MEGAPROJEKT Z BIM – Część 3

High Speed 2, czyli budowa linii kolejowej wysokiej prędkości łączącej Londyn z Birmingham i dalej m.in. z Liverpoolem, Manchesterem czy Leeds, to przedsięwzięcie wieloetapowe. Dzięki dobrze zaplanowanej oraz sprawnie przeprowadzonej mobilizacji dostarczyliśmy na czas projekt budowlany i kończymy przygotowanie do rozpoczęcia budowy.

Maciej Kindler
BIM Integration Manager
SCS JV

W momencie pisania tego artykułu, tj. w marcu 2019 r., mamy gotowy projekt budowlany i jesteśmy na etapie ostatecznych negocjacji ceny oraz harmonogramu. Mamy za sobą dwa miesiące mobilizacji i przygotowań oraz ponad rok projektowania i przygotowania do budowy.

Projekt budowlany
Pod koniec zeszłego roku dotarł do nas ostateczny zrzut danych (ang. Data Drop) od projektantów. Zawiera on kompletny projekt budowlany, ze szczególnym uwzględnieniem modeli BIM w zakresie konstrukcji i architektury na poziomie LOGD 3 i LOMI 3 oraz kluczowe elementy instalacji. Ponadto zespół BIM SCS (Skanska Costain Strabag) na bazie tych modeli oraz wytycznych od inżynierów przygotował modele prac tymczasowych oraz robót ziemnych.

Na tym etapie modele BIM zawierają kompletną informację o kluczowych parametrach wszystkich elementów: kody wszystkich wymaganych klasyfikacji, komplet danych materiałowych czy lokalizację w projekcie. To na tych modelach opierają się zestawienia materiałowe przygotowane na potrzeby kosztorysów, harmonogramów, obliczeń śladu węglowego czy logistyki. Dodatkowo posłużyły one jako podkład do planowania robót tymczasowych i zagospodarowania terenu wokół projektowanych obiektów. A przede wszystkim były głównym źródłem informacji dla całego zespołu.

Modele BIM z tego etapu zostały połączone z trójwymiarowym modelem terenu (3DGIS) oraz modelami istniejących obiektów naziemnych i podziemnych sieci, tworząc tzw. Urban Model (rys. 1.). Pozwala on na koordynację projektowanych obiektów z istniejącą infrastrukturą. Tak daleko idąca integracja pomiędzy BIM oraz GIS jest unikalna na skalę światową i nigdy nie była przeprowadzona na komercyjnym projekcie o takim zasięgu.

Nowa funkcjonalność jest wysoko ceniona zarówno przez zespół SCS, projektantów, jak i klienta. Pozwala na wczesne rozpoznanie ryzyka oraz zagrożeń wynikających z potencjalnych kolizji z istniejącymi obiektami i jest kluczowa przy optymalizowaniu przebiegu trasy planowanej kolei. Projektowanie przebiegu tuneli
tak, aby omijały znane i zidentyfikowane przeszkody, każdorazowo przekłada się na milionowe oszczędności, a niekiedy może wręcz decydować o opłacalności wybranej metody tunelowania. Urban Model jest również nieoceniony przy projektowaniu wszelkiej infrastruktury naziemnej oraz planowaniu realizacji budowy budowy.

Analiza ryzyka kluczem do sukcesu
Istnieją też sytuacje, w których brak skoordynowanego modelu BIM praktycznie uniemożliwia prawidłowe zaprojektowanie obiektu i późniejszą realizację ze względu na zbyt wysokie ryzyko. Dobrze znanym przykładem jest „Ucho Igły” z projektu Crossrail. Jest to miejsce, w którym TBM (ang. Tunnel Boring Machine) – drążący tunel – musiał się „zmieścić” pomiędzy istniejącą, aktywną linią metra a fundamentami znajdującego się nad nią budynku. Zadanie było niezwykle wymagające, ponieważ przestrzeń, w której pracował TBM, niewiele przekraczała jego średnicę. Bez w pełni skoordynowanego modelu BIM projekt nie dostałby zgody na realizację ze względu na zbyt wysokie ryzyko uszkodzenia istniejącej infrastruktury. W przypadku High Speed 2 nie mniej wymagające jest miejsce, w którym będziemy budować nowy most o strategicznym znaczeniu dla lokalnej infrastruktury. Ze względu na ściśle określony układ drogowy może on przebiegać wyłącznie w jednej linii, która znajduje się bezpośrednio nad czynnym tunelem metra. Oznacza to, że jesteśmy zmuszeni drążyć pale w jego bezpośrednim sąsiedztwie (rys. 2.). Kolejnym utrudnieniem jest fakt, że podpory mostu ulokowane są pomiędzy torami aktywnych linii kolejowych i lokalną drogą, co ogranicza obszar pracy maszyn oraz podnosi znaczenie drobiazgowego planowania i precyzyjnego wykonania robót.

Aby w pełni zrozumieć poziom trudności tego zadania, warto też wspomnieć o tym, że takie prace wykonuje się niemal wyłącznie w długie weekendy, mając do dyspozycji 3, maksymalnie 4 dni na realizację. Dzieje się tak dlatego, że są to jedyne okresy, w których operatorzy sieci zgadzają się na wyłączenie wybranych tras z ruchu. W przypadku opóźnień w planowanym przywróceniu ruchu kolejowego kary są naliczane godzinowo i najczęściej liczone są w dziesiątkach tysięcy funtów za każdą godzinę opóźnienia, co potrafi skutecznie zamienić dochodowy projekt w klęskę finansową.

Modele BIM, w połączeniu z GIS, dokładnymi skanami terenu, automatycznie sterowanymi maszynami i pełną symulacją robót w 4D, minimalizują ryzyko pomyłek podczas budowy oraz chronią wykonawców przed katastrofalnymi w skutkach błędami. Doświadczenie z wcześniejszych realizacji pokazuje, że skrupulatne i dokładne projektowanie oraz planowanie jest warte każdych pieniędzy.

Standard przyszłości
Po wielu latach promocji, testów, prób oraz błędów BIM przestaje być w Wielkiej Brytanii nowością lub ciekawostką i coraz częściej jest postrzegany jako nie tylko najlepsza, a wręcz jedyna słuszna metoda projektowania. Łatwość w tworzeniu dokumentacji, koordynowaniu projektu, przedstawianiu i wizualizowaniu przyjętych rozwiązań oraz duża przejrzystość i dostępność informacji na każdym kroku procesu inwestycyjnego udowadniają wyższość projektowania BIM nad tradycyjnymi metodami.

Zwłaszcza w budownictwie kubaturowym status BIM-u na wielu rynkach zachodnich jest już tak wysoki, że powoli to tradycyjne projekty stają się rzadkością, a klienci, projektanci i wykonawcy nie zastanawiają się, mczy stosować BIM, ale jak zrobić to najlepiej. Co więcej, BIM coraz śmielej wychodzi poza ramy projektowania oraz procesów ściśle z nim związanych i zaczyna na poważnie transformować pracę na budowie, tworząc fundament pod nowy trend zwany Digital Engineering.

BIM w infrastrukturze
Do niedawna projekty infrastrukturalne, zwłaszcza liniowe, najczęściej wykorzystywały BIM w ściśle określonych zadaniach, takich jak przygotowywanie i koordynacja podkładów geodezyjnych czy projektowanie obiektów inżynierskich. Wynikało to głównie z ograniczeń sprzętowych i software’owych. Dopiero w ostatnich latach pojawiły się narzędzia pozwalające na efektywne modelowanie i koordynowanie projektów infrastrukturalnych na dużą skalę.

Działając w zakresie projektów infrastrukturalnych, napotykamy wyzwania i trudności, które koleżanki i koledzy pracujący przy realizacji obiektów kubaturowych rozwiązali już dawno. Inżynierowie pracujący przy projektach infrastrukturalnych nie mają bagażu doświadczeń zdobytych na wcześniejszych projektach i dopiero uczą się efektywnego wykorzystania dostępnego oprogramowania czy poprawnego definiowania procesów przepływu informacji. Paradoksalnie dzięki temu dużo odważniej podchodzą do innowacyjnych rozwiązań i chętniej z nimi eksperymentują, biorąc z doświadczeń projektów kubaturowych to, co najlepsze, i łącząc to z najnowszymi technologiami.

Korzyści płynące z BIM-u są oczywiste, a w porównaniu z tradycyjnymi procesami, opartymi o CAD 2D i Excela – łatwe do udokumentowania. Powoduje to, że pojawia się silna presja ze strony klientów, którzy też chcą stać się beneficjentem możliwości, jakie dają najnowsze technologie. Takie warunki znacznie ułatwią przekonanie dyrektorów i menadżerów projektów do odważniejszych inwestycji. Pozwalają teżna większą swobodę w działaniu, a w rezultacie tworzą dobre warunki do innowacji.

Optymistyczna diagnoza
Osobiście jestem głęboko przekonany, że jest to dobry kierunek i od BIM-u nie ma odwrotu. Wraz z GIS, bazami danych, metadanymi i szeroko rozumianą digitalizacją jest on przyszłością budownictwa i bez wątpienia prędzej czy później stanie się powszechnym standardem na świecie. Zdaję sobie sprawę z tego, że moje zdanie jest mocno nieobiektywne, ponieważ nie tylko znajduję się w centrum BIM-owej transformacji, lecz wręcz jestem odpowiedzialny za nadawanie jej kierunku i tempa.

Staram się jednak swoją opinię opierać na obserwacji pracy moich koleżanek i kolegów, którzy zaczynają odkrywać, jak stosować BIM w pracy inżyniera, planisty, kosztorysanta czy menadżera. Codziennie współpracuję z osobami, których znajomość zagadnień IT często nie przekracza poziomu pakietu MS Office i obsługi e-maila, które – co w pełni zrozumiałe – są pełne obaw w obliczu nowych technologii.

Mimo tego widząc, jak wiele przydatnych informacji mogą znaleźć w modelach oraz jak szybko i łatwo można je wykorzystać, podejmują oni wysiłek nauczenia się zupełnie nowych programów i środowiska pracy, które dotychczas było im obce. Po ledwie kilku miesiącach wspólnej pracy przestaję słyszeć pytania „po co”, „dlaczego” i „co to w ogóle jest ten BIM”, a zaczynam słyszeć zupełnie inne: „gdzie mogę znaleźć modele”, „jak je otworzyć i przeglądać” czy „co jeszcze możemy zrobić z tym BIM-em”. To pozwala mi patrzeć optymistycznie na przyszłość BIM-u zarówno w infrastrukturze, jak i w całym szeroko rozumianym budownictwie.