kilde: av March A. Torre - CE-nyheter for The Business Of Civil Engineering
Store rør fylt med mudret materiale har blitt brukt i en rekke kyst- og innlandsprosjekter. Rørene, produsert av høy styrke polyester eller polypropylen geotextil, er hydraulisk fylt med en mudder, for eksempel en Ellicott® merkevare serien 370 eller større Ellicott® merkevare ”Dragon®”Kuttermudring. Geotekstilrørene er vanligvis fylt med materiale på stedet; imidlertid kan alternative materialer importeres og brukes. Typiske bruksområder vil omfatte: sanddynerestaurering, dykkekonstruksjon, lyskekonstruksjon, kunstige rev og enkel avfallsdeponering. Rørene er fylt på plass og installasjonen er relativt enkel og billig.
Fylling av geotekstilrør med mudret materiale har vært praktisert i mange år; Imidlertid anses teknologien fortsatt å være i sin spede begynnelse. Følgende korte historie er hentet delvis fra "Geotextile Tubes-Case Histories and Lessons Learned" av Sprague, Bradley, Toups og Trainer.
En gjentagende innsats for å maksimere fordelen med geotextils jordinnsamlingsevne er tydelig fra forsøk på å konstruere foringsstrukturer fra hydraulisk fylte geotextilrør. Sprague antydet at slike anstrengelser for å fylle både gjennomtrengelige og ugjennomtrengelige stoffrør med sanddato helt tilbake i 1967. Det er forståelig at sand har vært det valgte fyllmaterialet for hydraulisk fylte geotekstilsrør på grunn av dets evne til lett å sette seg inne i røret og å fritt avløp, og skaper dermed en stabil struktur. I følge Sprague involverer de fleste av de rapporterte bruksområdene med hydraulisk fylte rør hittil sandfylling. Noen få dokumenterte utviklinger av geotekstilrør kan fremheves som spesielt viktige.
På slutten av 1970-tallet ble det utviklet et hydraulisk sandfylt geotekstilrør med et ugjennomtrengelig stoff. Systemet, solgt under handelsnavnet "Longard Tube", ble brukt i flere eksperimentelle installasjoner.
Bruk av mudret materiale for å fylle geotekstylrør ble først prøvd i Brasil og Frankrike på begynnelsen av 1980. I Brasil ble det kontinuerlig fylt innesperringsdiker fra rørene for gjenvinning av land. Teknikken ble brukt til å isolere og inneholde avrenning fra et forurenset område i Frankrike.
Sprague indikerte at i 1989 ACZ Marine Contractors BV i Nederland påførte mudrede materialfylte geotekstylrør til konstruksjon av undervannsbunnfunn for elveopplæring. Ved å bruke en vuggeformet bøtte på en lektermontert kran, ble lykkene konstruert ved å plassere og stable ferdigfylte rør. Elleve lyskilder ble utviklet og benyttet mer enn 500 rør.
Direkte fylling av geotextilrør på plass ved hjelp av en sugemudderleveranselinje var vellykket i 1988 i Nordsjøen, utenfor Tysklands kyst. Røret fortsetter å tilveiebringe inneslutning av fyllingen på landsiden og beskyttelse mot strømmer og bølger på sjøsiden.
Instituert av US Army Corps of Engineers, en fornyet interesse for geotekstylrør begynte å dukke opp i de tidlige 1990s da den amerikanske regjeringen i økende grad begynte å bruke denne innovative teknologien. Mange vellykkede forsøk brukte geotekstylrør fylt med sand som lyper og fylt med siltige, organiske leirer for utvidelse av dykke. Disse eksperimentene var tilstrekkelige til å overbevise flere kystingeniører om å undersøke muligheten for å bruke geotekstylrør.
Standard initiert
Ettersom geotekstilrørsteknologien har trukket mer oppmerksomhet, ble behovet for å lage en industristandard for å etablere troverdighet og vekke ytterligere oppmerksomhet realisert. I løpet av 1999 sluttet medlemmer av geotextile rørproduksjonsfirmaer seg sammen med Geosynthetic Research Institute (GRI) for å utvikle en industristandard for fremstilling og installasjon av geotextilrør. Det nye GRI-dokumentet har tittelen "Testmetoder, egenskaper og frekvenser for høystyrke geotekstilrør som brukes som kyst- og elvekonstruksjoner." Dokumentet er en standard spesifikasjon for geotekstiler som brukes til fremstilling av rør, samt de tekniske verdiene til geotekstiler. Dessuten er fabrikasjons- og installasjonsmetoder for rørene og kvalifikasjonene som kreves av installasjonsentreprenøren spesifisert. Selv om dette dokumentet er en god retningslinje for spesifisering av geotekstilrør, er det ikke et designhjelpemiddel.
Prosjektdesign
Som påpekt av Sprague, Goodrum og Bradley, forfattere av "Dredged Material-Filled Geotextile Tubes: Design and Construction", er konseptene for å designe store, mudrede materialfylte geotextilrør og beholdere ikke godt dokumentert. I tillegg er ikke krav til geotekstilegenskap godt forstått, og få detaljer er rapportert om bruken av mudringsutstyr eller ytelsen til forskjellige typer mudrede materialer. Likevel har installasjoner basert på ”begrunnede” designteknikker vist seg å være ganske vellykkede. Derfor er disse teknikkene et utgangspunkt for å utvikle grundigere undersøkte designtilnærminger.
Fylletention og strukturell integritet til et mudret materialfylt geotekstylrør tilveiebringes av geotekstylkonvolutten. Valg av stoff er basert på begge åpningskarakteristikkene, som skal samsvare med fyllingspartikkelstørrelsen og permeabiliteten, og styrke, som skal være tilstrekkelig for å motstå fyllingstrykk. Noen ganger brukes et sammensatt stoffskall som inneholder både et ikke-vevet og et vevet stoff for filtrering og styrke.
Mudrede materialfylte geotextilrør kan fylles med hvilket som helst materiale som kan transporteres hydraulisk. Clayey og silty mudrede materialer har blitt brukt til bruk for inneslutning av dike, men naturlig forekommende strand- eller elvesand er det beste valget. Designeren bør vurdere fyllmaterialets sedimenteringsegenskaper for å bestemme riktig avstand og frekvens for injeksjons- og avlastningsporter i geotekstilrøret.
Et fylt geotekstilrørs tverrsnitt er sirkulært i kantene og flatt på toppen. Felterfaring viser at det er mulig å fylle rør 70 til 80 prosent av den teoretiske maksimale sirkulære diameteren, selv om 50 til 60 prosent er mer vanlig.
For å oppnå stabilitet under alvorlige hydrauliske forhold som luftmotstand, løft og treghet, er det viktig å oppnå en relativt høy enhetsvekt for en fylt enhet. Nåværende og bølgekrefter må estimeres for å vurdere stabiliteten til det fylte geotextilrøret. Sprague bemerket at selv om en endelig analyseteknikk ikke er etablert, har det blitt antydet at en modifisert Miniken-tilnærming som beskrevet i US Army Corps of Engineers; "Shoreline Protection Manual" kan gi en rimelig tilnærming til å vurdere stabiliteten til fylte enheter under bølgelastning. Modelltester viser at prosentandelen av geotekstilrøret som er fylt med mudret materiale er en viktig parameter knyttet til stabilitet. Et annet viktig designhensyn er den interne stabiliteten til en "stablet" rørkonstruksjon.
På grunn av strøm- og bølgevirkning kan en struktur som er bygd opp av ett eller flere rør, anspore til et skurehull rett ved siden av det, noe som muligens kan føre til geoteknisk ustabilitet. Derfor må designene omfatte et filterforkle for å beskytte mot skur. Et filterstoffforkle, også kjent som et skureforkle, består vanligvis av et lite rør, kalt et ankerrør, produsert i forkanten til sjøen eller rundt hele omkretsen. Ankerrøret er fylt med oppmudret materiale for å stabilisere skureskjoldet. Det må ha filtreringsegenskaper som er passende for grunnjord og ankerrørets fylljord. Skureforkleet skal strekke seg tilstrekkelig avstand foran og bak geotextilrørstrukturen for å forhindre skuring av fundamentet.
Geotextilrørinstallasjon 
Det må tas en rekke hensyn til installasjoner av geotekstilrør. De fleste av disse bør tas opp i prosjektspesifikasjonene. Siden disse rørene er laget av geotekstil, bør standard ASTM retningslinjer følges når det gjelder lagring og håndtering. Retningslinjene for ASTM for fremstilling av geotekstiler bør også følges på fabrikken.
Før geotekstylrørene og skurforkleene settes ut på stedet, forberedes området vanligvis ved bruk av vanlig graderingsutstyr. Plasseringen der geotekstylrørene skal plasseres er vanligvis avmerket med karakterinnsatser. Store innsatser eller ankere kan også brukes på forhåndsbestemt avstand slik at geotekstylrøret kan festes til dem med stropper for å sikre riktig innretting under fylling.
Implementering av både skurforkleet og det geotekstile røret utføres vanligvis ved å rulle dem av en kjerne (eller rør), levert med røret og forkleet fra produsenten. Skurforkleet er utplassert før geotekstylrøret, men i noen tilfeller kan skurforkle festes til bunnen av geotekstylrøret på fabrikken. Når skurforkleet er blitt fullstendig utplassert, plassert og sikret, rulles geotekstilrøret. Den skal rulles på plass med injeksjons- og avlastningsportene vendt oppover langs den øverste midtlinjen. Når den er distribuert, kan den festes til de tidligere installerte justeringsinnsatsene eller ankrene.
Ankerrørene som er plassert på skureforkleet fylles vanligvis først for å gi ballast for skureforkle. Ankerrøret er noen ganger fylt med det samme mudringsutstyret som skal brukes til å fylle geotekstilrøret; imidlertid kan en mindre pumpe også brukes siden ankerrørene vanligvis er ganske små (diameter på to meter eller mindre). Ankerrørets pumpedyse er tilgjengelig enten ved hjelp av en enkel spalte i geotekstilet eller med prefabrikkerte innløpsporter.
Etter at skurforkleet er festet ved å fylle ankerrørene, fylles geotekstylrøret. Denne prosessen vil ta mye lengre tid og er mye mer komplisert enn å bare fylle ankerrørene. Utløpsrøret (eller injeksjonsdysen) til mudringen må plasseres inne i den aktuelle injeksjonsporten til geotekstylrøret. Injeksjonsportene er produsert av det samme geotekstilen som utgjør selve røret. Portene er vanligvis 5 fot (1.5 m) lange 18 tommer (457 mm) i diameter, imidlertid bør mudrerøret ikke være så stort; typisk brukes et mudrerør med åtte til 12 tommer (305 mm) diameter. Røret skal settes omtrent 2 / 3 av veien inn i innsprøytningsporten og festes med spenningsstropp. Utløpsdysen og innsprøytningsporten og sikret med spennbånd. Utløpsdysen og innsprøytningsportforbindelsen skal løftes til vertikal stilling med en traktorgraver eller ved rigging.
De fleste geotekstylrør vil inneholde flere injeksjonsporter i hele rørets lengde. Portene er vanligvis plassert på den øverste midtlinjen med et mellomrom på ikke mer enn 50 fot (15 m). Disse portene brukes til fylling og også for avlastning av overflødig vann. En bestemmelse av portavstanden må gjøres av entreprenøren og / eller ingeniøren før fabrikasjonen av geotekstylrøret. Flere faktorer vil påvirke passende avstand, så som den totale størrelsen på geotekstylrøret, størrelsen på mudringsrøret, utslippsvolumet til mudringen, type fyllmateriale og mengden vann som skal brukes som et kjøretøy for transport av faste stoffer.
Avhengig av avstanden til injeksjonsportene, sammensetningen av det mudrede materialet og mudderens evner, vil noen av injeksjonsportene ikke bli brukt i det hele tatt. For eksempel kan et 200-fot (61 m) langt geotekstilrør inneholde fem injeksjonsporter. Hvis forholdene er ideelle og mudringen er i stand, er det sannsynlig at hele 200-foten (61 m) lange geotekstylrør kan fylles fra en injeksjonsport som ligger nær den ene enden av røret. Innsprøytningsporten som ligger lengst unna, vil bli stående åpen for å tillate bortvisning av overflødig vann, og fungere som en avlastningsport. Alle portene i mellom ville bli bundet av og bli stående ubrukt. Hvis forholdene ikke er ideelle for fylling fra en port, må de riktige intervallene for å bevege mudrerøret for å fortsette å fylle røret må bestemmes. Fyllingsoperasjoner utføres sekvensielt ved å bruke en port for injeksjon og en (eller flere) port (er) for avlastning. Når operasjonen fortsetter, bør alle porter i ferdige segmenter av røret være lukket for å forhindre tap av materialer fra røret.
Før fyllingen med noe fast materiale fylles rørene til ønsket høyde bare med vann. Når den ønskede høyden er oppnådd, kan mudderoperatøren innføre faste stoffer i geotekstylrøret. Ved først å fylle røret med vann, tillates det faste materiale å fordele seg i røret jevnere. Nylig introduserte faste stoffer og kjøretøyevann vil ganske enkelt skyve ut det eksisterende vannet.
De fleste prosjekter inneholder flere geotekstilrør som må fylles i en forutbestemt rekkefølge. Hvert rør fylles vanligvis helt før installasjon av påfølgende geotekstilrør. Påfølgende rør kan deretter plasseres mot eksisterende rør og fylles. Denne installasjonsmetoden vil skape et lavt område mellom rørene på grunn av deres avrundede ender. Hvis lave punkter ikke er ønsket, kan alternative tilkoblingsmetoder benyttes. Den vanligste installasjonspraksisen for å eliminere, eller i det minste minimere, mengden depresjon er ved bruk av overlapping. Med denne typen tilkobling må hvert påfølgende geotekstilrør (og vanligvis skureforkle) plasseres under halen på det tidligere distribuerte røret. Det "underlappede" røret er ikke fullt utplassert på dette tidspunktet. Åpenbart må denne overlappende prosedyren oppnås før du fyller enten geotekstilrør med vann eller faste stoffer. Når forbindelsen er opprettet, fylles det "første" geotekstilrøret som beskrevet tidligere. Hvert påfølgende rør fylles også på samme måte, men den delen av røret som er plassert under blir ikke fylt, og en ganske tett (og "full høyde") forbindelse bør oppstå.
Når installasjonen er fullført, må injeksjonsportene sikres ordentlig for å sikre at de ikke blir revet under bølgebegivenheter. Riktig prosedyre for å sikre injeksjonsportene vil bli gitt av produsenten av geotextilrør. Imidlertid er en vanlig fremgangsmåte å bare kutte av injeksjonsporten, mens du lar nok overflødig stoff til å rulle (eller brette ned) skylle til den øverste overflaten av røret. Det brettede materialet festes deretter til røroverflaten ved bruk av korrosjonsbestandige låseringer eller tilbehør av kompresjonstype.
Fylte og lukkede geotekstylrør vil fortsette å avvanne, og de faste stoffene vil konsolidere seg ytterligere i noen tid. Varigheten av avvannings- og konsolideringsperioden vil variere avhengig av typen geotekstil og fyllmateriale. Vanligvis vil grovt materiale avvanne mye raskere enn fint materiale som siltig leire. Når den forventede mengden avvanning har funnet sted, kan geotekstylrørene graves ned, fylles på igjen, etc.
Oppsummering
Selv om mudringsfylt geotekstilrørteknologi har blitt brukt i mange år, har nyere høyprofilerte prosjekter vekket oppmerksomhet til industrien. Ved å samarbeide med GRI for å dokumentere en bransjestandard spesifikasjon, har metodikken fått ytterligere troverdighet. Teknologien og industrien er fremdeles ung, men nyere og bedre protokoller realiseres på daglig basis. Fremtiden ser absolutt lys ut for mudringsfylte geotekstylrør.
(Geotube® er et registrert varemerke for Ten Cate Nicolon)
Utdrag fra CE News for The Business Of Civil Engineering