Insinööritieteissä liettymisen ongelma on aina ollut erittäin tärkeä. Kolmiulotteinen komposiittiviemäröintiverkko on yleisesti käytetty salaojitusmateriaali suurissa projekteissa. Voiko se siis estää liettymisen ja tukokset?
1. Rakenteellinen innovaatio
Kolmiulotteinen komposiittiviemäröintiverkko koostuu kaksipuolisesta geotekstiilistä ja kolmiulotteisesta geotekstiiliytimestä. Verkkoydin on valmistettu suurtiheyksisestä polyeteenistä (HDPE). Kolmiulotteinen muovausprosessi muodostaa ristikkäisen kylkiluun verkon, ja sen ainutlaatuisuus näkyy seuraavissa kahdessa ominaisuudessa:
1. Gradienttihuokosjärjestelmä: verkkoytimen pystysuoran ripojen välinen etäisyys on 10–20 mm. Yläkalteva ripa ja alaripa muodostavat kolmiulotteisen ohjauskanavan, joka on sovitettu yhteen geotekstiilin aukon gradienttirakenteen kanssa (ylempi kerros 200 μm, alempi taso 150 μm). Siepattavien hiukkasten koko on suurempi kuin 0,3 mm. Hiukkasia on Real Now -järjestelmässä käytetty "karkea-hienosuodatus" -porrastettua suodatusta.
2. Upotuksenestorakenne: verkon ydinosan paksuus jopa 4–8 mm, 2000 kPa:n paineessa yli 90 % alkuperäisestä paksuudesta säilyy kuormituksen alaisena, mikä estää geotekstiilin uppoutumisen verkkoon paikallisen puristuksen vuoksi. Kaatopaikan teknisten tietojen mukaan tällä materiaalilla valmistettu salaojakerros johtaa vettä viiden vuoden käytön jälkeen. Vaimennusnopeus on vain 8 %, mikä on huomattavasti alhaisempi kuin perinteisen sorakerroksen 35 %.
2. Materiaaliominaisuudet
1. Kemiallinen stabiilius: HDPE Verkkoydin kestää happo- ja emäksistä korroosiota. Heikossa happamassa ja heikosti emäksisessä pH-arvossa 4–10 sen molekyylirakenteen stabiilius on yli 95 %. Yhdistetty polyesterifilamenttigeotekstiili. UV-säteilyä kestävä pinnoite kestää UV-säteilyn aiheuttamaa materiaalin ikääntymistä.
2, Itsepuhdistusmekanismi: verkkoytimen pinnan karheus Ra-arvo, jota säädetään välillä 3,2–6,3 μm. Tämän alueen rajoissa se ei ainoastaan varmista vedenpoiston tehokkuutta, vaan myös estää liiallisen sileyden aiheuttaman biofilmin tarttumisen.
3. Tekninen käytäntö
1. Kaatopaikkasovellus: Kaatopaikalla, jonka päivittäinen käsittelykapasiteetti on 2 000 tonnia, kolmiulotteinen komposiittiviemäriverkko ja HDPE-kalvo muodostavat komposiittisen vuotojenestojärjestelmän. Sen kolmiulotteinen verkkoydin kestää 1500 m³ päivässä. Suotautumisveden iskukuormitus yhdistettynä geotekstiilin takaisinvirtaustoimintoon voi saavuttaa suodattumisen. Neste poistuu yhteen suuntaan, mikä estää lietteen takaisinvirtauksen. Kolmen vuoden käytön jälkeen viemärilaminaatin painehäviö on vain 0,05 MPa, selvästi alle suunnittelurajan 0,2 MPa.
2. Tietekniikan sovellus: Pohjois-Kiinan jäätyneen maaperän moottoritiellä sitä voidaan käyttää pohjamaan salaojituskerroksena, mikä voi alentaa pohjaveden pintaa 1,2 % estämällä kapillaariveden nousun. Sen verkkoytimen sivuttaisjäykkyys on 120 kN/m, mikä voi rajoittaa kiviainespohjakerroksen siirtymistä ja vähentää heijastavien halkeamien esiintymistä. Seurannat osoittavat, että tätä tekniikkaa käyttävien tieosuuksien esiintyvyys vähenee 67 % perinteisiin pohjamaan sairauksiin verrattuna ja käyttöikä pidenee yli 20 vuoteen.
3. Tunnelitekniikan sovellus: Rautatietunnelissa, joka kulkee vesipitoisen maakerroksen läpi, käytetään yhdessä kolmiulotteista komposiittiviemäröintiverkkoa ja injektointiverhoa muodostamaan vedenpitävä järjestelmä, joka yhdistää salaojituksen ja tukkeutumisen. Sen ytimen hydraulinen johtavuus on 2,5 × 10⁻³m/s. Perinteisempi salaojituslevy parantaa 3 kertaa, toimii yhdessä geoteknisen kankaan kanssa. Suodatustoiminto voi vähentää tunnelin salaojitusjärjestelmän tukkeutumisriskiä 90 %.
4. Kunnossapitostrategia
1. Esineiden internetin valvonta: Viemäröintiverkkoon on upotettu optisia kuituantureita, jotka valvovat reaaliajassa esimerkiksi vedenjohtavuutta, jännitystä ja venymää.
2. Korkeapaineinen vesisuihkukovetus: paikallisesti tukkeutuneilla alueilla käytetään 20–30 MPa:n korkeapaineista vesisuihkua suuntaruoppaukseen. Verkkoytimen riparakenne kestää paineen ilman muodonmuutoksia, ja vedenjohtavuuden palautumisaste kovetuksen jälkeen on yli 95 %.
Julkaisun aika: 14. kesäkuuta 2025
