5.000 người trong 6 ngày: Di dời 130 mét ga tàu điện ngầm Shibuya trong dự án cải tạo lớn Tokyo Subim.

Được thành lập vào năm 1946, Công ty Đường sắt Điện Tokyo Kyukyu (Tokyu) là một trong những công ty xây dựng lớn nhất Nhật Bản, chuyên về các dự án xây dựng cơ sở hạ tầng quy mô lớn và các dự án xây dựng thương mại quy mô lớn.
Trong bài viết này, Tokyu chia sẻ quy trình làm việc về cách áp dụng công nghệ BIM với... Sketchup trong dự án xây dựng ga Shibuya thuộc tuyến tàu điện ngầm Ginza của Tokyo.

Ga Shibuya thuộc tuyến tàu điện ngầm Ginza của Tokyo Metro nằm ở trung tâm Shibuya, một khu vực nổi tiếng ở Tokyo. Là một tuyến tàu điện ngầm quan trọng cùng với các tuyến Hanzomon và Fukutoshin, tuyến này phục vụ khoảng 220.000 lượt người đi lại mỗi ngày, và đi qua nhiều địa điểm quan trọng.VàTòa nhà có nhà ga nằm bên trong.

Kể từ khi khánh thành năm 1938, việc tái thiết quy mô lớn nhà ga này gặp nhiều khó khăn. Hiện tại, nhà ga đang gặp phải các vấn đề sau: 1. không có lối đi dành cho người sử dụng xe lăn; 2. sân ga hẹp; và 3. không có nhà vệ sinh trong nhà ga.

Ga Shibuya dự kiến ​​sẽ được tái thiết nhằm giải quyết vấn đề tắc nghẽn giao thông, đảm bảo an toàn và nâng cao chất lượng dịch vụ. Ga Shibuya trên tuyến Ginza mới đã khai trương vào ngày 3 tháng 1 năm 2020, giúp ga trở nên không có rào cản, giảm bớt tắc nghẽn và tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc chuyển tuyến đến và đi từ các tuyến đường sắt khác.

Do nhà ga và các sân ga vẫn đang hoạt động và được kết nối với trung tâm mua sắm, nên chúng phải được di dời 130 mét về phía đông đến một vị trí mới. Chúng tôi chịu trách nhiệm di dời sân ga về phía đông, bao gồm việc giảm số lượng cột (từ bảy xuống còn ba ở phía đông nhà ga) và xây dựng một sân ga đảo với dịch vụ đường sắt ở cả hai phía, vốn ban đầu là một sân ga đường ray đơn riêng biệt.

Nhà ga mới: sân ga rộng 12 mét, nằm giữa hai đường ray, có lối đi dành cho người sử dụng xe lăn bằng thang máy.
Ngoài ra, công việc kết nối sân ga bắt đầu vào năm 2009, song song với việc tái phát triển khu vực xung quanh ga Shibuya. Dự án này, được thực hiện với sự hỗ trợ của mô hình 3D SketchUp BIM/CIM(*1), đã được đánh giá cao và nhận được Giải thưởng Xuất sắc về Xây dựng i-Construction năm 2019 từ Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông và Du lịch.

Tổng cộng 5.000 người tham gia dự án đã thực hiện công việc quy mô lớn này trong suốt 6 ngày, từ ngày 28 tháng 12 năm 2019 đến ngày 2 tháng 1 năm 2020.
Công tác xây dựng để phục vụ việc di dời nhà ga bao gồm việc thay thế ba tuyến đường sắt. Việc thay thế các tuyến đường sắt này đòi hỏi phải tạm ngừng hoạt động tuyến Ginza, điều này làm tăng yêu cầu về chất lượng công việc. Có ba vấn đề chính liên quan đến việc thay thế các tuyến đường sắt:

(1) Hạn chế về thời gian
Thời gian thi công chỉ vỏn vẹn sáu ngày. Công trường nằm ở trung tâm Tokyo, và là một phần của dự án tái phát triển ga Shibuya, việc thi công phải tuân theo một kế hoạch chi tiết và phối hợp chặt chẽ với giờ mở cửa của làn đường xe buýt Meiji-dori và các quy định hạn chế giao thông. Các điểm mấu chốt phải được xác định, giải pháp và triển khai nhanh chóng.

(2) Cấu trúc ba lớp
Công trình bao gồm các hoạt động cẩu nhiều tầng trên mặt đất, mặt đường ray và bề mặt kết cấu tạm thời. Các hoạt động xây dựng ba tầng rất khó thể hiện chỉ bằng bản vẽ hai chiều. Để tránh cần cẩu va chạm vào nhau, cần có một kế hoạch làm việc chi tiết về trình tự xoay cần cẩu.

(3) Chia sẻ thông tin đáng tin cậy
Với 5.000 người tham gia dự án, cần có những kế hoạch, quy trình và thủ tục phức tạp và rộng khắp, và sự phối hợp giữa các bộ phận là yếu tố then chốt.
Tất cả công nhân tham gia xây dựng đều phải được thông báo nhanh chóng và đầy đủ về tiến độ và quy trình xây dựng phức tạp. Ngoài ra, vì các hoạt động chuyển đổi đường ray liên quan đến việc dừng tàu phải được hoàn thành trong vòng sáu ngày, tất cả những người tham gia dự án phải có cùng một sự hiểu biết trực quan về công việc và nắm vững các quy trình và thủ tục xây dựng.

Ứng dụng mô hình 3D BIM/CIM để đảm bảo tính chính xác trong xây dựng.
Trước đây, theo phương pháp truyền thống, nếu phát hiện các vấn đề về thiết kế hoặc cần xem xét lại khả năng vận hành, đòi hỏi phải sửa đổi hoặc thay đổi, thì sẽ dẫn đến chi phí tăng cao và chậm trễ tiến độ.
Đối với dự án này, chúng tôi đã yêu cầu khách hàng hợp tác với chúng tôi trong quá trình xem xét. Trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, chúng tôi đã sử dụng SketchUp để tạo mô hình 3D bao gồm cả góc nhìn của nhà thầu, và sau đó triển khai thiết kế kỹ thuật (*2) song song với thiết kế thông qua tư vấn song song. Ngoài ra, chúng tôi đã sử dụng mô hình 3D SketchUp để tham khảo ý kiến ​​trước với sở giao thông về các vấn đề an toàn vận hành như vị trí của các tín hiệu.

Giao tiếp rõ ràng và dễ hiểu là chìa khóa. Tài liệu hai chiều gây khó khăn trong việc truyền đạt ý đồ thiết kế và trình tự dự án, và SketchUp được sử dụng như một nền tảng để phối hợp thông tin và trình tự giữa tất cả các bộ phận liên quan, mỗi bộ phận sử dụng bộ tệp và mốc thời gian riêng. SketchUp là một công cụ đơn giản và linh hoạt mà mọi bộ phận đều có thể thành thạo trong thời gian ngắn. SketchUp được sử dụng để mô hình hóa 3D, loại bỏ mọi sự thiên vị trong hiểu biết giữa các bộ phận.
Ngoài ra, bằng cách sử dụng VR (Thực tế ảo) và mô hình 4D để xem xét, công việc tiền kỳ (*3) được thực hiện bằng cách thêm dòng thời gian và chuyển động theo từng phút vào mô hình 3D SketchUp. Trọng tâm của công việc tiền kỳ là kiểm tra hiệu quả của công việc xây dựng và các quy trình xây dựng ở giai đoạn đầu của dự án để có thể đưa ra quyết định nhanh chóng, tránh làm lại và tăng năng suất bằng cách cho phép chia sẻ thông tin nhất quán giữa nhiều nhân viên tham gia vào quá trình xây dựng.

Mô phỏng kỹ thuật số (trái) và thực địa (phải)
Với phương pháp này, thời gian cần thiết để người quản lý xây dựng hiểu dự án đã giảm khoảng một nửa. Tính trên từng dự án, chúng tôi đã giảm được chi phí nhân công khoảng 60%.
Công ty chúng tôi không phụ thuộc vào các công ty bên ngoài chuyên về BIM/CIM. Chúng tôi sử dụng SketchUp, xây dựng cẩm nang kỹ năng cho nhân viên và đào tạo ban đầu cho hơn 200 kỹ sư hiện trường, nhờ đó giúp công trường chủ động hơn.

Việc tận dụng SketchUp BIM/CIM không chỉ giúp cải thiện năng suất mà còn mang lại những lợi ích bổ sung cho khách hàng, người sử dụng cơ sở vật chất và các bên liên quan khác. Chúng tôi sẽ nỗ lực đưa quy trình làm việc SUBIM vào thực tiễn, phổ biến nó đến các công trường xây dựng và mở rộng ra toàn bộ công ty.

Video phỏng vấn Giám đốc Phòng Kỹ thuật Xây dựng Đường sắt Tokyu
*1 BIM/CIM (Mô hình hóa và quản lý thông tin xây dựng) là một quy trình làm việc bắt đầu từ giai đoạn nghiên cứu và thiết kế, sau đó triển khai các mô hình 3D trong các giai đoạn xây dựng, bảo trì và quản lý. Nó được sử dụng để xây dựng, sản xuất và quản lý các hệ thống kết cấu, đồng thời bổ sung thông tin thuộc tính (vật liệu, độ bền, v.v.) để đảm bảo quản lý chất lượng và nâng cao năng suất.
*2 Kỹ thuật đồng thời (Concurrent Engineering - CE) là một phương pháp nhằm mục đích rút ngắn chu kỳ phát triển và giảm chi phí thông qua việc thực hiện đồng thời nhiều nhiệm vụ trong quá trình phát triển trong ngành sản xuất và các ngành công nghiệp khác, cũng như chia sẻ thông tin và làm việc nhóm giữa các bộ phận. BIM được kỳ vọng sẽ có những tác động sau.

Đảm bảo khả năng vận hành và chất lượng sau khi vận hành bằng cách phản ánh quan điểm của người quản lý xây dựng và những thay đổi trong kế hoạch ở giai đoạn thiết kế, cải thiện diện mạo và sự thoải mái khi sử dụng công trình.
Cần xem xét vấn đề bảo trì và quản lý (ví dụ: vật liệu, không thiết kế các phần có thể yếu) bằng cách phản ánh quan điểm của người chịu trách nhiệm bảo trì và quản lý ngay từ giai đoạn thiết kế. Việc cung cấp thông tin cần thiết trong giai đoạn bảo trì và quản lý dưới dạng dễ sử dụng trong suốt giai đoạn thiết kế và thi công sẽ nâng cao hiệu quả và chất lượng bảo trì và quản lý.
Sự hợp tác giữa các cá nhân tham gia dự án có thể đẩy nhanh quá trình ra quyết định và giảm thời gian chờ đợi, từ đó rút ngắn thời gian thi công và tổng thời gian của toàn bộ dự án. (Hướng dẫn CIM của Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông vận tải và Du lịch, ấn bản chung).
*3 Công việc tiền kỳ, tức là xem xét trước những thay đổi có thể xảy ra về thông số kỹ thuật cho các quy trình sau này, v.v., ở giai đoạn ban đầu nhằm mục đích nâng cao chất lượng và rút ngắn thời gian xây dựng trong các lĩnh vực phát triển hệ thống và sản xuất sản phẩm.

Đối với BIM, hiệu quả mong muốn có thể đạt được bằng cách thay đổi các thông số kỹ thuật, kiểm tra sự cản trở của cốt thép trong kết cấu bê tông cốt thép và xem xét hiệu quả của các phương pháp thi công tạm thời ở giai đoạn thiết kế, kiểm tra từ phía nhà thầu để tránh làm lại, kiểm tra quy trình thi công, và kiểm tra từ góc độ bảo trì và quản lý ở cả giai đoạn thiết kế và thi công. (Theo trang web của Quỹ Trung tâm Thông tin Xây dựng Nhật Bản)