Ученые НИТУ "МИСиС" представили первую в России информационную 3D–модель строящейся станции метро — "Улицы Строителей" в Москве
Жюль Верн, сочиняя роман "Путешествие к центру Земли", воображал, как его герои, спустившись под землю в Исландии, через какое–то время выходят на поверхность в Сицилии. Такое перемещение стало возможно благодаря зашифрованному манускрипту, который отыскал профессор Линденброк — главный герой романа. Мы, конечно, пока не можем спуститься под землю, скажем, в "Озерках", а выйти если не в Палермо, то хотя бы в Москве. Впрочём, со временем идея подобного подземного путешествия уже не будет представляться абсурдом. Но реализовать подобные замыслы помогут не древние манускрипты, а современные технологии.
Модный BIM
BIM (Building Information Model — информационная модель) — это цифровое представление физических и функциональных характеристик объекта, которое охватывает множество факторов: справочную информацию о сооружении, отдельных его элементах, географии, дизайне и даже степени влияния на окружающую среду. Иначе говоря, это цифровая биография здания с данными за весь период строительства — от утверждения материалов до приёмки готового дома. Крупные застройщики начали внедрять информационное моделирование ещё в 2012 году. Потребовалось время, чтобы на технологию обратил внимание Минстрой России и постановил, что за этими технологиями будущее строительства.
С 2018 года в Петербурге BIM–технологии применяются при проектировании бюджетных соцобъектов, а к концу 2022–го планируется, что все госструктуры России при строительстве зданий и сооружений должны выполнить требование о разработке BIM–модели будущего объекта.
Как рассказывал "ДП" начальник Госстройнадзора в Петербурге Владимир Болдырев, в сентябре 2020 года Санкт–Петербургским центром государственной экспертизы было выдано первое в России положительное заключение экспертизы по проектной документации с BIM–моделью. По словам Болдырева, для этого разрабатывались стандарты и регламенты, обучались специалисты, которые могли бы работать с информационными моделями, вносились изменения в действующее законодательство. "В итоге мы оказались первыми в России среди ключевых регионов (Москва, Московская область и Татарстан), которые внедряют информационное моделирование", — отметил он.
Правда, даже в такой, казалось бы, со всех сторон привлекательной технологии есть существенный изъян — сейчас невозможно загрузить BIM–модель здания в Единый государственный реестр заключений, потому что такой формат пока реестром не поддерживается. В 2021 году Минстрой обещает проработать нормативную базу.
Снизу постучали
Покорив землю, BIM–технологии начали проникать под неё. Ученые из НИТУ "МИСиС" недавно сообщили о внедрении цифрового моделирования в проектирование станций метро. В декабре группа исследователей под руководством профессора Горного института НИТУ "МИСиС" Александра Панкратенко представила первую в России информационную 3D–модель строящейся станции метро "Улица Строителей" в Москве, а также подходящих к ней перегонных тоннелей. По словам исследователей, 3D–модель позволит перейти от традиционного двухстадийного процесса проектирования станции к прогрессивному итерациональному способу разработки и строительства метро. Заказчиком проекта выступил один из основных подрядчиков строительства Московского метрополитена — АО "Трансинжстрой".
Как рассказал профессор Панкратенко, созданная модель позволяет поэтапно не только рассмотреть все основные этапы строительства станции, от подготовительного периода и сооружения монтажного котлована до строительства перегонных тоннелей, но и эффективно управлять строительными процессами, оперативно нивелируя негативное влияние непрогнозируемых и неожиданно возникающих факторов. Он уверен, что данная разработка является первым шагом на пути широкого внедрения BIM–технологий в практику подземного строительства.
Как считают авторы работы, новация позволит эффективнее взаимодействовать между собой всем участникам процесса: инвесторам, заказчикам, проектировщикам и подрядчикам. Будет сложнее срывать сроки сдачи объектов, поскольку модель вводит жёсткий контроль за соблюдением дедлайнов строительных работ и расходования материальных ресурсов.
Немаловажно, что все элементы 3D–модели наделены качествами и свойствами реальных конструкций и материалов, которые используются для строительства. Это означает, что строители, заказчики и проектировщики всегда имеют возможность проверить характеристики материалов и конструкций в любой точке объектов.
Перегибы на местах
Принципы метростроения остаются едиными, но у каждого региона есть своя специфика, которая напрямую зависит от геологии. Строить метрополитен без проблем в Петербурге можно только на глубине не менее 40–60 м, где залегают сухие кембрийские глины. Выше — можно нарваться на неустойчивые грунты. Поэтому подавляющее большинство станций петербургского метрополитена находятся на глубине свыше 50 м.
Но на низкие темпы строительства городской подземки влияют не только особенности грунтов, но и отсутствие запаса проектной документации. Такого мнения придерживается гендиректор СРО "Подземдорстрой" Сергей Алпатов. BIM–технологии должны помочь решить ЭТЦ–проблему. В Петербурге цифровое моделирование уже применяется, в частности, в институте "Ленметрогипротранс".
Но если сроки проектирования можно сократить, то про сам процесс строительства этого пока сказать нельзя. Оптимальный срок строительства перегона с двумя станциями составляет от 4,5 до 5 лет. И это не считая времени на выделение территории под строительство и экспертизу проекта. Поэтому, даже если проектировать станут быстрее, достичь московских темпов строительства получится не скоро.
