3次元複合排水ネットワークは土砂堆積や閉塞を防ぐことができますか?

工学分野において、土砂堆積の問題は常に非常に重要な課題です。三次元複合排水網は、大規模プロジェクトで広く使用されている排水材です。では、土砂堆積や閉塞を防ぐことができるのでしょうか？

1. 構造革新

3次元複合排水網は、両面ジオテキスタイルと3次元ジオテキスタイルコアで構成されています。メッシュコアは高密度ポリエチレン（HDPE）製です。3次元成形プロセスにより、交差するリブネットワークが形成され、その独自性は以下の2つの側面に反映されています。

1、勾配孔システム：メッシュコアの垂直リブ間隔は10〜20mm、上部の傾斜リブと下部のリブが3次元の分流チャネルを形成し、ジオテキスタイルの開口勾配設計と一致しています（上層200μm、下層150μm）、0.3mmを超える粒子サイズを遮断できる粒子状物質、リアルナウ「粗ろ過-細ろ過」段階ろ過。

2、耐埋没設計：メッシュコアリブの厚さは最大4～8mm、2000kPaの圧力下でも元の厚さの90%以上を維持できるため、局所的な圧縮によってジオテキスタイルがメッシュに埋没するのを防ぎます。ある埋立地のエンジニアリングデータによると、この素材を使用した排水層は、5年間使用した後でも導水率の減衰率はわずか8%で、従来の砂利層の35%をはるかに下回っています。

2. 材料特性

1、化学的安定性：HDPEメッシュコアは酸・アルカリ腐食に耐性があり、pH値が4～10の弱酸・弱塩基環境下でも分子構造の安定性保持率は95%を超えます。ポリエステルフィラメント複合ジオテキスタイルは、耐紫外線コーティングにより紫外線による材料の劣化を防ぎます。

2、セルフクリーニング機構：メッシュコアの表面粗さRa値は3.2〜6.3μmに制御され、その範囲内であれば排水効率が確保されるだけでなく、過度の平滑さによるバイオフィルムの付着も回避できます。

3. エンジニアリング実務

1、埋立地への応用：日量2,000トンの処理能力を持つ埋立地において、三次元複合排水網とHDPE膜を組み合わせた複合防漏システムを構築しました。三次元メッシュコアは1日あたり1500m³の浸出水の衝撃荷重に耐えることができ、ジオテキスタイルのバックストップ機能と相まって、浸透液は一方向に排出され、汚泥の逆流を防止します。3年間の運用後、排水ラミネートの圧力損失値はわずか0.05MPaで、設計限界の0.2MPaを大きく下回っています。

2、道路工学への応用：中国北部の凍土地帯にある高速道路において、路盤排水層として利用することで、毛細管現象による水位上昇を抑制し、地下水位を1.2%低下させることができます。メッシュコアの横剛性は120kN/mで、骨材基層の変位を抑制し、反射ひび割れの発生を低減します。モニタリングの結果、この技術を適用した道路区間では、従来の路盤病害発生率と比較して67%減少し、耐用年数は20年以上に延長されることが示されています。

3、トンネル工学への応用：水に富む地層を通過する鉄道トンネルにおいて、立体複合排水網とグラウトカーテンを併用することで、「排水と遮断を融合した」防水システムを構築します。そのコアの透水係数は2.5×10⁻³m/sです。従来の排水板の透水係数を3倍向上させ、地盤布との濾過機能を組み合わせることで、トンネル排水システムの閉塞リスクを90%低減します。

4. メンテナンス戦略

1、IoT モニタリング: 排水ネットワークに光ファイバー センサーを埋め込み、透水係数、応力、歪みなどのパラメータをリアルタイムでモニタリングします。

2. 高圧水ジェット養生：局所的に閉塞した箇所では、20～30MPaの高圧水ジェットを用いて方向性浚渫を行います。メッシュコアのリブ構造は変形することなく圧力に耐えることができ、養生後の透水係数の回復率は95%以上です。