După aproape 20 de ani de șantier, Gotthard Base Tunnel a fost dat în folosință pe 11 decembrie 2016, zi care a marcat sfârșitul proiectului secolului. Cu un traseu lung de 57 de kilometri prin Masivul Saint-Gotthard, între Erstfeld și Bodio, tunelul Gotthard este cel mai lung tunel feroviar din lume.
Consorțiul de inginerie Gotthard-Basistunnel Nord, condus de Gähler und Partner AG, cu sediul în Ennetbaden, a fost responsabil pentru lucrările de proiectare și managementul local de șantier al secțiunilor de nord Erstfeld și Amsteg. Alți parteneri ai consorțiului de inginerie au fost Gruner AG, Rothpletz, Lienhard + Cie AG și CES Bauingenieur AG.
„Modelul 3D creat cu Allplan Engineering ne-a fost foarte util în Amsteg, unde două galerii de acces se întâlnesc cu alte două tronsoane de tunel.”
Raphael Wick, Gähler und Partner AG
Allplan Engineering, software-ul BIM CAD, a susținut firma Gähler und Partner AG în dezvoltarea planurilor de execuție, uneori foarte complexe, și a asigurat schimbul eficient de date în cadrul consorțiului de inginerie. Raphael Wick, CEO-ul Gähler und Partner AG și de asemenea managerul general de proiect din partea consorțiului de inginerie GBT Nord, privește în urmă la acest proiect cu mândrie și satisfacție, dar și cu o oarecare ușurare. Fazele de dezvoltare, planificare și execuție au început în 1989 cu studii și audit, iar 5 ani mai târziu au continuat cu plasarea comenzilor pentru planificarea ambelor secțiuni din nord.
INFORMAȚII DESPRE PROIECT
- Software folosit: Allplan Engineering
GOTTHARD BASE TUNNEL ÎN CIFRE
- Lungime: 57 de kilometri (cel mai lung tunel feroviar din lume)
- Durata călătoriei prin tunel: 20 de minute pentru trenurile de călători
- Viteza maximă: până la 250 km/h pentru trenurile de călători
- Înălțimea maximă a masivului: 2,450 de metri
- Timp de execuție: 17 ani
- Material excavat: 28 de milioane de tone
- Implicați în construcție: 2,600 de oameni
- Dat în folosință: 11 Decembrie 2016
- Costuri: aprox. 24 miliarde de franci elvețieni
- Client: AlpTransit Gotthard AG
- Proiectare și management de șantier pentru secțiunile Erstfeld și Amsteg: consorțiul de inginerie Gotthard-Basistunnel Nord: Gähler und Partner AG (lead); Gruner AG; Rothpletz, Lienhard + Cie AG and CES Bauingenieur AG
- Informații: software-ul BIM Allplan Engineering a susținut firma Gähler und Partner AG în dezvoltarea planurilor complexe de execuție și a asigurat schimbul eficient de date în cadrul consorțiului de inginerie
CEL MAI LUNG TUNEL FEROVIAR DIN LUME
Pentru a permite funcționarea sistemului cu două tuneluri, fiecare cu o singură cale ferată și cu lungimea de 57 de kilometri, în timpul construcției tunelului Gotthard au fost excavați peste 150 de kilometri de tunel, galerii de acces, pasaje transversale și puțuri. 28 de milioane de tone de rocă au fost dinamitate sau tăiate de cele patru mașini de forat tuneluri.
Cele două stații multifuncționale din Faido și Sedrun împart cele două tuburi de tunel în trei secțiuni de lungimi aproximativ egale. În aceste puncte sunt amplasate stațiile pentru oprirea de urgență și două macazuri care permit trenurilor să treacă dintr-un tunel în celălalt, astfel încât să se poată de exemplu efectua lucrări de întreținere în tuburi fără trafic feroviar. Tot aici se află și sistemul de alimentare și evacuare a aerului, precum și multe alte instalații tehnice. Tunelul de bază este conectat la linia principală SBB existentă prin liniile deschise de legătură la nord și la sud de cele două portaluri din Erstfeld și Bodio.
Din motive de logistică a proiectării și execuției, clientul AlpTransit Gotthard AG a împărțit tunelul de bază Gotthard în următoarele tronsoane: Gotthard Nord (4,4 km de traseu deschis), Erstfeld (7,8 km), Amsteg (11,3 km), Sedrun (8,5 km), Faido (13,5 km), Bodio (15,9 km) și Gotthard Sud (7,8 km de traseu deschis). Pentru a economisi timp și bani, lucrările de execuție pe diferitele tronsoane au fost coordonate și uneori efectuate simultan. În faza principală de construcție au fost implicați până la 2.600 de oameni pentru realizarea proiectului de construcție al secolului.
În ultimii 25 de ani, consorțiul de inginerie GBT Nord a colaborat pentru lucrările la secțiunile Erstfeld și Amsteg cu specialiști din mai mult de o duzină de domenii. În acest timp, a desfășurat lucrări de aproximativ 500 de ani de muncă contorizată în resursă umană: „Pentru mulți angajați, tunelul Gotthard a fost munca lor de-o viață”, spune Raphael Wick, manager general de proiect din partea consorțiului de inginerie GBT Nord și reprezentant al Gähler und Partner.
SECȚIUNEA ERSTFELD
Secțiunea Erstfeld are 7,8 kilometri lungime. Primii 600 de metri ai tunelului de bază Gotthard au început ca un tunel realizat prin metoda săpăturii deschise. Acesta se continuă apoi cu tuburile tunelului, ambele lungi de aproximativ 7,1 kilometri și excavate folosind tehnici miniere. Secțiunea lor transversală, cu un diametru de excavare de 9,58 metri, a fost excavată cu aceleași două mașini de forat tuneluri care deschiseseră deja tronsonul Amsteg.
Datorită prognozelor geologice favorabile, mulți specialiști s-au referit la secțiunea Erstfeld prin sintagma „secțiunea sprinter”. De aceea, excavarea ambelor tuburi a fost finalizată cu aproximativ șase luni mai devreme decât era planificat, cu un randament mediu de 18,27 metri / zi lucrătoare pentru tubul de est și 16,27 metri / zi pentru tubul de vest. În iulie 2009, minerii din tubul vestic au stabilit un nou record mondial cu o rată de avans de 56 de metri în 24 de ore. Pe de altă parte, volumul neașteptat de mare de apă din timpul forării tunelului din această secțiune a fost un motiv serios de îngrijorare pentru Raphael Wick și echipa sale. Debitul de apă a ajuns până la 450 litri/secundă în perioada de topire a zăpezilor.
SECȚIUNEA AMSTEG
Cele două tuneluri ale Gotthard Base Tunnel, care se interconectează la fiecare 325 de metri, formează piesa centrală a secțiunii Amsteg, care are aproximativ 11 kilometri lungime. Înainte ca excavările de tunel înspre Sedrun să poată începe, a trebuit să fie construită o galerie de acces lungă de 1,8 kilometri. Apoi a urmat excavarea unui „punct de bază” cu utilaje cu tehnologie feroviară, galerii de construcție și intersecții.
O mașină de forat tuneluri cu un diametru de 3,7 metri a creat un canal pentru cabluri lung de 1,8 kilometri pentru a se putea realiza conectarea la centrul subteran al centralei Amsteg în vederea alimentării ulterioare a tracțiunii.
Primii 400 de metri din fiecare tub de tunel și galeriile de asamblare pentru montarea mașinilor de forat tuneluri au fost obținute prin dinamitare. Ambele mașini de forat au început apoi să avanseze la capacitate maximă spre Sedrun la intervale de trei luni. După ce s-a traversat o zonă posibil fisurată fără probleme în tubul vestic, forajele s-au oprit brusc când apa infiltrată a adunat material liber pe capul de foraj și a provocat un blocaj. Pentru a elibera mașina de forat, aceasta a trebuit să dea înapoi prin tubul de est, după care întreaga zonă slăbită a fost consolidată cu injecții masive. Lucrările la cele două tuneluri au putut fi reluate după o pauză de aproximativ șase luni. În ciuda blocajelor și datorită unui randament zilnic de 11,05 metri, crearea ambelor tuburi către tronsonul Sedrun a fost finalizată cu câteva luni înainte de termen.
OPTIMIZAREA COSTURILOR FOLOSIND CAD PENTRU TRASAREA TUNELULUI
Întregul tunel de bază, incluzând pasajele transversale și stațiile multifuncționale, are pereți dubli. După punerea în siguranță a săpăturii, s-au montat in situ o garnitură de etanșare și o căptușeală din beton a tunelului. În Secțiunile Erstfeld și Amsteg, antreprenorul a folosit trei unități de cofraj, fiecare cu două cofraje culisante de 10 metri lungime, pentru placarea și căptușirea tunelului. Una din realizările logistice extraordinare a fost betonarea a până la 60 de metri cofrați pe zi. Mai exact, pentru fiecare zece luni de execuție, au fost realizați câte 22 de kilometri de manta pentru fiecare sector. Datorită optimizării geometrice a căptușelii tunelului și a sprijinului oferit de Allplan Engineering, în tronsoanele Erstfeld și Amsteg au fost economisiți în total 89.000 de metri cubi de beton, în valoare de aproximativ 19 milioane de franci elvețieni.
Raphael Wick descrie metoda selectată pentru acest scop astfel: „Poziția exactă a suportului de excavare a fost integrată cu o relevare digitală a suprafeței. Aceste date au fost citite în Allplan Engineering și stocate în profilele standard. Luând în considerare toate specificațiile, configurația optimă a cofrajului a fost apoi determinată și transmisă pe șantier pentru implementare.” Inginerii de la Gähler und Partner au folosit proiectarea în 3D oriunde existau secțiuni dificile sau zone cu probleme pentru a putea edita cel mai bine aceste componente, bazându-se pe vizualizarea modelului 3D. Raphael Wick enumeră câteva exemple:
„În Erstfeld și Amsteg, de exemplu, la proiectarea traseelor spațiale complexe de cabluri. În Amsteg, modelul 3D ne-a fost foarte util în situația în care două galerii se întâlnesc în ambele tuburi de tunel. Intersecțiile spațiale rezultate ale diferitelor structuri au fost prezentate și editate în mod ideal în vizualizarea 3D. Dar sistemul 3D ne-a oferit și garanția că armătura desenată s-ar potrivi cu adevărat în etapa elaborării planurilor de armătură.”
MAI MULT DE 1000 DE PLANȘE CREATE
Gähler und Partner AG folosește Allplan, cu 24 de licențe, și în alte proiecte: în construcții de clădiri, proiectare structurală, inginerie civilă și minerit subteran. Firma, preluată în decembrie 1988 de către directorii executivi, are în prezent aproximativ 110 de angajați. Jumătate dintre aceștia lucrează în construcția de clădiri, construcția de tuneluri fiind inclusă printre competențele de bază în construcția de infrastructură. Angajații au la dispoziție pentru gestionarea acestor proiecte în jur de 60 de programe diferite de la diverși furnizori de software specializați, care sunt întreținute de doi specialiști interni.
Pentru secțiunea Amsteg planșele au fost create încă folosind software-ul CAD Speedikon. Allplan Engineering a fost utilizat pentru prima oară la sfârșitul lucrărilor de la Amsteg și la începutul planificării execuției în Erstfeld. Noul software a trecut cu bine prin botezul focului: toate planșele au fost preluate fără erori și au fost editate în continuare fără probleme. „Faptul că transferul de date a funcționat atât de bine a fost pentru noi unul din factorii semnificativi de succes”, își amintește Raphael Wick.
Gähler und Partner AG a profitat de fiabilitatea Allplan Engineering și pentru schimbul de date în relația de cooperare din cadrul consorțiului de inginerie sau cu alți parteneri de proiect. „În acest proiect au fost folosite o multitudine de programe cu o gamă extrem de largă de versiuni. În consecință, era important ca desenele să poată fi transferate la o calitate perfectă și fără pierderi de date. Cu Allplan Engineering, nu au fost probleme cu asta”, spune inginerul, discutând despre experiența sa, înainte de a adăuga: „Am creat un total de aproximativ 120 de blocuri de paginare diferite și peste 1.000 de planșe pentru ambele secțiuni ale tunelului de bază. A fost un volum uriaș de date căruia programul a reușit să-i facă față fără probleme.”
LUCRĂRI ÎN VALOARE DE 1.5 MILIARDE DE FRANCI ELVEȚIENI
În cei aproape 15 ani de construcție la secțiunile Erstfeld și Amsteg, consorțiul de inginerie Gotthard-Basistunnel Nord a derulat un volum de lucrări în valoare de aproximativ 1,5 miliarde de franci elvețieni. Raphael Wick, managerul de proiect responsabil, este foarte mândru că a fost implicat atât de mult într-un proiect atât de important.
În retrospectivă, ce a fost crucial pentru succesul acestui proiect major?
„Multe probleme nu sunt deloc probleme dacă se cultivă o cultură a corectitudinii și a parteneriatului colaborativ între toți partenerii de proiect. De asemenea, asta înseamnă că nu avem nevoie de avocați”, răspunde Raphael Wick. De asemenea, el măsoară succesul și prin faptul că proiectele urmărite au fost realizate în termen, au respectat bugetul dat și au bifat toate cerințele de calitate.
“Folosind Allplan Engineering, am reușit să ne descurcăm fără probleme cu un volum uriaș de date.” Raphael Wick, Gähler und Partner AG
