5,000 คนใน 6 วัน: การย้ายสถานีรถไฟใต้ดินชิบูย่า 130 เมตร ในโครงการปรับปรุงครั้งใหญ่ของสถานีซูบิม โตเกียว

บริษัท โตเกียว คิวคิว อิเล็กทริก เรลเวย์ (โทคิว) ก่อตั้งขึ้นในปี 1946 เป็นหนึ่งในบริษัทก่อสร้างที่ใหญ่ที่สุดของญี่ปุ่น โดยมีความเชี่ยวชาญในโครงการก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่และโครงการก่อสร้างเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่
ในบทความนี้ โทคิวได้แบ่งปันขั้นตอนการทำงานเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี BIM กับ... สเก็ตช์อัพ ในโครงการก่อสร้างสถานีชิบูย่า สายกินซ่า รถไฟฟ้าใต้ดินโตเกียว

สถานีชิบูย่าของรถไฟฟ้าใต้ดินสายกินซ่าของโตเกียวตั้งอยู่ใจกลางชิบูย่า ซึ่งเป็นย่านยอดนิยมในโตเกียว ในฐานะที่เป็นสายรถไฟฟ้าใต้ดินสำคัญอีกสายหนึ่งควบคู่กับสายฮันโซมอนและฟุกุโตชิน มีผู้โดยสารใช้บริการประมาณ 220,000 คนต่อวัน และสายนี้วิ่งผ่านหลายพื้นที่และอาคารหลังหนึ่งซึ่งมีสถานีตั้งอยู่ภายใน

นับตั้งแต่เปิดให้บริการในปี 1938 การปรับปรุงซ่อมแซมครั้งใหญ่เป็นเรื่องยากลำบาก ปัจจุบันสถานีแห่งนี้ประสบปัญหาดังต่อไปนี้: 1. ไม่สามารถเข้าถึงได้ด้วยรถเข็นคนพิการ 2. ชานชาลาแคบ และ 3. ไม่มีห้องน้ำในสถานี

สถานีชิบูย่ามีแผนจะได้รับการปรับปรุงใหม่โดยคำนึงถึงปัญหาความแออัด ความปลอดภัย และการให้บริการ สถานีชิบูย่าบนสายกินซ่าใหม่เปิดให้บริการเมื่อวันที่ 3 มกราคม 2563 ทำให้สถานีนี้ปราศจากสิ่งกีดขวาง ช่วยลดความแออัด และทำให้การเปลี่ยนสายรถไฟไปยังสถานีอื่นสะดวกยิ่งขึ้น

เนื่องจากสถานียังคงเชื่อมต่อกับห้างสรรพสินค้า จึงจำเป็นต้องย้ายสถานีและชานชาลาไปทางทิศตะวันออก 130 เมตร ไปยังตำแหน่งใหม่ เรามีหน้าที่รับผิดชอบในการย้ายชานชาลาไปทางทิศตะวันออก ซึ่งรวมถึงการลดจำนวนเสา (จากเจ็ดต้นเหลือสามต้นทางด้านตะวันออกของสถานี) และสร้างชานชาลาแบบเกาะกลางที่มีบริการรถไฟทั้งสองด้าน ซึ่งเดิมทีเป็นชานชาลาสำหรับรถไฟโมโนเรลแยกต่างหาก

สถานีใหม่: ชานชาลากว้าง 12 เมตร ตั้งอยู่ระหว่างรางรถไฟสองราง สามารถเข้าถึงได้ด้วยรถเข็นคนพิการโดยใช้ลิฟต์
นอกจากนี้ งานก่อสร้างการเชื่อมต่อชานชาลาเริ่มขึ้นในปี 2552 ควบคู่ไปกับการพัฒนาพื้นที่รอบสถานีชิบูยะ โครงการนี้ซึ่งดำเนินการโดยใช้แบบจำลอง 3 มิติ SketchUp BIM/CIM(*1) ได้รับการประเมินในระดับสูงและได้รับรางวัล i-Construction Excellence Award ประจำปี 2019 จากกระทรวงที่ดิน โครงสร้างพื้นฐาน การขนส่ง และการท่องเที่ยว

มีผู้เข้าร่วมโครงการทั้งหมด 5,000 คน ร่วมงานในโครงการขนาดใหญ่ครั้งนี้ตลอดระยะเวลา 6 วัน ตั้งแต่วันที่ 28 ธันวาคม 2019 ถึง 2 มกราคม 2020
การก่อสร้างเพื่อรองรับการย้ายสถานีรถไฟเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนรางรถไฟสามเส้นทาง การเปลี่ยนรางรถไฟจำเป็นต้องระงับการให้บริการสายกินซ่าชั่วคราว ซึ่งทำให้คุณภาพงานมีความต้องการสูงขึ้น มีปัญหาหลักสามประการที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนรางรถไฟ:

(1) ข้อจำกัดด้านเวลา
ระยะเวลาก่อสร้างเพียงหกวันเท่านั้น สถานที่ก่อสร้างตั้งอยู่ใจกลางกรุงโตเกียว และเป็นส่วนหนึ่งของโครงการปรับปรุงสถานีชิบูย่า การก่อสร้างจึงต้องปฏิบัติตามแผนอย่างละเอียดและประสานงานกับเวลาเปิดทำการของช่องทางเดินรถประจำทางบนถนนเมจิโดริและข้อจำกัดด้านการจราจร ต้องระบุจุดวิกฤตและพัฒนาวิธีแก้ไขและนำไปใช้ให้รวดเร็ว

(2) โครงสร้างสามชั้น
งานก่อสร้างเกี่ยวข้องกับการใช้งานเครนหลายระดับบนพื้นดิน พื้นผิวราง และพื้นผิวโครงสร้างชั่วคราว การดำเนินงานก่อสร้างสามระดับนั้นยากที่จะนำเสนอโดยใช้เพียงภาพวาดสองมิติ เพื่อป้องกันไม่ให้แขนเครนแต่ละตัวชนกัน จึงจำเป็นต้องมีแผนงานโดยละเอียดสำหรับลำดับการหมุนของแขนเครน

(3) การแบ่งปันข้อมูลที่เชื่อถือได้
เนื่องจากมีผู้เข้าร่วมโครงการถึง 5,000 คน จึงจำเป็นต้องมีแผนงาน กระบวนการ และขั้นตอนที่ซับซ้อนและครอบคลุม และการประสานงานระหว่างแผนกต่างๆ จึงเป็นสิ่งสำคัญ
พนักงานทุกคนที่เกี่ยวข้องกับการก่อสร้างต้องได้รับแจ้งข้อมูลเกี่ยวกับตารางเวลาและกระบวนการก่อสร้างที่ซับซ้อนอย่างรวดเร็วและครบถ้วน นอกจากนี้ เนื่องจากต้องมีการดำเนินการสับเปลี่ยนรางรถไฟซึ่งเกี่ยวข้องกับการหยุดเดินรถให้แล้วเสร็จภายในหกวัน ผู้เข้าร่วมโครงการทุกคนจึงต้องมีความเข้าใจในงานอย่างถ่องแท้และเข้าใจกระบวนการและขั้นตอนการก่อสร้างอย่างครบถ้วน

การนำแบบจำลอง 3 มิติ BIM/CIM มาใช้เพื่อให้มั่นใจได้ถึงความถูกต้องแม่นยำในการก่อสร้าง
ในอดีต ภายใต้แนวทางแบบดั้งเดิม หากพบปัญหาด้านการออกแบบหรือจำเป็นต้องตรวจสอบการใช้งาน ซึ่งต้องมีการแก้ไขหรือเปลี่ยนแปลง จะส่งผลให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นและทำให้กำหนดการล่าช้า
สำหรับโครงการนี้ เราขอให้ลูกค้าร่วมมือกับเราในระหว่างกระบวนการตรวจสอบ ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบโครงร่าง เราใช้ SketchUp เพื่อสร้างแบบจำลอง 3 มิติที่รวมมุมมองของผู้รับเหมา จากนั้นจึงดำเนินการออกแบบทางวิศวกรรม (*2) ควบคู่ไปกับการออกแบบผ่านการปรึกษาหารือแบบคู่ขนาน นอกจากนี้ เรายังใช้แบบจำลอง 3 มิติของ SketchUp เพื่อปรึกษาหารือกับหน่วยงานจราจรล่วงหน้าเกี่ยวกับประเด็นด้านความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน เช่น ตำแหน่งของสัญญาณไฟจราจร

การสื่อสารที่ชัดเจนและเข้าใจง่ายเป็นกุญแจสำคัญ เอกสารสองมิติทำให้การสื่อสารเจตนาในการออกแบบและลำดับขั้นตอนของโครงการเป็นไปได้ยาก และ SketchUp ถูกใช้เป็นแพลตฟอร์มในการประสานงานข้อมูลและลำดับขั้นตอนระหว่างทุกแผนกที่เกี่ยวข้อง ซึ่งแต่ละแผนกใช้ชุดไฟล์และไทม์ไลน์ของตนเอง SketchUp เป็นเครื่องมือที่เรียบง่ายและยืดหยุ่นซึ่งทุกแผนกสามารถเรียนรู้ได้ในระยะเวลาอันสั้น SketchUp ถูกนำมาใช้สำหรับการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ ซึ่งช่วยขจัดความลำเอียงในการทำความเข้าใจระหว่างแผนกต่างๆ
นอกจากนี้ การใช้ VR (Virtual Reality) และโมเดล 4 มิติในการตรวจสอบ จะช่วยให้การทำงานส่วนหน้า (*3) สำเร็จลุล่วงได้ด้วยการเพิ่มไทม์ไลน์และการเคลื่อนไหวแบบนาทีต่อนาทีลงในโมเดล 3 มิติของ SketchUp จุดมุ่งหมายของการทำงานส่วนหน้าคือการตรวจสอบประสิทธิภาพของงานก่อสร้างและขั้นตอนการก่อสร้างในระยะเริ่มต้นของโครงการ เพื่อให้สามารถตัดสินใจได้อย่างรวดเร็ว หลีกเลี่ยงการทำงานซ้ำ และเพิ่มผลผลิตโดยการแบ่งปันข้อมูลที่สอดคล้องกันระหว่างเจ้าหน้าที่จำนวนมากที่เกี่ยวข้องในกระบวนการก่อสร้าง

การจำลองแบบดิจิทัล (ซ้าย) และการจำลอง ณ สถานที่จริง (ขวา)
ด้วยวิธีการนี้ เราสามารถลดเวลาที่ผู้จัดการงานก่อสร้างใช้ในการทำความเข้าใจโครงการลงได้ประมาณครึ่งหนึ่ง และเมื่อพิจารณาเป็นรายโครงการ เราสามารถลดต้นทุนแรงงานได้ประมาณ 60%
บริษัทของเราไม่ได้พึ่งพาบริษัทภายนอกที่เชี่ยวชาญด้าน BIM/CIM เราใช้ SketchUp เราพัฒนาคู่มือทักษะสำหรับพนักงานของเรา และเราได้ให้การฝึกอบรมเบื้องต้นแก่วิศวกรภาคสนามกว่า 200 คน ซึ่งทำให้ไซต์งานก่อสร้างสามารถริเริ่มดำเนินการได้เอง

การใช้ SketchUp BIM/CIM ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน แต่ยังให้ประโยชน์เพิ่มเติมแก่ลูกค้า ผู้ใช้งานสิ่งอำนวยความสะดวก และผู้เกี่ยวข้องอื่นๆ เราจะพยายามนำเวิร์กโฟลว์ SUBIM ไปใช้ในทางปฏิบัติ โดยขยายไปยังสถานที่ก่อสร้างต่างๆ และขยายไปยังทั้งบริษัท

วิดีโอสัมภาษณ์ผู้อำนวยการฝ่ายวิศวกรรมโยธา การรถไฟโตเกียว
*1 BIM/CIM (Building/Construction Information Modeling, Management) คือกระบวนการทำงานที่เริ่มต้นตั้งแต่ขั้นตอนการวิจัยและการออกแบบ และนำแบบจำลอง 3 มิติไปใช้ในขั้นตอนการก่อสร้าง การบำรุงรักษา และการจัดการ โดยใช้สำหรับการก่อสร้าง การผลิต และการจัดการระบบต่างๆ พร้อมทั้งเพิ่มข้อมูลคุณลักษณะ (วัสดุ ความแข็งแรง ฯลฯ) เพื่อให้มั่นใจในการจัดการคุณภาพและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต
*2 วิศวกรรมพร้อมกัน (Concurrent Engineering: CE) เป็นวิธีการที่มุ่งเน้นการลดระยะเวลาการพัฒนาและลดต้นทุนโดยการดำเนินการหลายงานพร้อมกันในกระบวนการพัฒนาในอุตสาหกรรมการผลิตและอุตสาหกรรมอื่นๆ รวมถึงการแบ่งปันข้อมูลและการทำงานเป็นกลุ่มระหว่างแผนกต่างๆ คาดว่า BIM จะส่งผลดังต่อไปนี้

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสามารถใช้งานได้และมีคุณภาพหลังการใช้งาน โดยสะท้อนความคิดเห็นของผู้จัดการงานก่อสร้างและการเปลี่ยนแปลงแผนงานในขั้นตอนการออกแบบ เพื่อปรับปรุงรูปลักษณ์และความสะดวกสบายในการใช้งานของสถานที่
การพิจารณาเรื่องการบำรุงรักษาและการจัดการ (เช่น วัสดุ การไม่ติดตั้งส่วนที่อาจอ่อนแอ) โดยสะท้อนความคิดเห็นของผู้รับผิดชอบด้านการบำรุงรักษาและการจัดการในขั้นตอนการออกแบบ การจัดเตรียมข้อมูลที่จำเป็นในระหว่างขั้นตอนการบำรุงรักษาและการจัดการในรูปแบบที่ใช้งานได้ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบและการก่อสร้าง จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและระดับของการบำรุงรักษาและการจัดการ
การทำงานร่วมกันของบุคคลที่เกี่ยวข้องในโครงการสามารถเร่งการตัดสินใจและลดระยะเวลารอคอย ส่งผลให้ระยะเวลาก่อสร้างและระยะเวลาของโครงการทั้งหมดสั้นลง (แนวทางปฏิบัติทั่วไปของ CIM กระทรวงที่ดิน โครงสร้างพื้นฐาน การขนส่ง และการท่องเที่ยว)
*3 งานส่วนหน้า (Front-end work) คือการพิจารณาการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นในข้อกำหนดสำหรับกระบวนการในภายหลัง ฯลฯ ล่วงหน้าในขั้นตอนเริ่มต้น เพื่อปรับปรุงคุณภาพและลดระยะเวลาการก่อสร้างในอุตสาหกรรมด้านการพัฒนาระบบและการผลิตผลิตภัณฑ์

ในกรณีของ BIM ผลลัพธ์ที่ต้องการสามารถบรรลุได้โดยการเปลี่ยนแปลงข้อกำหนดโดยการตรวจสอบการรบกวนของเหล็กเสริมในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก และพิจารณาประสิทธิภาพของวิธีการก่อสร้างชั่วคราวในขั้นตอนการออกแบบ การตรวจสอบโดยฝ่ายก่อสร้างเพื่อป้องกันการทำงานซ้ำ การตรวจสอบต่างๆ เช่น การตรวจสอบขั้นตอนการก่อสร้าง และการตรวจสอบจากมุมมองของฝ่ายบำรุงรักษาและการจัดการในขั้นตอนการออกแบบและการก่อสร้าง (จากเว็บไซต์ของมูลนิธิศูนย์ข้อมูลการก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่น)