Na engenharia, o problema do assoreamento sempre foi muito importante. A rede de drenagem composta tridimensional é um material de drenagem comumente usado em grandes projetos. Mas será que ela pode prevenir o assoreamento e o bloqueio?
1. Inovação estrutural
A rede de drenagem composta tridimensional é formada por geotêxtil de dupla face e núcleo geotêxtil tridimensional. O núcleo da malha é feito de polietileno de alta densidade (PEAD). O processo de moldagem tridimensional forma uma rede de nervuras entrecruzadas, e sua singularidade se reflete nos dois aspectos seguintes:
1. Sistema de poros com gradiente: o espaçamento vertical das nervuras do núcleo da malha é de 10 a 20 mm. A nervura superior inclinada e a nervura inferior formam um canal de desvio tridimensional, que é compatível com o design de gradiente de abertura do geotêxtil (camada superior de 200 μm, camada inferior de 150 μm). Partículas interceptáveis com tamanho superior a 0,3 mm são capturadas, proporcionando uma filtração gradual de "filtração grossa-filtração fina".
2. Design anti-embutimento: espessura da nervura central da malha de até 4-8 mm. Sob carga de 2000 kPa, mais de 90% da espessura original é mantida, evitando o embutimento do geotêxtil na malha devido à compressão localizada. De acordo com dados de engenharia de um aterro sanitário, após 5 anos de uso, a camada de drenagem com este material apresenta uma taxa de atenuação da condutividade hidráulica de apenas 8%, muito inferior aos 35% da camada de cascalho tradicional.
2. Propriedades do material
1. Estabilidade Química: O núcleo de malha de HDPE é resistente à corrosão ácida e alcalina. Em ambientes com pH fracamente ácido e fracamente básico, com valores entre 4 e 10, sua taxa de retenção da estabilidade da estrutura molecular ultrapassa 95%. O geotêxtil de filamento de poliéster combinado com revestimento resistente aos raios UV impede o envelhecimento do material causado pela radiação ultravioleta.
2. Mecanismo de autolimpeza: a rugosidade da superfície do núcleo da malha (valor Ra) é controlada entre 3,2 e 6,3 μm. Dentro dessa faixa, é possível garantir a eficiência da drenagem e evitar a adesão de biofilme causada por uma superfície excessivamente lisa.
3. Prática de engenharia
1. Aplicação em aterro sanitário: Em um aterro sanitário com capacidade de processamento diário de 2.000 toneladas, a rede de drenagem composta tridimensional e a membrana de PEAD constituem um sistema composto anti-infiltração. Seu núcleo de malha tridimensional pode suportar 1.500 m³ de lixiviado por dia, combinado com a função de contenção do geotêxtil, permite que o líquido seja descarregado em uma única direção por percolação, o que impede o refluxo do lodo. Após 3 anos de operação, o valor da perda de carga da membrana de drenagem é de apenas 0,05 MPa, bem abaixo do limite de projeto de 0,2 MPa.
2. Aplicação em engenharia rodoviária: Em uma rodovia localizada em uma área de solo congelado no norte da China, pode ser utilizado como camada de drenagem de subleito, reduzindo o nível do lençol freático em 1,2% ao bloquear a ascensão da água por capilaridade. A rigidez lateral do núcleo da malha é de 120 kN/m, o que limita o deslocamento da camada de base agregada e reduz a ocorrência de fissuras de reflexão. O monitoramento demonstra que a incidência de problemas em trechos rodoviários que utilizam essa tecnologia é reduzida em 67% em comparação com o subleito tradicional, e a vida útil é estendida para mais de 20 anos.
3. Aplicação em engenharia de túneis: Em um túnel ferroviário que atravessa um estrato rico em água, uma rede de drenagem composta tridimensional e uma cortina de injeção são usadas em conjunto para formar um sistema impermeável que combina drenagem e bloqueio. Seu núcleo possui uma condutividade hidráulica de 2,5 × 10⁻³ m/s, sendo 3 vezes mais eficiente que as placas de drenagem tradicionais. Em conjunto com o tecido geotécnico, a função de filtração pode reduzir o risco de entupimento do sistema de drenagem do túnel em 90%.
4. Estratégia de manutenção
1. Monitoramento da Internet das Coisas: Sensores de fibra óptica são incorporados à rede de drenagem para monitorar parâmetros como condutividade hidráulica, tensão e deformação em tempo real.
2. Cura por jato de água de alta pressão: em áreas com bloqueios localizados, utilize um jato de água de alta pressão de 20-30 MPa para dragagem direcional. A estrutura reforçada do núcleo da malha suporta a pressão sem deformar, e a taxa de recuperação da condutividade hidráulica após a cura é superior a 95%.
Data da publicação: 14 de junho de 2025
