(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam

(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê Hữu Hồng tỉnh Hà Nam

ngành Quản lý xây dựng với đề tài “Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê hữu Hồng – tỉnh Hà Nam”

Trước hết, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Quang Cường – Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội, đã dành nhiều thời gian tận tình

hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn

Tác giả cũng xin cùng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáokhoa Công trình và các khoa khác trường Đại học thủy lợi đã đem lại cho tác giảnhững kiến thức quý báu, vô cùng có ích trong những năm học học tập tại trường.Cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đạihọc, Đại học Thủy lợi, Hà Nội đã tạo điều kiện cho tác giả trong quá trình học tập.Tác giả cũng xin được cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và những người thân tronggia đình đã hết lòng giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Với trình độ hạn chế và khối lượng kiến thức ứng dụng cho đề tài còn phứctạp, luận văn không tránh khỏi sai sót nhất định Tác giả rất mong nhận được ý kiếnđóng góp chân tình của các thầy cô giáo, các nhà khoa học, bận bè, đồng nghiệp vànhững người quan tâm

Hà Nội, ngày 19 tháng 5 năm 2015

TÁC GIẢ

Nguyễn Thị Quỳnh

nhân tác giả Các số liệu và kết quả trong luận văn là hoàn toàn đúng và chưa aicông bố trong tất cả các công trình nào trước đây Tất cả các trích dẫn đã được ghi

rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 19 tháng 5 năm 2015

TÁC GIẢ

Nguyễn Thị Quỳnh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY THI CÔNG ĐẤT 4

1.1 CÁC THIẾT BỊ MÁY THI CÔNG ĐẤT 4

1.1.1 Vai trò thiết bị máy thi công đối với công trình thủy lợi 4

1.1.2 Công tác đào, xúc đất (máy đào đất) 5

1.1.3 Công tác san lấp (máy ủi) 7

1.1.4 Công tác đầm nén (máy lu) 8

1.1.5 Vận chuyển đất (ô tô vận chuyển) 9

1.2 NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN MÁY THI CÔNG 9

1.2.1 Máy đào 9

1.2.2 Máyủi 10

1.2.3 Máy lu 11

1.2.4 Ô tô vận chuyển 12

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN TỔ HỢP MÁY THI CÔNG 13

1.3.1 Phương pháp giải tích 13

1.3.2 Phương pháp dùng lý thuyết độ tin cậy 13

1.3.3 Phương pháp dùng lý thuyết phục vụ đám đông 14

1.3.4 Phương pháp chọn máy dựa trên cơ sở chuẩn đoán kỹ thuật 14

1.3.5 Phương pháp chuyên gia 14

1.3.6 Phương pháp thống kê, phân tích kết hợp với lý thuyết xác suất 15

1.3.7 Phương pháp quy hoạch toán học 15

1.3.8 Phương pháp tra bảng 15

1.4 NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN TỔ HỢP MÁY THI CÔNG 16

1.5 QUẢN LÝ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG MÁY THI CÔNG17 1.5.1 Sử dụng máy triệt để về số lượng, thời gian hoạt động, công suất 17

1.5.2 Sử dụng máy thi công theo đúng định mức sử dụng 18

1.5.3 Giảm được hao mòn hữu hình và hao mòn vô hình 18

1.5.4 Sử dụng máy thi công theo đúng chế độ bảo dưỡng sửa chữa 18

1.5.5 Bảo quản và vận chuyển máy một cách hợp lý 19

1.5.6 Đảm bảo mối liên hệ giữa nguyên vật liệu, máy móc và con người 19

1.5.7 An toàn lao động trong quá trình làm việc 20

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG BÀI TOÁN TỐI ƯU TRONG LỰA CHỌN TỔ HỢP MÁY THI CÔNG HỢP LÝ 22

2.1 CÁC MỤC TIÊU CẦN ĐẠT ĐƯỢC VỀ TÍNH CHỌN MÁY 22

2.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHỌN MÁY THEO HÀM MỤC TIÊU 24

2.2.1 Lựa chọn phương pháp 24

2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới công tác tính chọn máy thi công 25

2.3 MÔ HÌNH BÀI TOÁN CHỌN THIẾT BỊ TỐI ƯU 25

2.3.1 Hàm mục tiêu có thể chọn theo các định hướng sau: 26

2.3.2 Hệ thống các ký hiệu dùng cho bài toán 27

2.3.3 Mô hình bài toán được phát biểu như sau: 27

2.3.4 Khai triển các ràng buộc theo từng loại công việc 28

2.3.5 Kiểm tra sự phối hợp giữa ô tô và máy đào 34

2.3.6 Quy trình và thứ tự tính toán 36

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN TỔ HỢP MÁY THI CÔNG HỢP LÝ CHO CÔNG TRÌNH NÂNG CẤP HỆ THỐNG ĐÊ HỮU HỒNG –TỈNH HÀ NAM 37

3.1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH NÂNG CẤP ĐÊ HỮU HỒNG - TỈNH HÀ NAM 37

3.1.1 Giới thiệu chung 37

3.1.2 Đặc điểm địa hình 40

3.1.3 Khối lượng thi công tại công trình nâng cấp đê hữu Hồng 44

3.1.4 Công tác tổ chức hiện trường của nhà thầu 50

3.1.4 Biện pháp thi công 56

3.1.5 Tổ chức thi công 59

3.1.6 Tổng tiến độ thi công 60

3.2 GIẢI BÀI TOÁN TỐI ƯU ĐỂ CHỌN TỔ HỢP MÁY THI CÔNG CÔNG TRÌNH 60

3.2.1 Nhận xét về mô hình bài toán 60

3.2.2 Phương pháp giải bài toán 61

3.2.3 Giải bài toán cho từng loại công việc 62

3.2.4 Đối với công tác đào xúc đất (Máy đào 1 gầu) 63

3.2.5 Đối với công tác san lấp (Máy ủi) 65

3.2.6 Đối với công tác đầm nén (Máy lu) 67

3.2.7 Đối với công tác vận chuyển (Ô tô) 69

3.2.8 Kiểm tra sự phối hợp giữa ô tô và máy đào 71

3.3 DANH MỤC CÁC LOẠI MÁY ĐÃ CHỌN 72 3.4 BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG CÔNG TRÌNH BẰNG CÁC MÁY

3.4.2 Đối với công tác san lấp 75

3.4.3 Đối với công tác đầm nén 78

3.4.4 Đối với công tác vận chuyển 79

PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80

1 Kết luận 80

2 Kiến nghị 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

Hình 1.1: Sơ đồ các loại máy đào 5

Hình 1.2: Sơ đồ vùng làm việc hiệu quả của máy đầm 11

Hình 1.3: Các phương pháp tính chọn máy thi công 13

Hình 3.1: Bình đồ vị trí dự án 38

Hình 3.2: Mặt cắt ngang đại điện đê 47

Hình 3.3: Thi công đào đất tại mỏ 74

Hình 3.4: Thi công bóc hữu cơ nền đắp 76

Hình 3.5: Sơ đồ bố trí máy thi công đắp đất K95 77

Hình 3.6: Bản vẽ thiết kế sơ đồ lu 78

Bảng 2.1: Ý nghĩa các ký hiệu tương ứng với các hạng mục thi công 29

Bảng 3.1: Khối lượng thi công đê 48

Bảng 3.2: Giá trị tính toán thông số của công trình 63

Bảng 3.3: Danh mục tính toán máy đào 64

Bảng 3.4: Danh mục tính toán máy ủi 66

Bảng 3.5: Danh mục tính toán máy lu 68

Bảng 3.6: Danh mục tính toán ô tô 70

Bảng 3.7: Danh mục các máy đã chọn 72

Bảng 3.8: Số lượng máy thi công cần có cho công trình 73

1 Tính cấp thiết của đề tài

MỞ ĐẦU

Tỉnh Hà Nam là vùng chiêm trũng và chịu nhiều ảnh hưởng của nước lũ từ đầunguồn tràn về Hệ thống đê điều của tỉnh dài hơn 319 km, trong đó đê cấp I đến cấpIII (hữu Hồng và tả Đáy) dài gần 90 km, đê cấp IV (sông Nhuệ, Châu Giang, HoànhUyển, chắn nước Hà Tây + tả Duy Tiên) dài hơn 98 km Công trình kè cống trêncác tuyến đê đa phần là xây dựng từ cách đây 50-60 năm Điển hình như cống Vũ

Xá, vị trí 134+108 trên đê hữu Hồng thuộc xã Đạo Lý (Lý Nhân) xây dựng từ năm

1930, hiện trạng cống yếu, có nơi bị bung và nứt; đê Tả Đáy đoạn K101,7 đến K102,7 (thuộc Kim Bảng) có kè nhưng khá yếu, nhiều phương tiện vận tải nặng điqua, dòng chủ lưu chảy thẳng góc với mái đê có nguy cơ sạt lở cao

Sông Hồng qua địa phận tỉnh Hà Nam đóng vai trò rất lớn về cảnh quan môitrường, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống dân sinh hai bên bờ, là tuyến giao thôngđường thủy quan trọng nối giữa thủ đô Hà Nội với các tỉnh xung quanh Tuy nhiên,vấn đề biến đổi khí hậu thế giới cùng với vấn nạn tàn phá tài nguyên rừng dẫn đến

sự biến đổi bất thường, khốc liệt, có xu hướng gây bất lợi nghiêm trọng và khókiểm soát cho dân cư khu vực ven sông Từ xưa cho tới nay, vấn đề về lũ lụt vàmức độ an toàn của các tuyến đê điều là vấn đề mà Chính phủ Việt Nam nói chung,chính quyền tỉnh Hà Nam nói riêng và người dân sống trong khu vực luôn quantâm Đặc biệt là đối với tuyến đê cấp I hữu Hồng – tuyến đê chính chịu trách nhiệmbảo vệ an toàn cho toàn bộ dân cư thuộc hai huyện Duy Tiên, Lý Nhân, thành phốPhủ Lý và cả tỉnh Nam Định Từ thực trạng khu vực công trình, việc xử lý khẩn cấp

hệ thống kè chống sạt lở bờ và nâng cấp mở rộng kết hợp giao thông đê hữu Hồngtỉnh Hà Nam là rất cần thiết, đảm bảo an toàn về tính mạng và tài sản; giúp các hộdân yên tâm sản xuất Ngoài ra tạo tuyến đường cứu hộ, cứu nạn, di dời dân mỗi khi

có bão lớn xảy ra, tạo một tuyến đường giao thông đi lại trong khu vực được thuậnlợi Tạo cảnh qua môi trường cho khu vực dự án Giảm thiểu thiệt hại do thiên taigây ra mỗi khi mùa mưa lũ đến gần Do diễn biến thời tiết ngày càng trở nên phứctạp, bão lũ xuất hiện với cường độ ngày càng mạnh hơn, phạm vi ảnh hưởng rộnghơn do đó

việc đầu tư xây dựng công trình càng sớm thì càng giúp địa phương giảm thiểu thiệthại có thể xảy ra do lũ bão.

Đối với một công trình xây dựng cụ nào thể đó, có rất nhiều loại máy móc thiết bị tham gia vào việc thi công Tuy nhiên, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khácnhau của công trình xây dựng như: đặc điểm thi công, điều kiện địa chất, khối lượng thi công các hạng mục, thời gian hoàn thành công trình vv…, thì việc lựa chọn máy đưa vào thi công sao cho hợp lý là một vấn đề rất đáng phải quan tâm, nóảnh hưởng tới tiến độ thi công và chất lượng của công trình, chi phí xây dựng

Ở đây sẽ xem xét một tổ máy làm đất điển hình, bao gồm: Máy chất tải - Ô tô

tự đổ - Máy san - Máy đầm Trong dây chuyền này, máy chất tải chính là máy chủđạo, quyết định đến hiệu quả, năng suất của cả tổ máy Vì vậy việc lựa chọn máychất tải cần phải hợp lý kể cả về mặt kỹ thuật và kinh tế Máy chất tải có thể là máyđào, máy xúc lật, máy đào xúc tổng hợp,…Trong đa số các trường hợp, máy đào được sử dụng làm máy chất tải trong dây chuyền thi công đất nói trên vì vậy ta phảixem xét việc lựa chọn máy đào ở góc độ các yêu cầu kỹ thuật Tức là sự tương thích giữa các tính năng kỹ thuật của thiết bị với yêu cầu và điều kiện làm việc cụ thể của công trình

Trong giai đoạn mới việc tổ chức thi công theo hình thức đấu thầu, đòi hỏi cácdoanh nghiệp phải có phương án thi công tối ưu để thắng thầu và đạt lợi nhuận cao

nhất Vì vậy đề tài “Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp

lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê hữu Hồng – tỉnh Hà Nam” sẽ

góp phần xác định chủng loại và số lượng các phương tiện thi công cơ giới để thicông công trình sao cho phù hợp với tiến độ thi công, đảm bảo đạt hiệu quả kinh tế

- kỹ thuật cao nhất

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục đích của luận văn là nghiên cứu, đề ra các giải pháp có tính khả thi để đánhgiá và lựa chọn các thiết bị cơ giới hợp lý có thể đưa vào khai thác để nâng cao chấtlượng và đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật thi công công trình nâng cấp hệ thống đêhữu Hồng – tỉnh Hà Nam

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

a Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu phương pháp lựa chọn tổ hợp máy thi công hợp lý, áp dụng cho công trình nâng cấp hệ thống đê hữu Hồng – tỉnh Hà Nam

b Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan về các thiết bị thi công đất

- Nghiên cứu tổng quan về công trình nâng cấp hệ thống đê hữu Hồng – tỉnh

Hà Nam và các thiết bị thi công cơ giới có trong khu vực

- Đánh giá hiệu quả khai thác của các thiết bị thi công và đưa ra phương án khả thi để khai thác hợp lý của các thiết bị cơ giới

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

a Cách tiếp cận

- Tổng hợp một số công trình đã lựa chọn loại máy thi công

- Thu thập tài liệu về tính năng các loại máy thi công để sử dụng vào côngtrình đang nghiên cứu

b Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập, tổng hợp từ các công trình nghiên cứu, các báo cáo khoa học kếthợp với tổng kết kinh nghiệm thực tế

- Vận dụng bài toán quy hoạch tuyến tính để tìm tổ hợp thiết bị thi công hợp lýcho công trình

- Phương pháp chuyên gia: trao đổi với thầy hướng dẫn và các chuyên gia cókinh nghiệm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY THI CÔNG ĐẤT 1.1 CÁC THIẾT BỊ MÁY THI CÔNG ĐẤT

1.1.1 Vai trò thiết bị máy thi công đối với công trình thủy lợi

Trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì máy làm đất đóngvai trò hết sức quan trọng, nó góp phần giải quyết một số lượng công việc lớn thaycho con người Nước ta là một nước có nền công nghiệp chậm phát triển, nói chungcho đến nay thì chưa sản xuất được các loại máy làm đất, đặc biệt là máy đào và máy ủi Do vậy các máy làm đất được sử dụng ở nước ta hiện nay chủ yếu là được nhập từ nước ngoài về nên hiệu quả khai thác và sử dụng nó chưa được cao Ngàynay do đòi hỏi về chất lượng công trình, thời gian và công nghệ xây dựng,… nêncác loại máy mới và hiện đại được nhập về khá nhiều Hiện nay các loại máy làm đất hiện đại có tính năng kỹ thuật tốt, hiệu quả sử dụng cao được nhập về nước ta từcác hãng nổi tiếng như: Komatsu, Hitachi, Mitsubishi (Nhật); Daewoo (Hàn Quốc);Volvo (Thụy Điển); Fiat (Italy); Caterpillar (Mỹ)…

Trước đây, khi chưa có sự xuất hiện của các loại máy thi công thì để xây dựng một công trình lớn cần phải huy động với một số lượng rất lớn công nhân Từ khi máy thi công xuất hiện thì số công nhân đã được giảm đi với số lượng đáng kể

và số lượng công nhân sẽ được giảm đi đến mức tối thiểu, lúc đó máy móc sẽ thay công nhân làm việc Trong sự nghiệp hiện đại hóa đất nước hiện nay thì lao động thủ công không thể đáp ứng được nhu cầu về xây dựng và khai thác Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, hầu hết các công việc sẽ được cơ giới hóa Khi đó máy móc sẽ thay thế công việc lao động chân tay, góp phần làm giảm sức lao độngcủa con người và tăng năng suất lao động lên mức tối đa

Việc cơ giới hóa và tự động hóa trong xây dựng là một khâu không thể thiếuđược trong quá trình xây dựng công trình thủy lợi Nó quyết định đến tăng năngsuất lao động, hạ giá thành sản phẩm, giảm nhẹ sức lao động chân tay và trí óc chongười lao động Đồng thời thiết bị máy thi công góp phần quan trọng vào việc rútngắn thời gian thi công, nhanh chóng đưa công trình vào khai thác sử dụng, nâng

cao hiệu quả kinh tế, đảm bảo kỹ mỹ thuật, đẩy mạnh tốc độ tăng trưởng nền kinh tế quốc dân.

1.1.2 Công tác đào, xúc đất (máy đào đất)

Khi thi công công trình thủy lợi đều phải tiến hành công tác đào đất như đào kênh mương, đào móng, đào tràn, khai thác vật liệu Nói chung khâu đào đất

thường là khâu đầu tiên trong dây chuyền sản xuất thi công và chiếm một khối lượng rất lớn, vì vậy giải quyết được khâu này sẽ có một ý nghĩa thực tiễn rất lớn.Thiết bị thi công cơ giới làm công tác đào, xúc đất chất tải lên phương tiện vận chuyển là máy đào, phân loại hình dạng theo gồm:

Hình 1.1: Sơ đồ các loại máy đào

Nhóm máy đào một gầu, là nhóm máy đào làm việc theo chu kỳ, lặp đi lặp lại,bao gồm các cơ cấu vận hành tay gầu: máy đào thủy lực vận hành gầu đào bằng hệ

cơ cấu xi lanh thủy lực, mấy đào truyền động cáp vận hành gầu đào bằng hệ cơ cấutời cáp Nhóm máy đào làm việc liên tục là máy đào nhiều gầu

Máy đào gầu thuận có cơ cấu tay gầu đào chỉ thích hợp cho việc đào đất đá ở

độ cao lớn hơn độ cao máy đứng Việc cho máy đào gầu thuận đào thấp hơn độ caomáy là rất kém hiệu quả (năng suất rất thấp) Khi đào các hố móng thấp hơn máyđào, thì máy đào gầu thuận phải tự đào đường xuống cho bản thân máy và cho ô tôtải chở đất, lúc đó máy đào gầu thuận làm việc không hiệu quả nhưng bắt buộc phảithực hiện Hoặc để hiệu quả, phải tạo đường dốc công vụ ban đầu để cho máy đào

và ô tô xuống được hố đào bằng một phương tiện đào khác như máy ủi, Ngoài ra,trong trường hợp máy đào gầu thuận đào các hố đào sâu, phải đảm bảo mặt bằng tại

vị trí máy công tác luôn được khô ráo (bằng các biện pháp tiêu thoát nước mặt trong

hố đào) Nếu thoát nước không tốt, mưa ngập máy, máy đào gầu thuận không làm việc được Máy đào gầu thuận làm việc hiệu quả khi đào đất đá ở vùng đồi núi, địa hình không bằng phẳng, thuận lợi cho việc bố trí máy đào đứng thấp hơn khối đất cần đào Máy đào gầu thuận thích hợp cho việc đào đất đổ lên phương tiện vận chuyển đi xa như ô tô tải Do trong mỗi thao tác đào, máy đào gầu thuận bắt đầu đào từ vị trí cánh tay đòn gần máy nhất, nên lực đào khỏe Do vậy gầu đào của máyđào gầu thuận thường lớn hơn nhiều máy đào gầu nghịch, đồng thời năng suất cũngcao hơn rất nhiều.

Máy đào gầu nghịch được dùng phổ biến trong xây dựng, thường dùng để đàocác hố móng sâu hơn vị trí nền đất tự nhiên, máy làm việc hiệu quả khi đứng một chỗ đào đất đổ đống trên bờ hay đổ lên phương tiện vận chuyển phổ thông là ô tô tải Do khi bắt đầu đào máy xúc nghịch phải tiếp đất ở vị trí xa trọng tâm máy nhất,khác với máy đào gầu thuận bắt đầu đào ở vị trí gần máy nhất, cho nên máy đào gầunghịch thường có dung tích gầu không lớn, nhỏ hơn nhiều so với máy đào gầu thuận cùng công suất Tuy nhiên, máy đào gầu nghịch không chỉ dùng để đào hố sâu hơn mặt bằng máy đứng mà chúng còn có thể đào đất ở độ cao lớn hơn cao trình máy đứng Loại máy đào nghịch phổ biến dùng trong xây dựng có dung tíchgầu trong khoảng 0,15-0,5 m³ Các loại máy đào gầu nghịch điều khiển bằng thủy lực được sử dụng rộng rãi hơn loại điều khiển bằng cáp và có thể có dung tích gầu đào tới 3,3 m³ Tuy khối tích gầu đào phân bố trong rải giá trị nhỏ, hơn nhiều máy đào gầu thuận, nhưng máy đào gầu nghịch lại có thể làm việc đa năng hơn máy đào gầu thuận Do khi công tác đứng cao hơn vị trí công tác (trên bờ) nên không phải làm đường công vụ cho máy xuống vị trí công tác như máy đàogầu thuận Đồng thời do có cấu tạo gầu đào thuận lợi cho việc tạo điểm tựa cho máy, giúp cho máy có thể làm việc trên mọi địa hình Khi gặp sự cố như mất thăng bằng, lật máy xuống hố đào hay sa lầy, thì có thể dùng cần gầu đào làm chân trụ chống đỡ để tự thân máy giải cứu cho máy Máy đào gầu nghịch loại bánh xích còn có thể hoạt động trên mọi địa hình cả ở trên nền đất yếu

Máy đào gầu dây có ưu điểm có thể đào sâu và rất xa, nạo vét kênh mương, cóthể đào được các mái dốc, đào hố móng rộng, cấp vật liệu cho các trạm trộn Máyđào gầu dây có cơ cấu tự bước khó hoạt động với đất cứng, dỡ tải khó chính xác vịtrí, yêu cầu mặt bằng rộng khi quăng gầu, ngày nay ít sử dụng chỉ sử dụng cho dự

án quy mô lớn

Máy đào gầu ngoặm đào hố sâu, hẹp, thành hố thẳng đứng, khai thác cátkhoáng sản, chỉ đào được đất mèm cấp I, II, không lẫn đá to, cây cối, rễ, gốc cây,năng suất thấp hơn những loại máy trên

1.1.3 Công tác san lấp (máy ủi)

Máy ủi là loại máy đào và san đất thường gặp trong công tác xây dựng nói chung và trong xây dựng thủy lợi nói riêng Nó là một loại máy kéo có trang bị thêm bộ phận ủi đất dùng để đào đất thành từng lớp và vận chuyển đi khoảng 50 – 100m Máy làm việc theo chu kỳ, một chu kỳ làm việc của nó gồm các giai đoạnsau : cắt đất và tích lũy đất trước bàn ủi, chuyển đất về phía trước và đổ đất, chạy không tải về vị trí cũ và tiếp tục chu kỳ mới Để nâng cao năng suất máy ủi, cầnphải sử dụng hợp lý chế độ lực kéo trong từng giai đoạn để rút ngắn thời gian trongchu kỳ làm việc của máy, trong đó giai đoạn cắt đất và tích lũy đất trước bàn ủi là quan trọng nhất Máy ủi được sử dụng rộng rãi trong công tác xây dựng công nghiệp và dân dụng, giao thông, thủy lợi, khai thác mỏ…do máy có cấu tạo đơn giản, phí tổn ít, năng suất cao, cơ động, có thể làm được nhiều công việc: làm côngtác chuẩn bị cho hiện trường (nhổ gốc cây, làm sạch hiện trường…); đào đắp các công trình có độ cao, độ sâu của nền ± 2m; định hình mặt đường, san bằng bề mặt công trình, làm phẳng các mái dốc, tạo độ chênh cao, vun đống vật liệu, san rải vậtliệu, ngoài ra còn làm công việc khác như kéo đẩy các phương tiện khác di chuyển(máy cạp), lắp thêm các bộ công tác khác để thực hiện nhiều chức năng khác…Hiện nay số lượng và chủng loại máy ủi nước ta nhiều, đang được sử dụng chủyếu là: Komatsu, Caterpillar….với chủng loại rất đa dạng Máy ủi thường được phân loại theo công suất động cơ, lực kéo, cơ cấu điều khiển, cơ cấu di chuyển, kếtcấu của bộ công tác…

Phân loại theo bộ di chuyển có hai loại: Máy ủi bánh lốp được dùng chủ yếu

các trường hợp đặc biệt như di chuyển trong thành phố, làm việc ở những nơi có khối lượng công việc không tập trung, hay phải di chuyển, yêu cầu tốc độ di chuyển

lớn, trên nền đất bền, chắc… Máy ủi bánh xích được sử dụng rộng rãi khi thi công

trong điều kiện nền đất yếu, bộ di chuyển bánh xích giúp cho máy ủi có thể di chuyển dễ dàng trên nền đất ướt

Phân loại theo hệ thống điều khiển: Máy ủi có hệ thống điều khiển cơ học sử

dụng cáp để nâng bộ công tác, khi ấn lưỡi ủi vào đất chủ yếu nhờ vào trọng lượng

bản thân của bộ công tác; Máy ủi có hệ thống điều khiển thủy lực được sử dụng phổ

biến hiện nay, việc ấn sâu lưỡi ủi vào đất khác với máy ủi có hệ thống điều khiển cơhọc là nó sử dụng hệ thống thủy lực nhờ cặp xylanh ấn sâu bộ công tác xuống, do

đó trọng lượng của bộ công tác giảm đi đáng kể, và nó cho phép máy ủi có thể đàođược ở những nơi đất cứng mà loại máy ủi truyền động cơ khó có thể làm được

1.1.4 Công tác đầm nén (máy lu)

Trong công tác làm đất, đầm nén là một khâu then chốt quyết định đến chất lượng công trình Máy đầm hiện nay có rất nhiều hãng chế tạo, có những hãng nổitiếng như Caterpillar, Komatsu, Sakai, Dynac… và một số hãng của Liên Xô trướcđây Có nhiều loại máy đầm khác nhau như: Đầm quả lăn tĩnh, đầm rung, đầm bánhhơi, đầm chân cừu… Máy lu là một máy được sử dụng để đầm nén đất, cấp phối

và vật liệu làm đường, trong công việc làm sân, đường, sân bay, đê điều Nó phục

vụ thi công các công trình xây dựng trong công nghiệp, giao thông, thủy lợi, nôngnghiệp và các công trình phát triển cơ sở hạ tầng khác có nhu cầu đầm nén Cácmáy lu thường có một hoặc hai ống trụ và có khối lượng lớn, để các ống trụ nén với lực lớn, nhờ vào lực hấp dẫn của Trái Đất, lên bề mặt đất đá hay vật liệu; khiếncác mảnh vật liệu được tách nhỏ, phân phối đều, nén chặt, phẳng mịn Một số máy

có ống trụ rung để tác động rải vật liệu hiệu quả Máy lu có các loại lu bánh lốp, luchân cừu, lu bánh cứng; theo chế độ vận hành có lu rung, lu tĩnh Tuy nhiên cáctrường hợp đầm nén hiện nay đều dùng đầm rung do có ưu điểm và hiệu quả nổi bậtcủa nó Đặc điểm chủ yếu của đầm rung do Caterpillar chế tạo: dễ bảo dưỡng, sửa

chữa; Cabin được thiết kế hợp lý cho người lái, dễ điều khiển, dễ quan sát; dẫn động thủy lực tĩnh trực tiếp cho bánh hoặc trống trước.

1.1.5 Vận chuyển đất (ô tô vận chuyển)

Trong thi công các công trình thủy lợi việc vận chuyển xây dựng là công táctrọng yếu trong đó vận chuyển đất thường chiếm tỷ lệ phí tổn lớn chiếm 40 – 90%tổng phí tổn các công trình đất Công tác vận chuyển là một khâu trong dây chuyềnthi công đào, đắp và còn là khâu chủ yếu quyết định đến tiến độ thi công và giá thành công trình Việc chọn phương án vận chuyển hợp lý dùng biện pháp kỹ thuật

và tổ chức vận chuyển có ý nghĩa cực kỳ quan trọng Đặc điểm của công tác vận chuyển đất ở hiện trường thi công là: vận chuyển một chiều, cự ly vận chuyển ngắn,thời gian khối lượng vận chuyển phải thỏa mãn yêu cầu của kế hoạch thi công.Các phương án vận chuyển đất cơ giới thường sử dụng để thi công các côngtrình thủy lợi là: vận chuyển bằng đường ray (khối lượng vận chuyển lớn); vậnchuyển bằng ô tô được sử dụng rộng rãi vì thích hợp với địa hình phức tạp, diện tíchcông tác hẹp, có tính cơ động lớn, vận chuyển bằng máy kéo ít sử dụng trong việcvận chuyển đất vì tốc độ chậm

1.2 NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN MÁY THI CÔNG

1.2.1 Máy đào

Việc lựa chọn máy được tiến hành với sự kết hợp hài hòa giữa đặc điểm sửdụng của máy và các yếu tố cơ bản của công trình: cấp đất đào, mực nước ngầm,hình dạng, kích thước hố đào, điều kiện chuyên chở, chướng ngại vật, khối lượngđất đào và thời hạn thi công

Trước hết hãy xem xét việc lựa chọn máy đào ở góc độ các yêu cầu kỹ thuật.Tức là sự tương thích giữa các tính năng kỹ thuật của thiết bị với yêu cầu và điềukiện làm việc Thực tế công tác đất trong xây dựng và khai thác đã chứng tỏ rằng,nếu một máy làm đất nói chung và máy đào nói riêng khi lựa chọn, đầu tư khôngdựa trên điều kiện làm việc cụ thể sẽ làm giảm tuổi thọ của máy một cách nhanhchóng và hoạt động kém hiệu quả, thậm chí không hoạt động được Ví dụ, nếu dùngloại răng gầu bình thường để xúc cát sẽ mòn rất nhanh chóng Dùng gầu đào đất để

xúc đá sẽ kém hiệu quả Khi dùng máy đào có xích thông thường sẽ không thể làmviệc được trên nền đất yếu vì áp suất riêng lên nền quá cao,…

Khi lựa chọn máy đào gầu sấp, cần dựa trên điều kiện làm việc của máy Ngoài ra, cần phải có cái nhìn tổng quan về thị trường Nói cách khác cần phải làm

rõ các câu hỏi sau:

- Năng suất yêu cầu (m3/h)?

- Dùng để đào loại đất đá nào?

- Dung trọng riêng của vật liệu?

- Áp suất riêng của nền đào?

- Chiều sâu đào yêu cầu?

- Đổ vật liệu lên loại ô tô nào?

- Dự kiến mức vốn đầu tư?

Quyết định lựa chọn cuối cùng cần phải kết hợp với hệ chỉ tiêu so sánh để chọn tổ máy đồng bộ theo quan điểm kinh tế, kỹ thuật toàn diện của nền kinh tế, thịtrường Chọn loại máy đào đất đá đúng công suất, đặc điểm cấu tạo máy và các thông số kỹ thuật phù hợp sẽ ảnh hưởng rất lớn đến năng suất của tổ máy thi công.Việc chọn máy đào phụ thuộc vào các yếu tố ảnh hưởng sau:

- Khối lượng công việc và tiến độ yêu cầu thi công

- Chiều dày lớp đất đá được phép khai thác tại bãi vật liệu

- Đáp ứng nhu cầu thiết bị vận chuyển (thỏa mãn hệ số phối hợp xe máy)

- Thiết kế khoang đào phù hợp

- Tổ chức thoát nước hoặc tưới nước đảm bảo độ ẩm đồng đều ở khoang đào

và đường vận chuyển

1.2.2 Máy ủi

Máy ủi được chọn trên cở sở kết hợp sức kéo của máy với điều kiện thi công

và độ bền giới hạn của đất Để có thể thực hiện được công việc một cách tối đa thìphải lựa chọn tay số và lưỡi ủi phù hợp với tải Khi ở số thứ nhất máy sẽ đẩy tảinhanh hơn là khi ở tay số cao hơn Các lưỡi ủi góc là loại phù hợp nhất cho cáccông việc san lấp các rãnh hào, san ủi với chiều rộng lớn hoặc san gạt theo một

chiều trong khi máy vẫn chuyển động theo chiều tiến Các yếu tố ảnh hưởng tới việc chọn máy:

- Điều kiện thi công

- Khả năng đào và vận chuyển đất đến vị trí san của tổ hợp ô tô và máy đào

- Mặt bằng thi công

1.2.3 Máy lu

Khi lựa chọn thiết bị đầm nén cần phải dựa vào các yếu tố sau:

- Tính chất cơ lý của đất được biểu thị qua tính dính hoặc không dính, tínhđồng đều của hạt đất, lượng ngậm nước của đất, mức độ nén chặt của đất Để đầmđất dính, phải sử dụng dầm bánh hơi, đầm chân dê, máy đầm nệm Để đầm đất không dính phải sử dụng các máy đầm rung, đầm nệm chấn động và đầm bánh hơi

- Điều kiện thi công thể hiện qua các yếu tố, khối lượng công trình, cường độthi công, diện tích công tác, mùa thi công…

Khi lựa chọn máy đầm cần cố gắng chọn loại có tải trọng tương đối nặng vớiđiều kiện áp suất nén không vượt quá giới hạn cho phép Đối với những công trìnhlớn nên chọn loại đầm loại nặng có tác dụng hơn

Để so sánh các loại máy đầm được đặt trong bảng khoảng ứng dụng dưới đây.Bảng này bao gồm phạm vi độ ẩm từ 100% sét đến 100% cát và vùng đá, mỗi

khoảng được xác định ở đây được coi như vùng hoạt động hiệu quả và kinh tế nhấtđối với mỗi loại máy đầm

Vùng làm việc hiệu quả theo loại đất của các loại máy đầm:

Hình 1.2: Sơ đồ vùng làm việc hiệu quả của máy đầm

Trên cơ sở đó chọn loại máy đầm có các thông số kỹ thuật (tải trọng, năng suất, mức tiêu hao nhiên liệu, kích thước máy và phương pháp vận hành…) phù hợpvới yêu cầu kỹ thuật, đặc thù công việc thực hiện và phù hợp với hệ số phối hợp của

cả tổ máy

1.2.4 Ô tô vận chuyển

Chọn được thiết bị vận chuyển phù hợp không những giảm được giá thànhcông trình mà còn tăng được năng suất của phương tiện vận chuyển và của cả tổhợp máy Tùy theo khoảng cách vận chuyển đất, khối lượng và điều kiện làm việccủa máy đào có thể sử dụng các dạng vận chuyển bằng ô tô, tàu hỏa máy kéo, băngtải và vận chuyển bằng thủy lực Trong đó phương tiện vận chuyển bằng ô tô làdạng chủ yếu vì nó có tính linh hoạt và chủ động cao, thích hợp với điều kiện địahình đồi dốc không bằng phẳng loại ô tô hay dùng là loại tự đổ bên cạnh hoặc đằngsau với tải trọng từ 6- 40 tấn

Khi khoảng cách ngắn, đường không thuận tiện và có độ dốc lớn thì dùngphương tiện vận chuyển là máy kéo

Trên cơ sở đó cần chọn thiết bị vận chuyển phù hợp với tổ hợp máy đào, máy

ủi, máy lu, vận chuyển bằng ô tô phải đảm bảo điều kiện vận chuyển, ra vào dễdàng trong quá trình thi công, dễ dàng bảo dưỡng sửa chữa khi gặp sự cố, thỏa mãnkích thước yêu cầu Khi lựa chọn một phương tiện vận chuyển cần căn cứ vào:

- Các yêu cầu về năng suất và thời gian thi công

- Loại vật liệu cần vận chuyển

- Loại thiết bị đất đá, phù hợp với hệ số phối hợp

- Khối lượng vận chuyển hay cường độ thi công

- Cự ly vận chuyển, vị trí đổ đất

- Đặc điểm tự nhiên và địa hình

- Đường vận chuyển, bao gồm chiều rộng, các điều kiện nền đường, và cáchạn chế như đường hầm hoặc cầu chui, độ dốc và tốc độ cho phép

- Khả năng bảo dưỡng: sự phù hợp giữa phương tiện với trạm bảo dưỡng

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN TỔ HỢP MÁY THI CÔNG

Căn cứ vào mục tiêu kinh tế - kỹ thuật cần đạt được và cách tiếp cận vấn đề,người ta thường sử dụng các phương pháp sau để tính chọn máy thi công:

Hình 1.3: Các phương pháp tính chọn máy thi công

Các phương pháp trên đều có những ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụngriêng, cụ thể như sau:

1.3.1 Phương pháp giải tích

Bản chất của phương pháp này là xác định các thông số của máy thi công dựatrên các quan hệ hình học và các phép toán giải tích nhằm xác định các thông sốkích thước tới hạn của máy để đảm bảo thao tác hợp lý khi sủ dụng Ưu điểm củaphương pháp này là xác định khá chính xác các thông số của máy thi công phù hợpvới đòi hỏi công trình Nhược điểm là phương pháp này khó áp dụng cho việc lựachọn hàng loạt lớn máy thi công với nhiều kiểu, loại khác nhau Phương pháp giảitích thích hợp cho việc chọn máy thi công đơn chiếc với số lượng nhỏ

1.3.2 Phương pháp dùng lý thuyết độ tin cậy

Dùng lý thuyết độ tin cậy để đánh giá chất lượng của máy thi công là một trong những phương pháp tốt nhất để có thể chọn được những máy có chất lượng

sử dụng cao thỏa mãn yêu cầu đề ra Bản chất của phương pháp này là dựa trên đường lối của toán thống kê và lý thuyết xác suất xác định ra các quy luật của thờigian làm việc không hỏng hay thời gian hư hỏng của các bộ phận hoặc của máy thicông Từ đó có thể xác định được các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của máy như hệ

số sẵn sang, hệ số sẵn sàng động, hệ số sử dụng kỹ thuật,…Nhược điểm phương pháp này chỉ đánh giá máy thi công về phương diện chất lượng hoạt động mà không

đề cập đến yếu tố kỹ thuật của máy trong quá trình khai thác sử dụng

1.3.3 Phương pháp dùng lý thuyết phục vụ đám đông

Căn cứ vào lý thuyết phục vụ đám đông, ta sẽ chọn được các đội máy đồng bộphối hợp với nhau theo dây chuyền công nghệ cho hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao

Ưu điểm của phương pháp này là đã quan tâm được cả đến trình tự và thời gian haophí chờ đợi xếp hàng đến và đi Do đó nó sẽ rất hữu dụng cho các bài toán dùng đểxây dựng luận chứng kinh tế - kỹ thuật hoặc lập kế hoạch tác nghiệp quá trình thicông theo dây chuyền cơ giới Nhược điểm phương pháp này chưa đề cập một cáchđầy đủ về thông số chất lượng và chất lượng của máy thi công

1.3.4 Phương pháp chọn máy dựa trên cơ sở chuẩn đoán kỹ thuật

Chuẩn đoán kỹ thuật cho phép xác định trạng thái kỹ thuật của từng máy ởmột thời diểm nhất định trong quá trình làm việc, dự báo được sự thay đổi trạngthái kỹ thuật của máy theo thời gian Nhờ vậy có thể chọn máy đơn lẻ phù hợp vớiyêu cầu công việc mà còn dự báo được thời điểm hư hỏng của một loạt các bộ phậnhoặc chi tiết nhằm tổ chức khai thác và sửa chữa phòng ngừa có hiệu quả Bằng cácthiết bị chuyên dùng lắp vào các vị trí của máy để nguyên hoặc tháo rời để có thểthu được những tín hiệu chuẩn đoán Phân tích xử lý các tín hiệu chuẩn đoán này cóthể nhận được kết quả tương đối chính xác về trạng thái kỹ thuật của máy Trên cơ

sở đó, lập kế hoạch sử dụng hay sửa chữa phòng ngừa kèm theo dự trữ phụ tùngthay thế hoặc quyết định lựa chọn máy Nhược điểm, nếu dùng phương pháp này đểchọn máy thi công với số lượng lớn, nhiều chủng loại thì còn có những khó khănnhất định như đòi hỏi nhiều phương tiện, thiết bị chuẩn đoán, thời gian tiến hànhchuẩn đoán dài…

1.3.5 Phương pháp chuyên gia

Ưu điểm của phương pháp này là có thể tính gộp các chỉ tiêu cần so sánh,đánh giá vào một chỉ tiêu duy nhất Các chỉ tiêu thường diễn tả bằng lời và có thểlượng hóa bình điểm theo ý kiến các nhà chuyên môn có uy tín, có tính đến tầmquan trọng của các chỉ tiêu và mức độ chuyên sâu của các chuyên gia Phương phápnày đặc biệt phát huy ưu điểm khi đối tượng đánh giá không có cơ sở chắc chắn,không dùng được phương pháp thực nghiệm, các thông tin không được thống kêđầy đủ và

có độ bất định lớn Nhược điểm, phương pháp này mang tính chủ quan sẽ gặp nhiềukhó khăn khi xử lý nếu các ý kiến đánh giá tản mạn hoặc trái ngược nhau.

1.3.6 Phương pháp thống kê, phân tích kết hợp với lý thuyết xác suất

Theo phương pháp này nhu cầu về số lượng và chất lượng cũng như việc đánhgiá tính năng kỹ thuật của máy thi công được xác định chủ yếu trên kết quả thống

kê, phân tích tình hình hoạt động của máy trong nhiều năm trước Đây là phươngpháp đơn giản, cho kết quả tương đối chính xác Nhược điểm là cần số liệu thống

kê chính xác và khi có loại máy mới nhập về thì không thể đánh giá được

1.3.7 Phương pháp quy hoạch toán học

Đối với phương pháp này, nhu cầu về số lượng, loại máy thi công cũng nhưcác chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để đánh giá chúng được mô tả dưới dạng một mô hìnhtoán quy hoạch thông qua việc lập hàm mục tiêu và các ràng buộc thích hợp Sau

đó, tìm cực trị của hàm mục tiêu này với điều kiện các biến thỏa mãn ràng buộc chotrước

Mô hình toán này thường có hai phần: phần hàm mục tiêu và phần mô tả cácràng buộc Phương pháp quy hoạch toán học có ưu điểm là cho phép tính toán sốlượng máy thi công hợp lý đối với từng dây chuyền cơ giới hoặc toàn bộ công việc

áp dụng vào công tác quy hoạch trang bị cơ giới cho từng đơn vị, từng vùng haytoàn lãnh thổ Ngoài ra phương pháp này còn có thể giúp cho việc đánh giá tìnhtrạng cơ giới hiện tại và dự báo nhu cầu máy thi công cho tương lai Tuy nhiên,phương pháp này chỉ có hiệu quả khi áp dụng tính chọn máy thi công hàng loạt lớnvới các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật, chi phí ca máy được xác định từ trước

1.4 NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN TỔ HỢP MÁY THI CÔNG

Lựa chọn máy và cơ cấu nhóm máy hợp lý trên cơ sở công nghệ thi công tiêntiến đảm bảo năng suất cao, tiêu hao nhiên liệu ít và giá thành một đơn vị sản phẩmthấp nhất Phải đảm bảo hoàn thành khối lượng, tiến độ thực hiện và phù hợp vớiđặc điểm và điều kiện thi công công trình Cơ cấu nhóm máy trong dây chuyềncông nghệ thi công phải đảm bảo đồng bộ, cân đối

Chọn máy chính trước, máy phụ sau trên cơ sở máy phụ phải đảm bảo pháthuy tối đa năng suất của máy chính (máy phụ có thể làm việc gián đoạn còn máychính phải làm việc liên tục) Muốn vậy phải dựa vào tính năng của từng loại máy

và điều kiện bố trí thi công thông qua tính toán năng suất của từng loại rồi lựa chọnmáy thích hợp Việc chọn máy phải xét một cách tổng hợp về: tính chất công trình,điều kiện thi công và máy móc thiết bị hiện có, phải đảm bảo kinh tế kỹ thuật nhất

Ví dụ:

- Trong thi công đắp đê máy trực tiếp đào, đắp là máy chính

- Chiều cao đào đắp  0,75m: có thể dùng máy san vận chuyển ngang

- Chiều cao đào đắp  1,5m: có thể dùng máy ủi vận chuyển ngang

- Nền đào sâu hơn 1,5m có thể dùng máy đào (máy xúc) kết hợp ô tô vận chuyển

- Máy bánh xích phải làm việc ở địa hình có độ dốc tự nhiên  20% để đảm bảo an toàn

- Máy bánh lốp phải làm việc ở địa hình có độ dốc  10%

- Nếu độ dốc không đảm bảo máy làm việc an toàn (>20%) thì trước khi bố trímáy làm việc, phải dùng nhân lực đào đất hạ bớt độ dốc, tạo diện thi công rộng 34m để máy làm việc an toàn

Năng suất khai thác của máy chủ đạo vừa phải đáp ứng được cường độ thi công, vừa phải đảm bảo chỉ tiêu năng suất chugn của cả nhóm máy, nghĩa là phải đảm bảo mối quan hệ: cường độ thi công theo yêu cầu ≤ năng suất khai thác máy chủ đạo ≤ năng suất khai thác của cả nhóm máy Trên thực tế người ta thường chọnnăng suất cảu các máy phụ trợ cao hơn năng suất cảu máy chủ đạo Mức độ lớn hơn

về năng suất của các máy phụ trợ so với máy chủ đạo tùy theo tính chất hoạt động

của cả nhóm máy Đối với nhóm máy hoạt động đều đặn và nhịp nhàng như nhómmáy xúc đào (máy chủ đạo) với các ô tô ben tự đổ (máy phụ trợ) trong công tác sanlấp thì năng suất của ô tô cần chọn lớn hơn so với năng suất của máy xúc đàokhoảng 10-15% Đối với máy có sự gián đoạn trong thi công, do phải chuyển đổicông đoạn và vị trí làm việc của máy thì tỷ lệ trên có thể là 50-100%.

1.5 QUẢN LÝ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG MÁY THI CÔNG

Quản lý và nâng cao hiệu quả sử dụng máy thi công đảm bảo rút ngắn thời gianthi công, sử dụng hợp lý tiết kiệm nguyên vật liệu, lao động sống và lao động vậthóa từ đó nâng cao năng suất lao động giảm được chi phí xây dựng công trình

Sử dụng - khai thác máy làm đất hợp lý có hiệu quả cao về mặt kinh tế - kỹthuật đòi hỏi người sử dụng phải am hiểu kỹ về cấu tạo, tính năng kỹ thuật, điềukiện sử dụng của từng loại máy, phải biết tổ chức công tác sử dụng máy một cáchkhoa học, phù hợp với từng công trình cụ thể Trên cơ sở lý thuyết và thực tế, cần

đề ra các nguyên tắc chung đáp ứng mục đích nâng cao hiệu quả khia thác máy làmđất khi thi công công trình Nhất thiết phải tuân thủ chế độ bảo dưỡng, sửa chữađịnh kỳ cho máy, các định mức về khối lượng công việc, chi phí sản xuất, thời gian

và chế độ làm việc phù hợp với khí hậu nóng ẩm, địa hình ở Việt Nam nhằm nângcao hiệu quả sử dụng máy

1.5.1 Sử dụng máy triệt để về số lượng, thời gian hoạt động, công suất

Không để tình trạng lãng phí do máy không được sử dụng hoặc sử dụng một phần thời gian công suất của máy dẫn đến tình trạng làm việc kém hiệu quả, kéo dàithời gian thi công Mỗi loại máy thi công đều có những tính năng, tác dụng và nhiệm vụ khác nhau, có vai trò khác nhau trong quá trình sản xuất chế tạo sản phẩm Do vậy phải sử dụng các máy móc đúng với khả năng vốn có của nó thì chúng mới phát huy hết tác dụng và đạt năng suất cao nhất Khi các máy được bố tríhợp lý theo đúng chức năng trình tự trong quá trình thi công thì chúng mới được sửdụng có hiệu quả, khai thác được hết công suất và tránh lãng phí trong quá trình thicông

1.5.2 Sử dụng máy thi công theo đúng định mức sử dụng

Định mức sử dụng quy định mức tham gia của máy móc thiết bị vào quá trìnhthi công trong những giai đoạn nhất định Mức tham gia này được tính toán tối ưunhất mức độ phù hợp với khả năng hiện tại của máy móc thiết bị Khi đó sự thamgia của máy móc thiết bị vào quá trình thi công một mặt vẫn phát huy hết côngdụng một mặt vẫn duy trì được thời gian sử dụng lâu dài, hạn chế được những tổnthất do sử dụng quá mức định mức gây ra Do vậy việc quản lý sử dụng máy mócthiết bị theo định mức không chỉ có ý nghĩa sử dụng tối đa theo năng lực thi côngcủa máy mà còn có ý nghĩa nâng cao tuổi thọ cho hệ thống máy móc thiết bị, hiệuquả sẽ được nâng cao

1.5.3 Giảm được hao mòn hữu hình và hao mòn vô hình

Trong quá trình thi công máy móc thiết bị phải tham gia vào nhiều chu kỳ làmviệc do đó giá trị của nó giảm dần do bị hao mòn theo thời gian Hiện tượng nàyxảy ra cả khi hoạt động cũng như không hoạt động Quản lý sử dụng máy thi công phải đảm bảo hao mòn máy móc là hợp lý, tránh lãng phí thời gian sửa chữa bảohành không cần thiết Nếu máy thi công được sử dụng đúng chế độ đúng định mức

và các tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật, thì hao mòn máy móc thiết bị khi đó là hợp lý Bên cạnh đó máy móc có thể bị lạc hậu theo thời gian do khoa học kỹ thuật pháttriển nhanh nên việc lựa chọn máy thích hợp cho công trình giảm được hao mòn vôhình, do vậy việc quản lý và sử dụng máy móc sẽ hiệu quả và được nâng cao

1.5.4 Sử dụng máy thi công theo đúng chế độ bảo dưỡng sửa chữa

Công tác này đòi hỏi phải theo dõi thực hiện các biện pháp tổ chức, kỹ thuật,phục vụ bảo dưỡng, kiểm tra sửa chữa nhằm giảm hao mòn, ngăn ngừa sự cố, đảmbảo máy móc làm việc bình thường Chế độ bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa chophép lập kế hoạch bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa lập dự trù về nhân lực, vật tư kỹthuật, tiền vốn cho công tác này Khi bảo dưỡng kỹ thuật phải tiến hành: lau rửa,xem xét, tra dầu mỡ, kiểm tra xiết chặt, điều chỉnh…Vệ sinh công nghiệp là côngviệc bắt buộc phải làm khi tiến hành bảo dưỡng kỹ thuật, phải thực hiện thường kỳ

và trước lúc tiến hành các biện pháp khác của bảo dưỡng Kiểm tra hiệu chỉnh

chúng ta sẽ phục hồi được các khe hở cần thiết trong mối lắp ghép, công tác xiếtchặt là phục hồi độ chặt của các mối ghép do trong quá trình làm việc độ tin cậycủa các mối ghép bị giảm dưới tác dụng của lực rung động Bôi trơn nhằm mụcđích giảm cường độ mài mòn của các chi tiết máy ở các mối ghép bằng cách tạo ragiữa các bề mặt tiếp xúc các lớp vật liệu bôi trơn, tăng sự làm việc ổn định của liênkết Khi máy gặp sự cố hỏng hóc ta phải tiến hành kiểm tra,sửa chữa, phục hồi,chạy thử để máy làm việc tốt sau sửa chữa.

1.5.5 Bảo quản và vận chuyển máy một cách hợp lý

Việc bảo quản tốt máy móc sẽ tránh được tác hại xấu từ môi trường xung quanh, tránh được tải trọng cơ học tác dụng đến chúng trong thời gian không làm việc, có thể là bảo quản ngắn hạn hoặc dài hạn tùy theo quá trình sử dụng máy trongthi công Trong quá trình bảo quản phải tiến hành bảo dưỡng kỹ thuật phù hợp vớihướng dẫn sử dụng Để thi công các công trình người ta phải vận chuyển máy từ kho bảo quản tới công trường, hoặc từ công trường tới cơ sở bảo quản, sửa chữa.Tùy theo đặc điểm, kết cấu máy, đặc điểm của đường sá, khoảng cách cần vận chuyển…mà có thể áp dụng các hình thức vận chuyển cho phù hợp: tự hành, kéotheo vận chuyển bằng đường sắt, đường thủy, trở trên rơ moóc chuyên dùng

1.5.6 Đảm bảo mối liên hệ giữa nguyên vật liệu, máy móc và con người

Nguyên vật liệu, máy thi công và lao động là ba yếu tố cơ bản trong quá trìnhthi công, chúng có mối quan hệ mật thiết không thể tách rời nhau, chúng có mối liên hệ qua lại và tác động lẫn nhau Nếu máy thi công có hợp lý bao nhiêu nếu nguyên vật liệu không được cung cấp đầy đủ kịp thời thì hiệu quả quản lý và sử dụng máy cũng trở nên thấp vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hệ số sử dụng thời gian và công suất huy động của máy Do vậy yêu cầu đặt ra đối với nguyên vật liệu là phải được cung cấp đầy đủ kịp thời Nếu một trong các yếu tố trên không được đáp ứng làm cho quá trình thi công bị ngưng trệ, gián đoạn ảnh hưởng tới hiệu quả quản lý và sử dụng máy thi công

Nên chọn máy thi công được sản xuất ra ở các nước công nghiệp phát triển cónền công nghệ cao và được sản xuất ở những năm gần đây thì chất lượng máy móc

sẽ tốt hơn: hiện đâị hơn, đa tính năng hơn,, thời gian sử dụng, công suất thiết kế caohơn Từ đó tác động đến năng suất lao động, chất lượng sản phẩm sau quá trình thicông.

Yếu tố con người trong quá trình thi công luôn là nhân tố trung tâm, đặc biệt trong vấn đề quản lý và nâng cao hiệu quả sử dụng máy thi công Con người lựa chọn ra các phương án tối ưu cho từng hoạt động thi công, là yếu tố quan trọng

nhất để nâng cao năng suất lao động Về trình độ tay nghề của công nhân: quá trình

vận hành máy móc trong quá trình thi công đòi hỏi người công nhân phải có mộttrình độ tay nghề nhất định, bởi hệ thống làm việc theo quy trình Người công nhânphải được đào tạo các kỹ năng để sử dụng máy móc một cách tốt nhất, đảm bảo giảm tối thiểu các thao tác thừa, kịp thời phát hiện sự cố , nguyên nhân và cách khắc

phục máy móc Trình độ tổ chức quản lý lao động: cần tổ chức sắp xếp bố trí lao

động một cách hợp lý, đúng người, đúng việc đảm bảo cho lao động phát huy hết năng lực của mình Đồng thời nâng cao tinh thần trách nhiệm, ý thức tổ chức cho người lao động tránh gây thiệt hại về người và tài sản dẫn đến hiệu quả thi công không cao Mặt khác ta thấy rằng quản lý và sử dụng máy móc chính là quá trìnhngười công nhân vận hành máy trong quá trình làm việc, do vậy nâng cao tinh thầntrách nhiệm, tổ chức kỷ luật cho người công nhân là biện pháp rất cần thiết để quản

lý và nâng cao hiệu quả sử dụng máy thi công

1.5.7 An toàn lao động trong quá trình làm việc

An toàn lao động phải được chú ý đến tất cả các khâu: từ điều hành phương

án thi công, tổ chức thi công đến điều khiển, vận hành và chăm sóc bảo dưỡng máy.Người điều khiển vận hành máy xây dựng phải tuân thủ nghiêm ngặt nhữngquy định chung về an toàn lao động: Tất cả các máy cũ hay mới trước khi đưa vào

sử dụng đều phải kiểm tra tình trạng kỹ thuật theo các yêu cầu ghi trong hướng dẫn

sử dụng Đặc biệt các cơ cấu an toàn như: phanh, cơ cấu tự hãm, cơ cấu hạn chếhành trình…Nếu có hỏng hóc thì phải kịp thời sửa chữa ngay mới đưa ra công trình

sử dụng, chỉ cho phép công nhân được đào tạo có đủ chứng chỉ, bằng lái, bậc thợtương ứng, hiểu biết về tính năng, cấu tạo máy, kỹ thuật an toàn sử dụng máy Côngnhân trực tiếp vận hành phải được trang bị những phương tiện bảo hộ lao động cần

thiết khi làm việc, thường xuyên kiểm tra, làm vệ sinh máy, tra dầu mỡ, điều chỉnh,sửa chữa nhỏ các bộ phận an toàn, loại trừ khả năng làm hỏng máy Trong thời giantạm nghỉ cần khóa hãm bộ phận khởi động, để máy đứng ở nơi an toàn, cần phải kêchèn chắc chắn, các máy khi di chuyển hoặc làm việc ban đêm hoặc trong thời tiếtxấu, có sương mù mặc dù đã có hệ thống chiếu sáng chung, nhưng vẫn phải dùngchiếu sáng riêng ở trước và sau máy bằng hệ thống đèn pha và đèn tín hiệu.

Đối với cán bộ phụ trách, quản lý máy móc, tổ chức sử dụng máy còn phảituân thủ một số điều khoản sau: Tất cả máy làm đất trước khi đưa ra sử dụng phảiđược tổ chức kiểm tra kỹ càng tình trạng kỹ thuật, tất cả các nơi nguy hiểm trêncông trường và phạm vi làm việc của máy làm đất phải có biển báo phòng ngừa;trước khi đưa máy vào làm việc cần xác định sơ đồ di chuyển, nơi đỗ, chỉ được tiếnhành bảo dưỡng kỹ thuật khi động cơ đã ngừng hẳn

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG BÀI TOÁN TỐI ƯU TRONG LỰA CHỌN TỔ

HỢP MÁY THI CÔNG HỢP LÝ 2.1 CÁC MỤC TIÊU CẦN ĐẠT ĐƯỢC VỀ TÍNH CHỌN MÁY

2.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới năng suất tổ máy thi công

Có ba nhân tố chính ảnh hưởng đến năng suất của máy làm đất đó là:

- Điều kiện tự nhiên của công trình

- Tổ chức phối hợp xe và máy

- Việc tổ chức đào và vận chuyển đất

2.1.1.1 Điều kiện tự nhiên của công trình

Là các điều kiện ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất của tổ máy làm đất:

- Chiều sâu khai thác bãi vật liệu: ảnh hưởng chủ yếu đến năng suất máy đàođất, khi chiều sâu khai thác nhỏ hơn tiêu chuẩn thì năng suất máy đào sẽ giảm

- Cự ly vận chuyển càng xa thì năng suất càng giảm Mỗi phương tiện có mộtkhoảng cự ly phù hợp nhất để vận chuyển

- Các yếu tố về địa chất ảnh hưởng nhiều đến năng suất của máy đào, ít ảnh hưởng đến phương tiện vận chuyển Yếu tố địa hình, chất lượng đường xá và thờitiết khu vực ảnh hưởng chủ yếu đến phương tiện vận chuyể và ít ảnh hưởng hơn đốivới máy đào

- Thời gian định mức ca máy, điều kiện làm việc, sự phối hợp giữa các máyvới nhau, bố trí sắp xếp về thời gian sử dụng máy xây dựng trong ca cũng là nhữngnhân tố ảnh hưởng đến năng suất của máy

- Số lượng máy có khả năng sử dụng hay sẵn sàng hoạt động, trình độ sử dụngmáy, trình độ tổ chức sản xuất, trình độ quản lý của các doanh nghiệp xây lắp quyếtđịnh năng suất của cả tổ máy ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi công và chất lượngcông trình

2.1.1.2 Điều kiện về tổ chức phối hợp xe và máy

Các yếu tố về năng suất kỹ thuật của máy, chu kỳ hoạt động, năng suất ca máy

và năng suất năm ảnh hưởng đến năng suất của tổ máy làm đất

Khi đào để đổ lên phương tiện vận chuyển thì năng suất sẽ giảm so với khi đào

đổ tự do Nếu máy đào lớn, ô tô nhỏ dẫn đến tình trạng máy đào phải chờ đợi, hoặc

ô tô bị non tải do lẻ gầu và ngược lại…để khắc phục cần chọn hệ số phối hợp chophù hợp

2.1.1.3 Việc tổ chức đào và vận chuyển đất

Việc bố trí khoang đào, thiết kế khoang đào, thoát nước trong khoang đào, đường vận chuyển là nhóm nhân tố của việc tổ chức đào và vận chuyển đất có ảnhhưởng đến năng suất của máy làm đất

Hiệu ích sử dụng phụ thuộc vào quãng đường chở đất và tỷ lệ dung tích gầuxúc cảu máy đào với thùng xe ô tô Vị trí của xe tự đổ với máy đào khi chờ đổ đấtđồng thời cũng ảnh hưởng đến năng suất của ô tô

Trong những khoang đào cho phép tiến hành đổ đất vào xe vận chuyển đứng cao hơn mặt máy đứng thì xe vận chuyển đứng song song với trục khoang đào Trong những trường hợp mà việc đổ đất vào xe vận chuyển đứng ở ngay chân khoang đào thì xe vận chuyển trong khoang đào cùng hướng xe tiến vào vị trí chờ bằng cách lùi dần hoặc bằng cách lái vòng trong điều kiện chật hẹp

Trong quá trình vận chuyển luôn luôn tồn tại các khả năng ách tắc Nếu có sẵncác biện pháp đối phó tốt với những ách tắc này có thể giảm thiểu nhu cầu dự trữmáy thi công, giảm ứ đọng vốn trong dự trữ, đảm bảo năng suất làm việc của cả tổmáy bình thường Muốn có các biện pháp đối phó với các ách tắc có thể xảy ra thìngay từ đầu lập phương án vận chuyển đã phải nêu các khả năng, tình huống có thểdẫn tới ách tắc trong vận chuyển

2.1.1.4 Nâng cao năng suất thiết bị bằng các giải pháp khác

Cần đảm bảo năng suất của máy trong tổ hợp phải đạt được định mức quy địnhbằng cách tăng thời gian hũu ích trong một ca máy

Thiết lập kế hoạch bảo dưỡng định kỳ, sửa chữa thường xuyên hợp lý, có kếhoạch dự trữ phụ tùng nhằm tránh hỏng hóc trong lúc đang thi công

Bố trí thợ vận hành hợp lý, đúng bậc thợ nên tuyển chọn công nhân có năng lực Giảm thời gian của chu kỳ làm việc nhờ sự kết hợp nhịp nhàng các động tác, tăngmức đầy gầu nhờ cách làm việc và bằng cách nạo kết hợp với đánh sụp đổ lớp đất.Động viên thợ điều khiển tăng hệ số sử dụng thời gian trong ca, giảm thiểuthời gian chờ đợi cho một loại máy trong dây chuyền gây nên.

Cần phải tính toán bố trí đủ máy dự trữ

2.1.2 Các mục tiêu cần đạt được khi chọn máy thi công

Theo công nghệ và đặc điểm của các công việc thi công đê, các máy thi côngcho công trình thủy lợi có khối lượng thi công lớn cần phải thỏa mãn các mục tiêusau:

- Các thiết bị cơ giới phải thuộc loại phổ biến và tổ chức khai thác chúng trongquá trình công nghệ sao cho có hiệu quả kinh tế với số thiết bị nhỏ nhất, số ngườithi công ít nhất, giảm đến mức tối đa các công việc thủ công

- Áp dụng những thiết bị đa năng, giảm tối đa các máy thi công chuyên dùng

- Ưu tiên áp dụng những máy tự hành bánh lốp hoặc trong những trường hợpkhông thể thì sử dụng những máy tự hành bằng bánh xích có khả năng cơ động

- Sử dụng nguồn động lực là động cơ đốt trong hoặc động cơ điện hay cácđộng cơ sử dụng nguồn năng lượng khác

- Tổ chức thành những dây chuyền cơ giới hóa lưu động sao cho có thể cơ giớihóa đồng bộ dây chuyền thi công

2.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHỌN MÁY THEO HÀM MỤC TIÊU

2.2.1 Lựa chọn phương pháp

Như đã trình bày ở mục [1.3] qua xem xét, nghiên cứu tác giả lựa chọnphương pháp quy hoạch toán học để thực hiện đề tài của mình vì:

- Đây là phương pháp phù hợp với mục tiêu và yêu cầu của đề tài

- Với việc sử dụng phương pháp quy hoạch toán học không những tính được

số lượng máy thi công hợp lý phục vụ công tác xây dựng công trình mà còn có thểứng dụng cụ thể khi lựa chọn hợp lý thiết bị cơ giới tham gia các công trình khác cóquy mô lớn

- Phương pháp quy hoạch toán học cho phép tính toán số lượng máy thi cônghợp lý đối với từng dây chuyền cơ giới hoặc toàn bộ công trường.

- Phương pháp này còn có hiệu quả cho việc áp dụng vào công tác quy hoạchtrang bị cơ giới cho từng đơn vị

2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới công tác tính chọn máy thi công

Các công trình xây dựng nói chung và công trình xây dựng thủy lợi nói riêngđều có những yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn và sử dụng các thiết bị cơ giới.Phần lớn các máy thi công làm việc ở ngoài trời nên chúng bị ảnh hưởng trực tiếp của các yếu tố tự nhiên (khí hậu, thời tiết, nền đất…) Sau khi thi công ở công trường này chúng lại được chuyển đến công trường khác, thực tế đó cho thấy máy thi công không những bị ảnh hưởng do yếu tố thời tiết mà còn phụ thuộc vào cácđiều kiện địa hình, địa chất…Bên cạnh đó, việc đầu tư mua sắm máy thi công có tính năng kỹ thuật phù hợp với yêu cầu công việc; thời hạn thi công và mức độ tậptrung của công trình; tuổi và tình trạng kỹ thuật của máy; cơ sở sửa chữa và mức độhoàn thiện của bộ phận chăm sóc, sửa chữa máy thi công cũng như mức độ lànhnghề của công nhân vận hành và sửa chữa đều có ảnh hưởng một cách trực tiếp hoặc gián tiếp tới công tác tính chọn máy thi công

Qua sự phân tích tính chất tác động của các yếu tố trên đến việc tính chọn máychứng tỏ rằng ảnh hưởng chung của các yếu tố đó có ý nghĩa quyết định tới việcchọn loại, kiểu và số lượng máy thi công, đồng thời cũng xác định được sự thay đổikhối lượng công việc cần thi công trong một đơn vị thời gian và năng suất vận hànhcủa máy Do đó, các yếu tố trên cần được tính tới khi đánh giá các chỉ tiêu kinh tế -

kỹ thuật của máy cũng như các phương án trang bị máy thi công hợp lý cho các đơn

vị cơ giới

2.3 MÔ HÌNH BÀI TOÁN CHỌN THIẾT BỊ TỐI ƯU

Mô hình bài toán tính chọn máy thi công theo phương pháp quy hoạch toángồm: Hàm mục tiêu và phần mô tả các ràng buộc

2.3.1 Hàm mục tiêu có thể chọn theo các định hướng sau:

Xác định chủng loại, số lượng xe có trong tổ hợp máy thi công, sự phối hợpnhịp nhàng giữa các xe trong tổ máy, tính toán bố trí đủ máy dự trữ cần đảm bảoyêu cầu về kinh tế - kỹ thuật thỏa mãn các mục tiêu sau:

- Tổng chi phí ca máy nhỏ nhất

- Tổng năng suất khai thác lớn nhất

- Tổng lợi nhuận đầu tư cơ giới cao nhất

- Tổng thời gian thi công ngắn nhất

Khi đặt ra bài toán có thể lựa chọn từng mục tiêu để tính chọn máy thi cônghoặc có thể thỏa mãn hài lòng một số mục tiêu cho trước, đối với mô hình bài toánlựa chọn thiết bị san lấp tôi chọn tổng chi phí ca máy nhỏ nhất là hàm mục tiêu đặt

ra cho bài toán

Phần mô tả các ràng buộc về điều kiện kinh tế - kỹ thuật của máy thi công cóthể được lựa chọn nhằm thỏa mãn các điều kiện sau:

- Thực hiện đầy đủ khối lượng công việc theo kế hoạch

-Tính năng kỹ thuật của máy thi công phù hợp với đặc điểm của đốitượng khai thác

- Không vượt quá vốn đầu tư cho trước

- Thời gian thi công ngắn nhất

- Máy có độ tin cậy cao,…

Tùy theo yêu cầu của bài toán, các ràng buộc trên có thể bổ sung hay bớt đicho phù hợp Tuy nhiên, hai ràng buộc quan trọng nhất luôn luôn phải có là:

- Các máy thi công được chọn phải đảm bảo thực hiện đầy đủ khối lượngcông việc theo kế hoạch

- Các máy thi công phải có tính năng kỹ thuật phù hợp với đặc điểm của đốitượng khai thác

Qua phân tích những yếu tố ảnh hưởng tới công tác tính chọn máy thi côngtrong tỉnh và khu vực lân cận tôi thấy rằng: Vấn đề đặt ra cho công tác quản lý, khaithác máy thi công là lựa chọn hợp lý đội máy thi công trên cơ sở đội máy thi công

hiện có theo dây chuyền cơ giới Có nghĩa là phải tìm ra phương án hợp lý trongviệc phân bổ công việc cho các máy thi công theo các dây chuyền cơ giới nhằmđảm bảo chỉ tiêu chi phí nhỏ nhất và chỉ sử dụng các máy thi công hiện có trongkhu vực Nội dung bài toán nhằm xác định số lượng máy thi công hợp lý thực hiệncho dự án công trình nâng cấp hệ thống đê hữu Hồng – tỉnh Hà Nam.

Xij (ca) – Số ca máy loại i làm công việc j

nij – Số loại máy i làm công việc j

Cij (đồng/ca) – Giá ca máy của máy loại i làm công việc j

Ti (ca) – Quỹ thời gian làm việc cho phép (số ca máy cho phép) của loại máy itrong thời kỳ thi công

Dj (m3, tấn) – Khối lượng công việc j cần làm theo kế hoạch

Nij (m3/ca, tấn/ca) – Năng suất định mức của máy loại i làm công việc j

Fi – Tập hợp các đặc trưng về khả năng làm việc của từng loại máy i

ij – Hàm Kronecker đặc trưng cho khả năng làm việc của loại máy i làm công việc j

Yj – Tập hợp các đặc trưng yêu cầu của công việc j

Qi – Nhóm đất thi công được của loại máy i

Bi – Chiều sâu đào của loại máy i

Hi – Chiều cao đắp của loại máy i

Si – Cự ly vận chuyển đất hợp lý của loại máy i

Ni – Năng suất của loại máy i

Qj, Bj, Hj, Sj, Nj - Tương ứng như trên là nhu cầu đòi hỏi phải có của đối tượngkhai thác j

2.3.3 Mô hình bài toán được phát biểu như sau:

Cần tìm số ca máy Xij của máy loại i làm công việc j trong dây chuyền thi côngsao cho tổng chi phí ca máy là nhỏ nhất Tức phải thỏa mãn hàm mục tiêu:

i  1 j  1

gồm:

Đồng thời thỏa mãn hệ ràng buộc phản ánh đặc điểm của dây chuyền thi cơng

- Tổng thời gian làm việc (số ca máy) của loại máy i khơng vượt quá thời giancho phép (số ca máy cho phép) của máy đĩ

- Ràng buộc về khả năng khai thác:

ij 1 khi thỏamãn mệnh đềF

0 khi khôngthỏamãn mệnh đềF

nij được làm trịn bằng phương pháp thủ cơng theo yêu cầu kỹ thuật

2.3.4 Khai triển các ràng buộc theo từng loại cơng việc.

Căn cứ vào các địi hỏi của cơng trình xây dựng nĩi chung, xây dựng thủy lợi nĩi riêng thường bao gồm: cơng tác làm đất (đào xúc đổ - vận chuyển – đắp), đầm nén, san…Mỗi cơng việc trên địi hỏi những thơng số khác nhau đối với máythi cơng khác nhau



n

Bảng 2.1: Ý nghĩa các ký hiệu tương ứng với các hạng mục thi công

TT

Ký hiệu

Các hạng mục thi côngMáy đào một

gầu Máy ủi Máy đầmnén Ô tô vậnchuyển

1 Qxi Nhóm đất thicông Nhóm đất thicông Nhóm đất thicông Sức chở

2 Bxi Chiều sâuđào Chiều rộnglưỡi ủi Bề rộng vệtđầm Chiều rộng

3 Hxi Chiều caođắp Chiều caolưỡi ủi Chiều sâuđầm Chiều cao

4 Sxi chuyển đấtCự ly vận

hợp lý

Cự ly vậnchuyển đấthợp lý

Cự ly vậnchuyển đấthợp lý Chiều dài

5 Nxi Năng suất Năng suất Năng suất

Năng suất

6 Txi Quỹ thờigian Quỹ thờigian Quỹ thờigian Quỹ thờigian

2.3.4.1 Công tác đào, xúc đất (máy đào 1 gầu) – công việc 1

Cần tìm số ca máy X i1 của máy đào làm công việc đào, xúc đất trong dâychuyền thi công sao cho tổng chi phí ca máy là nhỏ nhất và thời gian thi công làngắn nhất Tức phải thỏa mãn hàm mục tiêu:

(2-9)

m

m

m

Dj = D1 – Khối lượng cơng việc đào đất

- Ràng buộc về khả năng khai thác:

i1 1 khi thỏamãn mệnh đềF

0 khi khôngthỏamãn mệnh đềF

Qi – Nhĩm đất thi cơng được của loại máy đào Xi1

Bi – Chiều sâu đào của loại máy đào Xi1

Hi – Chiều cao đắp của loại máy đào Xi1

Si – Cự ly vận chuyển đất hợp lý của loại máy đào Xi1

Ni – Năng suất của loại máy đào Xi1

Q1, H1, B1, N1, S1 – Tương ứng như trên là yêu cầu kỹ thuật địi hỏi phải cĩcủa các máy đào làm cơng tác đào đắp đất

Sau khi tính được giá trị hàm mục tiêu của máy đào, ta so sánh với giá trịhàm mục tiêu theo định mức để chọn máy đào cĩ chi phí thấp nhất và thời gian thicơng nhanh nhất

2.3.4.2 Cơng tác san lấp (máy ủi) – cơng việc 2

Cần tìm số ca máy X i2 của máy ủi làm cơng tác san lấp trong dây chuyền thi cơng sao cho tổng chi phí ca máy là nhỏ nhất và thời gian thi cơng là ngắn nhất Tức phải thỏa mãn hàm mục tiêu:

Dj = D2 – Khối lượng cơng việc ủi

- Ràng buộc về khả năng khai thác:

(2-12)

i 2 1 khi thỏamãn mệnh đềF

0 khi khôngthỏamãn mệnh đềF

Qi – Nhĩm đất cần san lấp của loại máy ủi Xi2

Bi – Chiều rộng lưỡi ủi của loại máy ủi Xi2

Hi – Chiều cao lưỡi ủi của loại máy ủi Xi2

Si – Cự ly vận chuyển đất hợp lý của loại máy ủi Xi2

Ni – Năng suất của loại máy ủi Xi2

Q2, H2, B2, N2, S2 – Tương ứng như trên là yêu cầu kỹ thuật địi hỏi phải cĩcủa các máy ủi làm cơng tác san lấp

Sau khi tính được giá trị hàm mục tiêu của máy ủi, ta so sánh với giá trị hàmmục tiêu theo định mức để chọn máy ủi cĩ chi phí thấp nhất và thời gian thi cơngnhanh nhất

2.3.4.3 Cơng tác đầm nén đất– cơng việc 3

Cần tìm số ca máy X i2 của máy đầm làm cơng tác đầm nén đất trong dâychuyền thi cơng sao cho tổng chi phí ca máy là nhỏ nhất và thời gian thi cơng

là ngắn nhất Tức phải thỏa mãn hàm mục tiêu:

 N i3 X i3  D3 (i  1

m)

i1

Dj = D3 – Khối lượng cơng việc đầm nén

- Ràng buộc về khả năng khai thác:

(2-15)

i 3 1 khi thỏamãn mệnh đềF

0 khi khôngthỏamãn mệnh đềF

Qi – Nhĩm đất thi cơng của loại máy đầm nén Xi3

Bi – Bề rộng vệt đầm của loại máy đầm nén Xi3

Hi – Chiều sâu đầm của loại máy đầm nén Xi3

Ni – Năng suất của loại máy đầm nén Xi3

Q3, H3, B3, N3 – Tương ứng như trên là yêu cầu kỹ thuật địi hỏi phải cĩ củacác máy ủi làm cơng tác san lấp

Sau khi tính được giá trị hàm mục tiêu của máy ủi, ta so sánh với giá trị hàmmục tiêu theo định mức để chọn máy đầm nén cĩ chi phí thấp nhất và thời gian thicơng nhanh nhất



m

m

2.3.4.4 Cơng tác vận chuyển (ơ tơ)– cơng việc 4

Cần tìm số ca máy Xi4 của ơ tơ làm cơng việc vận chuyể trong dây chuyền thicơng sao cho tổng chi phí ca máy là nhỏ nhất và thời gian thi cơng là ngắn nhất.Tức phải thỏa mãn hàm mục tiêu:

 N i 4 X i 4  D4 (i  1

m)

i1

Dj = D4 – Khối lượng cơng tác vận chuyển

- Ràng buộc về khả năng khai thác:

(2-18)

i 4 1 khi thỏamãn mệnh đềF

0 khi khôngthỏamãn mệnh đềF

Qi – Sức chở của ơ tơ vận chuyển Xi4

Bi – Chiều rộng giới hạn chở của ơ tơ vận chuyển Xi4



m

m

m