100% Wzrostu Wydajności Wykonawcy Robót Ziemnych w Projekcie Szybkiej Linii Kolejowej LGV Est
Firma Fougerolle Ballot Terrassements (Grupa Eiffage TP) specjalizuje się w pracach ziemnych na wielką skalę, koncentrując się na projektowaniu i wykonywaniu obiektów inżynierskich w budownictwie, robotach drogowych, sektorze energetycznym i metalurgicznym.
Firma aktualnie kończy równanie platform na jednym z flagowych odcinków budowy szybkiej linii kolejowej LGV Est Européenne, łączącej Paryż z regionami północno-wschodniej Francji, Niemcami, Szwajcarią i Luksemburgiem.
Prace ziemne w projekcie były skoncentrowane na jednym z odcinków i wymagały przemieszczenia ośmiu milionów metrów sześciennych ziemi, wykonania około 30 kilometrów podbudów pod szyny LGV oraz dostarczenia miliona ton kruszywa do przykrycia nasypów. Tolerancje dokładności wymagane dla tego projektu były wyjątkowo rygorystyczne i wynosiły ok. 3 centymetry. Aby spełnić wymagania w zakresie dokładności, w bardzo napiętym dwuletnim terminie, firma zwróciła się o pomoc do firmy SITECH® France, regionalnego dostawcy produktów Trimble. Firma Fougerolle Ballot Terrassements zdecydowała się na wyposażenie części parku maszynowego w systemy sterownia maszynami 3D Trimble® GCS900 oparte na odbiornikach GNSS.
„Cel był jasny: wykorzystanie nowego sprzętu zapewniającego wyższą wydajność” stwierdził Frédéric Bourgault, wykonawca prac ziemnych i dyrektor firmy Fougerolle Ballot Terrassements (Eiffage TP). „W początkowej fazie takiego projektu należy przemieścić wiele metrów sześciennych materiału, a w kolejnej fazie wyrównać wiele metrów kwadratowych powierzchni, dotrzymując terminów i spełniając wymagania w zakresie dokładności ustalone przez inwestora.”
W sumie, do wykonania projektu wykorzystano ponad 120 maszyn, w tym zespół spycharek ze zrywarkami D10, plus pięć zrywarek, trzy koparki 90-tonowe, cztery koparki 65-tonowe oraz 70 wywrotek przegubowych. Bourgault wyjaśnia również, że wykorzystano 110-tonową koparkę górniczą Liebherr 9100 w połączeniu z wozidłem sztywnoramowym Caterpillar 773G.
Dodatkowo, w celu zaadoptowania technologii sterowania maszynami Trimble firma Fougerolle Ballot Terrassements zebrała bardzo doświadczony dział geodezyjny obejmujący pięć zespołów kierowanych przez Mickaëla Hurlaina, głównego geodetę w firmie Fougerolle Ballot Terrassements.
Przed rozpoczęciem prac wszystkie instrumenty pozycjonujące Trimble zostały zintegrowane i były systematycznie wykorzystywane na całej 26-kilometrowej długości projektu, poczynając już od fazy projektowej.
Wzdłuż linii ustawiono sieć pięciu stałych stacji bazowych Trimble SPS852, umożliwiających geodetom i instrumentom pobieranie korekt koniecznych do uzyskania centymetrowej dokładności pozycjonowania GNSS w każdym punkcie projektu. Zespoły geodezyjne zostały wyposażone w trzy odbiorniki ruchome SPS882 z systemem GNSS i kontrolerem polowym TSC2 oraz w tachimetr Trimble SPS730 do prac pomiarowych prowadzonych w miejscach, gdzie odbiór sygnałów satelitarnych był niemożliwy.
Hurlain objaśnia, że prace digitalizacji 3D w ramach projektu wymagały półtora roku prac plus dwa i pół miesiąca dla bieżącej sekcji z wykorzystaniem oprogramowania AutoCad Covadis. Po utworzeniu plików projektowych 3D, były one przesyłane do oprogramowania Trimble Business Center i przetwarzane na formaty specyficzne dla poszczególnych maszyn. Oprogramowanie Trimble Business Center - HCE to narzędzie do przygotowania i zarządzania danymi, szczególnie przeznaczone do projektów drogowych i autostradowych. Oprogramowanie Trimble Business Center - HCE może być wykorzystywane do przeglądania danych terenowych, wykonywania dokładnych obliczeń objętości podczas pracy oraz prezentacji danych projektowych na różne sposoby w dowolnym momencie podczas cyklu roboczego.
Wszystkie osiem buldożerów pracujących na budowie, łącznie z pięcioma równiarkami i dwoma koparkami hydraulicznymi zostały wyposażone w system sterowania Trimble GCS900 3D z podwójnym odbiornikiem GNSS (MS 992). Każda z tych maszyn wyposażona we własny system sterowania może pracować całkowicie niezależnie na podstawie tego samego projektu 3D przeniesionego do jednostki sterującej Trimble CB460 zainstalowanej w kabinie operatora.
„Wszystkie opinie zwrotne na temat wykorzystania rozwiązań Trimble były pozytywne” powiedział Vincent Gordon, główny kierownik robót. „Testowaliśmy je od kilku lat, rozpoczynając od projektu A29 w roku 2003. Stanowi to gwarancję niezawodności i wydajności. Każdy operator wie, co ma robić, łatwo i szybko samodzielnie ustawia się na budowie tak, aby uzyskać najlepszą wydajność dzienną.”
Jako najbardziej zaawansowany system sterowania firmy Trimble, GCS900 Grade Control System można dostosować do wszystkich maszyn pracujących na budowie -spycharek, równiarek i koparek - i umożliwia on prace z centymetrową dokładnością. Sterowanie zapewniają czujniki zamontowane na maszynie, wspomagane przez dwa inteligentne odbiorniki GNSS - MS992, które zachowują stałą łączność z najbliższą stacją bazową. Na ekranie jednostki sterującej CB460 operator może zobaczyć dokładne położenie lemiesza lub łyżki oraz ich kąt w odniesieniu do wymiarów cyfrowego projektu 3D.
„Wszystkie fazy pracy, w tym oczyszczanie terenu, wykonywanie nasypów, wykopy i wykończenia są wykonywane z wykorzystaniem sterowania. A wyniki są imponujące.” stwierdził Hurlain.
Maszyny były sterowane za pomocą systemu od etapu zdejmowania warstwy wierzchniej, co umożliwiło od samego początku uzyskanie prawidłowych wymiarów i pozwoliło na uniknięcie poprawek.
„Integracja tych technologii prowadzi do zwiększenia wydajności o około 10 procent, co oznacza dodatkowo 50 do 60 metrów sześciennych na godzinę” stwierdził Gordon. „W miejscach wymagających oczyszczenia do głębokości czterech do pięciu metrów, mieliśmy możliwość zapewnienia zgodności naszej pracy z wymaganiami, dzięki sterowaniu wysokowydajnymi koparkami, przy równoczesnym zmniejszeniu ilości wykopywanej ziemi do absolutnego minimum; w innych warunkach, typowym problemem jest przekraczanie wymaganych wymiarów o 50 centymetrów, a nawet o metr. Dzięki systemowi GCS900 mieliśmy pewność, że nie zejdziemy poniżej założonej powierzchni projektowej. Dzięki informacjom na wyświetlaczu CB460, nawet jeżeli łyżka koparki znajduje się pod wodą, operator bez żadnej pomocy zewnętrznej wie dokładnie, na jakim poziomie musi ją zatrzymać. Jest to również plus w dziedzinie bezpieczeństwa.”
Podczas prac przy nasypach, duże wrażenie na Godonie wywarł fakt, że dzięki systemowi Trimble GCS900, jego zespół mógł osiągnąć wymaganą dokładność za pierwszym razem, zwiększając w ten sposób ogólny wskaźnik wydajności. Było to ważne nie tylko z powodu zwiększenia produktywności i bezpieczeństwa, Bourgault uważa, że system sterowania pomógł również w wyeliminowaniu błędów obliczania objętości materiałów. Przykładowo, z uwagi na fakt, iż umowa jest ryczałtowa, nawet niewielki błąd wynoszący trzy centymetry ma wpływ na objętości materiałów dostarczanych z zewnątrz, powodując straty w projekcie wcześniej przynoszącym zyski.
„Jeśli chodzi o powierzchnie, łatwo osiągamy wydajność profilowania wynoszącą 350 metrów kwadratowych na godzinę korzystając ze spycharki oraz 200 metrów kwadratowych na godzinę korzystając z koparki”, informuje Godon. „Stwierdziliśmy, że za pomocą spycharek wyposażonych w system sterowania, możemy podwoić efektywność profilowania. Stanowi to 100% wzrostu wydajności! Koniec z tyczeniem, co oznacza oszczędność czasu, wydajność i bezpieczeństwo. Spycharki wyrównują stopniowo całą powierzchnię do odpowiednich wymiarów i to za pierwszym razem.”
Dodatkowo, Godon był wyjątkowo zadowolony z wyników osiąganych dzięki technologii sterowania firmy Trimble podczas równania platform linii kolejowej.
„Równanie platform odbywa się zazwyczaj pod koniec harmonogramu i dlatego wymaga osiągania najwyższych wydajności, jeżeli terminy mają być dotrzymane”, stwierdził Godon. „Dołożyliśmy wszelki starań, aby przed nastaniem zimy platformy zostały utwardzone spoiwem hydraulicznym, pracując w tempie 10 000 metrów kwadratowych dziennie. Przy użyciu tradycyjnych niwelatorów i bez systemu sterowania, mieliśmy szczęście, jeśli udało się nam osiągnąć 6 000 metrów kwadratowych dziennie.”
Platformy spełniają wymagania 4-procentowego spadku dla materiałów granulowanych. Ze względu na tolerancję dokładności, grubość podbudowy powinna wynosić od 18 do 21 centymetrów, co nie pozostawia marginesu błędu dla wykonawcy prac ziemnych. Bourgault wierzy, że system Trimble GSC900 zapewnił wyjątkowy wzrost wydajności prac ziemnych wykonanych na odcinku budowy dla linii kolejowej LGV Est Européenne.
„W ramach operacji rozpoczętej na początku 2010 roku, wykonaliśmy dwa pełne sezony prac ziemnych w dwóch sześciomiesięcznych okresach - obejmujących wiosnę i lato roku 2010 i 2011 - a prace te zostały znacznie przyspieszone.”, stwierdza Bourgault. „W skrócie, były to dwie budowy o dużej szybkości.”
Patrząc w przyszłość, wykonawca planuje nadal wykorzystywać technologię sterowania maszynami firmy Trimble podczas prac z firmą Eiffage, która uzyskała kontrakt na prace na kolejnych odcinkach, obejmujących LGV Brittany-Pays de Loire, którego długość wynosi 200 kilometrów.
„Projekt ten pozwolił nam utwierdzić się w przekonaniu, że wybrane metody pracy, technologia i sprzęt są konieczne do dalszego rozwoju”, stwierdza Bourgault. „Ze swoimi 30 kilometrami platform, odcinek linii LGV Est jest znaczącym polem testowym przed rozpoczęciem 210-kilometrowego odcinka projektu LGV Brittany - Pays de la Loire.”
Zespół firmy Fougerolle Ballot Terrassements ze wsparciem firmy SITECH planuje nadal wykorzystywać system sterowania maszynami firmy Trimble oraz rozwiązania zwiększające wydajność w przyszłych projektach. Zespół oczekuje również nadania płynności procesowi poprzez tworzenie i dostarczanie raportów miesięcznych i nadzorowanie. Poza możliwością szybkiego i dokładnego tworzenia raportów z produkcji, przesyłania danych między maszynami i bazą budowy itp. firma SITECH France zainstalowała również pierwsze „ekologiczne” źródło zasilania pięciu stałych stacji bazowych Trimble SPS852, wykorzystujące panele słoneczne. Panele słoneczne zastępują zwykle stosowane akumulatory i umożliwiają zespołom nadzoru pozbycie się konieczności codziennej wymiany i ładowania akumulatorów. Bourgault i współpracujący z zespołem firmy Fougerolle Ballot Terrassements Olivier Schmitt, inżynier sprzedaży z firmy SITECH France uważają, że możliwość niezawodnego stosowania paneli słonecznych do systemów Trimble - nawet w chłodnych regionach wschodniej Francji - jest kolejną dodatkową zaletą.
„Jest to oszczędność czasu, pomaga nam w spełnieniu naszych zobowiązań w zakresie ochrony środowiska i powinno być powielane w innych dużych projektach i innych lokalizacjach”, uważa Bourgault.