Реализация мегапроекта стоимостью 11 млрд долларов, который сократит время в пути, уменьшит загрязнение окружающей среды и повысит эффективность для местного населения и предприятий, оптимизирована благодаря улучшению взаимодействия между специалистами в различных дисциплинах и внедренной цифровой стратегии.
Автор статьи: Пол Колберт (Paul Colbert)
Сеть городских автомагистралей, огибающая Мельбурн, долгое время страдала от нехватки одного звена — соединения трассы М80 с Восточной автострадой, которое было крайне необходимо. Из-за отсутствия этого участка автострады водителям приходилось пробираться через дороги местного значения и окрестные населенные пункты, чтобы завершить свои поездки.
Узнайте, как передовое геологическое моделирование и интеграция данных используются в проекте Северо-восточной линии тоннелей участка Центральный в целях оптимизации проектирования, сокращения отходов и повышения эффективности строительства.
Северо-восточная линия тоннелей, включающая самые длинные автодорожные тоннели в Виктории, обеспечивает необходимое соединение, перенаправляя 15 000 грузовиков в обход перегруженных улиц, улучшая состояние окружающей среды, снижая уровень шума и загрязнения, а также сокращая время в пути на 35 минут.
Это принесет огромную пользу жителям Мельбурна. Но это также чрезвычайно масштабный проект, требующий строительства двух тоннелей длиной 6,5 км, трех крупных подземных транспортных развязок и, как выяснилось, обширного и сложного трехмерного геологического моделирования.
Дорожные тоннели диаметром 17 метров стоимостью 11 млрд австралийских долларов должны быть завершены в 2028 году и станут центральным элементом крупнейшего инфраструктурного проекта Виктории.
Строительство этой связующей автострады было сопряжено с двумя серьезными трудностями (среди множества других…). Как достичь полного понимания строения недр, через которые будут проложены тоннели, и — что не менее важно — как обеспечить доступ к этой информации для семи консалтинговых компаний по проектированию инфраструктуры, которым необходимо будет работать совместно для разработки дополнительных элементов этой масштабной схемы.
10 000 часов
Экономия времени за счет эффективного обмена геологической информацией.
6 млн австралийских долларов
Экономия средств за счет снижения воздействия на население и сокращения продолжительности буровых работ на один год.
10 млн австралийских долларов
Экономия средств за счет сокращения объема вынутого грунта, подлежащего утилизации и транспортировке.
Задача была поручена глобальному консорциуму Spark и нескольким подрядчикам по проектированию. Они быстро осознали ценность создания подробной 3D-модели для визуализации сложных геологических условий и рисков, а также для облегчения обмена информацией с многочисленными заинтересованными сторонами. Консорциум Spark привлек консультантов по инженерно-техническим вопросам из компании WSP для оказания услуг по наземному проектированию на этапе разработки проекта и для проведения ряда геотехнических исследований участка.
Продвижение строительных работ для проходки тоннеля в городе Маннингем с использованием трехмерной геологической модели Leapfrog Works и трехмерного анализа в PLAXIS
Продвижение строительства в соответствии с моделью Leapfrog Works
На протяжении почти двух с половиной лет в этом проекте будет задействовано более 300 человек, инженерно-геологические изыскания участка обойдутся примерно в 30 млн австралийских долларов, и примерно та же сумма будет затрачена на детальное моделирование геологической среды и расчетный анализ для проектирования наземных объектов.
Для начала в Leapfrog была создана базовая модель регионального геологического строения окрестностей города Мельбурн, и постепенно специалисты внесли в нее данные более чем 1900 скважин, тысячи замеров, сделанных на участке проведения работ, и результаты лабораторных испытаний. Была разработана программа дополнительных целевых инженерно-геологических изысканий участка для заполнения пробелов и уточнения геотехнических данных в ключевых зонах.
В общей среде данных платформы ProjectWise от Bentley были сохранены более 370 пакетов проектной документации с данными по нескольким дисциплинам, которые были интегрированы в цифровые проектные 3D-модели, созданные специалистами компании.
Каждую из этих трехмерных моделей необходимо было привести в полное соответствие с актуальными сведениями, прежде чем использовать такую модель в качестве основы для проектных чертежей, графиков и информации о планируемых строительных работах.
Построение трехмерной геологической модели с использованием Leapfrog Works
Выявление рисков для строительных работ и бюджета
Если не выявить ключевые геотехнические и гидрогеологические риски, это может привести к задержке в реализации проектов и увеличению затрат. Выделив в модели геологические объекты, группы проектировщиков смогли обнаружить в проектах на базе PLAXIS элементы, которые можно было оптимизировать и добиться экономии средств.
К ним относятся:
- Выявление риска плоскостного оползня массива породы при проектировании удерживающей системы из свай глубиной 35 м. Оптимизация проекта с экономией около 2 млн австралийских долларов.
- Выявление погребенного русла в слое, где прокладывается тоннель. Визуализация пересечения с тоннелем снизила риски, связанные с настолько неустойчивым грунтом.
- Обнаружение быстро меняющихся слабых геологических тел, таких как дайки и разломы. Благодаря способности Leapfrog объединять различные типы данных удалось усовершенствовать модели геологической среды и оптимизировать глубину заложения отсечной стены, за счет чего достигнута экономия 10 млн австралийских долларов.
- Объем материала, определяемого как отходы, сокращен вдвое в результате оцифровки планов глубоких выемок грунта. Использование геологической модели Leapfrog повысило точность классификации вынимаемого грунта. Более миллиона кубометров материала можно будет переработать для использования при строительстве проекта, а не отправлять на полигон отходов.
Однако эти чрезвычайно подробные трехмерные модели продолжат интенсивно использоваться в будущем. После начала работ по проекту они будут включены в информационную модель объекта для поддержки эксплуатации тоннеля, его технического обслуживания, для предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, а в случае наступления критического события — для выявления потенциальных рисков, связанных с геологической средой.
Продвижение строительства площадки, на которой располагается вход в тоннель, в городе Уотсония с использованием тоннелепроходческой машины в сочетании с объединенной трехмерной моделью и трехмерными анализами, выполняемыми в PLAXIS
Цифровая среда для лучшего состояния окружающей среды
Благодаря реализации цифровой стратегии в проекте строительства Северо-восточной линии тоннелей улучшен обмен информацией, повышено качество проектирования и строительства и снижены риски — особенно те, что связаны с геотехническими условиями.
Столкнувшись с огромным объемом данных инженерно-геологических изысканий участка, доступных для проекта Северо-восточной линии тоннелей, консорциум Spark и консалтинговая компания WSP воспользовались преимуществами эффективности, которые обеспечивают цифровые среды Leapfrog Works, PLAXIS и ProjectWise, в целях быстрого предоставления актуальных моделей геологической среды для использования при анализе проекта и планировании строительных работ.
В результате внедрения Leapfrog Works в масштабе, соответствующем этому мегапроекту, достигнуты замечательные результаты в сфере устойчивого развития, усовершенствованного управления рисками, связанными с геологической средой, и в удовлетворении высоких ожиданий Spark в области передовых методов цифрового проектирования.