Gratuit Toll: + 1 888-870-3005 410-625-0808 1611 Bush Street, Baltimore, MD 21230, SUA sales@dredge.com

Tuburi de dragare și geotextile

Sursa: de martie A. Torre - Știri CE pentru afacerea ingineriei civile

Tuburile mari umplute cu material dragat au fost utilizate într-o varietate de proiecte costiere și interioare. Tuburile, fabricate din poliester de înaltă rezistență sau geotextil din polipropilenă, sunt umplute hidraulic cu o dragă, cum ar fi un Ellicott® Seria 370 sau mai mare a mărcii Ellicott® marca ”Dragon®”Dragă tăietor. Tuburile de geotextil sunt de obicei umplute cu material la fața locului; cu toate acestea, pot fi importate și utilizate materiale alternative. Aplicațiile tipice ar include: restaurarea dunelor de nisip, construcția digurilor, construcția inghinală, recife artificiale și simpla reținere a deșeurilor. Tuburile sunt umplute la locul lor și instalarea este relativ simplă și ieftină.

Seria tipică 370 Ellicott® dragă de marcă

Umplerea tuburilor geotextil cu material dragat se practică de mulți ani; cu toate acestea, tehnologia este încă considerată a fi la început. Următoarea scurtă istorie este preluată parțial din „Tuburi geotextil-Istorii de caz și lecții învățate” de Sprague, Bradley, Toups și Trainer.

Un efort recurent pentru a maximiza beneficiul capacității de izolare a solului geotextilelor este evident din încercările de a construi structuri de căptușeală din tuburi geotextile umplute hidraulic. Sprague a indicat că astfel de eforturi pentru a umple atât nisipurile permeabile, cât și cele impermeabile din țesătură datează din 1967. Înțeles, nisipul a fost materialul de umplere ales pentru tuburile geotextile umplute hidraulic datorită capacității sale de a se așeza ușor în interiorul tubului și drenaj, creând astfel o structură stabilă. În consecință, potrivit Sprague, cele mai multe dintre utilizările raportate ale tuburilor umplute hidraulic până în prezent implică umplerea cu nisip. Câteva dezvoltări documentate de tuburi geotextile pot fi evidențiate ca fiind deosebit de semnificative.

La sfârșitul anilor 1970, a fost dezvoltat un tub geotextil umplut cu nisip hidraulic care utilizează o țesătură impermeabilă. Sistemul, vândut sub denumirea comercială „Longard Tube”, a fost utilizat în mai multe instalații experimentale.

Tuburi geotextile

Folosirea materialului dragat pentru umplerea tuburilor de geotextil a fost încercată pentru prima dată în Brazilia și Franța la începutul 1980-urilor. În Brazilia, din tuburi s-au construit diguri de izolare continuă, destinate recuperării terenurilor. Tehnica a fost folosită pentru a izola și a conține scurgeri dintr-o zonă contaminată din Franța.

Sprague a indicat faptul că în 1989 ACZ Marine Contractors BV din Olanda a aplicat tuburi geotextile pline de material dragat la construcția de canale sub fundul apei pentru instruirea râurilor. Folosind o găleată în formă de leagăn pe o macara montată în bară, canelurile au fost construite prin poziționarea și stivuirea tuburilor preumplute. Au fost dezvoltate unsprezece canale, folosind mai mult de tuburi 500.

Umplerea directă a tuburilor de geotextil pe loc folosind o linie de livrare a draga de aspirație a avut succes în 1988 în Marea Nordului, în largul coastei Germaniei. Tubul continuă să asigure reținerea umpluturii pe partea dinspre pământ și protecție împotriva curenților și valurilor pe partea dinspre mare.

Instigat de Corpul de Ingineri al Armatei SUA, un interes reînnoit pentru tuburile de geotextil a început să iasă la suprafață la începutul 1990-urilor când guvernul american a început să folosească din ce în ce mai mult această tehnologie inovatoare. Multe studii reușite au folosit tuburi geotextile umplute cu nisip ca canale și umplute cu argile organice siloase pentru extinderea digului de retenție. Aceste experimente au fost suficiente pentru a convinge mai mulți ingineri costieri să cerceteze posibilitatea de a utiliza tuburi geotextile.

Inițiat standard

Deoarece tehnologia tubului geotextil a atras mai multă atenție, s-a realizat necesitatea creării unui standard industrial pentru a stabili credibilitatea și a atrage atenția în continuare. În timpul anului 1999, membrii firmelor producătoare de tuburi geotextile s-au alăturat împreună cu Institutul de cercetare geosintetică (GRI) pentru a dezvolta un standard industrial pentru fabricarea și procedurile de instalare a tuburilor geotextile. Noul document GRI este intitulat „Metode de testare, proprietăți și frecvențe pentru tuburi de geotextil de înaltă rezistență utilizate ca structuri de coastă și riverane”. Documentul este o specificație standard pentru geotextilele utilizate la fabricarea tuburilor, precum și valorile tehnice ale geotextilelor. De asemenea, sunt specificate metodele de fabricație și instalare a tuburilor și calificările cerute de antreprenorul de instalare. Deși acest document este un bun ghid pentru specificarea tuburilor geotextile, nu este un ajutor de proiectare.

Proiectare proiect

Așa cum au subliniat Sprague, Goodrum și Bradley, autori ai „Tuburilor de geotextil umplute cu material dragat: proiectare și construcție”, conceptele de proiectare a tuburilor și containerelor de geotextil mari umplute cu material dragat nu sunt bine documentate. În plus, cerințele privind proprietățile geotextilelor nu sunt bine înțelese și au fost raportate puține detalii despre funcționarea echipamentelor de dragare sau performanța diferitelor tipuri de materiale dragate. Totuși, instalațiile bazate pe tehnici de proiectare „motivate” s-au dovedit a fi destul de reușite. Prin urmare, aceste tehnici sunt un punct de plecare pentru a dezvolta abordări de proiectare mai aprofundate.

Retenția de umplere și integritatea structurală a unui tub geotextil umplut cu material dragat este asigurată de plicul geotextil. Selecția țesăturilor se bazează atât pe caracteristicile de deschidere, care trebuie să corespundă dimensiunii și permeabilității particulelor de umplere, cât și a rezistenței, care ar trebui să fie suficiente pentru a rezista presiunilor de umplere. Uneori este utilizată o carcasă din material compozit care încorporează atât o țesătură nețesută, cât și o țesătură pentru filtrare și rezistență.

Tuburile geotextile umplute cu material dragat pot fi umplute cu orice material capabil să fie transportat hidraulic. Materialele dragate argiloase și argiloase au fost folosite pentru aplicații de dig de izolare, dar nisipul natural de plajă sau de râu este cea mai bună alegere. Proiectantul ar trebui să evalueze caracteristicile de decantare a materialului de umplere pentru a ajuta la determinarea distanței și frecvenței adecvate a orificiilor de injecție și de relief în tubul geotextil.

Secțiunea transversală a unui tub geotextil umplut este circulară pe margini și turtită deasupra. Experiența pe teren demonstrează că este posibil să se umple tuburile de 70 până la 80 la sută din diametrul circular maxim teoretic, deși 50 până la 60 la sută este mai des realizat.

Pentru a obține stabilitate în condiții hidraulice severe, cum ar fi tracțiunea, ridicarea și inerția, este esențial să obțineți o greutate relativ ridicată a unității. Forțele de curent și de undă trebuie estimate pentru a evalua stabilitatea tubului geotextil plin. Sprague a menționat că, deși nu a fost stabilită o tehnică de analiză definitivă, sa sugerat că o abordare modificată Miniken, așa cum este subliniat în Corpul de Ingineri al Armatei SUA; „Manualul de protecție a țărmului” poate oferi o abordare rezonabilă pentru evaluarea stabilității unităților umplute sub încărcarea valurilor. Testele model arată că procentul tubului geotextil care este umplut cu material dragat este un parametru important legat de stabilitate. O altă considerație importantă de proiectare este stabilitatea internă a unei structuri de tuburi „stivuite”.

Datorită acțiunii curente și valurilor, o structură construită de unul sau mai multe tuburi poate incita o gaură de spălare direct adiacentă, rezultând posibil instabilitate geotehnică. Prin urmare, proiectele trebuie să includă un șorț din material textil filtrant pentru protecție împotriva spălării. Un șorț din țesătură filtrantă, cunoscut și sub numele de șorț de curățare, constă de obicei dintr-un tub mic, numit tub de ancoră, fabricat în marginea spre mare a șorțului sau în jurul întregului perimetru. Tubul de ancorare este umplut cu material dragat pentru a stabiliza șorțul de spălare. Trebuie să aibă caracteristici de filtrare adecvate pentru solul de fundație și solul de umplere al tubului de ancorare. Șorțul de spălare ar trebui să se extindă pe o distanță suficientă în fața și în spatele structurii tubului geotextil pentru a preveni spălarea fundației.

Instalarea tubului geotextil

O varietate de considerații trebuie adresate instalațiilor de tuburi geotextile. Cele mai multe dintre acestea ar trebui abordate în specificațiile proiectului. Deoarece aceste tuburi sunt confecționate din geotextil, trebuie respectate regulile standard ASTM cu privire la depozitare și manipulare. Liniile directoare ASTM privind fabricarea geotextilelor ar trebui să fie, de asemenea, respectate la instalația de fabricare.

Înainte de amplasarea la fața locului a tuburilor geotextile și a șorțurilor scour, zona este pregătită de obicei folosind echipamente de clasificare obișnuite. Locația în care trebuie amplasate tuburile geotextile este de obicei marcată cu mize de grad. Mize mari sau ancore pot fi, de asemenea, utilizate la distanțarea predeterminată, astfel încât tubul geotextil să poată fi fixat cu bretele pentru a asigura alinierea corespunzătoare în timpul umplerii.

Deplasarea atât a șorțului scour și a tubului geotextil se realizează, de obicei, prin derularea lor de pe un miez (sau conductă), furnizat cu tubul și șorțul de către producător. Șorțul scour este desfășurat înaintea tubului geotextil, cu toate acestea, în unele cazuri șorțul scour poate fi atașat la partea inferioară a tubului geotextil la instalația de fabricare. După ce șorțul scour a fost deplasat complet, poziționat și securizat, tubul geotextil este desfăcut. Ar trebui să fie desfășurat în poziție, cu orificiile de injecție și relief, orientate în sus de-a lungul liniei centrale superioare. Odată implementat, acesta poate fi asigurat la mizele sau ancorele de aliniere instalate anterior.

Tuburile de ancorare situate pe șorțul de curățare sunt de obicei umplute mai întâi pentru a oferi balast pentru șorțul de curățare. Tubul de ancorare este uneori umplut cu același echipament de dragare care va fi utilizat pentru a umple tubul geotextil; cu toate acestea, o pompă mai mică poate fi, de asemenea, utilizată, deoarece tuburile de ancorare sunt de obicei destul de mici (diametrul de două picioare sau mai mic). Duza pompei tubului de ancorare este accesată fie printr-o simplă fantă în geotextil, fie prin orificii de intrare prefabricate.

După ce șorțul scour este asigurat prin umplerea tuburilor de ancoră, tubul geotextil este umplut. Acest proces va dura mult mai mult și este mult mai complex decât simpla umplere a tuburilor de ancorare. Țeava de evacuare (sau duza de injecție) a dragării trebuie să fie plasată în interiorul orificiului de injecție corespunzător al tubului geotextil. Porturile de injecție sunt fabricate din același geotextil care constituie tubul în sine. Porturile au de obicei 5 m (1.5 m) lungime 18 inch (457 mm) în diametru, cu toate acestea, conducta de dragare nu trebuie să fie atât de mare; se folosește în mod obișnuit o țeavă de dragare de opt până la 12-inch (305 mm). Țeava trebuie introdusă aproximativ 2 / 3 a drumului în portul de injecție și fixată cu curea de tensiune. Duza de evacuare și orificiu de injecție și asigurate cu curea de tensiune. Conectarea duzei de descărcare și a portului de injecție trebuie ridicată într-o poziție verticală cu o bulă de retrovizoare sau prin echipament.

Majoritatea tuburilor geotextile vor conține mai multe orificii de injecție pe toată lungimea tubului. Porturile sunt de obicei amplasate la linia centrală superioară la o distanță de cel mult 50 picioare (15 m). Aceste porturi sunt folosite pentru umplere și, de asemenea, pentru eliberarea excesului de apă. O determinare a distanțării porturilor trebuie făcută de contractant și / sau inginer înainte de fabricarea tubului geotextil. Câțiva factori vor influența distanța adecvată, cum ar fi dimensiunea totală a tubului geotextil, dimensiunea conductei de dragare, volumul de evacuare a dragajului, tipul materialului de umplere și cantitatea de apă care va fi utilizată ca vehicul pentru transportul solidelor.

În funcție de distanțarea porturilor de injecție, de compoziția materialului de dragat și de capacitățile de dragare, unele dintre orificiile de injecție nu vor fi utilizate deloc. De exemplu, un tub geotextil lung 200-picior (61 m) poate conține cinci orificii de injecție. Dacă condițiile sunt ideale și dragajul este capabil, este posibil ca întregul tub geotextil 200-picior (61 m) să fie umplut dintr-un orificiu de injecție situat aproape de un capăt al tubului. Portul de injecție situat cel mai îndepărtat ar fi lăsat deschis pentru a permite expulzarea excesului de apă, acționând ca un port de relief. Toate porturile între ele ar fi legate și lăsate neutilizate. Dacă condițiile nu sunt ideale pentru umplerea dintr-un port, atunci trebuie să se stabilească intervalele corecte pentru a muta conducta de dragare pentru a continua umplerea tubului. Operațiile de umplere sunt efectuate secvențial folosind un port pentru injecție și unul (sau mai multe) port (uri) pentru relief. Pe măsură ce operația progresează, toate porturile din segmentele completate ale tubului trebuie să fie închise pentru a preveni pierderea materialelor din interiorul tubului.

Înainte de umplerea cu orice material solid, tuburile sunt umplute numai cu înălțimea dorită cu apă. După ce a fost atinsă înălțimea dorită, operatorul de dragare poate introduce solide în tubul geotextil. Prin umplerea mai întâi a tubului cu apă, materialul solid se lasă distribuit mai uniform în interiorul tubului. Solidele nou introduse și apa vehiculului vor împinge pur și simplu apa existentă.

Majoritatea proiectelor conțin mai multe tuburi geotextile care trebuie umplute într-o secvență prestabilită. Fiecare tub este de obicei umplut complet înainte de instalarea tuburilor geotextile ulterioare. Tuburile ulterioare pot fi apoi plasate pe tubul existent și umplute. Această metodă de instalare va crea o zonă joasă între tuburi datorită capetelor lor rotunjite. Dacă nu se doresc puncte joase, pot fi folosite metode alternative de conectare. Cea mai obișnuită practică de instalare pentru a elimina sau cel puțin a minimiza cantitatea de depresie este prin utilizarea unei suprapuneri. Cu acest tip de conexiune, fiecare tub geotextil ulterior (și, de obicei, șorțul de spălare) trebuie plasat sub capătul cozii tubului instalat anterior. Tubul „suprapus” nu este complet implementat în acest moment. Evident, această procedură de suprapunere trebuie realizată înainte de a umple fie tubul geotextil cu apă, fie solid. Odată ce conexiunea a fost realizată, „primul” tub geotextil este umplut așa cum s-a descris anterior. Fiecare tub ulterior este, de asemenea, umplut în același mod, cu toate acestea, secțiunea tubului care a fost plasat dedesubt nu va fi umplută și ar trebui să aibă loc o conexiune destul de strânsă (și de „înălțime completă”).

După finalizarea instalației, porturile de injecție trebuie să fie asigurate corespunzător pentru a se asigura că acestea nu devin sfâșiate în timpul evenimentelor de undă. Procedura corectă pentru fixarea orificiilor de injecție va fi furnizată de producătorul de tuburi geotextile. Cu toate acestea, o metodă practică în mod obișnuit este de a întrerupe pur și simplu portul de injecție, lăsând în același timp suficientă țesătură în exces să se rostogolească (sau să se plieze în jos) pe suprafața superioară a tubului. Materialul pliat este apoi fixat pe suprafața tubului prin utilizarea de inele de blocare rezistente la coroziune sau accesorii de tip compresie.

Tuburile geotextile umplute și închise vor continua să se scurgă, iar solidele se vor consolida și mai mult timp. Durata perioadei de deshidratare și consolidare va varia în funcție de tipul de geotextil și material de umplere. De obicei, materialul grosier se va scurge mult mai repede decât materialul fin, cum ar fi argila argiloasă. Odată ce a avut loc cantitatea preconizată de scurgere, tuburile geotextile pot fi îngropate, reumplute etc.

Rezumat

Deși tehnologia cu tuburi de geotextil plină de dragă a fost folosită de mai mulți ani, proiectele recente de înaltă atracție au atras atenția industriei. Prin colaborarea cu GRI-ul pentru documentarea unei specificații standard pentru industrie, metodologia a obținut o credibilitate suplimentară. Tehnologia și industria sunt încă tinere, dar zilnic sunt realizate protocoale mai noi și mai bune. Viitorul pare cu siguranță luminos pentru tuburile geotextile pline de dragă.

(Geotube® este marcă înregistrată a lui Ten Cate Nicolon)

Extras din CE News pentru Business Of Civil Engineering

Categorii de știri și studii de caz