Case: Renovatie Koningstunnel in Den Haag
De komende tien jaar krijgen twintig tunnels in Nederland en een tiental tunnels in Vlaanderen en Brussel een grondige renovatiebeurt. Deze renovatie is noodzakelijk om te voldoen aan de nieuwe wetgeving rond tunnelveiligheid. Daartoe worden de verouderde installaties vervangen en gaat de aandacht veelal uit naar brandveiligheidsmaatregelen. Zo heeft de Gemeente Den haag in 2019 de Koningstunnel laten renoveren. Onze collega’s Maarten van den Berg en Jeroen Groenewegen en hun team hielpen Siemens Mobility Nederland en Heijmans dit project minutieus voor te bereiden om mogelijke risico’s tijdens de uitvoering maximaal te beheersen. Daarbij is op basis van een BIM-model een digitale tunnel tweeling gecreëerd voor het simuleren van dynamisch verkeersgedrag en het trainen van beheerders en hulpdiensten. Met deze aanpak heeft Infranea bijgedragen aan de digitale transformatie van dit binnenstedelijk tunnel renovatieproject.
Welke werken omvat het project Koningstunnel?
De Koningstunnel is een geometrisch complex kunstwerk naast het centraal station in Den Haag, met in- en uitvoegstroken en verschillen in het aantal rijstroken per verkeersbuis en tunneldeel. Deze in 2000 geopende tunnel bevat ook ruim veertig technische installaties, zoals verlichting, ventilatie, verkeersdetectie, cameratoezicht, noodtelefoons en waterpompen. In 2019 werden alle verouderde installaties vervangen en nieuwe toegevoegd om te voldoen aan nieuwe eisen op het gebied van tunnelveiligheid. Ook werd het dienstgebouw gemoderniseerd en uitgebreid ten behoeve van de huisvesting van meer installaties en de bediening daarvan. Om de doorlooptijd van de renovatie te verkorten en de veiligheid te garanderen, heeft de gemeente Den Haag besloten de Koningstunnel volledig te sluiten. “Omdat er dagelijks 20.000 voertuigen door die tunnel rijden, is het belangrijk dat de renovatie niet uitloopt”, zegt Maarten van den Berg, BIM & SE Manager bij Infranea. “Daarom hielpen wij beide opdrachtnemers met een risicogestuurde BIM-aanpak, gericht op het ‘first time right’ renoveren van de tunnel.”
“Omdat er dagelijks 20.000 voertuigen door die tunnel rijden, is het belangrijk dat de renovatie niet uitloopt. Daarom hielpen wij de beide opdrachtnemers met een risicogestuurde BIM-aanpak, gericht op het ‘first time right’ renoveren van de tunnel.”
Maarten van den Berg
Hoe hebben jullie dit project aangepakt?
Bij het Koningstunnel-project hadden alle betrokken partijen ervaring met vergelijkbare renovaties en het gebruik van BIM, System Engineering (SE) en Virtual Reality (VR). Daarom zagen ze het als een uitdaging de lat opnieuw hoger te leggen. “Infranea is onder andere betrokken geweest bij de Velsertunnel-renovatie en het Beatrixsluis-project, vervolgt van den Berg. “Bij grote infrastructuurprojecten krijgt iedereen te maken met veel wijzigingen. Om de verwerkingstijd drastisch te verminderen, combineerden wij parametrisch modelleren met computational design”.
Technische installaties voor tunnelveiligheid in het virtuele model
Technische installaties voor tunnelveiligheid in de gerenoveerde tunnel
Parametrisch modelleren en computational design, wat betekent dat concreet voor dit project?
“Op basis van een 3D-laserscan van de tunnel en de ‘as built’ data hebben wij in Revit, met Dynamo-scripts, een volume model gecreëerd. In dit model werden de nieuwe tunneltechnische installaties opgehangen. Hiervoor genereerden de BIM-engineers assen uit de puntenwolk die als basis dienen voor de projectering van de installaties”, licht Jeroen Groenewegen toe, de BIM-coördinator van Infranea op het project. “Vervolgens zijn de installatieonderdelen als 3D-objecten met variabele specificaties en afmetingen vastgelegd. Infranea heeft alle lead engineers vervolgens voorzien van input sheets voor het ingeven van de installaties. Vanuit de input sheets heeft Infranea met scripts de installatie onderdelen geïnstantieerd. Zo ontstond de basis voor het parametrisch installatieontwerp, dat bij aanpassing van apparaat type, tussenafstand of aantal met één druk op de knop vernieuwd werd!”. Doordat alle geometrie in de tunnelbuizen middels scripts gegenereerd en beheerd werd door één persoon werden de geometrische raakvlakken tussen systemen direct gecontroleerd en vele clashes voorkomen.
Hoe bouwen jullie mee aan een digitale tunnel tweeling?
De luchtvaartindustrie gebruikt al jarenlang een digitale tweeling om alle technische informatie van elk operationeel vliegtuig centraal te beheren vanuit een virtuele replica. Op die manier zijn alle mogelijke risico’s in de juiste, actuele samenhang te simuleren. Gezien de complexiteit van de Koningstunnel is deze methode ook bij dit renovatieproject toegepast. “Infranea is gespecialiseerd in het modelleren, integreren, visualiseren en beheersen van alle projectdata, tijdens de hele levenscyclus”, vervolgt van den Berg. “Ons doel is om opdrachtgevers te helpen bij het optimaal gebruik van de beschikbare data, zodat de doorlooptijd verkort en de faalkosten verminderen. Voor het Koningstunnel-project is daarvoor een digitale tunnel tweeling gecreëerd door Siemens, waarvan de bronbestanden voor iedereen steeds een eenduidige waarheid weergeven.”
Infranea heeft voor de bouw van deze digitale tunnel tweeling alle benodigde data aangeleverd vanuit het BIM-proces. In dat proces gebruikten we nieuwe technologieën en methodes zoals parametrisch ontwerpen en ‘best practices’ op het gebied van reverse engineering, systems engineering en scrum.
Siemens heeft verder de digitale tweeling toegepast om het project inzichtelijk te maken voor alle stakeholders, ook tijdens de uitvoering, en om alle systemen virtueel en dynamisch te testen en te valideren. Gedurende de uitvoering is de digitale tweeling verder ingezet voor de opleiding van beheerders en hulpdiensten.
Jullie zorgen ook voor tijdswinst, betere beslissingen en minder personeels- en faalkosten?
Het renoveren van de Koningstunnel is door Gemeente Den Haag aanbesteed in de vorm van een Design, Build en Maintenance contract. Daardoor konden betere keuzes in de engineeringfase aanzienlijke voordelen opleveren tijdens de uitvoerings- en onderhoudsperiode. “In vergelijking met eerdere projecten heeft het parametrisch modelleren en computational design bij dit project zo’n drie FTE’s aan engineering tijd bespaard”, aldus van den Berg. “Verder konden de ingenieurs hun tijd nu besteden aan het bedenken van betere oplossingen, in plaats van het repetitief en handmatig verwerken van de frequente wijzigingen.
Is BIM ook tijdens de uitvoering toegepast?
“Ook tijdens de uitvoering kwam BIM aan bod” aldus Groenewegen. “Uit de ontwerpmodellen werden assen en coördinaten geëxporteerd voor de landmeter, zodat hij automatisch alle posities van de installaties kon uitzetten in de tunnel. Na plaatsing werden alle objecten opnieuw (as-built) ingemeten en kon de parametrische ontwerptool al deze as-built posities automatisch toetsen ten opzichte van de as-designed posities in BIM. Ook afwijkingen konden op deze wijze automatisch geanalyseerd worden.”
De kostbare productie van een groot aantal tekeningen en potentiële fouten door de verkeerde interpretatie van 2D-tekening informatie werd hiermee aanzienlijk verminderd. De digitale voorbereiding van de renovatie heeft bijgedragen aan het vijf weken eerder open stellen van de tunnel.
Zo draagt Infranea bij aan de digitale transformatie van de infrasector.
04/03/2020
