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Die indische Stadt Delhi besteht eigentlich aus zwei Städten: Im Norden liegt Old Delhi (Shahjahanabad), die historische Stadt, und im Süden New Delhi, seit 1947 die Hauptstadt Indiens. Sie ist ein wichtiger Handels-, Verkehrs- und Kulturknotenpunkt für das ganze Land.

Delhi ist außerdem als eine der Städte mit der schlechtesten Luftqualität weltweit bekannt.

Laut der IQAir-Studie vom Juni 2023 vom Juni 2023 belegt Delhi den vierten Platz der Großstädte mit der höchsten Luftverschmutzung weltweit. Die Luftverschmutzung wird durch Millionen von Fahrzeugen verursacht, die täglich in der Stadt unterwegs sind, sowie durch Industrieemissionen, Bauarbeiten und die Verbrennung von landwirtschaftlichen Abfällen. Aufgrund der schlechten Luftqualität entsteht Smog, der wiederum schon den Flugverkehr zum Erliegen gebracht hat, Verspätungen im Schienenverkehr verursacht und die Temperaturen im Winter ansteigen lässt. Noch alarmierender ist jedoch, dass die Zahl der Lungenerkrankungen bei den Bewohnerinnen und Bewohnern der Stadt erheblich gestiegen ist.

Die Delhi Metro Rail Corporation (DMRC) arbeitet daran, das U-Bahnsystem in New Delhi auszubauen, um es für Einwohner und Touristen besser zugänglich zu machen und eine sichere und effiziente Alternative zum Auto zu bieten.

„Die Metro Delhi hat maßgeblich dazu beigetragen, eine neue Ära des öffentlichen Nahverkehrs in Indien einzuleiten“, sagte Viraj Gupta, stellvertretender Generaldirektor der DMRC. „Mit dem ausgefeilten und modernen Metrosystem wurden zum ersten Mal in Indien praktische, klimatisierte und umweltfreundliche Dienste geschaffen und der öffentliche Nahverkehr nicht nur in der National Capital Region, sondern im ganzen Land revolutioniert.“

Mit der 4,89 Milliarden INR (ca. 54,6 Millionen EUR) teuren Erweiterung der Metro Delhi im Rahmen von Phase 4 der Bauarbeiten wird die bestehende 390 Kilometer lange Strecke um fast 62 Kilometer verlängert. Dadurch sollen die Zahl der Verkehrsunfälle und die Kohlenstoffemissionen von Fahrzeugen weiter reduziert werden. „In dieser Phase wird jede vierte U-Bahn-Station zu einem Umsteigepunkt ausgebaut“, erklärte Gupta. „So können die Pendler problemlos umsteigen und ihr Ziel schnell erreichen, anstatt längere Strecken fahren zu müssen.“

Suche nach Lösungen für technische Herausforderungen

Teil des Projekts waren der statische Entwurf und der Bau von zwei Tunneln und einer U-Bahn-Station in der Nähe von Krishna Park. Das Projekt war sowohl bautechnisch als auch geotechnisch eine Herausforderung, da die Arbeiten in einem dicht besiedelten Stadtgebiet durchgeführt werden mussten. Zudem waren die Arbeiten von DMRC auf bestimmte Zeiten beschränkt, um die Beeinträchtigung der Anwohner durch Lärm möglichst gering zu halten. Außerdem wurde der Tunnelbau durch den Alluvialboden erschwert. Der Grundwasserpegel des Bodens war hoch und es gab Schwierigkeiten mit Setzungen. Hinzu kamen alte, baufällige Gebäude entlang der Tunneltrasse.

Auch die Abwasserleitungen mussten in die Überlegungen einbezogen werden. „Wir mussten die Abwasserleitungen auf eine Tiefe von zehn Metern verlegen, da sie die Trassenführung des Tunnels beeinträchtigten“, erklärte Gupta. Deshalb benötigte das Team eine Software, die allen Herausforderungen dieses Projekts gerecht werden konnte.

Digitale Modellierung zur Optimierung von Arbeitsabläufen

Nach Abwägung der Möglichkeiten entschied sich DMRC für STAAD und PLAXIS. Zu Beginn wurde eine detaillierte Untersuchung des Gebäudezustands in der Umgebung durchgeführt, um anschließend alle Bauwerke zu verstärken, bei denen ein Bedarf festgestellt wurde. Mithilfe von PLAXIS und STAAD modellierte und analysierte das Projektteam den Boden sowie die Bau- und Tunnelkonstruktionen und überwachte und simulierte die Tragkonstruktionsbelastungen und Aushubarbeiten.

„STAAD half uns dabei, die Schnitteigenschaften aller Konstruktionselemente zu optimieren und so die Gesamtzahl der verwendeten Elemente zu reduzieren“, so Gupta. „Unsere Ingenieure konnten die wirtschaftlichsten Optionen auswählen.“

Mit BIM-Anwendungen wurden die Arbeitsabläufe gestrafft, die Kollisionserkennung erleichtert und Modelländerungen in Echtzeit vor der Ausführung der Bauarbeiten vor Ort ermöglicht. „Wir haben die Verformungen, Setzungen und Bewegungen an verschiedenen Punkten während der gesamten Projektdauer genau überwacht“, erklärte Gupta. „Da wir die Baumethode klar definiert hatten und umfangreiche geotechnische und geophysikalische Berichte [mit Anwendungen von Bentley] zur Verfügung standen, sind wir auf keine ungewöhnlichen oder anormalen Situationen gestoßen, die eine Änderung des Entwurfs oder der Baumethode erforderlich gemacht hätten.“

Da STAAD außerdem alle Bemessungsnormen für verschiedene Materialien erfüllt, konnte das Team jede Art von Konstruktion entwerfen und erhielt alle erforderlichen Daten. „Die synchronisierten Modelldaten können mit dem gesamten Entwurfsteam geteilt werden“, so Gupta. „Dies garantiert die termingerechte und kosteneffiziente Erstellung von Entwürfen und Konstruktionen aus Stahl, Beton, Holz, Aluminium und kaltgeformtem Stahl – unabhängig von ihrer Komplexität.“

Entwicklung einer attraktiven, umweltfreundlichen Transportmöglichkeit

Durch die Verwendung von Bentley-Anwendungen konnte DMRC 1.000 Arbeitsstunden und damit verbundene Kosten einsparen. Mit kollaborativer digitaler Modellierung und Analyse optimierte das Team den statischen Entwurf und reduzierte die Menge des benötigten Betonmaterials um etwa 1.500 Kubikmeter und die Stahlbewehrung um 250 Tonnen.

„STAAD hat uns insbesondere dabei geholfen, Zeit zu sparen und die Effizienz zu steigern, da keine manuellen Berechnungen erforderlich waren“, so Gupta. „Mit der Software haben wir die Arbeitsabläufe optimiert und mögliche Fehler beseitigt.“

Dieser neue Abschnitt des U-Bahnsystems von Delhi bietet ein umweltbewusstes Beförderungsmittel für die gesamte Stadt. „Die Zahl der Verkehrsunfälle in Delhi ist seit der Inbetriebnahme des U-Bahnsystems drastisch zurückgegangen“, sagte Gupta. „Das liegt wahrscheinlich daran, dass sich die U-Bahn in Delhi zum wichtigsten öffentlichen Verkehrsmittel entwickelt hat und täglich 2,28 Millionen Pendler befördert. Dieser Korridor wird die verschiedenen Stadtteile miteinander verbinden und so die Zahl der Fahrzeuge auf den Straßen reduzieren und zur Eindämmung der Umweltverschmutzung beitragen.“

Das Team von DMRC wollte auch erreichen, dass die U-Bahnhöfe selbst einfach zu navigieren sind und dass die Software zur Maximierung der Fläche und zur Minimierung von Störungen beiträgt. Es gibt ein automatisches Fahrpreiserfassungssystem, mit dem die Kunden Chipkarten kaufen, aufladen und zum Ein- und Aussteigen verwenden können.

Außerdem sollte im Rahmen des Projekts ein ansprechender Raum geschaffen werden. „Die Station Krishna Park wird mit Kunstwerken und Bildern geschmückt, mit denen die reiche Geschichte, Kultur, Pflanzenwelt und Artenvielfalt dieses Viertels hervorgehoben wird“, so Gupta. „Durch die Anbindung an den Rest der Stadt wird diese Station von großem Nutzen für die Bewohner der nahegelegenen Innenbezirke sein.“

Mithilfe von Bentley-Anwendungen ist das Team auf dem besten Weg, die beiden Tunnel und eine U-Bahn-Station in der Nähe von Krishna Park bis Anfang 2024 fertigzustellen. Der Rest der Projektphase wird voraussichtlich im September 2025 abgeschlossen sein.

Maßnahmen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen

Aufgrund der Bemühungen, die Luftqualität in Delhi zu verbessern, wurde DMRC von den Vereinten Nationen für das weltweit erste U-Bahn- und Schienensystem zertifiziert, das Emissionsgutschriften für die Reduzierung von Treibhausgasemissionen erhält.

„Die Metro Delhi, die als technisch hochmodern gilt, spart nicht nur Zeit, sondern auch Geld und Energie“, so Gupta.

Das Projekt zeigt bereits positive Auswirkungen für die Umwelt: Bisher hat das U-Bahnsystem dabei geholfen, die Luftverschmutzung in der Stadt um 6,3 Millionen Tonnen pro Jahr zu reduzieren und so einen Beitrag zur Bekämpfung des globalen Klimawandels zu leisten.

„Mit dem Bau eines riesigen Netzes von rund 390 Kilometern mit 286 Stationen in Rekordzeit in Delhi ist DMRC ein leuchtendes Beispiel dafür, wie ein enormes, technisch komplexes Infrastrukturprojekt von einer Regierungsbehörde schneller als geplant und innerhalb der veranschlagten Kosten abgeschlossen werden kann“, so Gupta.

Dank der großartigen Initiative hat sich die Luftqualität verbessert und die Bewohnerinnen und Bewohner der Stadt können aufatmen.

Autorin: Jana Miller ist Senior Manager, Product Marketing, bei Bentley Systems. Sie ist unter jana.miller@bentley.com erreichbar.

Der Beitrag Ausbau der Delhi Metro: Verbesserte Luftqualität durch innovative Technologie erschien zuerst auf BIM Magazin - Building Information Modeling.