نتایج موفقیت آمیز به کارگیری مهندسی ارزش در سیستم نگهداری حوضچه استغراق سد کارون ۳

دسته زمین شناسی مهندسی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده مرجان بشیری
تاريخ برگزاری ۰۱ اسفند ۱۳۸۵

چکیده
کشورهاى در حال رشد براى تحقق توسعه اقتصادى و اجتماعى خویش مجبورند برنامه هاى عمرانى عظیمى همچون پروژه هاى سد سازى را به اجرا در آورند، که این بار سنگینى بر دوش منابع مالى و سایر منابع خواهد گذاشت، به همین علت بررسى مجدد اقدامات احتمالى به منظور کاستن از هزینه هاى اجرایى و کاهش زمان ساخت ضرورى مى باشد. در این چارچوب مطالعات کوتاه مدت مهندسى ارزش با تکیه بر تیم چند رشته اى و پیشنهادات خلاقانه مى توان در این موارد راهگشا باشد. در مطالعات مهندسى ارزش تلاش مى شود هزینه هاى غیر ضرورى طرح، شناسایى شده و با تشویق خلاقیت و هم افزایى کارشناسان در کارگاههاى مهندسى ارزش راه حل‌هاى خلاقانه براى حداقل کردن هزینه هاى غیر ضرورى و ارتقاء کارکرد پروژه مورد نظر ارایه گردد. در چار چوب مطالعات مهندسى ارزش پروژه بررسى مجدد سیستم نگهدارى سنگ حوضچه استغراق سد کارون ۳ با استفاده از ایده هاى مطرح شده باعث صرفه جویى در حدود ۱۴ درصد درهزینه هاى حوضچه گردید و نرخ بازگشت داخلى سرمایه ۱ به ۶۰ به دست آمد.

نتایج موفقیت آمیز به کارگیری مهندسی ارزش در سیستم نگهداری حوضچه استغراق سد کارون 3
مرجان بشیری محمد حسین بصیری[1] مهدی مامانی[2]
 
چکیده
کشورهای در حال رشد برای تحقق توسعه اقتصادی و اجتماعی خویش مجبورند برنامه های عمرانی عظیمی همچون پروژه های سد سازی را به اجرا در آورند، که این بار سنگینی بر دوش منابع مالی و سایر منابع خواهد گذاشت، به همین علت بررسی مجدد اقدامات احتمالی به منظور کاستن از هزینه های اجرایی و کاهش زمان ساخت ضروری می باشد. در این چارچوب مطالعات کوتاه مدت مهندسی ارزش با تکیه بر تیم چند رشته ای و پیشنهادات خلاقانه می توان در این موارد راهگشا باشد. در مطالعات مهندسی ارزش تلاش می شود هزینه های غیر ضروری طرح، شناسایی شده و با تشویق خلاقیت و هم افزایی کارشناسان در کارگاههای مهندسی ارزش راه حل‌های خلاقانه برای حداقل کردن هزینه های غیر ضروری و ارتقاء کارکرد پروژه مورد نظر ارایه گردد. در چار چوب مطالعات مهندسی ارزش پروژه بررسی مجدد سیستم نگهداری سنگ حوضچه استغراق سد کارون 3 با استفاده از ایده های مطرح شده باعث صرفه جویی در حدود 14 درصد درهزینه های حوضچه گردید و نرخ بازگشت داخلی سرمایه 1 به 60 به دست آمد.
 
واژه های کلیدی: مهندسی ارزش، سیستم نگهداری سنگ، حوضچه آرامش، مدیریت پروژه
 
1- مقدمه
مهندسی ارزش به عنوان یک تلاش منسجم، منطقی و سازمان یافته است که در آن یک گروه میان رشته ای یا چند رشته ای در جهت تحلیل کارکرد سیستم ها، به منظور دستیابی به کارکردهای پیش بینی شده با کمترین هزینه کلی در قبال مالکیت نافذ سازگار با شرایط پیش بینی شده برای اجرا، قابلیت اطمینان، کیفیت و قابلیت نگهداری تعریف می شود]2[. البته پیاده سازی آن در عمل بسته به شرایط زمانی و نوع موضوع مورد مطالعه می تواند متغیر باشد ولی به طور کلی دارای 6 فاز به شرح ذیل می باشد:
جمع آوری اطلاعات ،تحلیل کارکردی پروژه ،خلاقیت، ارزیابی ایده ها، توسعه ایده های منتخب، ارائه گزینه ها
2- فرایند مطالعات مهندسی ارزش
سه مرحله اصلی مطالعه ارزش براساس استاندارد منتشر شده انجمن بین المللی مهندسین ارزش به ترتیب پیش مطالعه، مطالعه ارزش و مطالعه تکمیلی هستند]1[.
لازم است تمام این مراحل و گام ها به طور پی در پی انجام شوند. در حین پیشرفت مطالعات مهندسی ارزش ممکن است اطلاعات و داده های جدید باعث بازگشت گروه به مراحل و گام های قبلی گردد اما هیچ گاه مرحله یا گامی را نمی توان حذف نمود]5[.
در مرحله پیش مطالعه مجموعه فعالیت هایی را انجام می دهیم که برای مطالعه ارزش ضروری هستند. اقداماتی را مورد توجه قرار می دهیم که پیش نیازها و ضرورت های ما را به هنگام مطالعه اصلی برآورده می سازند]1[.
مرحله مطالعه ارزش در برگیرنده فازهای عملیاتی پیاده سازی متدلوژی ارزش است این متدلوژی زمانی اثرات قابل توجهی در پی خواهد داشت که شش فاز ذکر شده در بالا به ترتیب به کار گرفته شود
هدف از این مرحله حصول اطمینان از اجرای صحیح پیشنهادهای پذیرفته شده می باشد. مدیریت مسئولیت های اجرا را به اعضای تیم و یا اشخاص ذی صلاح دیگر محول می نماید تا فعالیت های طرح ریزی شده را محقق نماید. رهبر تیم بایستی پیشرفت اجرا را پیگیری کند. جهت تصدیق مزایا و صرفه جویی های حاصل از به کارگیری و اجرای متدلوژی ارزش بایستی یک ممیزی نهایی انجام شده و گزارش‌های لازم به مدیریت ارایه شود]1[.
3- آشنایی با سد و نیروگاه کارون 3
سد و نیروگاه آبی کارون 3 در 28 کیلومتری شرق شهرستان ایذه در شمال شرقی استان خوزستان و بر روی رودخانه کارون قرار دارد. ساختگاه سد در فاصله 610 کیلومتری مصب رودخانه کارون قرار دارد. سد کارون 3 در کوهستان های زاگرس غربی با سنگهای رسوبی لایه ای و در منطقه ای ناهموار، سنگی ،زلزله خیز و دارای سنگهای آهکی و آهکی مارنی قرار دارد.
 
 
شکل (1) نمایی از موقعیت دریاچه کارون 3]4[
سد کارون 3 از نوع بتنی دو قوسی نازک با ارتفاع 205 متر از پی و 185 متر از کف رودخانه است. طول تاج سد 462 متر و عرض آن 5.5 متر است و در پی، 5/29متر عرض دارد. حجم بتن ریزی بدنه و سر ریز آن بالغ بر 3/1 میلیون متر مکعب می باشد که از این مقدار بیش از یک میلیون متر مکعب به حجم بتن ریزی بدنه سد اختصاص دارد.
تراز تاج سد 850 متر و حداکثر تراز بهره برداری 845 متر است. حجم کل مخزن در حداکثر تراز بهره برداری (845متر) حدود 3000 میلیون متر مکعب و در حداقل تراز بهره برداری (800 متر) حدود 1250 میلیون متر مکعب حجم دارد که در این صورت حجم مفید مخزن 1750 میلیون متر مکعب و حجم غیر مفید ان نیز 1250 میلیون متر مکعب خواهد بود. مساحت دریاچه سد در حداکثر تراز بهره برداری حدود 2/48 کیلوتر مربع و طول دریاچه در حداکثر تراز بهره برداری حدود 60 کیلومتر است. با توجه به حجم رسوبات سالانه که توسط رودخانه در پشت سد جمع می شود، عمر مفید سد کارون 3، بدون احتساب وجود سد کارون 4 که در بالادست آن قرار دارد، 200 سال تخمین زده می شود]4[.
3-1 اهداف طرح
تامین آب شرب، تولید برق، تامین آب کشاورزی، تغذیه سفره های آب زیرزمینی، تامین آب برای فعالیتهای صنعتی، مهار سیلابها
از مهمترین اهداف طرح کارون 3 تولید متوسط انرژی سالیانه معادل 4172 میلیون کیلووات ساعت انرژی برق آبی با ارزش معادل 200 میلیون دلار است]4[.
 4- اهداف مطالعه مهندسی ارزش
کارگاه مهندسی ارزش با هدف بررسی مجدد سیستم نگهداری سنگ در حوضچه استغراق سد کارون 3 بز گزار گردید. با توجه به ابعاد کمی و کیفی سیستم نگهداری سنگ در حوضچه استغراق سد کارون 3، اهداف عمده تشکیل کارگاه مهندسی ارزش در این پروژه را می توان به طور کلی به شرح ذیل بر شمرد:
1)          تدقیق محاسبات طراحی، ابعاد و احجام عملیات ساخت حوضچه شامل فعالیتهای حفاری و خاکبرداری بستر رودخانه و دیواره های مشرف به حوضچه، نصب سیستم تحکیم سنگ (انکراژ) در دیواره ها و کف حوضچه، بتن ریزی(ایجاد پوشش بتنی) در کف حوضچه و دیواره های مشرف به حوضچه و نصب ابزار دقیق در زیر پوشش بتنی به منظور کنترل رفتار لایه بتنی در زمان عملیاتی شدن حوضچه.
2)         بررسی امکان تصحیح فاکتورها و ضرایب ایمنی. از آنجاییکه در فاز طراحی پروژه های مشابه، با توجه به کامل نبودن اطلاعات و کمبود داده های حاصل از فاز مطالعات، فاکتورها و ضرایب ایمنی در طراحی پروژه به صورت محافظه کارانه انتخاب می شود، در این مرحله از اجرای کار می توان با تکمیل اطلاعات و داده ها، فاکتورها و ضرایب ایمنی را تصحیح نمود.
3)                 اصلاح توزیع سیستم نگهداری سنگ و پیشنهاد تغییر نوع سیستم. انتخاب نوع سیستم نگهداری سنگ و نیزتوزیع آن ]3[.
شرکت کنندگان در کارگاه مهندسی ارزش به منظور بررسی مجدد سیستم نگهداری سنگ حوضچه استغراق سد کارون 3 عبارتند از:
          مدیر پروژه حوضچه استغراق، کارشناس ارشد پروژه، کارشناس مدعو-مشاور طرح، تحلیل‌گر ارزش
تیم مهندسی ارزش پس از برگزاری جلسات متعدد در طی دوره زمانی مشخص و معین، گزینه های مختلف در خصوص حوضچه استغراق را مورد مطالعه و بررسی قرار دادند که نتایج حاصل از آن در ادامه خواهد آمد.
4-1 فاز اطلاعات و تحلیل کارکرد
در اولین گام از مطالعات مهندسی ارزش، کلیه اطلاعات، آمار، گزارشات، محاسبات و نقشه های تهیه شده در اختیار تیم مهندسی ارزش قرار گرفت.
با توجه به ساختار تجزیه کار پروژه عملیات احداث سد و نیروگاه کارون 3 به شش بخش کلان شامل تجهیز کارگاه، عملیات انحراف رودخانه، اجرای بدنه سد، احداث سرریزها وسیستم تخلیه سیلاب، احداث فضاهای زیرزمینی و نیز نصب واحدهای نیروگاهی تجزیه شده است. هر یک از بخش های فوق ، خود به بخشهای کوچکتری تجزیه شده تا به راحتی بتوان مطالعات مهندسی ارزش را با دقت بیشتری به کار گرفت.در (شکل 2) تمودار FAST سد کارون 3 را مشاهده می کنید.
در ابتدای مطالعات مهندسی ارزش به وزن دهی تلفیقی (هزینه – زمان) قسمتهای مختلف سد پرداخته شد که با توجه به نتایج حاصله حوضچه آرامش با کسب 12 % وزن پروژه بعد از نصب واحدهای نیروگاهی (45%) در رتبه دوم قرار دارد.
پس از وزن دهی تلفیقی ، لازم شد وزن هر یک از فعالیتهای اشاره شده در قالب نظرسنجی از کارشناسان پروژه نیز تعیین گردد. وزن دهی از طریق نظرسنجی از کارشناسان باعث می گردد تا وزن هر یک از فعالیتها به واقعیتهای اجرایی نزدیکتر گردد. در نظر سنجی فوق از نظرات سه تن از کارشناسان مجرب و آشنا به امور اجرایی پروژه استفاده شده است  پس از آن درصد وزنی نهایی با احتساب نظر کارشناسان و وزن دهی تلفیقی انجام شدو حوضچه آرامش با کسب 08/45% اهمیت مورد توجه مسئولین قرار گرفت.
حوضچه آرامش از نظر عملیاتی به چهار گروه فعالیت عمده تقسیم می شود که عبارتند از:
گروه اول:حفاری و خاک برداری: چالزنی و انفجار (حفاری)- کد A1010، خاک برداری- کد A1020
گروه دوم: نصب سیستم تحکیم سنگ: حفاری چال- کد B1010، ایجاد پد بتنی- کد B1020، جاگذاری انکر و تزریق دوغاب- کد B1030، پیش تنیدن انکر- کد B1040
گروه سوم: عملیات بتن ریزی: آماده سازی- کد C1010، آرماتوربندی- کد C1020، قالب بندی- کد C1030، بتن ریزی- کد C1040، ترمیم بتن- کد C1050
گروه چهارم: نصب ابزاردقیق: نصب ابزار بر روی انکر- کد D1010، تست در محل- کد D1020، مدفون نمودن ابزار و هدایت کابل- کد D1030
4-2 فاز خلاقیت و فاز ارزیابی
در این فاز ایده پردازی بر روی 14 کارکرد حوضچه انجام شد که در نهایت با سرند کردن اولیه ایده ها، 13گزینه در فاز ارزیابی مورد تحلیل قرار گرفت که عبارتند از:
حفاری و خاکبرداری
A1: تمرکز دو اکیپ کاری بطور همزمان بر روی یک جناح و حفاری و خاک برداری همزمان.
A2: فعالیت دو اکیپ کاری در جناحین حوضچه و حفاری و خاک برداری همزمان.
A3: فعالیت یک اکیپ کاری در کف حوضچه و یک اکیپ کاری در یکی از جناحین حوضچه.
نصب سیستم تحکیم سنگ
B1: ایجاد پد بتنی بصورت دسته برای تعدادی از گمانه ها بصورت یکپارچه.
B2: ایجاد پد بتنی برای هر یک از گمانه ها بصورت انفرادی.
B3: کاهش تعداد انکر تیپ M در جناحین حوضچه.
B4: کاهش تعداد انکر تیپ K در کف حوضچه.
عملیات بتن ریزی
C1: کاهش حجم آرماتوربندی جهت بتن ریزی بلوکهای جناحین.
C2: بتن ریزی جناحین و کف حوضچه بطور همزمان.
C3: تمرکز بر روی بتن ریزی کف و فعالیت کلیه اکیپ هادر عملیات بتن ریزی کف.
C4: افزایش کیفیت بتن ریزی به منظور کاهش حجم ترمیمات سطحی.
نصب ابزاردقیق
D1: نصب یکباره کلیه ابزار بر روی انکرها در انبار مرکزی.
D2: نصب هر یک از ابزار همزمان با نصب انکر بمنظور کاهش خسارات ابزار.
طی برگزاری جلسه مهندسی ارزش، چهار معیار اصلی به شرح ذیل بعنوان معیار مبنا تعیین گردید:
             کیفیت، سرعت، سهولت، ایمنی
پس از تعیین هر یک از معیار های چهارگانه فوق، با حضور اعضای تیم مهندسی ارزش به معیار‌‌‌های مذکور وزن لازم داده شد و درصد اهمیت ایده های تولید شده با توجه به معیارهای چهارگانه فوق تعیین شد.
 

توسعه پایدار
تامین تجهیزات هیدرومکانیکی و الکتریکی
تولید انرژی برق آبی
ساخت نیروگاه
احداث مغار نیروگاه
احداث مغار آب گیر
احداث تونلهای آبگیر و آب بر
احداث بدنه سد
احداث سرریزها
حوضچه آرامش
کنترل سیلاب و تامین آب آشامیدنی و کشاورزی
ذخیره آب
رها سازی مستمر
ایجاد مخزن
کنترل رها سازی
تعبیه خروجی
تعبیه کنترل کننده ها
چگونه؟
توضیح: ماموریت اصلی سد کارون 3 عبارت است از تولید برق به میزان 4172 گیگا وات ساعت
کارکرد اصلی
کارکرد ثانویه
چرا؟
شکل (2) نمودار fast سد ونیروگاه کارون 3
4-3 فاز توسعه
7 گزینه نهایی بر اساس فازهای قبلی انتخاب شدند که به شرح جدول ذیل می باشند:
جدول(1) گزینه های منتخب با توجه به معیارها
نام گزینه
کد گزینه
درصد اهمیت
فعالیت یک اکیپ کاری در کف حوضچه و یک اکیپ کاری در یکی از جناحین حوضچه
A3
13
ایجاد پد بتنی برای هر یک از گمانه ها بصورت انفرادی
B2
10
کاهش تعداد انکر تیپ M در جناحین حوضچه.
B3
19
کاهش تعداد انکر تیپ K در کف حوضچه
B4
18
کاهش حجم آرماتوربندی جهت بتن ریزی بلوکهای جناحین
C1
11
افزایش کیفیت بتن ریزی به منظور کاهش حجم ترمیمات سطحی
C4
17
نصب یکباره کلیه ابزار بر روی انکرها در انبار مرکزی
D1
12
جدول(2) خلاصه محاسبات ریالی به دست آمده
فعالیت
هزینه(میلیون ریال)
هزینه پایه(میلیون ریال)
میزان صرفه جویی
درصد کاهش
شاخص ارزش
حفاری و خاک برداری
630
630
0
0
1
عملیات بتن ریزی
86000
98041
12041
12
14/1
نصب سیستم تحکیم سنگ
62375

کلید واژه ها: مدیریتپروژه سدکارون سدسازی زمین شناسی مهندسی سایر موارد