Pionierarbeit für Open BIM in einem Schweizer Eisenbahntunnel-Projekt

Projektbeschreibung:

Die Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) und ILF Beratende Ingenieure wenden Open BIM auf den 8,25 km langen Brüttener Eisenbahntunnel in der Schweiz an. Die geschätzten Kosten des Tunnels belaufen sich auf 1 Milliarde Euro.

Im August 2017 haben die Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) das “Vorprojekt” an die Ingenieurgemeinschaft IG Brütt, bestehend aus ILF Zürich, sowie den Partnern Emch & Berger und Aegerter + Bosshardt, vergeben. ILF hat die Federführung der Arbeitsgemeinschaft und ist auch für die BIM-Gesamtkoordination zuständig.

Derzeit sind 40 Mitarbeiter der SBB und 7 beteiligte Ingenieur- und Architekturbüros als CatendaHub-Anwender in dem Brüttener Projekten registriert – die Kerngruppe besteht aus 15 Personen, die CatendaHub täglich nutzen.

“CatendaHub hat sich für uns als sehr nützlich erwiesen. Es ist sehr intuitiv, viele Leute im Projekt nutzen es täglich. Es funktioniert gut, die Koordination ist intuitiv, und es ist faszinierend zu beobachten, wie sich unsere Arbeitsabläufe durch die Verwendung des Modells als Projektzentrale verändern”, erklärt Jonathan Dunn von ILF.

BIM schafft einen neuen Arbeitsablauf

Für die SBB war der Einsatz einer webbasierten Software für die Zusammenarbeit erforderlich. ILF evaluierte mehrere webbasierte Koordinationsplattformen. Das Produkt der Wahl war CatendaHub.

“CatendaHub bietet eine perfekte Kombination aus Preis, Leistung und Benutzerfreundlichkeit. Außerdem verfügt es über eine offene API, die es uns ermöglicht, unsere Modelle in zukünftige Anwendungen zu integrieren”, so Jonathan Dunn.

“In der Vorentwurfsphase, in der wir uns derzeit befinden, erfordert unser Arbeitsablauf in CatendaHub, dass wir in einem früheren Stadium detaillierter arbeiten, als wir es in unserem regulären Arbeitsablauf getan hätten, was zwar mehr Aufwand bedeutet, aber auch Probleme aufgedeckt hat, die wir vorher vielleicht übersehen hätten. Ursprünglich waren wir besorgt, dass das komplexe, 10 km lange Projekt zu lang für eine offene BIM-Plattform sein könnte, aber das war überhaupt kein Problem”, sagt Jonathan Dunn von ILF.

Es ist das erste Mal, dass sowohl die SBB als auch ILF mit ihren Joint-Venture-Partnern ein Projekt dieser Größe und Art in Angriff genommen haben. Für alle Beteiligten war es eine Reise in unbekanntes Terrain mit einem unvorhersehbaren Ausgang.

“Was uns so ungemein zufrieden stellt, ist die Tatsache, dass es uns gelungen ist, alle auftretenden Probleme zu lösen, einen effektiven, nutzbaren und strukturierten Informationscontainer für Projektdaten zu schaffen und einen vollständig integrierten 3D-Konstruktionsprozess zu haben. Es ist uns gelungen, uns selbst und den Kunden vom Wert unseres Ansatzes und unserer Methoden zu überzeugen. Wir waren in der Lage – im Wesentlichen von Grund auf – einen soliden Rahmen für künftige Projekte zu entwickeln, und das ist keine kleine Leistung”, fährt Dunn fort.

Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass die Projektdokumentation in BIM wesentlich strukturierter und rationeller ist als ein herkömmlicher 2D-Entwurf. Die Wirksamkeit des Modells als “Single Source of Truth” für den Kunden und den BIM-Prozess ist aus erster Hand belegt und eignet sich ideal für den multidisziplinären Charakter von Eisenbahntunnelprojekten.

“Ein positiver Nebeneffekt der BIM-Planung ist, dass sie unseren Mitarbeitern tatsächlich mehr Spaß macht als die 2D-Planung! Modellieren kann ein fesselnder und faszinierender Prozess sein”, sagt Jonathan Dunn.

Ein erfolgreiches BIM-Pilotprojekt

Der ursprüngliche Projektumfang sah vor, einen kleinen Teil des Brüttener Tunnels als BIM-Pilotprojekt zu nutzen. Der Testlauf wurde erfolgreich abgeschlossen, und im Juni 2018 entschieden sich die SBB, die BIM-Planung in Auftrag zu geben und auf das gesamte Projekt auszuweiten.

Der Tunnelbau in der Schweiz hat ein jährliches Investitionsvolumen von rund 2,5 Milliarden Schweizer Franken, was etwa 15 % aller Tiefbauprojekte oder rund 4 % der gesamten Bauausgaben ausmacht. Die SBB ist mit der Entwicklung einer BIM-Strategie beschäftigt, zu der auch die Umsetzung von rund 20 BIM-Pilotprojekten gehört. Das Ziel ist die Einführung von BIM in allen Projekten bis etwa 2025. Diese Pilotprojekte umfassen eine Vielzahl von Projekten, von Immobilienprojekten bis hin zu Überführungen, Bahnsteigen, Gleisumbauten und Nebenbauten.

Der Brüttener Tunnel war nicht als Pilotprojekt vorgesehen, da die SBB vor einem so großen Schritt erst noch Erfahrungen sammeln wollte. Auf Initiative von Josef Sautter, dem für den Tunnel zuständigen Projektleiter der SBB, wurde er zu einem BIM-Projekt. Er wollte vor allem den offenen BIM-Ansatz testen, eine ehrgeizige Entscheidung angesichts der Tatsache, dass so viele Bauherren auf einen geschlossenen BIM-Ansatz setzen.

Die SBB hat sich eindeutig für Open BIM ausgesprochen. Open BIM ist der universelle Ansatz für das Entwerfen, Dokumentieren und Exportieren von Gebäudemodellen auf der Grundlage von proprietärer und nicht-proprietärer Software, die für offene Standards und Arbeitsabläufe zertifiziert ist. Open BIM ist eine Initiative der buildingSMART-Organisation, die weltweit von allen buildingSMART-Mitgliedern, den meisten Softwareanbietern und Endanwendern in der AEC-Branche unterstützt und gefördert wird. Die Sprache für den Austausch von Modellinformationen ist IFC (Industry Foundation Classes). Probleme, die während des Entwurfsprozesses auftreten, werden über das gemeinsame BCF (BIM Coordination Format) kommuniziert.

Lösung eines Verkehrsengpasses

Mit dem Brüttener Eisenbahntunnel wird ein Verkehrsengpass beseitigt und der leistungsfähiger Bahnknotenpunkt Winterthur geschaffen. Er ist Teil des strategischen Entwicklungsprogramms Ausbauschritt 2035 der Schweizer Bahninfrastruktur. Täglich verkehren mehr als 120 000 Personen und 670 Züge zwischen Zürich und Winterthur. Das Ergebnis wird eine durchgehende vierspurige Verbindung zwischen Zürich und Winterthur mit einer Kapazität von rund 900 Zügen pro Tag sein.
Der Haupttunnel umfasst die beiden 8,25 km langen Einspurtunnel von Dietlikon nach Winterthur und zwei 900 m lange einspurige Verzweigungstunnel von Bassersdorf, die bei Mülberg in den Haupttunnel münden. Die Gesamtlänge des Projekts beträgt fast 10 km.

Der Tunnel verläuft hauptsächlich durch die Zürcher Süsswassermolasse, eine Formation aus wechselnden Schichten von Sandstein, Schluffstein, Kalkstein und Mergel. Die Portale Dietlikon und Bassersdorf liegen in Seeablagerungen, die über Gletschermoränen liegen. Das Portal Winterthur liegt in einer Moräne. Die Haupttunnel werden mit zwei Tunnelbohrmaschinen (TBM) mit einem Durchmesser von 10 m aufgefahren, die Kehrtunnels werden konventionell mit entsprechenden Stützmaßnahmen in den Lockergesteinsbereichen aufgefahren. Die Tunnels werden von drei Baustellen in Dietlikon, Bassersdorf und Winterthur Töss aus aufgefahren. An jedem Portal befinden sich drei technische Gebäude und 17 Querverbindungen, die auch als elektrische Unterstationen dienen.

BIM-Prozesse wurden in der Schweiz bisher vor allem im Hochbau und in der Architektur eingesetzt. Mit dem Projekt Brüttener Eisenbahntunnel wird BIM nun auch in der Schweizer Infrastrukturwelt ernsthaft eingeführt.