Großbritanniens größtes Wasserinfrastrukturprojekt

Joint Venture führt vierdimensionale Bauplanungen durch

Das Team hat die Standortbedingungen an einer Reihe von wichtigen terminierten Meilensteinen überprüft und Messungen am 4D-Modell durchgeführt, um etwaige Anforderungen an den Schutz von Anlagen zu ermitteln und zudem nach möglichen Kranstandorten zu suchen.Abb.: Bentley Systems

London/Großbritannien. – Der Thames Tideway Tunnel wird ein Kanalisationssystem aus dem viktorianischen Zeitalter ersetzen, um Londons Wasserreinigungsbedarf zu decken und gleichzeitig die Verschmutzung der Themse zu minimieren. Um einen digitalen 4D-Plan mit Darstellung der Projektentwicklung im Laufe der Zeit zu erstellen, wurden 3D-Modelle mit dem Bauplan kombiniert.

Jedes Jahr versickern Millionen Tonnen von Londons verschmutztem und ungeklärtem Abwasser in die Themse. Es kommt zum Überlauf, weil das 155 Jahre alte Kanalisationssystem der Stadt nicht in der Lage ist, den Abwasserreinigungsbedarf der derzeit 8,8 Millionen Einwohner zu decken. Dieser erschreckende Verschmutzungsgrad veranlasste Tideway, den Eigentümer des Kanalisationssystems, zur Initiierung eines 4 Milliarden britische Pfund (umgerechnet rund 4,4 Milliarden Euro) teuren Super-Kanalisations-Projekts unter dem den Gezeiten unterworfenen Flussabschnitt. Das neue Kanalisationssystem, bekannt als der Thames Tideway Tunnel, wird die Schwebstoffe abfangen und dazu beitragen, den Fluss sauber zu halten. Von diesem Projekt werden die Londoner mehr als ein Jahrhundert lang profitieren.

Der Bau erfordert einen 25 km langen Tunnel. Er ist in 24 Baustellen aufgeteilt, von denen elf entlang des Flussufers liegen. Die Strecke, deren Fertigstellung für 2024 geplant ist, umfasst 10 km Tunnelarbeiten in Tiefen zwischen 30 m und 70 m. Der Tunnel wird die Schwerkraft nutzen, um Abfallstoffe von West nach Ost zu transportieren. Tideway teilte das Projekt in drei Pakete zum Bau des West-, Mittel- und Ostteils des Tunnels auf, während das Joint Venture Costain, VINCI Construction Grands Projets und Bachy Soletanche (CVB) für die Planung des östlichen Tunnelabschnitts verantwortlich ist. Dieser Abschnitt besteht aus zwölf Planungsdisziplinen und mehreren Unternehmen, die eine Lieferkette bilden.

Da so viele Menschen an dem Projekt arbeiten, waren Koordination und Kommunikation zwischen allen Beteiligten wichtig für die Organisation des Projekts, wobei auch die engen Zeitvorgaben und die kleinen, anspruchsvollen Projektstandorte berücksichtigt wurden. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, hat das Joint-Venture CVB digitale Entwurfsverfahren eingesetzt, um die Grenzen der im Bauwesen üblichen Praxis zu überwinden und während des gesamten Planungs- und Bauprozesses ein qualitativ hochwertiges und nachhaltiges Projekt abzuliefern. Bestandteil dieser Verfahren war der Einsatz integrierter Technologieanwendungen, die den Baufortschritt auf allen fünf Baustellen des östlichen Tunnelabschnitts automatisiert haben, indem die 4D-Modellierung eingesetzt wurde. Das Joint Venture nutzte für den Informationsaustausch und die Speicherung von Daten ein robustes System der Zusammenarbeit.

"Um sehr hochwertige Modelle zu erhalten, ist der Einsatz von ProjectWise der Schlüssel zum Erfolg", erklärt Lampros Arvanitis, BIM-Koordinator beim Joint Venture CVB für den östlichen Abschnitt des Themse-Tideway-Tunnels. Der Einsatz von ProjectWise sowie von OpenBuildings Designer als wichtigste 3D-Authoring-Anwendung half dabei, Lieferkettenmodelle in verschiedenen Dateiformaten in die in Synchro 4D entwickelten 4D-Modelle zu integrieren. Synchro 4D, das austauschbar mit der anderen Software verwendet wurde, hat das Team beim reibungslosen Übergang zu einem innovativen Arbeitsablauf unterstützt, der 3D-Modelle mit dem Bauplan kombiniert, um einen digitalen 4D-Plan mit Darstellung der Projektentwicklung im Laufe der Zeit zu erstellen.

Im Rahmen dieses Prozesses wurden mehr als 30 4D-Modelle erstellt, um die Umsetzbarkeit zu analysieren und die Bauplanung zu rationalisieren. Die 4D-Modellierungslösung ermöglichte es dem Team, verschiedene Bauszenarien für die Belüftungskammer von Chambers Wharf im Südosten Londons zu evaluieren, um dem schlechten Ein- und Ausstieg und den begrenzten Platzverhältnissen Rechnung zu tragen. In ähnlicher Weise hat das Team am Standort Greenwich, wo die Docklands Light Railway das Baugebiet durchquert, verschiedene Pläne analysiert, um potenzielle Risiken zu ermitteln und Entscheidungen zu treffen, damit eine sichere und praktikable Baulösung gefunden werden konnte.

"Wir versuchen nicht, das Modell zu perfektionieren; wir versuchen, es vor Ort richtig zu handhaben", sagte Arvanitis. Um dieses "Right-the-first-time"-Ergebnis vor Ort zu erreichen, hat das Joint Venture 4D-Modellierung in Lean-Construction-Prinzipien integriert, um einen 4D-Prozess für kollaboratives Planen zu schaffen. Das Team hat regelmäßige Sitzungen zum Thema Planung eingeführt, bei denen die 4D-Modelle drei Wochen vor den geplanten Arbeiten von allen Disziplinen überprüft werden. Die Teammitglieder konnten über Sicherheit und Konstruierbarkeit sowie über Zugang, Ressourcen, potenzielle Risiken und Möglichkeiten diskutieren. Das Team hat alle Konflikte gelöst, das optimale Verfahren für die Bauarbeiten gewählt und die Modelle aktualisiert, um alle Änderungen im Bauprogramm widerzuspiegeln und Verzögerungen und vor Ort auftretende Änderungswünsche zu reduzieren.

Um eine optimale Lösung zu erreichen, hat das Team die Standortbedingungen an mehreren wichtigen Zeitplan-Meilensteinen überprüft und Messungen am 4D-Modell durchgeführt, um die Anforderungen an den Schutz der Anlagen zu ermitteln und nach möglichen Kranstandorten zu suchen. Das Team hat daraufhin den Arbeitsplan überarbeitet, um unnötige Baustelleneinrichtungs- und Umzugsarbeiten zu vermeiden, wodurch die Zeit für die Fertigstellung dieser Phase um die Hälfte verkürzt wurde.

Für die 4D-Konstruktionsmodellierung hat das Projektteam Synchro 4D eingesetzt. Dies verbesserte die Planungsintegration und erleichterte die digitale Planung, mit dem Ziel, das Tideway-Bauprogramm zu validieren. Darüber hinaus wurde durch die Arbeit mit den Modellen in der vernetzten Datenumgebung und die Anwendung schlanker Bauverfahren die Zusammenarbeit optimiert und die Effizienz und Produktivität gesteigert, wodurch erhebliche Zeit- und Kosteneinsparungen erzielt wurden.

"Bis jetzt laufen die Bauarbeiten zwei Jahre, und wir haben über 90 Tage in unserem Bauprogramm eingespart, was einer direkten Kosteneinsparung von 300 000 GBP und einer indirekten Kosteneinsparung von über 1 Million GBP entspricht", sagte Arvanitis. Durch das Einbeziehen von Screenshots der 4D-Modelle in die Aussagen der Risikobewertungsmethoden konnte 20 % der Zeit für die Erstellung der Berichte eingespart, die Dokumentgröße um 30 % reduziert und die Überprüfung durch den Kunden vereinfacht werden.

Die Synchro-4D-Baumodelle waren auch bei der Zusammenarbeit mit Anwohnern, Bürgergruppen und Gemeinderäten nützlich, die mit der Interpretation herkömmlicher technischer Zeichnungen und Berichte nicht vertraut sind. Als zum Beispiel die Hafenbehörde Port of London Authority Einwände gegen die für den Bau des Tunnels erforderlichen Wasserbauarbeiten erhob, konnte das Joint Venture CVB in nur drei oder vier Tagen ein 4D-Modell erstellen und in nur einer Sitzung visuell den Umfang der Baggerarbeiten sowie das Ausmaß der Ausbaggerungen aufzeigen. Im Vergleich zu den ursprünglichen 2D-Zeichnungen haben die 4D-Modelle die Kommunikation vereinfacht, was dazu geführt hat, dass die Genehmigung zur Fortführung der Arbeiten erteilt wurde und eine 30-tägige Bauverzögerung vermieden werden konnte.

"Das Synchro-4D-Modell wurde von der Hafenbehörde Port of London Authority gut aufgenommen. Dort war man davon sehr beeindruckt, da es alle verschiedenen Facetten der Arbeit deutlich erklärt", sagte Ross Edgar, Projektingenieur Bereich Wasserbau bei CVB.

Die 4D-Implementierung am Tunnel Thames Tideway East hat herkömmliche Arbeitsverfahren in Frage gestellt und zur umfassenderen Digitalisierung der Baustellen beigetragen. Die durch die 4D-Modellierung geförderte digitale kollaborative Herangehensweise hat die Arbeitsabläufe zwischen allen Beteiligten und Interessengruppen rationalisiert und die Entscheidungsfindung für ein sichereres, nachhaltigeres Super-Kanalisations-Vorhaben beschleunigt und optimiert. Das Joint-Venture CVB macht sich weitere digitale Fortschritte zunutze und setzt sich dafür ein, innovative Best Practices in der Baubranche zu implementieren, um die Effizienz der Arbeitskräfte auf schlankere, schnellere und zuverlässigere Art und Weise zu steigern.

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Amanda Jordan ist Senior Produktmarketing Manager Bau bei Bentley Systems.

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