5.000 persone in 6 giorni: spostamento di 130 metri della stazione della metropolitana di Shibuya nell'ambito del grande progetto di ristrutturazione di Subim a Tokyo.

Fondata nel 1946, la Tokyo Kyukyu Electric Railway Company (Tokyu) è una delle più grandi imprese di costruzioni del Giappone, specializzata in progetti infrastrutturali e di costruzione commerciale su larga scala.
In questo articolo, Tokyu condivide un flusso di lavoro su come applicare la tecnologia BIM con Sketchup nell'ambito del progetto di costruzione della stazione di Shibuya della linea Ginza della metropolitana di Tokyo.

La stazione di Shibuya della linea Ginza della metropolitana di Tokyo si trova nel centro di Shibuya, una zona popolare di Tokyo. Essendo un'importante linea metropolitana insieme alle linee Hanzomon e Fukutoshin, circa 220.000 persone la utilizzano ogni giorno e la linea attraversaEha edificio con la stazione situata all'interno.

Dalla sua apertura nel 1938, è stato difficile realizzare importanti lavori di ristrutturazione. Attualmente, la stazione presenta i seguenti problemi: 1. non è accessibile alle persone in sedia a rotelle; 2. la banchina è stretta; e 3. non ci sono servizi igienici all'interno della stazione.

La stazione di Shibuya è destinata a essere ricostruita tenendo conto dei problemi di congestione, sicurezza e servizio. La stazione di Shibuya, sulla nuova linea Ginza, è stata inaugurata il 3 gennaio 2020, diventando accessibile alle persone con disabilità, riducendo la congestione e facilitando i trasferimenti da e verso altre linee ferroviarie.

Poiché la stazione e i binari erano ancora collegati al centro commerciale, è stato necessario spostarli di 130 metri verso est, in una nuova posizione. Ci siamo occupati del trasferimento dei binari verso est, che ha comportato la riduzione del numero di colonne (da sette a tre sul lato est della stazione) e la costruzione di un'isola con binari su entrambi i lati, che in origine era una piattaforma separata per la monorotaia.

Nuova stazione: banchina larga 12 metri, situata tra due binari, accessibile alle persone in sedia a rotelle tramite ascensore.
Inoltre, i lavori per il collegamento della piattaforma sono iniziati nel 2009, parallelamente alla riqualificazione dell'area intorno alla stazione di Shibuya. Questo progetto, realizzato con l'ausilio del modello 3D SketchUp BIM/CIM(*1), è stato molto apprezzato e ha ricevuto il premio i-Construction Excellence Award 2019 dal Ministero del Territorio, delle Infrastrutture, dei Trasporti e del Turismo.

Complessivamente, 5.000 partecipanti hanno lavorato a questo imponente progetto nei sei giorni compresi tra il 28 dicembre 2019 e il 2 gennaio 2020.
I lavori necessari per il trasferimento della stazione hanno comportato la sostituzione di tre linee ferroviarie. Tale sostituzione ha richiesto la sospensione temporanea della linea Ginza, il che ha aumentato le esigenze in termini di qualità dei lavori. Tre sono stati i problemi principali associati alla sostituzione delle linee ferroviarie:

(1) Vincoli di tempo
La durata dei lavori è stata di soli sei giorni. Il cantiere si trovava nel centro di Tokyo e, nell'ambito del progetto di riqualificazione della stazione di Shibuya, la costruzione doveva seguire un piano dettagliato ed essere coordinata con gli orari di apertura della corsia preferenziale per autobus di Meiji-dori e con le restrizioni al traffico. Era necessario individuare rapidamente i punti critici e sviluppare e implementare soluzioni.

(2) Costruzione a tre strati
La costruzione ha comportato operazioni di sollevamento su più livelli con gru, a terra, sulla superficie dei binari e sulla superficie della struttura temporanea. Le operazioni di costruzione su tre livelli sono difficili da rappresentare utilizzando solo disegni bidimensionali. Per evitare che i bracci di ciascuna gru si urtassero tra loro, è stato necessario un piano di lavoro dettagliato per la sequenza di rotazione dei bracci.

(3) Condivisione affidabile delle informazioni
Con 5.000 partecipanti al progetto, erano necessari piani, processi e procedure complessi e articolati, e il coordinamento tra i dipartimenti era fondamentale.
Tutti i lavoratori coinvolti nella costruzione dovevano essere informati in modo rapido e completo sulla complessa pianificazione e sulle procedure di costruzione. Inoltre, poiché le operazioni di deviazione dei binari, che comportavano l'arresto dei treni, dovevano essere completate entro sei giorni, tutti i partecipanti al progetto dovevano avere la stessa comprensione intuitiva del lavoro e una conoscenza approfondita dei processi e delle procedure di costruzione.

Utilizzo della modellazione 3D BIM/CIM per garantire una costruzione accurata
In passato, con l'approccio tradizionale, se venivano individuati problemi di progettazione o se era necessaria una revisione dell'operatività, che richiedeva modifiche o cambiamenti, si verificavano problemi di aumento dei costi e ritardi nella tabella di marcia.
Per questo progetto, abbiamo chiesto al cliente di collaborare con noi durante il processo di revisione. Durante la fase di progettazione preliminare, abbiamo utilizzato SketchUp per creare un modello 3D che includesse la prospettiva dell'appaltatore, e successivamente abbiamo implementato la progettazione ingegneristica (*2) in parallelo con la progettazione attraverso una consultazione parallela. Inoltre, abbiamo utilizzato il modello 3D di SketchUp per consultarci preventivamente con il dipartimento del traffico su questioni di sicurezza operativa come la posizione dei semafori.

Una comunicazione chiara e semplice è fondamentale. I documenti bidimensionali rendono difficile comunicare l'intento progettuale e la sequenza del progetto, e SketchUp è stato utilizzato come piattaforma per coordinare le informazioni e la sequenza tra tutti i reparti coinvolti, ognuno dei quali utilizzava il proprio set di file e le proprie tempistiche. SketchUp è uno strumento semplice e flessibile che ogni reparto può padroneggiare in breve tempo. SketchUp è stato utilizzato per la modellazione 3D, eliminando qualsiasi pregiudizio di comprensione tra i reparti.
Inoltre, grazie all'utilizzo della realtà virtuale (VR) e dei modelli 4D per la revisione, il lavoro di pre-produzione (*3) viene realizzato aggiungendo timeline e movimenti minuto per minuto al modello 3D di SketchUp. L'obiettivo del lavoro di pre-produzione è verificare l'efficacia dei lavori e delle procedure di costruzione in una fase iniziale del progetto, in modo da poter prendere decisioni rapidamente, evitare rilavorazioni e aumentare la produttività, consentendo la condivisione di informazioni coerenti tra il personale coinvolto nel processo di costruzione.

Simulazione digitale (a sinistra) e in loco (a destra)
Grazie a questa metodologia, siamo riusciti a dimezzare il tempo necessario al responsabile di cantiere per comprendere il progetto. Compito per progetto, abbiamo ridotto i costi della manodopera di circa il 60%.
La nostra azienda non si affida a società esterne specializzate in BIM/CIM. Abbiamo utilizzato SketchUp, sviluppato un manuale di competenze per i nostri dipendenti e fornito una formazione iniziale a oltre 200 ingegneri di cantiere, consentendo così al cantiere di prendere l'iniziativa.

Sfruttare SketchUp BIM/CIM non solo migliora la produttività, ma offre anche ulteriori vantaggi a clienti, utenti delle strutture e altri soggetti coinvolti. Ci impegneremo a mettere in pratica il flusso di lavoro SUBIM, estendendolo ai cantieri e all'intera azienda.

Video dell'intervista al direttore del dipartimento di ingegneria civile delle Ferrovie di Tokyo.
*1 BIM/CIM (Building/Construction Information Modeling, Management) è un flusso di lavoro che parte dalla fase di ricerca e progettazione e utilizza modelli 3D nelle fasi di costruzione, manutenzione e gestione. Viene impiegato per la costruzione, la produzione e la gestione di famiglie di sistemi, aggiungendo informazioni attributive (materiali, resistenza, ecc.) per garantire la gestione della qualità e migliorare la produttività.
*2 L'ingegneria simultanea (CE) è una metodologia volta ad accorciare i cicli di sviluppo e a ridurre i costi attraverso l'esecuzione simultanea di più attività nel processo di sviluppo nel settore manifatturiero e in altri settori, nonché la condivisione di informazioni e il lavoro di gruppo tra i reparti. Si prevede che il BIM abbia i seguenti effetti.

Garantire l'operatività e la qualità anche dopo l'esercizio, recependo le opinioni del responsabile di cantiere e le modifiche ai progetti già in fase di progettazione, migliorando l'aspetto e il comfort nell'utilizzo della struttura.
Considerazione della manutenzione e della gestione (ad esempio, materiali, evitare di realizzare sezioni potenzialmente deboli) tenendo conto del punto di vista del responsabile della manutenzione e della gestione già in fase di progettazione. Fornire le informazioni necessarie durante la fase di manutenzione e gestione in un formato fruibile durante le fasi di progettazione e costruzione migliora l'efficienza e il livello della manutenzione e della gestione.
La collaborazione tra i singoli soggetti coinvolti nel progetto può accelerare il processo decisionale e ridurre i tempi di attesa, accorciando così la durata dei lavori e l'intera durata del progetto. (Ministero del Territorio, delle Infrastrutture, dei Trasporti e del Turismo, Linee guida CIM, Edizione Generale).
*3 Il lavoro di pre-progettazione, che consiste nella valutazione anticipata, nella fase iniziale, di possibili modifiche alle specifiche per i processi successivi, ecc., al fine di migliorare la qualità e ridurre i tempi di realizzazione nei settori industriali dello sviluppo di sistemi e della produzione di prodotti.

Nel caso del BIM, l'effetto desiderato può essere raggiunto modificando le specifiche, verificando l'interferenza delle armature nelle strutture in cemento armato e considerando l'efficacia dei metodi di costruzione provvisoria in fase di progettazione, effettuando ispezioni dal lato della costruzione per prevenire rilavorazioni, ispezioni come la verifica delle procedure di costruzione e ispezioni dal punto di vista della manutenzione e della gestione nelle fasi di progettazione e costruzione. (Dal sito web della Fondazione del Centro di Informazione sulle Costruzioni del Giappone)