Über das Projekt
In vielen Teilen Saudi-Arabiens besteht der Untergrund aus löslichen Sedimentgesteinen, wodurch sich auf natürliche Weise Karstlandschaften bilden. Diese geologischen Bedingungen schaffen verborgene Schwachstellen unter der Oberfläche und zählen zu den größten geologischen Risiken des Landes.
Erdfälle sind dabei keine lokalen Einzelfälle, sondern können Straßen, Pipelines, Gebäude und auch kritische Verkehrsinfrastrukturen wie Bahnstrecken beeinträchtigen. Ihre plötzliche Entstehung kann erhebliche Schäden verursachen sowie zu Betriebsunterbrechungen und Sicherheitsrisiken führen. Eine frühzeitige Erkennung ist daher entscheidend, um einen zuverlässigen Betrieb sicherzustellen.
Eine wichtige Güterbahnstrecke in Saudi-Arabien stand vor genau dieser Herausforderung. Entlang eines Streckenabschnitts hatten sich bereits Dolinen gebildet. Dadurch entstanden erhebliche Sicherheitsrisiken sowie die Gefahr größerer Betriebsunterbrechungen.
Geocomp , ein Unternehmen von Sercel, führte gemeinsam mit einem lokalen Partner eine detaillierte geophysikalische Untersuchung mit geotechnischer Charakterisierung durch, um die Ursachen der Untergrundinstabilität zu identifizieren. Die Studie konzentrierte sich sowohl auf langfristige ingenieurtechnische Lösungen als auch auf Monitoringstrategien für kurz- und langfristige Zeithorizonte, um Risiken gezielt zu managen.
Im Rahmen des Projekts wurde eine Vielzahl an Messsystemen installiert und mit dem webbasierten Monitoringsystem iSite Central kombiniert. Dieser Ansatz ermöglicht eine frühzeitige Erkennung der Entstehung von Erdfällen sowie ein proaktives Management.
Ein zentraler Bestandteil der Monitoringstrategie war die faseroptische Sensorik. Zum Einsatz kam die hochauflösende Distributed Acoustic Sensing (DAS)-Technologie von AP Sensing über die gesamte Streckenlänge von 1,5 km. Das mit dem DAS-System verbundene Glasfaserkabel wurde entlang des Gleisunterbaus installiert. Es liefert kontinuierliche Messdaten über große Distanzen und lange Zeiträume. So lassen sich sowohl Bodenerschütterungen als auch mögliche Hohlraumbildungen zuverlässig erkennen und konventionelle Messverfahren ergänzen. Dadurch konnte der Betreiber den Betrieb auf dieser wichtigen Transportstrecke aufrechterhalten und gleichzeitig die Risiken durch Erdfälle wirksam kontrollieren.
Die Lösung
DAS lieferte hochauflösende seismische Messdaten in Echtzeit. Dadurch konnten Bodenbewegungen sowie potenzielle Hohlräume frühzeitig erkannt und proaktive Maßnahmen eingeleitet werden. Die Lösung von AP Sensing gewährleistete eine zuverlässige Datenerfassung selbst unter den anspruchsvollen Bedingungen in der Wüste. Gleichzeitig ermöglichte das System eine durchgängige räumliche Überwachung entlang des 1,5 km langen Streckenabschnitts.
Geocomp und sein lokaler Partner implementierten ein umfassendes Monitoring- und Maßnahmenkonzept, das DAS mit ergänzenden Technologien kombiniert:
- Wire-break Time Domain Reflectometry (TDR)-Sensoren zur lokalen Überwachung struktureller Veränderungen
- Monatliche InSAR-Satellitenmessungen zur Erkennung kleinster Bodenverformungen
- Passives seismisches Monitoring in den Hochrisikobereichen für eine schnelle Reaktion
Ergebnisse und Nutzen
- Frühzeitige Erkennung von Untergrundinstabilitäten und potenziellen Erdfällen
- Kontinuierliches Monitoring ohne Beeinträchtigung des Bahnbetriebs
- Erhöhte Sicherheit und reduzierte Betriebsrisiken
- Datengestützte Grundlage für langfristige Engineering- und Instandhaltungsentscheidungen
- Aufrechterhaltung des Betriebs auf einer kritischen Güterverkehrsstrecke bei gleichzeitiger Kontrolle der Erdfallrisiken