(hsdvn.com.vn) Từ mong muốn tối ưu hóa quy trình và giảm thiểu chi phí xây dựng, lần đầu tiên, nhóm kỹ sư Sông Đà 5 ứng dụng phần mềm Tekla Structures cho dự án đập thủy điện với quy mô không hề nhỏ. Cũng với mô hình dự án này, nhóm kỹ sư Tekla của Sông Đà 5 đã dành được giải nhất cuộc thi Tekla BIM Awards khu vực Châu Á – Thái Bình Dương năm 2016.
Công trình thủy điện được đánh giá là một dạng công trình khó bậc nhất bởi mức độ phức tạp của dự án, nhiều phần phức hợp với các dạng cấu kiện điển hình và địa hình thi công luôn rất trắc trở.
Giám đốc kỹ thuật Sông Đà 5 Bùi Chí Giang chia sẻ:“Công trình thủy điện là một trong những loại công trình đặc biệt ít phổ biến như công trình dân dụng và công nghiệp, rất nhiều yêu cầu phức tạp được đặtra, đòi hỏi chúng tôi cần phải sáng tạo và nỗ lực không ngừng. Thách thức đầu tiên cho nhóm là việc mô hình hóa biên bê tông nhàmáy,do bởi nó được đặt tại vùng địa hình núi phức tạp, xa vùng dân cư và thời tiết biến động liên tục.”
Tại trường hợp điển hình này, chúng tôi sẽ giới thiệu về đơn vị Sông Đà 5, các dự án và quá trình ứng dụng giải pháp Tekla Structures. Chúng tôi cũng sẽ trình bày chi tiết những lợi ích mà nhóm kỹ sư Sông Đà 5 đã đạt được cũng như những khó khăn và cách thức giải quyết chúng.
Dự án thủy điện Nam Ngiep 1
Công ty cổ phần Sông Đà 5 là đơn vị xây dựng với hơn 20 năm kinh nghiệm chuyên về các dự án thủy điện, thủy lợi và xây dựng dân dụng khác.Trong dự án thi công nhà máy thủy điện Nam Ngiep 1 tại Lào, đơn vị đã ứng dụng BIM và phần mềm Tekla kịp thời nhằm đáp ứng yêu cầu khắt khe của chủ đầu tư về hiệu quả công việc qua các bước chi tiết bản vẽ, giảm thiểu sai sót và tiết kiệm nguyên vật liệu.
Tiềm lực kinh tế Lào và tầm quan trọng của dự án Nam Ngiep 1
Nam Ngiep 1 là dự án thủy điện có khối lượng 290 MW, được thiết kế để khai thác năng lượng tiềm tàng của hạ lưu sông Ngiep tại Lào, một nhánh của sông Mekong chảy dọcbiên giới Lào và Thái Lan. Hiện nay quá trình thi công xây dựng đang được thực hiện tại các tỉnh Bolikhamxay and Xaysomboun của Lào, dự kiến sau khi hoàn thành, dự án sẽ được vận hành bởi Công ty Điện lực Nam Ngiep 1.
Nhà máy điện và hai đập chính đang được xây dựng dọc theo sông Ngiep, với đập đầu tiên có độ cao 167m, chiều dài 530m tạo nên hồ chứa ước tính diện tích lòng hồ rộng 67 km2 kéo dài đến tận tỉnh Xaisomboun. Các trạm điện chính được thi công bởi Sông Đà 5 là một phần quan trọng của dự án. Đó là một công trình bê tông cốt thép chứa 2 tuabin lớn, được kỳ vọng sẽ tạo ra đủ công suất điện như dự kiến. Lượng điện thu được từ đây sẽ trực tiếp xuất khẩu sang Thái Lan.
Đập thứ hai và các hồ chứa nhỏ hơn được xây dựng ở hạ lưu sông giúp điều tiết dòng chảy, giảm thiểu nhiễu động luồng nước và phục vụ cho người dân sinh sống tại khu sâu bên trong dọc theo sông Ngiep. Một nhà máy nhỏ hơn xây dựng tại đây được dự kiến cung cấp đủ lượng điện để sử dụng tại Lào.
Thách thức ban đầu: Yêu cầu kỹ thuật và tiến độ thi công
Đối với các dự án trước đây, Sông Đà 5 hầu như chỉ sử dụng bản vẽ 2D cho tổ chức, thực hiện và quản lý xây dựng. Tuy nhiên với dự án Nam Ngiep 1, tư vấn thiết kế là Công ty Kansai Power, một đối tác Nhật Bản chuyên nghiệp và đòi hỏi rất cao về chất lượng cũng như tiến độ bản vẽ, Sông Đà 5 cần có những đổi mới cho dự án mang tầm cỡ quốc tế này. Được sự đồng ý của ban lãnh đạo cùng những nỗ lực học hỏi của phòng kỹ thuật, một nhóm kỹ sư dự án Nam Ngiep 1, trong đó có 3 thành viên triển khai chính đã quyết định ứng dụng BIM và phần mềm Tekla cho dự án này.
Cũng phải nói thêm, dự án thủy điện có độ phức tạp cao bởi nó yêu cầu nhiều loại cấu kiện khác nhau, các mô hình khác nhau cho tất cả các hạng mục công trình. Mặc dù BIM không được chỉ định bởi tổng thầu, tuy nhiên, nhóm kỹ sư Sông Đà 5 đã chủ động ứng dụng BIM. Để giải quyết vấn đề này, nhóm đã phối hợp các giải pháp phần mềm theo quy trình BIM bao gồm Tekla Structures, Revit và Sketch Up.
Sketch Up và Revit đã hỗ trợ nhóm kỹ sư rất nhiều trong các phác thảo ban đầu và phác thảo tiền thiết kế, tuy nhiên, khi đi vào một số khu vực kỹ thuật yêu cầu mức độ chi tiết cao, chỉ Tekla Structures mới chứng minh được khả năng của nó. Nhóm kỹ sư cảm thấy hào hứng bởi việc áp dụng phần mềm Tekla vào dự án đập thủy điện và đã đạt được nhiều lợi ích từ đó.
Mức LOD được yêu cầu cao bởi sự cần thiết mô phỏng đủ chi tiết và chính xác cấu trúc bê tông và cốt thép cho việc sản xuất và chế tạo và thi công, có thể sửa đổi ở những nơi cần thiết, cũng như tạo ra:
- Bản vẽ kỹ thuật,
- Bản vẽ thép, cốt thép,
- Bản vẽ cắt thép theo các mặt bằng, mặt đứng, theo từng cao độ chi tiết,
- Xuất bảng thống kê thép, bê tông cùng các loại vật liệu khác nhau;
- Đồng bộ dữ liệu, quản lý bản vẽ và các thay đổi trong một giải pháp duy nhất.
Tất cả các yêu cầu trên đều được giải quyết với Tekla.
Nhóm kỹ sư phòng BIM đã sử dụng Tekla cho phần chi tiết cốt thép. Bước đầu tiên là dựng mô hình bê tông trước khi thêm cốt thép vào từ móng đến đỉnh. Khi đã hoàn thiện mô hình chi tiết cốt thép, tiếp theo đó nhóm làm bản vẽ bố trí chung và bản vẽ chi tiết. Trong quá trình này, nếu phát hiện ra lỗi, các đội sẽ quay trở lại với mô hình để kiểm tra và sửa lỗi. Tất cả các bản vẽ thi công bê tông cốt thép của hạng mục nhà điều khiển trung tâm, kênh xả và buồng chứa đều được xuất từ mô hình Tekla. Đặc biệt khối đổ bê tông được phân chia trực tiếp trên mô hình và dễ dàng xuất ra các bản vẽ phục vụ thi công.
Các sai sót trong quá trình mô hình cũng có thể dễ dàng phát hiện với công cụ quản lý Organizer. Các khối lượng cốt thép chi tiết được trích xuất dễ dàng, chính xác sang Excel theo mẫu của nhà thầu chính.
Nhóm triển khai BIM đã tổng kết:“Nhờ việc ứng dụng Tekla, chúng tôi có thể tạo nên những mô hình 3D với mức độ chi tiết cao và hoàn toàn có thể triển khai một cách chính xác, dự đoán xung đột va chạm trước khi bản vẽ được đưa ra công trường.”
Bởi địa điểm xây dựng nằm tại khu vực thưa dân cư và thiếu thốn nhiều mặt, nhóm kỹ sư triển khai BIM cần thực hiện bản vẽ chi tiết cốt thép, bê tông tại văn phòng Hà Nội và liên tục cập nhật, sửa đổi để kịp thời chuyển thông tin ra công trường tại Lào.
Khó khăn khi áp dụng Tekla
Trong quá trình triển khai dự án đã xuất hiện một số khó khăn:
- Khó khăn trong quá trình chia khối đổ bê tông với các dạng khối phức tạp hoặc đặt trên các tầng khác nhau. Tuy nhiên khả năng tương tác của Tekla cho phép các dạng khối được import từ các phần mềm BIM khác.
- Mất nhiều thời gian khi quản lý các bảng cốt thép và cần phải thao tác thủ công để sửa đổi các nhóm cốt thép.
- Khó khăn trong việc tao lập nhóm kết cấu được kết hợp giữa đường thẳng , đường cong hoặc zigzag.
Các hạn chế này đều đã được nhóm phát triển phần mềm Tekla Structures khuyến cáo trước và đang được giải quyết ở các phiên bản mới nhất nhằm đáp ứng yêu cầu của khách hàng.
Nhóm kỹ sư Sông Đà 5 đã khắc phục được những yếu điểm của Tekla và đã hoàn thành xuất sắc dự án Nam Ngiep 1 với những lợi ích từ quy trình BIM.
Trưởng phòng BIM, Sông Đà 5 Mai Anh Đức chia sẻ:“Chúng tôi đã sớm nhận ra lợi ích thiết thực từ sự ứng dụng Tekla. Thông qua việc ứng dụng BIM và Tekla trong dự án này, công ty Kansai Power đã đánh giá rất cao năng lực của chúng tôi. Đây không chỉ là cơ hội cho chúng tôi tiếp tục có các dự án khác với các đơn vị Nhật Bản mà còn là nền tảng để chúng tôi mở rộng và thành công với các loại hình dự án khác trong tương lai.”
Lợi ích thu được nhờ ứng dụng BIM và phần mềm Tekla
Tuy rằng ứng dụng BIM và Tekla bước đầu gặp nhiều khó khăn, nhóm kỹ sư của Sông Đà 5 vẫn không ngừng học hỏi, nghiên cứu cùng sự hỗ trợ của HSD Việt Nam. Những kết quả tích cực đang dần xuất hiện.
Hiệu suất công việc được cải thiện rõ rệt, đặc biệt là quá trình gia công cốt thép đã tiết kiệm đến 50% thời gian so với cách làm trước đây.
Tekla cho phép nhóm kỹ sư dễ dàng tìm và thay đổi những xung đột va chạm ảnh hưởng đến việc bố trí cốt thép tại công trường, gây khó khăn hoặc thậm chí không thể thực hiện.
Ông Bùi Chí Giang_Giám đốc kỹ thuật Công ty cổ phần Sông Đà 5 cho biết thêm:“Các mô hình Tekla có thể xuất ra bảng khối lượng chi tiết, danh mục nguyên vật liệu và tiến trình gia công cốt thép một cách nhanh chóng và chính xác. Kỹ sư hiện trường cũng có thể kiểm tra dễ dàng hơn để hiểu mô hình 3D so với các bản vẽ 2D thông thường.”
Độ chính xác của gia công cốt thép và bản vẽ thi công cũng được cải thiện, số lượng các điểm sai sót được giảm từ khoảng 10% đến gần 0%. Phần mềm Tekla còn chứng minh được khả năng thao tác mạnh mẽ trên hầu hết những mô hình lớn, phức tạp hoặc bao gồm các liên kết mối nối phức tạp, giúp phát hiện, tìm ra điểm va chạm khi link giữa các mô hình, dự đoán trước gần như toàn bộ lỗi hay khiếm khuyết trước khi xây dựng.
Không chỉ vậy, báo cáo của Công ty cổ phần Sông Đà 5 gửi chủ đầu tư còn cho thấy vật liệu tiết kiệm được sau từng giai đoạn thi công lên đến 0,5% so với ước tính ban đầu.Kết quả thu được từ sự nâng cao độ chính xác mô hình thiết kế giúp tiết kiệm nguyên vật liệu từ 0,5 – 3%.
Sựphối hợp giữa các thành viên trong nhóm được cải thiện đáng kể khi nhiều kỹ sư có thể dễ dàng truy cập và thao tác trên cùng một mô hình với hầu hết thông tin cần thiết như bản vẽ, danh mục vật tư, tiến độ xây dựng và vật liệu mua sắm thông qua chế độ làm việc đồng thời (Multi-User) của Tekla. Thậm chí các kỹ sư hiện trường cũng có thể sử dụng mô hình Tekla để kiểm tra bố trí cốt thép.
Kể cả khi tổng thầu không sử dụng BIM, các bản vẽ 2D vẫn được đáp ứng bởi dữ liệu xuất ra từ Tekla.
Công ty cổ phần Sông Đà 5
Công ty cổ phần Sông Đà 5 được thành lập vào tháng ba năm 1990 với tên ban đầu là Công ty xây dựng thủy điện Vĩnh Sơn. Sau hơn20 năm xây dựng và trưởng thành, đơn vị không ngừng đổi mới và phát triển về mọi mặt, đặc biệt là hoạt động ứng dụng công nghệ tiên tiến vào quản lý dự án và thi công xây dựng. Với lĩnh vực chính là xây dựng các dự án thủy điện và thủy lợi. Công ty cổ phần Sông Đà 5 cho đến nay đã thiết lập quan hệ mạnh mẽ và hợp tác với rất nhiềuđối tác hướng đến phát triển ngang tầm với cácdoanh nghiệp lớn mạnh trong nước và khu vực.
Các dự án thủy điện hiện nay của công ty bao gồm: Sơn La, Lai Châu, Nậm Chiến, Hủa Na, Sông Chảy, Sông Bung 4 và Nam Ngiep 1 (Lào). Trước đó, đơn vị cũng mới hoàn thành dự án Tòa nhà Quốc hội, một trong những công trình quan trọng bậc nhất quốc gia, đã đánh dấu sự tiến bộ vượt bậc của xây dựng nước nhà trong bối cảnh hội nhập, cạnh tranh và sánh ngang cùng các nước trên khu vực.
.jpg)
