Continue sensormonitoring van een spoortunnel tijdens grootschalige bouwactiviteiten

Spoormonitoring is essentieel wanneer bouwactiviteiten plaatsvinden in de directe nabijheid van spoorinfrastructuur. Zeker wanneer werkzaamheden plaatsvinden binnen de invloed zone van een spoortunnel ontstaat de vraag hoe eventuele verplaatsingen van de constructie tijdig kunnen worden gesignaleerd zonder de beschikbaarheid van het spoor onnodig te beperken.

Voor een groot infrastructureel project kreeg GeoNext de opdracht om gedurende een periode van ruim anderhalf jaar inzicht te geven in de bewegingen van een spoortunnel tijdens omvangrijke werkzaamheden boven en rondom de constructie. De monitoringsopgave richtte zich specifiek op de voegovergangen van de tunnel, omdat juist daar eventuele vervormingen als eerste zichtbaar worden.

De monitoringsvraag voor de spoortunnel

De kernvraag was eenvoudig: blijven de bewegingen van de tunnelconstructie binnen de vastgestelde grenswaarden tijdens de uitvoering van de werkzaamheden?

Traditionele deformatiemetingen zouden hiervoor op meerdere momenten uitgevoerd kunnen worden. De uitvoering strekte zich echter uit over een lange periode met verschillende kritische bouwfasen en door de lange periode ook invloeden van de seizoenen op de beweging van de tunnelmoten. Daardoor ontstond behoefte aan continu inzicht in plaats van momentopnames. Niet alleen moest een eventuele overschrijding snel worden gedetecteerd, ook wilde men trends kunnen herkennen voordat sprake zou zijn van een kritische situatie.

Waarom gekozen is voor sensormonitoring

Tijdens de voorbereidingsfase zijn verschillende monitoringsstrategieën beschouwd. Een traditionele aanpak met geodetische meetrondes op prisma’s was technisch mogelijk en bood een hoge nauwkeurigheid. Deze aanpak zou echter meerdere installatiemomenten, buitendienststellingen en herhaalde metingen vereisen gedurende de looptijd van het project. Bovendien zouden alleen meetwaarden beschikbaar zijn op de momenten waarop daadwerkelijk werd gemeten.

Daarom is gekozen voor een geautomatiseerd monitoringssysteem met sensoren op de voegovergangen. Hiermee werd niet alleen de frequentie van spoorgebonden werkzaamheden beperkt, maar ontstond ook een continu beeld van het gedrag van de constructie. Eventuele afwijkingen konden direct zichtbaar worden gemaakt in plaats van pas bij een volgende meetronde.

 

Technische inrichting van het meetsysteem

Het meetsysteem bestond uit 48 sensoren verdeeld over acht voegovergangen binnen het monitoringsgebied. Op iedere voeg werden meerdere meetpunten aangebracht zodat bewegingen van beide zijden van de constructie nauwkeurig konden worden gevolgd. De sensoren registreerden continu relatieve verplaatsingen van de voegconstructies en stuurden deze gegevens automatisch door naar het monitoringsplatform van GeoNext.

De meetdata werd realtime verwerkt in een online dashboard waarin actuele waarden, trends en alarmmeldingen zichtbaar waren. De gegevens werden automatisch getoetst aan vooraf vastgestelde grenswaarden waardoor direct zichtbaar werd wanneer een situatie nader onderzocht moest worden.

Praktijkuitdagingen tijdens de installatie

De grootste uitdaging bleek niet de monitoring zelf, maar het realiseren van een betrouwbare installatie in een bestaande spoortunnel.

Tijdens de uitvoering bleek dat verschillende voeglocaties beperkt toegankelijk waren door aanwezige afwerkingen, kabelvoorzieningen en beschermende constructies. De ondergrond kende grote variaties waardoor maatwerk nodig was om sensoren stabiel te kunnen bevestigen. Voor specifieke situaties werden aanvullende montagemiddelen en maatwerkoplossingen ontwikkeld om de sensoren toch op de gewenste locaties te kunnen installeren.

Daarnaast bleek mobiele datacommunicatie in delen van de tunnel minder betrouwbaar dan vooraf verwacht. Om de continuïteit van de monitoring te waarborgen zijn aanvullende analyses uitgevoerd naar signaalsterkte en zijn alternatieve oplossingen onderzocht. Contact met de provider die het signaal naar juiste sterkte bracht was hier uiteindelijk de oplossing.

Welke risico’s zijn beheerst

Door de continue monitoring kon gedurende de volledige uitvoeringsperiode worden vastgesteld of de tunnelconstructie zich gedroeg zoals vooraf verwacht. De monitoring maakte het mogelijk om afwijkende bewegingen vroegtijdig te detecteren en direct te beoordelen. Daarmee werden risico’s op ongewenste constructieve vervormingen van de tunnel en mogelijke gevolgen voor de spoorinfra beheerst.

De toegevoegde waarde van GeoNext

De meerwaarde van GeoNext lag niet alleen in het leveren van sensoren, maar vooral in de combinatie van monitoringskennis, spoorervaring en data-analyse. Door vooraf de meest geschikte monitoringsstrategie te bepalen, het systeem onder uitdagende omstandigheden te installeren en gedurende de volledige looptijd actief te beheren, ontstond een betrouwbare informatievoorziening waarop opdrachtgevers en uitvoerende partijen konden vertrouwen. De praktijkervaring die binnen dit project is opgedaan wordt inmiddels gebruikt om vergelijkbare monitoringsvraagstukken in tunnels, spoorconstructies en andere infrastructurele kunstwerken efficiënter en betrouwbaarder op te lossen.

Lees hier alles over monitoring: Spoormonitoring van bruggen, viaducten en tunnels. Maar ook hoe we een monitoringsplatform inrichten, beheren en onderhouden.