Worki do odwadniania geowłókniny: kompletny przewodnik

Geotekstylne worki odwadniające: metoda konstrukcyjna odwadniania osadów

Worki odwadniające z geowłókninysłużą do oddzielania wody od osadów pogłębiarskich poprzez połączenie flokulacji polimeru z filtracją geowłókniny. Podczas pracy wydobyty szlam miesza się z PAM i pompuje do rury. Woda przepływa przez geowłókninę, podczas gdy stężony osad pozostaje wewnątrz rury.

W przypadku dużego projektu pogłębiania na wynik wpływa nie tylko sama rura. Przed rozpoczęciem budowy należy wziąć pod uwagę obszar odwadniania, warstwę drenażową, dawkę polimeru, ciśnienie napełniania, układ rur i kolejność napełniania.

Projekt worka odwadniającego z geowłókniny

Powszechnie projektuje się obwód rury geotekstylnejod 8 do 30 m. Długość można regulować w zależności od dostępnego miejsca i ilości osadu, przy czym typowy zakres wynosi 30–60 m.

Rury nie należy po prostu wykonywać tak długo, jak to możliwe. Gdy tuba jest za długa, trudno jest utrzymać ją prosto podczas napełniania. Gdy rura porusza się lub kołysze, jej efektywna objętość napełniania zmniejsza się i może zostać zajęte więcej miejsca.

Większa rura może pomieścić więcej osadu, ale zwykle odwadnianie trwa dłużej.

Otwory do napełniania mają zwykle średnicę 0,2–0,4 m i długość rękawa około 0,5–1,0 m. Jeden otwór do napełniania można zwykle umieścić co 10–15 m.

Liczba portów do napełniania musi odpowiadać rozmiarowi rurki. Zbyt wiele otworów może osłabić rurkę, natomiast zbyt mało może spowodować nierówne wypełnienie i spowodować deformację rurki podczas pracy.

Przygotowanie obszaru odwadniania

Przed montażem rur geowłókninowych teren odwadniania należy wyrównać i zagęścić.

Celem tego obszaru jest nie tylko podparcie napełnionych rur. Musi także zbierać i odprowadzać filtrat powstały podczas odwadniania.

W przypadku obszaru odwadniającego o powierzchni 10 000 m² system odwadniający może obejmować nieprzepuszczalną wykładzinę, warstwę filtracyjną, perforowane rury drenażowe, kanały drenażowe, studzienkę zbiorczą i pompy.

Typowa konstrukcja wykładziny składa się z:

Geowłóknina igłowa-dziurkowana o gramaturze 200 g/m²

Geomembrana HDPE o grubości 2 mm

Geowłóknina igłowa-dziurkowana o gramaturze 200 g/m²

Wykładzinę instaluje się na zagęszczonej glinie lub przygotowanym podłożu.

Następnie nad wykładziną można umieścić warstwę drenażową złożoną z żwiru o grubości około 5 cm. W obrębie tej warstwy instalowane są perforowane rury drenażowe, które zbierają wodę przepływającą przez rury z geowłókniny.

Zebrana woda przepływa do kanałów odwadniających, a następnie do studzienki zbiorczej w celu sedymentacji lub dalszego oczyszczania przed odprowadzeniem.

Biorąc pod uwagę wszystkie czynniki, rury geotekstylne użyte w tym projekcie zostaną po napełnieniu ułożone w dwóch warstwach; wymiary i ilości są następujące:

Notatka:

1. Trzy tuleje napełniające są równomiernie rozmieszczone na całej długości tuby; każdy rękaw ma 0,6 m długości i 0,3 m średnicy.
2. Szwy łączące tkaninę tubową zszywa się sześcioma rzędami nici.

Kontrolowanie poziomu powierzchni

Szczególnej uwagi wymaga powierzchnia nośna pod rurami.

Nieprzepuszczalna warstwa poniżej systemu odwadniającego może mieć nachylenie w kierunku kanału odwadniającego, tak aby woda mogła opuścić ten obszar.

Jednakże górna powierzchnia podpierająca rury geotekstylne powinna pozostać pozioma. Jeśli powierzchnia jest zbyt nachylona, ​​rura może się przesuwać lub toczyć podczas napełniania.

Innym rozwiązaniem jest utworzenie niewielkiego nachylenia z obu stron w kierunku środka. W tym przypadku pierwsza tuba jest napełniana pośrodku, a kolejne tuby napełniane są po obu stronach.

Takie ustawienie umożliwia lekkie przesuwanie się rurek w kierunku środka podczas napełniania i pomaga zmniejszyć szczeliny pomiędzy sąsiednimi rurami.

Ścieżki dojazdowe należy także pozostawić wokół obszaru odwadniania. Przejście o szerokości około 1,0 m jest zazwyczaj wystarczające, aby pracownicy mogli obsługiwać zawory, sprawdzać rury i przeprowadzać naprawy.

Wymagania jakościowe i techniczne dotyczące rur geotekstylnych

Przygotowanie i dodanie PAM

PAM, czyli poliakryloamid, jest powszechnie stosowany do kondycjonowania urobku z pogłębiania przed jego wejściem do rury z geowłókniny.

Rodzaj PAM zależy od osadu. Anionowe i kationowe PAM są powszechnie stosowane w przypadku różnych rodzajów ścieków i osadów.

Polimeru nie należy dobierać wyłącznie według ogólnej tabeli dawkowania. Szlam z różnych rzek, jezior, procesów przemysłowych lub obszarów pogłębiania może zachowywać się bardzo różnie.

Przed napełnieniem-pełnej skali należy przeprowadzić test flokulacji na małą skalę.

Przygotowanie rozwiązania PAM

Układ dozowania może składać się z dwóch zbiorników polimeru, mieszalnika i pompy dozującej.

Najpierw do zbiornika przygotowawczego dodaje się wodę. Mieszalnik uruchamia się przed dodaniem PAM.

Jako odniesienie można przyjąć prędkość mieszania wynoszącą około 100–300 obr./min. Proszek PAM należy dodawać powoli, wzdłuż wiru, zamiast wlewać go do zbiornika na raz.

Jeżeli do wody dostanie się jednorazowo zbyt dużo suchego PAM-u, proszek może utworzyć trudne do rozpuszczenia grudki.

Po dodaniu PAM mieszanie zwykle trwa dłużej niż 30 minut.

Jako początkowe odniesienie można przygotować anionowy roztwór PAM w stężeniu około 0,1%. Kationowy PAM można przygotować w ilości około 0,1–0,5%, w zależności od obrabianego materiału.

Przygotowanego roztworu nie należy przechowywać zbyt długo. Anionowy roztwór PAM zwykle zużywa się w ciągu około 36 godzin, natomiast kationowy roztwór PAM należy zwykle zużywać w ciągu 24 godzin.

Dawkowanie PAM

W niektórych zastosowaniach jako odniesienie początkowe można przyjąć dawkę wynoszącą około 1–2 ppm, ale rzeczywistą dawkę należy określić na podstawie testów.

Operator powinien zwrócić uwagę na wielkość kłaczków, zachowanie się podczas osiadania i klarowność filtratu.

Jeśli kłaczki są zbyt małe, a woda pozostaje mętna, może zaistnieć potrzeba dostosowania dozowania lub warunków mieszania. Jeżeli stosuje się nadmierną ilość polimeru, koszt oczyszczania wzrasta, niekoniecznie poprawiając wynik odwadniania.

Z tego powodu dozowanie powinno być dostosowane podczas uruchamiania, a nie ustalane przed badaniem osadu.

Układanie rur geowłókninowych

Rury rozmieszczone są zgodnie z kształtem obszaru odwadniania.

Sąsiednie rurki powinny być umieszczone blisko siebie. Jeśli wymaga tego układ terenu, można zastosować zakład o szerokości około 30 cm.

Istnieją dwa popularne układy: rozmieszczenie sekwencyjne i rozmieszczenie naprzemienne.

Umieszczenie naprzemienne może zapewnić dobrą stabilność, ale ustawienie i zabezpieczenie rur zajmuje więcej czasu. W przypadku wielu projektów rozmieszczanie sekwencyjne jest łatwiejsze w obsłudze.

Jeśli rury są ułożone w kilku warstwach, górne rury powinny być zwykle krótsze niż dolne.

Szczególnie ważna jest pierwsza tuba.

Jeśli pierwsza tuba poruszy się podczas napełniania, jej położenie będzie miało wpływ na każdą rurę zainstalowaną obok niej. Dlatego przed rozpoczęciem napełniania rurkę należy unieruchomić-nierozciągającą się liną lub innym odpowiednim zabezpieczeniem.

Pogłębianie i transfer gnojowicy

W przypadku pogłębiania podwodnego można zastosować pogłębiarkę ssącą do usuwania osadów z rzeki lub zbiornika wodnego.

Wydobyty szlam transportowany jest rurociągiem do systemu odbioru osadu.

Można zastosować dwustopniowy-układ zbiorników. Do pierwszego zbiornika trafia urobek z urobku, natomiast drugi zbiornik zapewnia jego magazynowanie przed obróbką.

Pomiędzy dwoma zbiornikami można zainstalować ekran, aby usunąć unoszące się na wodzie gruzy, kamienie i inne duże materiały.

Ten krok jest ważny, ponieważ duże ciała obce mogą w dalszej części procesu zablokować pompę, zawory lub otwory do napełniania.

Obrobiona zawiesina jest następnie pompowana do rur geowłókninowych.

Wypełnianie tuby geowłókninowej

Pompa szlamowa służy do przenoszenia kondycjonowanego osadu do rury.

Na przykład w odpowiednim projekcie można zastosować pompę o mocy 22 kW, ale właściwą pompę należy wybrać w zależności od odległości pompowania, różnicy wysokości, średnicy rurociągu i wymaganego natężenia przepływu.

Główny rurociąg jest podzielony na odgałęzienia. Każda rura odgałęziona powinna mieć własny zawór.

Ciśnienie napełniania musi być kontrolowane w zależności od rury i systemu pompowania. W niektórych zastosowaniach jako wartość odniesienia można przyjąć około 0,05 MPa, ale rzeczywiste ciśnienie robocze należy potwierdzić podczas uruchamiania.

PAM można wstrzykiwać do rurociągu szlamu za pomocą mieszalnika statycznego.

Ciśnienie wtryskiwania polimeru musi pokonać ciśnienie w rurociągu osadu. Jako punkt odniesienia dla punktu dozowania można przyjąć różnicę ciśnień wynoszącą około 0,01–0,02 MPa.

Podczas napełniania pracownicy powinni stale monitorować rurkę.

Podczas całej operacji należy sprawdzać wysokość rurki, jej kształt, położenie zaworu i stan powierzchni.

Gdy rurka osiągnie maksymalną wysokość napełnienia, napełnianie należy przerwać.

Jako punkt odniesienia dla projektu można przyjąć maksymalną wysokość napełniania wynoszącą około 2,3 m.

Dlaczego napełnianie powinno zaczynać się od środka

W przypadku dużego obszaru odwadniania napełnianie rur z jednej strony na drugą może utrudnić ustawienie rur.

Rozpoczęcie od środka zapewnia pierwszej rurze stałą pozycję odniesienia.

Po napełnieniu tuby środkowej można napełniać kolejne tuby w obie strony.

Jest to szczególnie przydatne, gdy wspierająca warstwa drenażowa ma niewielkie nachylenie w kierunku środka. Sąsiednie rury mogą stopniowo zbliżać się do siebie, zamiast pozostawiać duże szczeliny.

Cel jest prosty: utrzymać tuby stabilnie, zmniejszyć niewykorzystaną przestrzeń i zapobiec nadmiernym ruchom podczas napełniania.

Wypełnianie jednego-portu i wielu-portów

Rurkę można napełniać przez jeden port lub przez kilka portów jednocześnie.

W przypadku napełniania jednym-portem operator musi zamknąć zawór, odłączyć rurę odgałęzioną i przenieść ją do innego portu napełniania po napełnieniu jednej sekcji.

Metoda ta wiąże się z praktycznym problemem.

Po zamknięciu zaworu w odgałęzieniu może nadal znajdować się duża ilość gnojowicy i wody. Rura staje się ciężka i trudna do przenoszenia. Gnojowica może również wyciekać podczas zmiany przyłącza.

Wypełnianie wielu-portów pozwala uniknąć większości powtarzających się ruchów rur.

Kilka portów napełniania na tej samej rurze jest podłączonych do oddzielnych rur odgałęzionych. Zawory służą następnie do kontrolowania przepływu.

Działanie zaworu staje się bardziej skomplikowane, ale zawiesina może przedostać się do różnych części rury w tym samym czasie. Zwykle zapewnia to lepszą kontrolę nad kształtem wypełnienia i zmniejsza potrzebę wielokrotnego przemieszczania rur wypełnionych-gnojowicą.

W przypadku projektów, w których można właściwie zarządzać układem rur i systemem zaworów, napełnianie wieloma-portami jest praktycznym sposobem na ciągłe napełnianie.

Sterowanie cyklem napełniania

Rury geowłókninowej nie należy napełniać w sposób ciągły, aż do całkowitego zapełnienia.

Gdy rura osiągnie maksymalną wysokość napełnienia, pompowanie zostaje zatrzymane.

Następnie rurkę pozostawia się do wypuszczenia wody i osadzenia.

Gdy woda opuszcza rurę, objętość osadu zmniejsza się, a wysokość rury spada. Następnie można rozpocząć kolejny cykl napełniania.

W zależności od właściwości osadu i wymagań dotyczących oczyszczania może być wymagane około 7–8 cykli napełniania.

Rzeczywistą liczbę należy określić na podstawie zachowania rury podczas budowy, a nie ustalać ją wyłącznie na podstawie obliczeń teoretycznych.

Po wypełnieniu rękawy wypełniające należy przewiązać paskami z geowłókniny lub liną.

Nie należy używać drutu, ponieważ może on przeciąć lub uszkodzić geowłókninę.

W przypadku stwierdzenia uszkodzenia obszaru należy przerwać wypełnianie i natychmiast naprawić obszar.

Rozstaw szwów nie powinien przekraczać 5 mm.

Wielowarstwowe-wypełnianie rur

Jeżeli powierzchnia placu budowy jest ograniczona, rury geotekstylne można układać w stosy w wielu warstwach.

Dolne rury muszą najpierw zakończyć wymagany etap napełniania i odwadniania.

Następnie górną rurkę umieszcza się pomiędzy dwiema dolnymi rurkami.

To ustawienie jest ważne, ponieważ dolne rury stanowią podparcie dla górnej rury.

Zwykle pomiędzy dwiema dolnymi rurami znajduje się szczelina w kształcie litery V-. Po napełnieniu górnej rurki część górnej rurki może zagłębić się w tę szczelinę.

Powoduje to lokalne odkształcenie i może zwiększyć ciśnienie w tym obszarze.

Przed napełnieniem górnej rurki w szczelinę w kształcie litery V-można umieścić elastyczny materiał wypełniający. Celem jest zapewnienie bardziej równej powierzchni nośnej.

Należy również sprawdzić stan dolnych rur.

Jeśli dolne rurki nie są równomiernie ułożone lub osad znajdujący się w nich nie został dostatecznie odwodniony, górna rura może się odkształcić podczas napełniania.

Może to zmniejszyć efektywną objętość górnej rury i wytworzyć lokalne naprężenia w geowłókninie.

Dlatego w przypadku systemów wielowarstwowych-należy sprawdzić dolne rury pod kątem kształtu, stanu styku, stabilności i zawartości wilgoci przed zainstalowaniem kolejnej warstwy.

Końcową zawartość wilgoci w osadzie wynoszącą około 50% można zastosować jako odniesienie do oceny, czy etap odwadniania zasadniczo osiągnął wymagany stan.

Ostateczna wysokość i objętość osadu

Po zakończeniu cykli napełniania rura nadal traci wodę i osiada.

W niektórych projektach ostateczna wysokość po wysuszeniu może wynosić około 80% maksymalnej wysokości napełnienia.

Wartość tę można wykorzystać do wstępnego oszacowania końcowej objętości osadu.

Jednak do obliczeń projektowych należy używać rzeczywistych wymiarów rur i zmierzonych osiadań, a nie polegać wyłącznie na wartości odniesienia 80%.

Ostateczna utylizacja

Metoda usuwania zależy od końcowej zawartości wilgoci, składu osadu, wymagań środowiskowych i warunków panujących na miejscu.

Jeżeli odwodniony osad może pozostać na budowie, wypełnione rury geotekstylne można po osiągnięciu wymaganego stanu zasypać ziemią.

Napełnione rurki mogą pozostać częścią stabilizowanej struktury wypełnienia.

W przypadku konieczności usunięcia osadu rurę z geowłókniny można po odwodnieniu otworzyć za pomocą sprzętu budowlanego.

Osad i pocięty materiał geotekstylny można następnie przetransportować do zatwierdzonego zakładu utylizacji lub przetwarzania.

Co należy sprawdzić przed budową

Projekt odwadniania geowłókniny należy sprawdzić od początku, a nie czekać z rozwiązaniem problemów do etapu napełniania.

Przed budową potwierdź:

• Rodzaj osadu i stężenie substancji stałych
• Całkowita objętość osadu
• Wymagana wilgotność końcowa
• Dostępna powierzchnia odwadniania
• Obwód i długość rurki
• Liczba i położenie otworów do napełniania
• Rodzaj i dawkowanie PAM
• Wydajność pompy i ciśnienie napełniania
• System drenażu i zbierania filtratu
• Sposób mocowania rur
• Kolejność napełniania
• Wymagania dotyczące układania wielowarstwowego-
• Ostateczna metoda utylizacji

Najważniejszą kwestią jest to, że rura geotekstylna, system polimerowy, system pompowania i obszar odwadniający muszą być zaprojektowane razem.

Wąż o odpowiednich właściwościach filtracyjnych może nadal działać słabo, jeśli dozowanie polimeru jest niewłaściwe, warstwa drenażowa jest zablokowana, ciśnienie napełniania nie jest kontrolowane lub rura jest umieszczona na niestabilnej powierzchni.

Z tego powodu testy w terenie przed wypełnieniem-na pełną skalę stanowią ważną część procesu budowy.