văn ảnh hưởng dòng chảy, đặc biệt sau ngăn dòng làm thay đổi lớn mực nước thượng lưu, khơng xác định cao trình đường dẫn đến ngập lụt 3.2.2 Bố trí hạng mục cơng trình cơng trình tạm Hạng mục cơng trình bố trí phạm vi rộng, nhiều hạng mục cơng trình như: đập, cống, tràn, nen, nhà máy thuỷ điện, nhà quản lý … hạng mục cơng trình u cầu loại vật liệu khác nhau, khối lượng lớn, thời gian thi công kéo dài nhiều năm (Định Bình năm, Cửa Đạt năm, Sơn La 10 năm …) 3.2.3 Đặc điểm mạng lưới giao thông công trường - Vận chuyển cơng trường xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện phần lớn vận chuyển vật liệu thô nên phương tiện vận chuyển ô tô; - Đường vận chuyển chủ yếu đường tạm, sau hoàn thành cơng trình bỏ đi; - Do địa hình phức tạp nrrn chi phí đầu tư để xây dựng đường lớn 3.2.4 Đặc điểm thời gian sử dụng khối lượng vận chuyển - Thời gian sử dụng phụ thuộc vào yêu cầu công tác vận chuyển theo tiến độ xây dựng; - Tuyến đường đa dạng, có nhiều phương án lựa chọn luồng vận chuyển khác nhau, Vì cần thiết phải đưa nhiều phương án để lựa chọn tuyến đường vận chuyển có giá thành vận chuyển nhỏ 3.3 Xác định khối lượng vận chuyển thiết bị vận chuyển 3.3.1 Xác định khối lượng vật liệu vận chuyển tuyến đường công trường Khối lượng vận chuyển tuyến đường tính tốn vào khối lượng yêu cầu vận chuyển tất loại vật liệu, thiết bị xây dựng thiết bị lắp đặt vào cơng trình vận chuyển qua tuyến đươngf 3.3.2 Xác định thiết bị vận chuyển công trường Xác định số xe cần thiết chở hàng ca làm việc: - 14 - n x = V qm ; N x = n ; k k k x x1 x2 N x3 x = V qm k k k (3.1) x x1 x2 x3 nx: số xe trực tiếp chuyên chở ca; Nx: số xe cần thiết công trường ca làm việc; V: khối lượng yêu cầu vận chuyển ca (cường độ vận chuyển ca); q: trọng tải xe (tấn), phụ thuộc vào loại xe chọn; kx1: hệ số kể đến không tận dụng hết thời gian theo tính tốn xe đường; kx2: hệ số kể đến không tận dụng hết trọng tải xe; kx3: hệ kể đến xe nằm xưởng sửa chữa, tu bảo dưỡng Xác định số ca xe để chuyên chở khối lượng vật liệu yêu cầu: Ncx = Nx T (3.2) Ncx : Số ca xe; T: thời gian vận chuyển (ca) 3.4 Qy hoạch, thiết kế hệ thống đường vận chuyển công trường 3.4.1 Các nguyên tắc để quy hoạch thiết kế đường vận chuyển Cơng trình thủy lợi, thủy điện có đặc thù riêng nên quy hoạch thiết kế đường vận chuyển cần phải dựa nguyên tắc để thực 3.4.2 Xác định vị trí vận chuyển Vị trí nhận (vận chuyển đến) mặt cơng trường xá định vị trí cơng trình đơn vị, xí nghiệp phụ, cơng trình phụ trợ , mỏ vật liệu bãi chứa, thải vật liệu 3.4.3 Quy hoạch đường vận chuyển công trường Quy hoạch mạng lưới đường vận chuyển công trường có vai trị quan trọng phận sở hạ tầng tổng mặt công trường nhằm đảm bảo công tác vận chuyển cơng trường phục vụ thi cơng cơng trình tiến độ, đảm bảo chất lượng, an toàn sản xuất giảm giá thành cơng trình 3.4.4 Xác định u cầu lực vận chuyển tuyến đường Xác định lực vận chuyển đường (QN) Năng lực vận chuyển tuyến đường phải lớn mức độ yêu cầu vận chuyển (3.3) QN > QYC QY/C: Cường độ yêu cầu vận chuyển lớn ngày đêm (trong ca) Năng lực vận chuyển tuyến đường tính sau: Q ; n N = ∑ Ni q i =1 i N = t ca t ; t = l ; v N > N x (3.4) Như lực vận chuyển tuyến đường xác định dựa lưu lượng xe qua mặt cắt tuyến đường khả chuyên chở xe 3.4.5 Thiết kế hệ thống đường vận chuyển công trường xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện Dựa sở điều kiện địa hình, địa chất, khả cung cấp vật liệu địa phương, thiết bị vận chuyển lựa chon để xác định loại đường cho phù hợp, đảm bảo giá thành xây dựng đường thấp - 15 - 3.5 Giá thành vận chuyển công trường Giá thành vận chuyển Chi phí xây dựng = tuyến giao thơng + Chi phí cho cơng tác vận chuyển 3.5.1 Chi phí xây dựng tuyến giao thơng (Gi1) - Chi phí xây dựng tuyến đường (đường cơng trình đường) (Gi11); - Chi phí tu bảo dưỡng (Gi12); - Chi phí khác (Gi13): để trì điều kiện làm việc bình thường tuyến đường (như chi phí dọn vật liệu rơi vãi, cố thiết bị chạy đường hàng ngày ) Gi1 = Gi11 + Gi12 + Gi13 (3.5) 3.5.2 Chi phí xây dựng tuyến đường (Gi11 ) Chi phí xây dựng tuyến đường tính tốn phương pháp lập dự tốn chi phí xây dựng cơng trình G n i11 = ∑ z ij j=1 c (3.6) XDj zij: Khối lượng công tác xây lắp thứ j thuộc tuyến đường thứ i; cXDj: Đơn giá xây dựng (bao gồm chi phí trực tiếp, chi phí gián tiếp thuế) loại cơng tác xây lắp thứ j 3.5.3 Chi phí tu, bảo dưỡng tuyến đường (Gi12) Chi phí tu bảo dưỡng quản lý đường xác định theo mức quy định tỷ lệ phần trăm so với chi phí xây dựng ban đầu Ký hiệu p1 hệ số kể đến mức chi phí tu, bảo dưỡng Gi12 = p1Gi11 3.5.4 Chi phí khác (Gi13) Chi phí khác tính theo định mức tỷ lệ phần trăm vốn đầu tư ban đầu Ký hiệu p2 hệ số kể đến mức chi phí khác Gi13 = p2Gi11 3.5.5 Chi phí cho cơng tác vận chuyển (thiết bị vận chuyển) (Gi2) Chi phí để thực công tác vận chuyển khối lượng vật liệu gồm thành phần: chi phí khấu hao xe, chi phí sửa chữa, chi phí nhiên liệu, tiền lương thợ lái xe chi phí khác Chi phí thiết bị vận chuyển cho toàn khối lượng xác định theo công thức sau: Gi2 = Ncx Gcx ; Ncx = Nx T (3.7) Phương pháp tính số ca xe trình bày mục 3.3.2.2 Gcx = Gi21 + Gi22 + Gi23 + Gi24 + Gi25 (3.8) Phương pháp tính tốn thành phần giá ca xe: - Chi phí kháu hao xe: - Chi phí sửa chũa: - Chi phí nhiên liệu: (G − G ) Đ T Gi 22 = G X ĐSC T cx G G i 21 i 23 = TL X KH (3.9) cx = v NL g NL (3.10) (3.11) - 16 - - Chi phí lương thợ lái xe: G = L LX i 24 t - Chi phí khác: G i 25 (3.12) th (3.13) = G X ĐK T cx Gi = Gi1 + Gi2 Gi = (Gi11+Gi12 +Gi13)+Ncx(Gi21+Gi22+Gi23+Gi24+Gi25) Gi = (1+p1)(1+p2)Gi11 + NcxGcx (3.14) (3.21) (3.15) 3.6 Lựa chọn tuyến đường vận chuyển công trường 3.6.1 Xây dựng hàm mục tiêu lựa chọn tuyến đường vận chuyển công trường Trên sở đặc điểm công tác vận chuyển công trường, nguyên tắc quy hoạch thiết kế đường vận chuyển nêu trên, đưa nhiều tuyến để so sánh lựa chọn tuyến có giá thành vận chuyển thấp (Hình 3-2) (1) (2) A(QA) B(QB) (n) Hình 3.2: Sơ đồ vận chuyển từ điểm cấp đến điểm nhận Mục tiêu đặt tìm đường vận chuyển cơng trường có chi phí vận chuyển nhỏ (Gk) Gk = Gi (3.16) Hàm mục tiêu: F= (Gi11+Gi12 +Gi13 )+Ncx(Gi21+Gi22+Gi23+Gi24+Gi25) ⎯ (3.17) ⎯→ F(zij,Li,qi) = (1+p1)(1+p2)Gi11 + NcxGcx ⎯ ⎯→ (3.18) F n = (1+p)(1+ p )∑cijzij j=1 Q.T ⎡(G −G ) Đ G Đ ⎢ + +v g + L + G q m k k k ⎢⎣ T t T T x TL KH SC x LX NL i x1 x2 x3 cx cx NL th ⎤ ⎥ ⎥ cx ⎦ KH (3.19) 3.6.2 Trình tự bước lựa chọn tuyến đường vận chuyển - Xác định vị trí vận chuyển; Tính tốn khối lượng vận chuyển tuyến đường; Xác định lực vận chuyển đường; Đề xuất phương án tuyến; Thiết kế tuyến đường; Tính chi phí xây dựng tuyến đường, chi phí tu bảo dưỡng; Tính chi phí thiết bị vận chuyển; Tính giá thành tuyến đường; So sánh lựa chọn tuyến đường - 17 BĂT ĐẦU XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ V/C TÍNH TỐN KHỐI LƯỢNG V/C XÁC ĐỊNH NĂNG LỰC V/C CỦA ĐƯỜNG ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TUYẾN THIẾT KẾ ĐƯỜNG TÍNH TỐN CHI PHÍ ĐƯỜNG TÍNH TỐN CHI PHÍ THIẾT BỊ TÍNH GIÁ THÀNH VẬN CHUYỂN CHỌN PHƯƠNG ÁN GIÁ THÀNH NHỎ NHẤT TÍNH CƯỚC PHÍ VẬN CHUYỂN KẾT THÚC Hình 3.3: Sơ đồ trình tự thực lựa chọn tuyến đường tính cước phí vận chuyển 3.6.3 Nghiên cứu dạng tuyến đường thường gặp cơng trường: Trên MBCTXD cơng trrình thủy lợi, thủy điện công tác vận chuyển tiến hành theo yêu cầu sản xuất hạng mục cơng trình khác phụ thuộc vào vị trí vận chuyển, điều kiện địa hình mà tuyến đường vận chuyển có dạng tuyến sau: (Hình 3.5) - 18 A B A1 B a/ B1 A2 A B2 b/ B A1 c/ A A A e/ B A1 B A Â d/ B’ A1 A B’ B’ B A g/ h/ A1 B1 A1 A2 B2 A2 B1 k/ B A’1 B’2 i/ A1 l/ A B B A m/ B2 B Chú thích: A điểm cấp; A’, A” điểm cấp giả (sự kiện giả); B điểm nhận; B’, B” điểm nhận giả (sự kiện giả) Hình 3.4: Các dạng tuyến đường vận chuyển công trường 3.7 Kiến nghị phương pháp tính cước phí (đơn giá cước) vận chuyển cơng trường xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện Cước phí vận chuyển tính toán cho tuyến đường sau: G c =Q L ij ij ji (3.20) ij cij: Cước phí vận chuyển tuyến đường từ i đến j, đơn vị tính (đ/tấn 100m); Gij: tổng chi phí vận chuyển tuyến đường từ i đến j, đơn vị tính đồng (đ); Qij: tổng khối lượng vận chuyển tuyến đường từ i đến j, đơn vị tính (t); Lij: Chiều dài tuyến đường từ i đến j, đơn vị tính 100m Sơ đồ hóa mạng đường vận chuyển cơng trường xây dựng cơng trình thủy lợi, thủ điện 3.8 Lập chương trình tính tốn “Lựa chọn tuyến đường tính cước phí vận chuyển” cơng trường xây dựng cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện Chương trình “Lựa chọn tuyến đường tính cước phi vận chuyển” lập dựa ngơn ngữ C# (sharp) có hỗ trợ phần mềm Visual studio 2008 chạy Net 2.0 - Sơ đồ tính tốn (Hình 3.6) - 19 - Hinh 3.6: Sơ đồ tính tốn “Lựa chọn tuyến đường tính cước phí vận chuyển” 3.9 Kết luận chương Mạng lưới giao thông cơng trường thủy lợi, thủy điện có đặc điểm riêng, đặc điểm nhiều chi phối đến mạng lưới đường vận chuyển công trường Khi lựa chọn tuyến giao thông không đề cập đến đặc điểm đó, ảnh hưởng lớn đến đến giá thành vận chuyển công trường Khi xác định tuyến giao thông công trường cần phải tuân thủ nguyên tắc để quy hoạch mạng lưới giao thơng đề phương án có khả xẩy công trường để lựa chọn tìm phương án tối ưu Khi quy hoạch thiết kế mạng lưới giao thông công trường phải đảm bảo điều kiện kỹ thuật, đáp ứng lực vận chuyển theo tiến độ thi công, đồng thời giảm chi phí nhiều Đề xuất quan điểm tính giá thành vận chuyển cơng trường bao gồm thành phần: chi phí xây dựng đường, tu bảo dưỡng, trì hoạt động đường chi phí cho cơng tác vận chuyển tuyến đường Trong thực tế công trường từ điểm cấp đến điểm nhận có nhiều đường khác Quan điểm lựa chọn tuyến đường vận chuyển tối ưu tuyến đường có giá thành vận chuyển thấp nhất, đáp ứng yêu cầu vận chuyển công trường, liên kết tuyến đường tạo thành mạng đường vận chuyển tối ưu - 20 - Dựa phương pháp phân tích hệ thống, tối ưu hố, sử dụng mơ hình QHTT để xây dựng hàm mục tiêu cho việc lựa chọn tuyến đường vận chuyển tối ưu với điều kiện ràng buộc từ điều kiện thực tế Kiến nghị phương pháp tính đơn giá cước vận chuyển công trường với quan điểm đưa chi phí xây dựng tuyến giao thơng trực tiếp vào cước phí vận chuyển Đề xuất trình tự bước thực hiện, ứng dụng tin học đại lập chương trình tính tốn lựa chọn tuyến đường vận chuyển Chương 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 3.1 Mở đầu Để làm sáng tỏ cho quan điểm, luận trình bày chương 2, 3, nội dung chương tác ứng dụng kết nghiên cứu vào cơng trình Cửa Đạt – Thanh Hoa 3.2 Gới thiệu cơng trình cửa đạt – Thanh Hóa Cơng trình đầu mối sông Chu, thuộc địa phận xã Xuân Mỹ, huyện Thường Xn, tỉnh Thanh Hố, cơng trình thủy lợi, thủy điện có quy mơ lớn Việt Nam 3.3 Tính tốn lựa chọn tuyến đường vận chuyển 1/ Xác định vị trí tuyến đường đề xuất phương án tuyến; 2/ Xác định khối lượng vật liệu vận chuyển tuyến đường; 3/ Thiết kế tuyến đường; 4/ Tính tốn lực vận chuyển đường; 5/ Tính tốn giá thành vận chuyển phương án, so sánh lựa chọn tuyến đường tính cước phí vận chuyển; 4.4.2.1 Lập phương án hệ thống đường vận chuyển a) Phương án có: Hệ thống đường vận chuyển gồm 12 tuyến đường: R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12 b) Phương án A: Hệ thống đường vận chuyển gồm 12 tuyến đường: R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, sơ đị hố (Hình 4.1) Mỗi tuyến đường có phương án tuyến khác nhau, ký hiệu: I, II, III b) Phương án B: Hệ thống đường vận chuyển gồm 11 tuyến (bỏ tuyến R12): R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R1 Mỗi tuyến có phương án tuyến khác (I, II, III) - 21 - c) Phương án C: hệ thống đường vận chuyển gồm 10 tuyến (bỏ tuyến R4, R12): R1, R2, R3, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11 Mỗi tuyến có phương án tuyến khác (I, II, III) Kết tính tốn Bảng 4.4: Kết phương án có A(I) TT Tuyến PA L(100m) Gi1 (đồng) Gi2 (đồng) Gi (đồng) ci (đ/t100m) R1 I 14.26 10,527,441,726 25,585,739,435 36,113,181,162 411 R2 I 7.89 2,300,101,772 26,044,141,294 28,344,243,020 448 R3 I 39.70 9,411,482,226 82,296,825,951 93,708,308,177 218 R4 I 6.58 2,977,139,829 11,548,446,675 14,525,586,504 585 R5 I 5.64 505,963,449 21,800,142,262 22,306,105,711 530 R6 I 5.55 1,792,289,390 16,488,433,799 18,280,721,189 581 R7 I 25.60 9,614,262,443 68,162,556,249 77,776,818,693 257 R8 I 8.50 27,660,577,279 24,419,236,053 52,079,903,332 836 R9 I 7.20 2,975,598,107 20,223,574,033 23,199,172,140 501 10 R10 I 6.57 1,962,591,816 13,522,224,518 15,484,816,335 533 - 22 11 R11 I 18.03 13,573,123,622 53,447,064,735 67,020,197,357 327 12 R12 I 40.09 25,850,609,079 20,709,226,732 46,559,875,810 440 185.61 109,151,180,738 384,247,611,736 495,398,929,430 Bảng 4.5: Phương án chọn tuyến phương án A TT Tuyến PA L(100m) Gi1 (đồng) Gi2 (đồng) Gi (đồng) ci (đ/t100m) R1 II 12.12 11,537,302,244 23,702,085,177 35,239,387,421 R2 III 7.10 2,193,971,105 25,137,667,087 27,331,638,193 R3 II 33.75 9,399,784,363 75,095,076,745 84,494,861,109 231 R4 III 5.26 3,357,315,337 10,835,702,664 14,193,018,001 715 R5 I 5.64 505,963,449 21,800,142,262 22,306,105,711 530 R6 III 4.44 2,236,784,969 15,589,404,516 17,826,189,485 709 R7 II 21.77 10,005,078,233 61,686,575,038 71,691,653,271 279 R8 I 8.50 27,660,577,279 24,419,326,053 52,079,903,332 836 R9 III 5.76 3,296,586,369 18,900,311,866 22,196,898,235 600 10 R10 III 7.88 1,042,212,001 14,350,850,633 15,393,062,634 442 11 R11 II 17.13 12,894,475,991 51,982,212,766 64,876,688,756 333 12 R12 III 48.11 20,209,023,155 23,734,682,049 43,943,705,204 346 177.46 104,339,074,495 367,234,036,856 471,573,111,352 472 480 Bảng 4.6: Phương án chọn tuyến phương án B TT Tuyến PA L(100m) Gi1 (đồng) Gi2 (đồng) Gi (đồng) ci (đ/t100m) R1 II 12.12 11,537,302,244 33,860,121,681 45,397,423,925 426 R2 III 7.10 2,193,971,105 33,401,988,826 35,595,959,931 470 R3 II 33.75 9,399,784,363 75,095,076,745 84,494,861,108 231 R4 III 5.26 3,357,315,337 10,835,702,664 14,193,018,001 715 R5 I 5.64 505,963,449 21,800,142,262 22,306,105,711 530 R6 III 4.44 2,236,784,969 15,589,404,516 17,826,189,485 700 R7 II 21.77 10,005,078,233 61,686,575,038 71,691,653,271 279 R8 I 8.50 27,660,577,279 24,419,326,053 52,079,903,332 836 R9 III 5.76 3,296,586,369 18,900,311,866 22,196,898,235 600 10 R10 III 7.88 1,042,212,001 14,350,850,633 15,393,062,634 442 11 R11 II 17.13 12,894,475,991 51,982,212,766 64,876,688,757 333 129.35 84,130,051,340 361,921,713,050 446,051,764,391 440 Bảng 4.7: Phương án chọn tuyến phương án C TT Tuyến PA L Gi1 (đồng) Gi2 (đồng) Gi (đồng) ci (đ/t100m) R1 II 12.12 11,537,302,244 33,860,121,681 45,397,423,925 426 R2 III 7.10 2,193,971,105 33,401,988,826 35,595,959,931 470 R3 II 33.75 9,399,784,363 75,095,076,745 84,494,861,108 231 R5 I 5.64 505,963,449 21,800,142,262 22,306,105,711 530 R6 III 7.00 3,192,074,269 29,438,069,034 32,630,143,303 494 R7 II 21.77 10,005,078,233 61,686,575,038 71,691,653,271 279 - 23 R8 I 8.50 27,660,577,279 24,419,326,053 52,079,903,332 836 R9 III 5.76 3,296,586,369 18,900,311,866 22,196,898,235 600 10 R10 III 7.88 1,042,212,001 14,350,850,633 15,393,062,634 442 11 R11 II 17.13 12,894,475,991 51,982,212,766 64,876,688,757 333 126.65 81,728,025,303 364,934,674,904 446,662,700,209 Bảng 4.8: Bảng so sánh kết phương án ΣGi1 (đồng) Phương án ΣGi2 (đồng) ΣGi (đồng) AI 109,151,180,738 384,247,611,736 495,398,929,430 A chọn 104,339,074,495 367,234,036,857 471,573,111,352 B chọn 84,130,051,340 361,921,713,050 446,051,764,391 C chọn 81,728,025,303 364,934,647,904 446,662,700,209 4,812,106,243 17,013,574,879 23,825,818,078 4.41% 4.43% 4.81% 25,021,129,398 22,325,898,686 49,347,165,039 22.92% 5.81% 9.96% 27,423,155,435 19,312,963,832 48,736,229,221 25.12% 5.03% 9.84% 20,209,023,155 5,312,323,807 25,521,346,961 19.37% 1.45% 5.41% 22,611,049,192 2,299,388,953 24,910,411,143 21.67% 0.63% 5.28% 2,402,026,037 -3,012,934,854 -610,935,818 2.94% -0.83% -0.14% A chọn với AI B chọn với AI C chọn với AI Chọn A với chọn B AI A chọn AI B chọn AI C chọn AB % Chọn A với chọn C AC % Chọn B với chọn C BC % Nhận xét: Từ bảng so sánh kết tính tốn phương án (bảng 4.8) cho thấy: Phương án A so với phương án ban đầu A (I) có tổng giá thành vận chuyển hệ thống nhỏ 4,81% Phương án B so với phương án ban đầu A (I) có tổng giá thành vận chuyển hệ thống nhỏ 9,96% Phương án C so với phương án ban đầu A (I) có tổng giá thành vận chuyển hệ thống nhỏ 9,84% Phương án B có tổng giá thành vận chuyển thấp so với phương án ban đầu 9,96% Xét riêng chi phí xây dựng tuyến giao thơng phương án B thấp phương án có 22,92% Qua phân tích kết cho ta thấy phương pháp lựa chọn tuyến đường vận chuyển chọn hệ thống mạng đường vận chuyển tối ưu cơng trường, giảm lượng lớn kinh phí đầu 3.4 Đề xuất tiêu để so sánh lựa chọn mbctxd cơng trình thủy lợi, thủy điện 3.4.1 Các tiêu kỹ thuật a) Đáp ứng cường độ thi công khống chế bảo đảm chất lượng sản phẩm b) Bố trí xí nghiệp phụ, thuận lợi cho việc bốc xếp, tạo điều kiện cho việc giới hố, đại hóa q trình sản xuất, phù hợp với công nghệ sản xuất - 24 - c) Bố trí cơng trình tạm phải thể giai đoạn dẫn dịng thi cơng, đến tiến độ xây dựng cơng trình thời hạn đưa cơng trình vào hoạt động d) Khả thời gian thực phương án thiết kế MBCTXD 3.4.2 Nhóm tiêu kinh tế a) So sánh chi phí vận chuyển cơng trường: n Hệ số chi phí vận chuyển: ∑ G vc k = G (4-1) i =1 vc CT kvc : hệ số chi phí vận chuyển so với cơng trình chính; Gvc: Chi phí vận chuyển b) So sánh khối lượng chi phí xây dựng nhà tạm n Hệ số chi phí nhà tạm: ∑pG k = G i =1 i (4-2) ( tam ) i tam CT ktạm : hệ số chi phí cơng trình tạm so với cơng trình chính, ktạm < bé tốt; G(tạm)i: chi phí xây dựng cơng trình tạm thứ i để phục vụ cho xây dựng cơng trình chính; Pi: hệ số kể đến mức độ sử dụng cơng trình tạm cho thi cơng cơng trình GCT: Chi phí xây dựng cơng trình c) So sánh khối lượng chi phí phương án dẫn dịng thi cơng n Hệ số chi phí dẫn dịng: ∑ G dd = k G (4-3) i =1 dd CT kdd : hệ số chi phí dẫn dịng so với cơng trình chính; Gdd: Chi phí xây dựng cơng trình dẫn dịng thi cơng d) So sánh khối lượng chi phí san lấp mặt n Hệ số chi phí san lấp mặt bằng: k slmb ∑ G slmb = G i =1 i (4-4) CT kslmb: Hệ số chi phí san lấp mặt bằng; Gslmbi: Chi phí san lấp mặt vị trí thứ i; e) So sánh diện tích chiếm đất MBCTXD 3.4.3 Các tiêu an tồn cơng trình, an tồn lao động vệ sinh mơi trường a) An tồn cơng trình b) An tồn lao động công trường c) Vệ sinh môi trường 3.4.4 Các tiêu quy hoạch, kiến trúc khả thực bố trí MBCTXD a) Về quy hoạch b) Chỉ tiêu kiến trúc c) Khả thực phương án thiết kế MBCTXD d) Đánh giá tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng thiết kế MBCTXD 3.5 Kết luận chương Hồ chứa nước Cửa Đạt – Thanh Hố cơng trình thuộc loại lớn đầy đủ hạng mục cơng trình, gần mơ hình thủy lợi, thủy điện điển hình Việt Nam Tác giả luận án ứng dụng kết nghiên cứu vào cơng trình Cửa Đạt Thanh Hố để kiểm nghiệm khẳng định sau: 1) Đề tài luận án nghiên cứu từ lý thuyết phân tích hệ thống, tối ưu hố để ứng dụng vào thực tiễn sản xuất thiết kế bố trí MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện - 25 - 2) Thông qua phương pháp tính tốn lựa chọn tuyến đường vận chuyển, cước phí vận chưyển đưa phương án vận chuyển tối ưu công trường Cửa Đạt để khẳng định việc ứng dụng phân tích hệ thống, tối ưu hố vào tính tốn chọn phương án tối ưu thiết kế MBCTXD tiết kiệm lượng vốn đầu tư cho công tác vận chuyển lớn (gần 10% so với phương án có) 3) Phương pháp phân tích hệ thống tối ưu hố có hỗ trợ đắc lực công cụ tin học đại phần mềm Microsoft như: Visual studio 2008, C#, Net 2.0 phần mềm khác mà tác giả đề tài ứng dụng lập trình tính tốn để xử lý thơng tin nhanh chóng cho kết đáng tin cậy 4) Thông qua kết tính tốn để khẳng định quan điểm đưa chi phí xây dựng đường thi cơng, chi phí cơng tác vận chuyển vào giá thành vận chuyển công trường để làm cở sở so sánh lựa chọn tuyến đường tác giả đắn 5) Kết tính tốn cước phí vận chuyển cho tuyến đường làm sở để lựa chọn phương án vận chưyển khẳng định quan điểm đề xuất pháp tính tác giả luận án 6) Thông qua hệ thống số tiêu đánh giá MBCTXD mà tác giả đề tài đề xuất nhằm gợi ý, tư vấn cho nhà thiết kế MBCTXD quan tâm thực dự án đầu tư xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ TỒN TẠI Kết luận 1/ Thiết kế MBCTXD nhiệm vụ thiếu thiết kế tổ chức thi cơng; Nó hệ thống sản xuất lớn để tạo sản phẩm cơng trình thủy lợi, thủy điện chịu ảnh hưởng nhiều nhân tố công trường, cần phải xem xét nghiên cứu thiết kế bố trí MBCTXD theo quan điểm hệ thống 2/ Thông qua nghiên cứu phân tích thực trạng thiết kế bố trí MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện Thế Giới Việt Nam, để rút tồn sở để nghiên cứu ứng dụng khoa học kỹ thuật vào thực tiễn góp phần khắc phục số tồn cấp thiết 3/ Ứng dụng phương pháp PTHT, tối ưu hoá vào thiết kế bố trí MBCTXD xem xét phân tích yếu tố cơng trường có mối quan hệ với chặt chẽ làm thành hệ thống, mà không xem xét tách rời cá thể Đây phương pháp khoa học sử dụng nhiều lĩnh vực khoa học để lựa chọn giải pháp tốt nhất; Việc ứng dụng vào thiết kế bố trí MBCTXD khả thi có nhiều triển vọng, mang lại hiệu kinh tế cao 4/ Dựa vào thực tế công tác vận chuyển công trường thủy lợi, thủy điện để sơ đồ hóa mạng lưới giao thơng, xây dựng mơ hình tốn theo phương pháp QHTT để xác định vị trí xí nghiệp sản xuất phụ, tìm phương án vận chuyển tối ưu công trường xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện 5/ Đề xuất phương pháp tính giá thành vận chuyển từ chi phí xây dựng tuyến giao thơng chi phí cho cơng tác vận chuyển đưa chi phí xây dựng đường vào giá thành vận chuyển làm sở để lựa chọn tuyến đường vận chuyển hệ thống giao thông công trường 6/ Mạng lưới giao thông công trường thủy lợi, thủy điện hạng mục chủ yếu quan trọng Việc nghiên cứu ứng dụng lý thuyết PTHT, tối ưu hố để đưa trình tự bước quy hoạch, thiết kế, đồng thời xây dựng mô hình tốn lựa chọn tuyến đường vận chuyển, - 26 - mạng lưới giao thơng tối ưu tính tốn cước phí vận chuyển cho tuyến đường làm sở để xác định vị trí xí nghiệp sản xuất phụ tìm phương án vận chuyển tối ưu cơng trường đóng góp luận án 7/ Mơ hình tốn lựa chọn tuyến đường vận chuyển công trường xây dựng dựa phương pháp QHTT với quan điểm giá thành vận chuyển nhỏ làm cơng cụ để tối ưu hố cơng tác vận chuyển cơng trường Bài tốn thể qua cơng thức 3.38 8/ Phương pháp xác định cước phí vận chuyển tuyến đường công trường bao gồm chi phí xây dựng đường chi phí cơng tác vận chuyển đưa thơng số tính tốn có đầy đủ làm sở cho việc tìm phương án vận chuyển tối ưu 9/ Cơng cụ để giải tốn tìm phương án tối ưu, tác giả sử dụng công cụ tin học, phần mềm Microsoft như: Visual studio 2008, ngôn ngữ C#, Net 2.0 phần mềm khác để lập trình tính tốn Chương trình lập cơng cụ tính tốn cho kết có độ tin cậy cao 10/ Tác giả ứng dụng kết nghiên cứu vào công trường Cửa Đạt - Thanh Hố Qua kết tính tốn cho cơng trình Cửa Đạt, tác giả luận án khẳng định: - Phương pháp phân tích hệ thống tối ưu hố hồn tồn áp dụng vào thực tế việc thiết kế bố trí MBCTXD cơng trình xây dựng nước ta; - Quan điểm tính tốn đưa chi phí xây dựng tuyến đường chi phí cho cơng tác vận chuyển vào việc tính tốn giá thành, cước phí vận chuyển đắn; - Thơng qua kết tính tốn lựa chọn phương án tuyến vận chuyển mạng lưới giao thông công trường cho thấy áp dụng kết nghiên cứu giảm lượng vốn đầu tư lớn (khoảng 10% chi phí cho cơng tác vận chuyển so với phương án có); - Qua tính tốn cho ta thấy quan điểm luận án vừa có tính chất lý thuyết có giá trị thực tiễn cao, áp dụng vào thực tế sản xuất xây dựng; 11/ Tác giả nghiên cứu xây dựng nhóm tiêu có khoa học để lựa chọn MBCTXD cơng trình thủy lợi, thủy điện KIẾN NGHỊ 1/ Những kết nghiên cứu luận án tham khảo cho cơng tác thiết kế MBCTXD công trường thủy lợi, thủy điện nước ta 2/ Cần có quy định, hướng dẫn thiết kế MBCTXD để lựa chọn phương án MBCTXD hợp lý (theo tiêu chuẩn đề luận án) tránh việc lựa chọn cảm tính gây lãng phí 3/ Cần đầu tư nghiên cứu tiếp việc áp dụng phương pháp PTHT, tối ưu hoá vào thực tiễn cơng trình thủy lợi, thủy điện nước ta để mang lại hiệu kinh tế cao cho dự án TỒN TẠI 1/ Do thời gian có hạn tính phức tạp hệ thống giao thơng cơng trường nên việc tính tốn tổng chi phí vận chuyển, đơn giá cước, tác giả ý đề cập đến phương pháp tính tốn mà chưa sâu vào chi tiết phương án 2/ Việc tính tổng chi phí vận chuyển đơn giá cước vận chuyển để so sánh phương án mặt giá khơng có nghĩa tổng chi phí vận chuyển đơn giá cước vận chuyển thực tế công trường - 27 - CÁC TÀI LIỆU KHOA HỌC TÁC GIẢ LUẬN ÁN ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN I Sách chuyên môn: 1/ Nguyễn Trọng Hoan (2003), Định mức kỹ thuật Đơn giá – dự toán xây dựng, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội 2/ Nguyễn Trọng Hoan (2005), Tổ chức sản xuất quản lý thi công, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội II Bài báo cơng trình cơng bố 1/ Nguyễn Trọng Hoan (2005), Một số giải pháp định hướng tối ưu hố thiết kế bố trí mặt xây dựng – Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi môi trường, số 8, trang 39-43 2/ Nguyễn Trọng Hoan, Dương Văn Bá (2007), Đề xuất số giải pháp tổ chức quản lý nhằm nâng cao hiệu đầu tư thi cơng cơng trình thủy lợi, thủy điện – Tạp chí Khoa học thủy lợi kỹ thuật Môi trường, số 17, trang 48-53 3/ Nguyễn Trọng Hoan (2009), Kiến nghị phương pháp tính tốn đơn giá cước vận chuyển cơng trường xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện – Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi Môi trường, số 24, trang 126-130 4/ Nguyễn Trọng Hoan (2009), Ứng dụng phân tích hệ thống, tối ưu hố vào cơng tác vận chuyển cơng trưịng xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện – Tạp chí Nơng nghiệp phát triển nơng thơn số 5, trang 73-79 5/ Nguyễn Trọng Hoan (2009), Đề tài NCKH cấp sở “Tổ chức mặt xây dựng cơng trình hồ chứa nước Cửa Đạt – Thanh Hố” (Đã nghiệm thu theo biên đánh giá ngày 25/2/2009)