Dokumentation bei zyklischem Tunnelvortrieb – Erhebung von wesentlichen Parametern von Bauzeit und Kosten als Grundlage für ein digitales Modell

Abstract

Die erfolgreiche Projektsteuerung komplexer Bauprojekte erfordert eine lückenlose Dokumentation einer großen Menge baubetrieblicher und bauwirtschaftlicher Daten. Eine kontinuierliche Aufzeichnung, Verarbeitung und Auswertung dieser Daten gibt Aufschluss über Projektfortschritt sowie Kostenentwicklung, dient als Beweisgrundlage bei der Bearbeitung von Nachträgen und als Wissensbasis für zukünftige Projekte. Der Dokumentationsprozess ist kein standardisierter Prozess, ist jedoch auf den meisten Baustellen ähnlich abgebildet. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Dokumentationsprozess einer Baustelle mit zyklischem Tunnelvortrieb. Dabei wird das Hauptaugenmerk auf den sogenannten Vortriebsbericht, der den Ausgangspunkt der Datenerfassung im zyklischen Tunnelbau darstellt, und die Weiterverwaltung darin enthaltener Informationen gelegt. Trotz der enormen Relevanz der Dokumentation fehlt es derzeit an einer formalen Beschreibung des Dokumentationsprozesses und einer quantitativen Einschätzung des mit analogen Dokumentationstätigkeiten verbundenen Zeit- und Kostenaufwands. Darüber hinaus gibt es keine Richtlinien über die zukünftige Gestaltung eines digitalen Prozesses. In Form einer Fallstudie wird der Ist-Stand des Dokumentationsprozesses durch Analyse qualitativer Beobachtungen, zur Verfügung gestellter Projektdokumentation und Experteninterviews mit dem Baustellenpersonal erhoben. Kostenschätzungen für die Dokumentationstätigkeit basieren auf Kostensätzen die von einem Bauunternehmen zur Verfügung gestellt wurden. Zu Vergleichszwecken wird ein weiteres Tunnelbauprojekt betrachtet, bei dessen Analyse methodologisch gleichartig vorgegangen wird. Aufbauend auf den Ergebnissen der Analyse wurde ein Modell des Dokumentationsprozesses vom Vortrieb bis hin zur Ablage erstellt. Dieses Modell gibt Aufschluss über Art und Weise des Informationsflusses zwischen den einzelnen Akteuren des Tunnelbauprojekts und dient als Grundlage einer ebenfalls durchgeführten Analyse der Zeit und Personalkosten des Dokumentationsprozesses. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse wird abschließend ein alternativer, digitaler Dokumentationsprozess vorgestellt. Die aktuelle Vorgehensweise bei der Dokumentation bei Tunnelbauprojekten offenbart mehrere Herausforderungen. Der tradierte papiergebundene Dokumentationsprozess ist durch den Austausch von Daten in nicht maschinenlesbarer Form grundsätzlich fehleranfälliger als ein digitaler Prozess. Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik erfolgt die eigentliche Digitalisierung erst nachträglich und nur für einen Teil des Prozesses. Der herkömmliche Dokumentationsprozess unterliegt gerade dem größten Digitalisierungspotential.

Successful project management in regards to the execution of complex construction projects requires complete documentation of a vast amount of construction-related data. Continuous recording, processing, and evaluation of this data allows the provision of reliable information about project progress and cost development. In addition, it serves as a basis of proof when handling claims as well as a knowledge base for future projects. The documentation process is not a standardized process, but it is similar on most construction sites. This thesis deals with the documentation process of a tunnel construction site that is using conventional tunneling methods for excavation. The focus is on the so-called shift report, which represents the starting point of data collection in a conventional tunnel, and the subsequent processing of the information it contains. Despite the enormous importance of documentation, there is currently no formal description of the documentation process, nor a quantitative estimation of the time and costs associated with documentation activities. In addition, there are no guidelines about the future design of a digital documentation process. By means of a case study, the actual status of the documentation process is surveyed by analyzing qualitative observations, provided project documentation and interviews with construction site personnel. Cost estimates for the documentation activities are based on cost rates provided by the construction company. For comparative purposes, another tunnel construction project was analyzed using the same approach. Based on the results of the analysis, a model of the documentation process beginning from tunnel driving to data storage has been created. This model gives insight into the flow of information between individual participants in the tunneling project, and serves as the basis for a time and cost analysis of the core steps of the documentation process. Based on the findings, an alternative digital documentation process is presented. The current approach to data collection regarding tunnel construction reveals several challenges. The traditional paper-based documentation process is generally more errorprone than a digital process due to the exchange of data in a non-machine readable form. In a state of the art documentation process, digitization takes place at a later stage and only for certain parts of the process. The conventional documentation process currently holds the greatest potential for digitization. vii