Bautechnik 94 2017 Heft 4 Sonderdruck 3 M König T Rahm F Nagel L Speier Building Information Modeling in tunneling B ER IC H T REPO RT 3 Anwendungsfälle Aufgrund der vielfältigen Projektanforderungen und der unterschiedlichen Randbedingungen handelt es sich bei Ingenieurbauten im Allgemeinen um Unikate Dies gilt insbesondere für Tunnelbauwerke mit ihren Wechselwir kungen zwischen Bauwerk Bauprozess und Baugrund sowie ihrem in der Regel großen Projektumfang Konse quenterweise muss auch die BIM Arbeitsmethodik je weils auf die Projektanforderungen zugeschnitten wer den Diese projektspezifische Anpassung erfolgt auch über die Auswahl und Ausgestaltung der BIM Anwen dungsfälle Die Anwendungsfälle werden aus den BIM Projektzielen abgeleitet Allgemeingültige Projektziele be ziehen sich auf Kostenminimierung Qualitätsmaximie rung Termintreue und Umweltverträglichkeit Zudem werden ein minimaler Einfluss auf bestehende Infrastruk turen die Einbindung der Öffentlichkeit sowie natürlich der minimale Einfluss auf das Schutzgut Mensch ange strebt So ist im Tunnelbau das Finden einer optimalen Trasse ein disziplinspezifischer Konsens der unterschied lichen Zielsetzungen Neben geometrischen Zwangs punkten wie bspw der fixen Lage von Stationsbauwer ken sind Einflussgrößen wie unterirdische Bestandsbau werke Gründungen ungünstige geologische Formationen sensible oder historische Bauwerke etc zu beachten Ein weiterer Zielkonsens aus dem Tunnelbau ist das Manage ment von Setzungen als residuales Risiko des Vortriebs Insbesondere im innerstädtischen Bereich muss der Ein satz geeigneter Gegenmaßnahmen sinnvoll abgeschätzt werden Damit diese Projektziele durch entsprechende BIM Anwendungsfälle unterstützt werden können ist eine Verlagerung des Aufwands zur Informationserzeu gung in frühe Leistungsphasen der Planung häufig not wendig Aufbauend auf diesen Zielen werden BIM An wendungsfälle für das konkrete Projekt abgeleitet Nach folgend werden Beispiele aufgezeigt wobei ein konkreter Bezug zum Tunnelbau besteht bzw beispielhaft herge stellt wird Auf eine Auflistung von allgemeingültigen BIM Anwendungsfällen bspw Planungskoordination 2 D Planableitung oder 4 D 5 D Modellierung etc wird an dieser Stelle verzichtet und auf weiterführende Litera tur verwiesen 5 6 Übergreifende BIM Anwendungsfälle Verknüpfung von Dokumenten Bauteilen bzw über geordneten Abschnitten geologischer Aufnahme und Geodaten bspw Verknüpfung von Fotos mit dem Bestandsmodell oder Ortsbrustaufnahmen mit Aus bruchabschnitten im Baugrundmodell oder Wartungs protokollen bzw der Bewertung von Schädigungsver läufen im As built Modell BIM Anwendungsfälle in der Planungsphase teilautomatisierte parametrische Trassenfindung mit Vorgabe von Grenzradien und Grenzgefällen sowie geometrischen Zwangspunkten Ableitungen von Visualisierungen zur Unterstützung der Öffentlichkeitsarbeit im Planfeststellungsverfah ren Einordnung der Baumaßnahme in die bestehende Be bauung bspw Start Endschacht Situation in inner städtischen Bereichen BIM Anwendungsfälle in der Bauvorbereitung bzw in der Bauphase Tracking der Bauteile bspw Tübbingsteine von der Produktion über Transportlogistik und Einbau bis in den Betrieb Lebenszyklus Management 4 Aufnahme von Beschädigungen und Mängeln in der Ausführung bspw der Tübbingsteine zur Qualitätssi cherung im erweiterten Lebenszyklus Management 4 Modellbasiertes Reporting bspw in Form von Leis tungsstandmeldungen Vortriebsleistung pro Schicht bzw Tag oder anderen aggregierten Daten 3 D Modell der anstehenden Geologie inkl Abgleich der prognostizierten und angetroffenen Geologie Soll Ist Vergleich von Ausbruchabschnitten im berg männischen Vortrieb ggf inklusive Übernahme der tatsächlichen Ausbruchskubatur in das 3 D Modell durch Laserscanning Modellbasierter Soll Ist Vergleich der Trasse während der Ausführung durch Integration der Vermessungs daten in das 3 D Modell Datenbankgestützte Aufnahme der Maschinen Sen sorik und ggf Integration von Vermessung der Ober fläche des Tunnelvortriebs sowie weiterer Monito ringdaten Numerische Simulation des Vortriebs bzw des Aus bruchs mit Rückkopplung zu den Monitoringdaten z B zur Prognose von zu erwartenden Setzungen durch kalibrierte numerische Modelle zur Bewertung von sensiblen Gebäuden bzw Gebieten 7 Alarmierung bei Überschreitung von Grenzwerten bspw Setzungen Ringspaltverpressdruck Überaus hub etc die durch Sensorik überwacht werden 4 Auswertung Dokumentation und Visualisierung der tatsächlich aufgetretenen Setzungsmulde Aktualisierung der Projektplanung durch baubeglei tende Simulation der Produktions und Logistikpro zesse ggf unter dem Einfluss auftretender Prozessstö rungen 8 Anpassung Steuerung der Baustellen Logistik durch baubegleitende Datenerhebung und entsprechende Prozesssimulation 9 BIM Anwendungsfälle im Betrieb Lebensdauermanagement durch frühzeitiges Erken nen des Instandsetzungsbedarfs Im Folgenden werden beispielhaft drei BIM Anwen dungsfälle für den Tunnelbau im Detail dargestellt 3 1 Darstellung der Baumaßnahme im Kontext der oberirdischen Bebauung Eine grundlegende Planungsleistung ist ein Bauwerk so zu planen dass es sich möglichst gut in eine Bestandssitu ation einfügt Dies erfolgt in der Regel durch Darstellun

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