Cost management for underground infrastructure projects : a case study on cost increase and its causes

Extensive investments in infrastructure for transportation are currently being carried out in Sweden. A substantial part consists of underground road- and railway projects. The aim of this thesis is to create a foundation upon which improvement can take place, with respect to cost management in the process for underground road- and railway projects. All projects are, to some extent, associated with uncertainties that fall into three groups: Risk, Inherent- and Inflicted uncertainties. The projects also are associated with two groups of unique features, namely geology and closed room. These features are associated with greater uncertainties, which justify that it is more difficult to estimate the cost in underground road- and railway projects than in those aboveground. The cost development has been studied for a number of Swedish road- and railway projects. All projects are associated with cost increase, and the largest occurs during planning. These results are in agreement with those from other international studies. Additional results from the Swedish projects are: (1) The unit price for tunnels and contracted prices for different tunneling works are associated with large variations; and (2) The overall process is stable, and that the outcome is predictable within wide statistically limits. These results provide a basis for improved cost estimates in the future. Currently, there is no systematic follow-up of the accuracy in early estimates, although, early cost estimates are based on cost from previous projects. Consequently, the quality and the uncertainties in the cost-estimates are unknown. A detailed case study reveals that the vast majority of cost increases occur elsewhere than within the unique feature for underground projects, namely as indirect and financial cost. The unique features have contributed to a minor, but yet substantial increase in the cost, of which the greatest increase originates from water treatment, reinforcement and tunnel safety. The mechanisms for the two former groups are evaluated, and mitigations are suggested. It is concluded that large cost increases are generated from optimistic prognoses, due to cognitive bias, and cautious choices in the mapping. The mechanisms behind water treatment cannot be investigated at this stage. Several of the causes for cost increase that have been identified in this thesis may be regarded as example of inflicted uncertainties. From the perspective of the client on road- and railway projects, activities within one project is very similar to those in others projects. Because a project organisation is temporary and unique, its abilities to improve are generally restricted to the individual project. To achieve a lasting improvement, experience from individual projects must be transferred to a more stable organisation, such as the parental organisations of the involved actors. There is also a need to improve cost management of indirect- and financial costs.För närvarande sker omfattande investeringar i Sverige med avseende på infrastrukturen för transporter där väg- och järnvägsprojekt undermark utgör en väsentlig del. Syftet med denna avhandling är att skapa en plattform för förbättringar med avseende på kostnadsstyrning i undermarksprojekt för väg och järnväg. All projekt är, i någon utsträckning, förknippade med osäkerheter som kan delas in i tre grupper: Risk, Naturliga- och Skapade osäkerheter. Dessa undermarksprojekt är dessutom förknippade med två grupper av unika förutsättningar som beror av geologi och det stängda rummet. Dessa förutsättningar innebär ökade osäkerheter vilka förklarar att det är svårare att uppskatta kostnaderna för väg- och järnvägsprojekt undermark än ovan jord. Kostnadsutvecklingen har studerats för ett antal svenska väg- och järnvägsprojekt. Kostnadsökningar förekommer i samtliga projekt och den största ökningen har skett under planeringen. Liknande resultat har rapporterats i flera internationella studier. Resultaten visar också att variationerna i tunnelpris per meter och kontrakterade ápriser för tunnelarbetena är stora. Samtidigt visar resultaten att den övergripande processen kan sägas vara stabil och förutsägbar inom vida statistiska ramar. Dessa resultat utgör underlag till bättre kostnadsuppskattningar i framtiden. För närvarande saknas systematiska uppföljningar av tidiga kostnadsuppskattningar, trots att dessa som regel är baserade på kostnader från ett fåtal tidigare projekt. En konsekvens är att kvaliteten och osäkerheterna i kostnadsuppskattningarna är okända. En detaljerad fallstudie avslöjar att de största kostnadsökningarna inte är kopplade till de unika förutsättningarna för undermarks projekt utan snarare till indirekta och finansiella kostnader. De unika förutsättningarna för undermarksprojekt har bidragit till mindre men ändå betydande kostnadsökningar. Där största ökningarna härrör från vattenhantering, förstärkning och personsäkerhet i tunnlar. Mekanismerna bakom de två sistnämnda har utvärderats och åtgärder har föreslagits medan mekanismerna bakom vattenhantering inte har varit möjliga att utvärdera. Flera av orsakerna till kostnadsökningarna som identifierats i denna avhandling kan anses bero på skapade osäkerheter. Till exempel inkluderas inte indirekta och finansiella kostnader i tidiga kostnadsuppskattningar. Från ett beställarperspektiv i väg- eller järnvägsprojekt är många aktiviteter återkommande från projekt till projekt. Eftersom en projektorganisation är temporär och unik är möjligheten att förbättra begränsad inom ett projekt. För att åstadkomma en bestående förbättring måste erfarenheterna från de individuella projekten överföras till en mer bestående organisation, sådana som moderorganisationerna till de inblandade aktörerna. Det finns också ett behov att förbättra kostandsstyrningen rörande indirekta- och finansiella kostander