Rio de Janeiro là một trong ba thành phố đầu tiên trên thế giới xây dựng hệ thống cống rãnh để vận chuyển chất thải của con người và nước mưa đến các sông suối gần đó. Ngày nay, việc mạng lưới thoát nước thải ngầm 100 năm tuổi ở quận Military của thành phố đang được nâng cấp là rất cần thiết. Sự cũ kỹ của hệ thống và sự mở rộng của khu vực lân cận đã gây ra các vấn đề ngập lụt và tràn nước thải nghiêm trọng trong quận, nơi có 43 cơ sở quân sự. Chúng được xây dựng trước Chiến tranh thế giới thứ nhất với hệ thống cống ống kết hợp để dẫn chất thải và nước mưa vào các con sông gần đó. Quân đội Brazil đang thay thế nó bằng một hệ thống phân phối nước thải và nước mưa trong các đường ống riêng biệt.
Dự án ra đời vào năm 2016, khi việc chuẩn bị cho Thế vận hội Olympic sắp diễn ra đã biến nước thải của thành phố trở thành một chủ đề được tranh luận sôi nổi và đưa quan điểm quản lý môi trường bền vững lên hàng đầu. Mặc dù phải đối mặt với nhiều thách thức, các nhà hoạch định đã đạt được những bước tiến lớn trong thiết kế bền vững và các kết quả có thể đo lường được.
Nhiệm vụ của các nhà lập kế hoạch dự án là nâng cấp mạng lưới thoát nước của quận mà không làm gián đoạn các hoạt động quân sự và giữ nguyên các bề mặt hiện có càng tốt. Các kỹ sư phải tránh gây nhiễu cho các đường ống cũ, họ cần có kế hoạch lắp đặt đường ống thoát nước và đường ống thoát nước mưa mới trong cùng một rãnh mà không chạm vào nhau.
Di sản từ Thế vận hội Rio buộc nhóm phải thúc đẩy quản lý môi trường bền vững bằng cách giảm khối lượng khai quật và sử dụng các mô hình kỹ thuật số để tối ưu hóa thiết kế. Ngoài ra, dự án phải tiến hành trong một khoảng thời gian ngắn: Dự kiến hoàn thành vào cuối năm 2020.
Nhóm thiết kế đã giải quyết những thách thức này bằng cách tạo ra một mô hình địa hình kỹ thuật số cho mỗi lần lắp đặt. Trên cơ sở thiết kế của họ về tổng quan chi tiết và kế hoạch hệ thống ngầm, nhóm đã nhập dữ liệu khảo sát đất đai vào phần mềm Civil 3D của Autodesk, cho phép các kỹ sư phân tích các điểm xả nước, cũng như tốc độ dòng chảy cho các đường ống nước mưa và nước thải riêng biệt.
Các nhà lập kế hoạch dự án cũng đã sử dụng thêm Addin Storm and Sanitary Analysis trong Civil 3D để xác định trước kích thước lưu lượng nước trong mỗi lưu vực và phân tích lưu lượng nước bên trong các đường ống. Halan Oliveira, Kỹ sư thiết kế của Quân đội Brazil cho biết: “Nó là một công cụ trực quan hóa mạnh mẽ về hành vi của dòng nước.”
Hình ảnh 3D của mạng lưới điện, khí đốt và hệ thống cống cũ hiện có đã được tạo trong Civil 3D, sử dụng phương pháp kiểm tra va chạm để giúp họ xác định các vấn đề giữa các hệ thống và điều chỉnh vị trí đường ống một cách nhanh chóng.
Các nhà lập kế hoạch dự án cũng tận dụng các công cụ BIM như Civil 3D, AutoCAD và InfraWorks để cải thiện sự cộng tác và thiết lập quy trình làm việc tuyến tính. Ví dụ, bất kỳ thay đổi nào đối với mô hình ban đầu của nhóm địa hình, sẽ được các kỹ sư thiết kế nhanh chóng nhìn thấy, cho phép họ điều chỉnh hệ thống cống để phù hợp với những thay đổi mà không bị chậm trễ gây ra tốn kém chi phí.
Oliveira đã so sánh dự án này với dự án trước đó không có BIM, chỉ ra rằng ngân sách của dự án hiện tại ít tốn kém hơn 40% và cũng yêu cầu khối lượng đào ít hơn 50%, mặc dù nó sử dụng ống HDPE đắt tiền hơn nhưng hiệu quả hơn thay vì ống bê tông thường được sử dụng.
"Phần mềm Autodesk cho phép cải tiến theo cách mà hình ảnh đồ họa càng gần với thực tế càng tốt, hiển thị các khu vực ngập lụt và các điểm xả, cho phép nhóm thiết kế xác định chiều dài thủy lực trong từng lưu vực. Với mức độ chi tiết này, có thể cung cấp ngân sách rẻ hơn và chính xác hơn, đồng thời tiết kiệm tiền công." — Halan Oliveira, Kỹ sư thiết kế, Quân đội Brazil
Với ít nhất 15 trong số 43 cơ sở lắp đặt quân sự đã được hoàn thành, sử dụng các công cụ BIM trong thiết kế, Quân đội Brazil đã tiết kiệm được khoảng 5 triệu USD, với tổng số tiền tiết kiệm được là 15 triệu USD dự kiến khi hoàn thành dự án vào năm 2020.
Quân đội Brazil cũng đã thành công trong một mục tiêu khác liên quan đến di sản của Thế vận hội: Làm sạch các con sông xung quanh Quân khu Rio de Janeiro. Cơ sở hạ tầng mới sẽ loại bỏ 100 L/s nước thải thô tràn vào các con sông trong khu vực và cuối cùng sẽ ngăn lũ lụt tràn vào các cơ sở quân sự.
Cuối cùng, dự án không chỉ giúp Quân đội Brazil giải quyết các vấn đề về nước thải với tác động tối thiểu đến các hoạt động và bề mặt của Quân khu mà còn chứng minh rằng các công cụ BIM là một lợi ích lớn cho người dân và các bên liên quan khi nói đến các dự án cơ sở hạ tầng. Dự án trị giá 20 triệu đô la đã lọt vào vòng chung kết tại Giải thưởng Xuất sắc AEC 2019 về Thiết kế Cơ sở hạ tầng - dự án nhỏ.
Nguồn: Autodesk
AutoCAD® Civil 3D® hỗ trợ BIM (Building Information Modeling) để tăng cường hiệu suất thiết kế kỹ thuật dân dụng và tài liệu xây dựng
AutoCAD là phần mềm thiết kế 2D và 3D chuyên nghiệp và ổn định bậc nhất thế giới. Hiện đã được trang bị thêm các bộ công cụ hỗ trợ cho các lĩnh vực chuyên dụng.
