Im Ingenieurwesen stellt die Versandung seit jeher ein wichtiges Problem dar. Dreidimensionale Verbunddrainagenetze sind ein gängiges Entwässerungsmaterial in Großprojekten. Können sie also Versandung und Verstopfung verhindern?
1. Strukturelle Innovation
Das dreidimensionale Verbunddrainagenetz besteht aus einem doppelseitigen Geotextil und einem dreidimensionalen Geotextilkern. Der Netzkern ist aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) gefertigt. Durch das dreidimensionale Formverfahren entsteht ein kreuzförmiges Rippennetz, dessen Besonderheit sich in folgenden zwei Aspekten zeigt:
1. Gradientenporensystem: Der vertikale Rippenabstand des Maschenkerns beträgt 10-20 mm. Die obere geneigte Rippe und die untere Rippe bilden einen dreidimensionalen Umlenkkanal, der auf das Aperturgradientendesign des Geotextils (obere Schicht 200 μm, untere Schicht 150 μm) abgestimmt ist. Abfangbare Partikelgröße größer als 0,3 mm, Real Now „Grobfiltration-Feinfiltration“ abgestufte Filtration.
2. Anti-Einbettungs-Design: Die Rippen des Netzkerns sind bis zu 4–8 mm dick. Bei 2000 kPa bleiben unter Last über 90 % der ursprünglichen Dicke erhalten. Dadurch wird ein Einbetten des Geotextils in das Netz durch lokale Kompression verhindert. Laut den Daten einer Deponie beträgt die Wasserableitungsdämpfung der mit diesem Material hergestellten Dränageschicht nach 5 Jahren Nutzung lediglich 8 %, was deutlich unter den 35 % einer herkömmlichen Kiesschicht liegt.
2. Materialeigenschaften
1. Chemische Stabilität: Der HDPE-Netzkern ist beständig gegen Säure- und Laugenkorrosion. In schwach sauren und schwach basischen Umgebungen mit einem pH-Wert von 4–10 bleibt die Molekularstruktur zu über 95 % erhalten. Das kombinierte Polyester-Filament-Geotextil verfügt über eine UV-beständige Beschichtung, die der durch UV-Strahlung verursachten Materialalterung entgegenwirkt.
2、Selbstreinigungsmechanismus: Die Oberflächenrauheit des Netzkerns wird auf einen Ra-Wert von 3,2-6,3 μm kontrolliert. Innerhalb dieses Bereichs wird nicht nur die Drainageeffizienz gewährleistet, sondern auch die durch übermäßige Glätte verursachte Biofilmbildung vermieden.
3. Ingenieurpraxis
1. Anwendung auf Deponien: Auf einer Deponie mit einer täglichen Verarbeitungskapazität von 2.000 Tonnen bildet das dreidimensionale Verbunddrainagenetz in Kombination mit der HDPE-Membran ein Verbundsystem zur Abdichtung gegen Versickerung. Dessen dreidimensionaler Netzkern kann einer Aufprallbelastung von 1.500 m³ Sickerwasser pro Tag standhalten. In Verbindung mit der Rückstaufunktion des Geotextils wird eine einseitige Versickerung der Flüssigkeit erreicht, wodurch ein Rückfluss von Schlamm verhindert wird. Nach drei Jahren Betrieb beträgt der Druckabfall des Drainagelaminats lediglich 0,05 MPa und liegt damit deutlich unter dem Auslegungsgrenzwert von 0,2 MPa.
2. Anwendung im Straßenbau: Auf einer Autobahn in einem gefrorenen Bodengebiet in Nordchina kann es als Untergrunddrainageschicht eingesetzt werden. Durch die Blockierung des kapillaren Wasseraufstiegs lässt sich der Grundwasserspiegel um 1,2 % senken. Die Seitensteifigkeit des Netzkerns beträgt 120 kN/m. Dadurch wird die Verschiebung der Tragschicht begrenzt und die Bildung von Reflexionsrissen reduziert. Untersuchungen zeigen, dass die Anzahl der Schäden an Straßenabschnitten, die mit dieser Technologie eingesetzt werden, im Vergleich zu herkömmlichen Untergrundsystemen um 67 % sinkt und die Nutzungsdauer auf über 20 Jahre verlängert wird.
3. Anwendung im Tunnelbau: In einem Eisenbahntunnel, der durch wasserreiche Schichten verläuft, bilden ein dreidimensionales Verbunddrainagenetz und ein Verpressvorhang gemeinsam ein wasserdichtes System, das Drainage und Abdichtung kombiniert. Der Kern weist eine hydraulische Leitfähigkeit von 2,5 × 10⁻³ m/s auf und ist damit dreifach besser als herkömmliche Drainageplatten. In Kombination mit dem Geotextilgewebe reduziert die Filterfunktion das Verstopfungsrisiko des Tunneldrainagesystems um 90 %.
4. Wartungsstrategie
1、Überwachung mittels Internet der Dinge: Optische Fasersensoren sind in das Entwässerungsnetz eingebettet, um Parameter wie hydraulische Leitfähigkeit, Spannung und Dehnung in Echtzeit zu überwachen.
2. Hochdruckwasserstrahlhärtung: Bei lokal verstopften Bereichen wird ein 20–30 MPa starker Hochdruckwasserstrahl zur gezielten Ausbaggerung eingesetzt. Die Rippenstruktur des Netzkerns hält dem Druck ohne Verformung stand, und die Wiederherstellung der hydraulischen Leitfähigkeit nach der Härtung beträgt über 95 %.
Veröffentlichungsdatum: 14. Juni 2025
