Wie nachhaltige Überwachungsmethoden für das Projekt Northeast Boundary Tunnel (NEBT) in Washington D.C. eingesetzt wurden.

Herausforderung

In einer Welt, in der sich das Klima verändert, ist es ein wachsendes Anliegen, dass Gemeinden nicht überflutet werden. Mehr als 700 Städte auf der ganzen Welt verfügen über Mischwassersysteme, die im Falle einer schweren Überschwemmung überlaufen könnten, was erhebliche Gefahren für die Gesundheit und die Infrastruktur mit sich bringen würde. Eine dieser Städte ist Washington DC in den USA, wo ein veraltetes Abwassersystem in den nahe gelegenen Anacostia River überlief.

Um solche Vorfälle zu vermeiden, beauftragte die Stadt Lane Construction mit dem Bau eines großen Tiefwassertunnels, des Northeast Boundary Tunnel (NEBT). Der NEBT ist der größte von mehreren Tunnelabschnitten, die Teil des DC Water Clean Rivers Act sind. Der NEBT sollte die Abwassersysteme verbinden und die Regenwasserüberläufe um 98 % reduzieren. Der Bau eines Tunnels mit einem Durchmesser von 23 Fuß über eine Strecke von fünf Meilen unter dicht bebauten Gebieten war jedoch nicht ohne Gefahren. Für Lane Construction war es von entscheidender Bedeutung, die Tunnelbauarbeiten genau zu überwachen, damit etwaige Risiken frühzeitig erkannt und beseitigt werden konnten.

Lösung

Lane Construction beauftragte den Mess- und Überwachungsdienstleister EnTech Engineering, der die von Specto Technology gelieferte IoT-Fernüberwachungslösung von Worldsensing einsetzte, um eine Reihe von Sensoren für das Projekt zu verbinden. Zu den Instrumenten, die rund um das 583 Millionen Dollar teure Tunnelbauprojekt installiert wurden, gehörten vier drahtlose Gateways, die für Redundanz konfiguriert waren und mehr als 280 Überwachungspunkte abdeckten, sowie 16 drahtlose Neigungsmesser, die an Bauwerken rund um die Baustelle angebracht waren.

Darüber hinaus installierte EnTech 91 Einkanal-Vibrationssaitenknoten zum Ablesen von Piezometern entlang der Tunnelausrichtung und in der Nähe von Schächten sowie 176 Fünfkanal-Vibrationssaitenknoten zum Ablesen von Mehrpunkt-Bohrlochdehnungsmessern und Dehnungsmessstreifen. Schließlich umfasste der Aufbau 15 analoge Knotenpunkte zum Ablesen der zuvor installierten Entech-Neigungsmesser. Die Gateways wurden diskret in der Nachbarschaft installiert, in Gehäusen untergebracht und mit 3-Fuß-Antennen für eine optimale drahtlose Überwachungskapazität ausgestattet. 

Alle Daten von den Edge-Geräten wurden an das Connectivity Management Tool gesendet, die Netzwerkmanagement-Plattform, mit der der Status aller Geräte überwacht und die Integration mit Visualisierungssoftware von Drittanbietern ermöglicht wurde.

Vorteile

Durch den Einsatz der kabellosen Worldsensing-Überwachungslösung war es nicht mehr erforderlich, Gräben auf der Fahrbahn auszuheben, was in einer bebauten Umgebung wie Washington DC "eine enorme Geld- und Zeitersparnis bedeutet", so Tyree Williams, Sales Manager bei Specto Technology.

Da die Worldsensing-Lösung eine leistungsstarke LoRa-Technologie (Long Range) mit geringem Stromverbrauch verwendet, reichen die drahtlosen Funktionen bei Sichtverbindung bis zu neun Meilen weit. Das Netzwerk kann sogar Signale von Sensoren, die sich unter Stahlschachtabdeckungen befinden, in einer Entfernung von einer Meile empfangen. Außerdem wurde der Wartungsaufwand reduziert, weil die Lebensdauer der Batterien so lang ist", sagt Williams. "Selbst mit der erhöhten Abtastrate kann man fast fünf Jahre lang arbeiten."

Die reibungslose Überwachung des Projekts trug dazu bei, dass die NEBT-Tunnelbohrmaschine ihre Arbeit planmäßig im April 2021 abschließen konnte. Damit liegt Washington DC im Zeitplan, um die Wasserreinheit des Anacostia bis 2030 so weit zu verbessern, dass er zum Schwimmen und Angeln genutzt werden kann.