Số hoá công trình xây dựng nhìn từ Cảng hoá chất Hyosung Vina

Cảng hóa chất Hyosung Vina (KCN Cái Mép, thị xã Phú Mỹ, Bà Rịa-Vũng Tàu) là công trình thuộc tập đoàn công nghiệp Hyosung Corporation Hàn Quốc, ước tính đóng góp 80 triệu USD hàng năm vào ngân sách. 

Đây là một phần của dự án phức hợp bao gồm nhà máy sản xuất propane dehydrogenation (PDH) và hạt nhựa PP (Polypropylene), kho ngầm chứa khí hóa lỏng LPG và sản phẩm hóa dầu. Dự án khổng lồ này bắt đầu khởi công vào năm 2018 và hoàn thành vào ngày 3/3/2020.

TheLEADER đã có cuộc trò chuyện với TS. Hoàng Hiệp, Giám đốc trung tâm BIMLab của Portcoast, người phụ trách dự án về những ảnh hưởng của công nghệ không gian địa lý cũng như số hoá đến cách thức thi công dự án ở Cái Mép nói riêng và các dự án xây dựng nói chung. Công ty TNHH Tư vấn thiết kế và giám sát Portcoast là đơn vị thực hiện một trong những nhiệm vụ cuối và quan trọng của dự án là xây dựng cầu tàu dẫn khí hóa lỏng LPG.

Hiện nay, số hoá được nói đến rất nhiều ở các lĩnh vực khác nhau. Vậy câu chuyện số hoá trong thi công xây dựng hiện đang diễn ra như thế nào, thưa ông?

TS. Hoàng Hiệp: Không thể phủ nhận rằng câu chuyện số hoá đang là vấn đề được quan tâm hàng đầu. Quá trình này được thực hiện theo hai phương pháp phổ biến nhất là dữ liệu đồ họa/không gian và dữ liệu ngữ nghĩa/cấu trúc liên kết (Tô pô).

Đối với dữ liệu đồ họa/không gian, chúng tôi tối ưu hóa việc sử dụng máy quét laser 3D để số hóa tình trạng hiện tại của bề mặt làm việc.

Về dữ liệu ngữ nghĩa/cấu trúc liên kết, tất cả các tài liệu liên quan đến xây dựng công trình sẽ được số hóa bằng các ứng dụng và thiết bị quét chuyên dụng.

Để số hoá thành công trong ngành xây dựng, theo ông đâu là những yếu tố quan trọng?

TS. Hoàng Hiệp: Hai yếu tố quan trọng góp phần vào việc số hóa xây dựng công trình là máy quét laser và con người. Đặc biệt, các khả năng của thiết bị quét laser 3D như độ chính xác, mật độ đám mây điểm, phạm vi quét là yếu tố không thể thiếu nhằm đảm bảo chất lượng và độ chính xác của dữ liệu khảo sát. Việc xử lý dữ liệu và lập mô hình 3D BIM theo dữ liệu đã quét chủ yếu dựa vào kỹ năng và khả năng của kỹ sư.

Quá trình đào tạo nhân lực để có thể thực hiện được dự án phức tạp như Cảng hóa chất Hyosung Vina đã diễn ra như thế nào?

TS. Hoàng Hiệp: Về nguồn nhân lực, các kỹ sư của dự án là nhân viên thường trực của PortCoast từ nhiều bộ phận khác nhau, như khảo sát và thiết kế.

Ở giai đoạn đầu, chúng tôi đã mời những chuyên gia hàng đầu làm việc cho các nhà cung cấp thiết bị và phần mềm, ví dụ như công ty Leica Geosystems, để cung cấp các khóa đào tạo chuyên biệt về cách sử dụng công nghệ tiên tiến này. Sau khi kết thúc khóa đào tạo, chúng tôi đã tự đào tạo thêm và tích lũy kinh nghiệm thực hành trên khắp các công trình xây dựng. 

Liên quan đến máy quét laser 3D và thiết bị đo đạc, các kỹ sư khảo sát của chúng tôi sẽ là người sử dụng chính. Trên hết, các kỹ sư dân dụng của chúng tôi sẽ tham gia vào quá trình xây dựng mô hình BIM.

Do Cảng Hyosung Vina là một dự án đầy thách thức, tích hợp nhiều thiết bị hiện đại chưa từng được sử dụng ở Việt Nam và Đông Nam Á trước đây nên chúng tôi đồng thời phải tự mày mò, nghiên cứu và nhờ đến sự hỗ trợ kỹ thuật của các chuyên gia từ nhà cung cấp thiết bị.

Vậy vai trò cụ thể của Portcoast trong dự án này là gì?

TS. Hoàng Hiệp: Portcoast là đơn vị tư vấn cho dự án, tham gia từ giai đoạn đầu tiên của quá trình cải tạo mặt bằng cho cảng mới. Chúng tôi sử dụng công nghệ lên bản đồ 3D để khảo sát địa hình, mô hình xây dựng cầu cảng cùng các hạng mục đi kèm và báo cáo giám sát bờ kè bảo vệ cầu tàu.

Quá trình khảo sát địa hình có nhiều thử thách. Với diện tích hơn 5ha, các kỹ sư của Portcoast đã vận dụng tối đa kiến thức và kinh nghiệm của mình để thu thập dữ liệu tại những điểm khó tiếp cận. Bên cạnh cấu trúc địa hình phức tạp, khu vực này còn thiếu tính ổn định do các công trình lân cận vẫn còn thi công hoặc đã đi vào vận hành.

Đâu là thử thách lớn nhất trong quá trình quét dữ liệu khu cảng, thưa ông?

TS. Hoàng Hiệp: Thử thách lớn nhất là lựa chọn các vị trí quét trong một khu phức hợp có lưu lượng giao thông đáng kể. Các nhiễu loạn từ quá trình xây dựng đang diễn ra có thể làm giảm tính ổn định cần thiết của quá trình quét và cho dữ liệu chính xác. Để giảm thiểu những thách thức khi làm việc trong môi trường giao thông phức tạp này, chúng tôi đã quyết định tiến hành quét từ các vị trí trên cao, phía trên đường nội bộ.

Thực hiện quét dữ liệu từ trên cao yêu cầu một máy quét có thể cung cấp mức độ chính xác cao trong một phạm vi dài có thể đo được. Chúng tôi đã dùng Leica ScanStation P50 để có kết quả chính xác lên đến 3mm và đáp ứng được yêu cầu về độ rộng bao phủ.

Trong khi mặt trên cây cầu dùng Leica ScanStation P50 để quét, thì bên dưới cầu, nhóm đã sử dụng thiết bị đặc thù chẳng hạn như tùy chỉnh cần cẩu để cài đặt máy quét laser Leica RTC360 và Leica BLK360. 

Các thiết bị này cho phép đo và chụp rất chi tiết dữ liệu trong khu vực phức tạp, hẹp và khó tiếp cận như thùng chứa chất lỏng, hệ thống đường ống, cầu nối và cần cẩu hàng hải.

Công nghệ không gian địa lý mang lại những tiện ích gì?

TS. Hoàng Hiệp: Trong quá trình khảo sát và xây dựng, chúng tôi phải quét nhiều điểm và thu thập nhiều dữ liệu từ các thiết bị khác nhau, chẳng hạn như máy toàn đạc, hệ thống định vị toàn cầu GNSS, máy quét laser vốn vận hành theo quy trình phức tạp và mất nhiều thời gian. 

Sự tích hợp liền mạch các thiết bị và giải pháp phần mềm của Leica Geosystems giúp quá trình trao đổi dữ liệu thông qua đám mây giữa đội nhóm tại công trường và tại văn phòng được diễn ra nhanh chóng, thông suốt.

Điều kiện thời tiết thay đổi nhanh như ở Việt Nam đòi hỏi quá trình truyền tải dữ liệu từ hiện trường về văn phòng phải diễn ra thật nhanh chóng nhằm kjp thời xác minh và tránh mất mát dữ liệu. 

Tốc độ cao và độ chính xác của việc thu thập dữ liệu thực địa giúp chúng tôi tránh được sự chậm trễ khi xử lý hậu kỳ tại văn phòng do có thể kiểm tra các điểm quét bất cứ khi nào cần, thời gian truyền dữ liệu từ hiện trường về văn phòng chỉ trong vòng một phút, khả năng hiển thị chính xác của bản đồ kết quả. Sau đó, chúng tôi tổng hợp để tạo ra mô hình 3D và hệ thống thực tế ảo VR.

Bằng cách thu thập dữ liệu đám mây điểm tại các thời điểm khác nhau và sử dụng Leica CloudWorx cho Revit cho các bản vẽ hoàn công, chúng tôi có thể ước tính giới hạn lề để lắp đặt hoặc dịch chuyển các giá đỡ đường ống với độ chính xác tối đa thường tính đến milimet.

Lợi ích của công nghệ không gian địa lý vượt ngoài phạm vi xây dựng. Các bản vẽ hoàn công và BIM mà chúng tôi tạo ra sẽ hỗ trợ quản lý liên tục các cơ sở vật chất cảng. Các tài nguyên này cung cấp tài liệu tham khảo cho báo cáo kiểm tra, cho phép Hyosung lập kế hoạch và mô hình hóa các phát triển và cải tạo trong tương lai bằng mô hình kỹ thuật số đã tạo từ trước. 

Vì vậy, nhóm bảy kỹ sư của chúng tôi chỉ mất vài tuần để hoàn thành công việc, giảm đáng kể các lượt đến công trình để bảo trì trong tương lai và có thể được tiếp tục sử dụng nhằm tăng cường bảo vệ hoạt động của cảng trong nhiều thập kỷ tới.

Làm sao để kiểm soát chi phí đối với một dự án phức tạp như thế này?

TS. Hoàng Hiệp: Chúng tôi được giao trọng trách phải đảm bảo hoàn tất để đưa dự án vào vận hành càng sớm càng tốt. Do đó, tốc độ là yếu tố then chốt, buộc Portcoast phải lựa chọn thiết bị và đào tạo nhân lực phù hợp.

Quá trình đào tạo với đội ngũ chuyên gia của Leica Geosystems giúp chúng tôi rút ngắn thời gian hơn nhiều so với dự kiến. Các thiết bị của họ cho phép chụp quét dữ liệu tốc độ cao, giảm đáng kể thời gian khảo sát.

Trong những dự án như thế này, khảo sát địa hình phần kè thường mất khoảng 12 tiếng với khoảng cách giữa các điểm khảo sát là 20m. Tuy nhiên, với ScanStation P50, chúng tôi đã hoàn thành trong vòng 3 tiếng. Đẩy nhanh tiến độ cũng đồng thời làm giảm rủi ro vận hành của chúng tôi cũng như số lượng nhân viên cần thiết.

Ngoài dự án ở Cái Mép, Portcoast đã ứng dụng số hoá tại những dự án nào khác?

TS. Hoàng Hiệp: Ngoài dự án tại Cái Mép - Thị Vải, chúng tôi cũng áp dụng kỹ thuật số hóa trong giám sát thi công, chẳng hạn như tại Tổ hợp hóa dầu Long Sơn (LSP) (Tỉnh Bà rịa - Vũng Tàu, Việt Nam) và Cảng Hutchison Pakistan - Nam Á Pakistan Terminals (SAPT) - (Karachi, Pakistan).

Không chỉ vậy, chúng tôi còn sử dụng số hóa trong việc xây dựng mô hình thông tin cho các công trình di sản như Nhà hát lớn Sài Gòn (TP. HCM).

Xin cảm ơn ông!