În inginerie, problema colmatării a fost întotdeauna foarte importantă. Rețeaua de drenaj compozită tridimensională este un material de drenaj utilizat în mod obișnuit în proiecte majore. Deci, poate preveni colmatarea și blocarea?
1. Inovație structurală
Rețeaua compozită de drenaj tridimensională este alcătuită dintr-un geotextil cu două fețe și un miez geotextil tridimensional. Miezul de plasă este fabricat din polietilenă de înaltă densitate (HDPE). Procesul de turnare tridimensională formează o rețea de nervuri încrucișate, iar unicitatea sa se reflectă în următoarele două aspecte:
1. Sistem de pori cu gradient: distanța dintre nervurile verticale ale miezului plasei este de 10-20 mm. Nervul superior înclinat și nervul inferior formează un canal de deviere tridimensional, care este potrivit cu designul cu gradient de deschidere al geotextilului (stratul superior 200 μm, nivelul inferior 150 μm). Dimensiunea particulelor interceptabile mai mare de 0,3 mm de materie în suspensie, acum se utilizează filtrare gradată „filtrare grosieră - filtrare fină”.
2. Design anti-încorporare: grosimea nervurilor miezului plasei de până la 4-8 mm, la 2000 kPa, peste 90% din grosimea inițială poate fi menținută sub sarcină, pentru a evita încorporarea geotextilului în plasă din cauza compresiei locale. Conform datelor inginerești ale unui depozit de deșeuri, după 5 ani de utilizare, stratul de drenaj care utilizează acest material va conduce apa. Rata de atenuare a ratei este de numai 8%, mult mai mică decât cea de 35% a stratului tradițional de pietriș.
2. Proprietățile materialelor
1. Stabilitate chimică: Miezul plasei HDPE este rezistent la coroziunea acidă și alcalină. La un pH cuprins între 4 și 10, rata de retenție a stabilității structurii moleculare depășește 95%. Geotextilul cu filament combinat de poliester are un strat rezistent la UV și poate rezista îmbătrânirii materialului cauzate de radiațiile UV.
2. Mecanism de autocurățare: rugozitatea suprafeței miezului plasei este controlată cu o valoare Ra de 3,2-6,3 μm. În acest interval, nu numai că poate asigura eficiența drenajului, dar poate evita și aderența biofilmului cauzată de netezimea excesivă.
3. Practică inginerească
1. Aplicație în depozitul de deșeuri: Într-un depozit de deșeuri cu o capacitate zilnică de procesare de 2.000 de tone, rețeaua de drenaj compozită tridimensională și membrana din HDPE constituie un sistem compozit anti-infiltrații. Miezul său tridimensional din plasă poate rezista la 1500 m³ pe zi. Sarcina de impact a levigatului, combinată cu funcția de blocare a geotextilului, poate realiza percolarea. Lichidul este evacuat într-o singură direcție, ceea ce poate preveni refluxul nămolului. După 3 ani de funcționare, valoarea căderii de presiune a laminatului de drenaj este de numai 0,05 MPa, mult sub limita de proiectare de 0,2 MPa.
2. Aplicație în ingineria drumurilor: Într-o autostradă dintr-o zonă cu sol înghețat din nordul Chinei, poate fi utilizat ca strat de drenaj al substratului, putând reduce nivelul apei subterane cu 1,2% prin blocarea ascensiunii apei capilare. Rigiditatea laterală a miezului său de plasă este de 120 kN/m. Poate limita deplasarea stratului de bază agregat și reduce apariția fisurilor reflectorizante. Monitorizarea arată că incidența secțiunilor de drum care utilizează această tehnologie este redusă cu 67% în comparație cu bolile stratului de fundație tradițional, iar durata de viață este extinsă la peste 20 de ani.
3. Aplicație în ingineria tunelurilor: Într-un tunel feroviar care trece printr-un strat bogat în apă, o rețea de drenaj compozită tridimensională și o perdea de mortar sunt utilizate împreună pentru a forma un sistem impermeabil care „combină drenajul și blocarea”. Miezul său are o conductivitate hidraulică de 2,5 × 10⁻³m/s. Placa de drenaj tradițională este îmbunătățită de 3 ori, în colaborare cu materialul geotehnic. Funcția de filtrare poate reduce riscul de colmatare a sistemului de drenaj al tunelului cu 90%.
4. Strategia de întreținere
1. Monitorizarea Internetului Lucrurilor: Senzorii cu fibră optică sunt încorporați în rețeaua de drenaj pentru a monitoriza parametri precum conductivitatea hidraulică, stresul și deformarea în timp real.
2. Întărire cu jet de apă de înaltă presiune: în zonele blocate local, se utilizează un jet de apă de înaltă presiune de 20-30 MPa pentru dragarea direcțională. Structura nervuroasă a miezului de plasă poate suporta presiunea fără deformare, iar rata de recuperare a conductivității hidraulice după întărire este de peste 95%.
Data publicării: 14 iunie 2025
