Ứng dụng lý thuyết phân tích hệ thống và tối ưu hóa trong thiết kế bố trí mặt bằng thi công các công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam

CƠ SỞ LÝ THUYET PHAN TICH HỆ THONG (PTHT), TÔI UU HOÁ

‘guy hoạch, có mục dich nghiên cứu những phương pháp tìm cực tị (tuyệt đổi) có điều kiện của các bảm nhiều biến. Phương pháp giải tích cổ điển mặc dù đã đạt .được những thành quả lớn, nhưng vẫn chưa thể giải quyết hết được các bài toán trong thực tế. Từ năm 1938 nhà toán học Xô Viết Kantoroviteh đã công bổ nhiễu. sông trình được coi là cơ sở lý thuyết và ứng dụng trong kính tế của QHTT. đến nay QHTT đã phát triển và được ứng dụng rộng rãi do được nhiều nhà nghiên. cứu quan tâm. Nam 1947 nhà toán học Mỹ Dantzig đã đưa ra thuật toán đơn hình và từ năm 1952 ở Mỹ người ta bắt đầu lập trình, giải các bãi toán QHTT trên máy tính điện tử. Mô hình toán học của bài toán QHTT dạng tổng quát gồm hàm mục tiêu dat tới Max hoặc Min; hệ các điểu kiện rang bu sồm các bất ding thức và ding thức, điều kiện tắt yếu. Giải bài toán QHTT có nghĩa là xá định các g á tị Xi, Xã, s.c Xa. sao cho thoả mãn các điều kiện ràng buộc và các điều kiện tắt yếu. 4) Dang ting quát của bài toán QHTT. - _ Trong thục tế các công tình xây đựng thủy lợi, thủy điện thường có địa hình phức tạp (đổi núi, sông ngồi), đường vận chuyển trên công trường phải được quy. hoạch đựa theo điều kiện địa hình, đi kiện thủy văn, do vậy bai toán tim vị trí xí nghiệp sản xuất phụ khi chưa có đường giao thông nêu trên là không phủ hop. 48 áp dung khi thiết kế MBCTXD công trình thủy lợi, thủy điện. 5) Phương pháp giải bài toán tim vj trí xi nghiệp phụ khi trên MBCTXD đã có đường vận chuyển.

ŠQ,-Q: @15)

ŸNq, 6.12)

“Trên công trường thường có các điểm chỉ cấp vật liệu như: vật liệu vận chuyển từ ngoài công trường vào, các mỏ vit liệu khai thúc tạ chỗ (đắt, đá, cát sôi cấp đến các hạng mục công trình, cắp cho các xí nghiệp sản xuất phụ và đến các bãi trử; có. ĐỒ suất trình tự các bước thực hiện, ứng dụng tin học hiện đại lập chương trình tính toán lựa chọn tuyến đường vận chuyển có giá thành vận chuyển (G,) thấp nhất và tính toán cước phí wn chuyển (cy).

WSCP

~_ Phương án A so với phương án ban đầu A (I) có tổng giá thành vận chuyển của. [Nhu vậy bằng phương pháp chọn tuyển đường vận chuyỂn theo phương phíp nêu trên sẽ chọn được phương án tối ưu hệ thống đường vận chuyển trên công trường Cửa Đạt là phương án B có tổng gid thành vận chuyển thấp hơn so với phương án ban đầu là 9,96%. Xét riêng chỉ phí xây dựng tuyến giao thông thì phương dn B thấp hơn phương án đã có 22.92%. Qua phân tích kết qua cho ta thấy bằng phương pháp lựa chọn tuyển đường vận chuyển chúng ta có thể chọn được hệ thống mạng đường vận chuyển tối ưu trên. giảm được lượng lớn kinh phí đầu te xây dựng tuyến đường và kinh phi dau tư cho công tác vận chuyển. Ngoài các phương án đã dưa ra để xét ở rên chúng ta có thể đưa thêm rt nhiều. phương án tuyển và phương én mạng đường vận chuyển, chương trình tính toán. giúp ta lựa chọn phương ấn tuyến và phương ấn mạng có tổng giá thành vận chuyén. 4& ĐÈ XUẤT CÁC CHỈ TIÊU DE SO SÁNH LỰA CHỌN MBCTXD CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN. Mặt bằng công trường xây dựng được thể hiện ngoài vị trí các công trình lầu đài sẽ được xây dung, còn thé hiện các công trình tạm, các xí nghiệp sản xuất phụ phục. vụ thỉ công công trình, các bãi tập kết vật tư thiết bị, các hệ thông cung cấp điện. nước, các đường giao thông trên công trường và các công trinh quán lý trong quả trình khai thắc sử dụng sau này. Mat bằng công trường là hệ thống sẵn xuất nhằm dép ứng một quá tinh sin xuất. xây dựng, tạo ra một sin phẩm là các công trình thủy lợi thủy điện như đập ding. nước, nhà máy thủy điện, công lấy nước, tràn xả lũ.. Các sản phẩm đó thường đơn. Thiết kế MBCTXD liên quan đến rắt nhiều lĩnh vực khoa học, ý thức chủ. ‘quan của người thiết kế đồng thời cũng phụ thuộc vào rất nhiều yêu tổ về tự nhiên, au, bổ t hồng công tình và công nghệ xây dựng.. với mức độ phức tạp. như trên không thé áp dụng MBCTXD chuẩn của công trường này cho công trường,. khác được mà cũng không thể không nghiên cứu một cách đầy đủ các nhân tổ ánh. hưởng đến việc quy hoạch, thiết kế MBCTXD một cách sing tạo. Để có cơ sở xây dựng các phương án quy hoạch thiết kế MBCTXD cần thiết. phải đưa ra các nguyên ti nhằm thống nhất tư duy xây dựng các phương án bổ trí công trường xây dựng và xây dựng các chỉ tiêu để đánh giá, làm cơ sở lựa chọn được MBCTXD hợp lý. Các nguyên tắc bố trí mặt bằng công trường. Như trên đã trình bày, MBCTXD thưởng chiếm một không gian rộng lớn, mỗi. công trình thủy lợi, thủy điện được xây dung ở vị trí có điều kiện tự nhiên, dân sinh. kinh tế khác nhau. Qué trình xây dựng lại diễn ra trong thời gian dài, nhiều hạng. mục công trình mang đặc điểm khác nhau; Đặc biệt phương án dẫn đồng, trữ nước có ảnh hưởng rit lớn đến quá trình xây dựng, nếu bổ trí mặt bằng công trình không tốt các công trình tạm lâm ảnh hướng rit lớn đến tiến độ xây dựng và giá thành công trình. Vì vậy khi bố trí MBCTXD cần phải tuân theo các nguyên tắc sau:. 1) Khi bố trí các công trinh tạm không được làm cản trở đến việc thi công công. Phả tạo điều kiện cho công trình chính hoàn thinh đúng tiễn độ theo mục tiêu đẻ ra. 2) Phải phân tích, sơ sánh lựa chon hệ thing giao thông hợp lý để giảm phí tén vận. = _ Tổng chỉ phí vận chuyển (chỉ phí xây đựng đường và chỉ phí cho công tác vận. = _ Hệ số chỉ phí vận chuyển: so sảnh tổng chỉ phí vận chuyển với chi phí xây dụng công trình chính. + ke: hệ số chỉ phi vận chuyển so với công trình chính;. = Go: Chỉ phí vận chuyển. chi rên phải đạt giá tị thấp nhất. b) So sinh về khối lượng và chỉ phí xây dựng nhà tạm.

ŠG„

= Khối lượng nhà tạm (diện tích sin nhà tạm). ~ Chi phí xây đựng nhà tạm. © Gay! chỉ phí xây dựng công trình tam thứ ¡ để phục vụ cho xây dựng công. hệ số kể đến mức độ sử dụng công trình tạm cho thi công công trinh chính. Những hạng mục công trình tạm chỉ phục vụ cho xây dung công trình chính thì. nhưng sau kết thúc xây dựng công trình sẽ sử dụng phục vụ lâu đầ cho quản lý. Những hạng mục sử dụng cho thi công công trình chính. và khai thác công trình hoặc chuyển giao lại cho địa phương sử dụng .. ~ Gy Chỉ phí xây đựng công tỉnh chính c lêu chí trên phãi đạt giátrịthấp nhất. c9 So sánh về khất lượng và chỉ phí phương án din dong thi công. = Chi phi phương én dẫn dòng thi công;. - Hệ số chỉ phí din dong: so sánh chi phí din ding với chỉ phi xây dựng công. = Gus Chi phí xây đựng công trình dẫn đông thi công:. nhất Các tiêu chi trên phải dat giá trị thí. So sánh khối lượng và chỉ phi san lắp mặt bằng. ~ Chi phi phương án san lắp mặt bing:. = Hệ số chỉ phí san lắp mat bằng: so sánh chỉ phí sa lắp mặt bằng với chỉ phí xây dựng công trình;. kano Hệ số chỉ phí san lắp mặt bằng;. ~ ˆ Gags: Chi phi san lắp mặt bằng vị tr thứ is. ©) So sánh điện tích chiêm dat của MBCTXD. Diện tích chiếm đắt của các công trình tam mã phải giải toa cần phải được xem xét khi bé trí TMBCT, đặc biệt là đất canh tác, đất ở của người dân. các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện nằm ở miền nói nên diện tích đất canh tác rất nhỏ nhưng lại nuôi sống một lượng dan cư lớn nên sử dụng đất phải hết sức thận trọng hoặc đất lâm nghiệp sau khi phá rừng xây dựng công trình phải mắt hang chục năm. mới khôi phục la được. Để so sinh đánh giá TMBCT người có. + Tong di tích sử dụng dé xây dựng tông trình tam;. = Tổng kinh phí đền bù để giải phóng mặt bằng;. = _ Số hộ phải di chuyển khi giải phóng mặt bằng xây đựng các công tinh tạm:. L5.3.3 Các chỉ tiêu về an toàn công trình, an toàn lao động và vệ sinh môi. 4a) An toàn công trình. = Các công trình tạm, đặc biệt là công trình dẫn dòng khi làm việc thường xuy. khi xa lũ thi công có bảo đảm an toàn cho công trình xây dựng khôi. ~ _ Mực nước các thời kỳ dẫn đồng ở thượng hạ lưu có ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các xí nghiệp không:. = Cie cầu giao thông ngằm qua lại cổ ảnh hưởng dn quá tình dẫn ding hoặc xã. = _ Khi sử đụng qué quai thượng, hạ lưu kim đường giao thông qua lại hai bên bờ phải xét đến sự ôn định của đ quai và an toàn của công tinh chính. +b) An toàn lao động trên công trưởng. = Cie đường giao thông, hệ thống cung cấp điện..phải dim bảo các tiêu chin uy định:. phải xét điều kiện chống chảy nỗ:. = Bb trí thết bị cằn xem xét các quy định an toàn trong quá nh làm việc:. ©) VỆ sinh mỗi trường. = Cn phải nghiên cứu điều kiện làm việc ảnh hưởng đến site khoẻ người lao động. như: nhiệu độ cao, thấp, ánh sáng, bụi bặm, khí độc, tiếng ồn của xe cộ và hoạt động của các xi nghiệp. Khi thiết kế TMBCT cần chủ ý đến vệ sinh mỗi. trường cho người lao động để họ có sức khoẻ yên tâm phục vụ và phục lâu dé và tinh tha. Các chi tiêu về quy hoạch, kiến trúc và khả năng thực hiện phương án bố trí TMBCT. Quy hoạch mật bằng phải xem xết cà trước mắt và phát triển trong tương lai:. Nếu có điều kiện kết hợp công trình tạm với các công trình sẽ xây dựng trong tương. Jai nhằm giảm chi phí công tình tạm như nhà ở ban quản lý công trink, nhà ở công. nhân quản lý, xí nghiệp sản xuất của địa phương .. tạo điều kiện phát triển địa. phương theo hướng công nghiệp hoá, hiện đại hoá dit nước,. Quy hoạch MBCTXD phải đồng bộ, ngoài các xí nghiệp phục vụ cho xây dựng. công trình cin cỗ các ing trình phúc lợi như nhà trẻ, trạm xá, chợ..tuỷ thời gian. xây dựng công trình và số lượng công nhân, Nếu không xây đựng riêng cho công. trường cũng cần có phương án phối hợp với địa phương gần nhất giải quyết những. ‘yeu cầu của cần bộ công nhân trên công trường. 5) Chỉ tiêu vé Kiến trúc. Chi tiêu về kiến trúc là đánh giá sự đồng bộ, cây xanh, mỗi trường và sự tạo. dang của cá. ©) Khả năng thực hiện phương dn thiết ké MBCTXD. Khả năng thực hiện phương án thiết kế là xem xét một cách toàn điện về khả. công trình xây dựng,. năng kinh tế, điều kiện và khả năng kỹ thuật có cho phép thực hi và các yêu cầu. đặt ra như cường độ thi công, tiến độ xây dụng các công tình.. có bảo đảm theo. yêu cầu đặt ra hay không. ‘Bay chi là chỉ iêu để đánh giá một cách toàn diện phương án thiết ké MBCTXD. Các tiêu chuẩn, định mức có phủ hợp với đặc điểm công trường và xu thé phát không. Các tiêu chuẩn, định múc, quy phạm sử dụng khi thiết kế MBCTXD là. ir ké MBCTXD 2 các tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng khi th. những cơ sở để đánh giá khả năng hiện thực của MBCTXD. Ngoài các tiêu chuẩn, định mức, quy phạm áp dung cin đảnh giả độ tn cây cũ cí. hình dn sinh kinh tế đã sử dụng khi thiết kế TMBCT. liệu cơ bản, tinh. Hồ chứa nước Cửa Đạt ~ Thanh Hoá, là công trình thuộc loại lớn và đầy đủ các. hạng mục công trình, gin như một mô hình thủy lợi, thủy điện điễn hình ở Việt. ‘Nam hiện nay. “Tác giả luận án đã ứng dụng kết quả nghiên cứu của mình vào công trình Cửa Dat - Thanh Hoá dé kiểm nghiệm và có thé khẳng định như sau:. 1) Đề tài luận án được nghiên cứu từ lý thuyết phân tích hệ thống, tối ưu hoá để có. thể ứng dung vào thực tiễn sản xuất khi thiết kế bố tri MBCTXD công trình thủy. lợi, thủy điện. 2) Thông qua phương pháp tính toán lựa chọn tuyển đường vận chuyển, cước phí vận chuyển và đưa ra các phương án vận chuyển tối wu cung cấp vật liệu cho. các hạng mục công trình trên công trường Cửa Đạt để khẳng định việc ứng dung. phân tích hệ thống, tối ưu hoá vào tính toán chọn phương án tôi ưu khi thiết kế. MBCTXD sẽ tất kiệm được lượng vin đầu tư cho công tie vận chuyển khá lớn. 3) Phương pháp phân ích hệ thing và tối vu hoá có sự hỗ trợ đắc lực của công cụ tin học hiện đại đồ là các phn mém của Microsoft như: Visual studio 2008, CA, Net 2.0 và các phẩn mềm khác mà tác giả dé tai đã ứng dụng lập trình tính toán. để xử lý thông tin nhanh chóng và cho kết qua dng tin cây:. 4) Thông qua kết quả tinh toán để khẳng định quan điểm đưa chỉ phí xây dựng. đường thi công, chi phí công tác vận chuyển vào giá thành vận chuyển trên công. trường để làm cở sở so sánh lựa chọn tuyển đường của tác giả là đúng đắn,. + quả tính toán cước phí vận chuyển cho từng tuyển đường làm cơ sở. chọn phương án vận chuyên đã khẳng định quan điểm đề xuất pháp tính của tie. giả luận án. 6) Việc lựa chọn MBCTXD công tinh thủy lợi, thủy điện cần có hệ thống chỉ iều. MBCTXD là hế re cin thiết và việc lựa chọn một phương án bố trí MBCTXD cần dựa trờn cỏc ti chớ rừ tăng để hướng cho người tiết kế phải để cập ới, người qin lý có cơ sở khoa học lựa chọn MBCTXD hợp lý, hướng nghin cứu có ý nghĩa.