کاربرد ژئوتکستایل در جمع‌آوری مایعات و لوله گاز
ژئوتکستایل را می‌توان یکی از بهترین مصنوعات نساجی دانست که در بخش‌های متفاوت صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حالت کلی می‌توان گفت، ژئوتکستایل یکی از مهم‌ترین موادی است که در فیلتراسیون آب و گاز کارایی‌های بسیاری دارد و همچنین در بسیاری از زهکشی‌ها و سیستم‌های کنترل فرسایش خاک نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع از این ماده می‌توان برای جداسازی لایه‌های خاک هم استفاده کرد. همانطور که می‌دانید، خطوط لوله نفت و گاز بخش حیاتی از زیرساخت‌های انرژی جهان هستند که نیاز به نگهداری و حفاظت اصولی و مناسب دارند.
ژئوتکستایل‌ها به عنوان یکی از محصولات ژئوسنتستک می‌تواند نقش بسیار مهمی را در این زمینه ایفا کند. ژئوتکستایل‌ها با تقویت، جداسازی آب و خاک، فیلتراسیون و عواملی از این قبیل به دوام و عملکرد لوله بهبود می‌بخشند و خطرات ناشی از تاثیرات خارجی را کاهش می‌دهند و به حداقل ممکن می‌رسانند.
ژئوتکستایل‌ها چه ماده‌ای هستند و چه کاربردهایی دارند؟
ژئوتکستایل، در واقع یک نوع منسوجه نفوذناپذیر محسوب می‌شود که در مهندسی ژوتکنیک و محیط زیست کاربردهای زیادی دارد. ژئوتکستایل اصولا از الیاف پلیمری طبیعی با مصنوعی به صورت بافته یا نبافته تولید می‌شوند. گزارش‌هایی نشان می‌دهد که ژئوتکستایل‌ها از خواص متفاوتی برخوردار هستند که با توجه به آن‌ها، نوع کاربر آن‌ها تغییر می‌کند. در ادامه قصد داریم به برخی از خواص ژئوتکستایل‌ها بپردازیم که شامل موارد زیر می‌باشد:
• تخلیه: ژئوتکستایل‌ها، به عنوان لوله‌های زهکشی عمل می‌کنند و سیالات را از سازه‌ها یا خاک به مکان‌های دیگری منتقل می‌کنند.
• حفاظت: ژئوتکستایل‌ها، از سطح خاک یا سازه‌های دیگر در مقابل فرسایش، خوردگی، آسیب‌های مکانیکی یا شرایط جوی بد و نامساعد محافظت می‌کند. در واقع یکی از کاربردهای اصلی این ماده، استفاده به عنوان لایه محافظ عایق رطوبتی ژئوممبران برای ساخت استخرهای پلیمری است. ژئوتکستایل، قبل از ژئوممبران روی بستر خاک پهن می‌شود و از آن در برابر آسیب‌های احتمالی محافظت می‌کند. این عملکرد در مناطق کوهستانی و یا استخرهایی با عمق زیاد استفاده گسترده‌ای دارد، مناسب است و یکی از دلایل آن قیمت مناسب و نصب آسان و سریع آن است.
• تقویت: ژئوتکستایل‌ها، می‌توانند مقاومت خاک را در برابر بارهای وارده تقویت کنند و از تغییر شکل یا شکستگی آن‌ها جلوگیری کنند.
• فیلتراسیون: ژئوتکستایل‌ها، می‌توانند سیالات خاک را عبور دهند و در عین حال ذرات خاک را نگه دارند و مانع نابودی آن‌ها به دلیل جریان آب شوند. از طرفی ژئوتکستایل، دارای قابلیت عبور آب و محافظت از ورود ریزدانه‌های بالا دست به داخل حفره‌های زهکش را دارند و می‌توانند جایگزین فیلترهای متداول در زهکشی شوند. در واقع می‌توان از یک لایه ژئوتکستایل نفوذپذیر میان دو لایه از خاک با دانه‌های درشت و ریز استفاده کرد و از نفوذ دانه‌های ریز به لایه درشت‌تر جلوگیری نمود. از مهم‌ترین کاربرد این خاصیت می‌توان در ساخت سدهای خاکی اشاره کرد.
• جداسازی: ژئوتکستایل‌ها، می‌توانند دو لایه خاک با خصوصیات و ویژگی‌های متفاوت را از هم جدا کرده و از تراکم یا آمیختگی آن جلوگیری کند. یکی از علت‌های تخریب جاده‌ها، وجود سنگ‌های ریز و درشت در بستر جاده‌ها در زمان ساخت است که با مرور زمان و دلایلی مانند وزن ترافیکی جاده، به مرور موجب تخریب لایه بالایی جاده می‌شود که این تخریب هزینه‌های مالی و حتی جانی دارد. از ژئوتکستایل‌ها برای جداسازی بستر جاده‌ها در هنگام ساخت استفاده می‌شود.
• خاصیت زهکشی: آب‌های نفوذی به ژئوتکستایل می‌تواند به راحتی جریان پیدا کند و به سمت نقاط خروجی تعبیه‌شده، هدایت شود و این امر استفاده از ژئوتکستایل را برای لندفیل‌ها و محل‌های دفن زباله، دیواره تونل‌ها، پشت دیوار حائل و زیر خاکریز جاده‌ها مسیر می‌سازد.
• کنترل فرسایش خاک: یکی از کاربردهای مهم و اصلی ژئوتکستایل‌ها، زهکشی و جلوگیری از فرسایش اسکله‌ها و سواحل است. این ماده در کنترل دائمی فرسایش مانند زهکشی زیرزمینی عمل کرده و مانع از تخریب بتن آرمه به وسیله ضربات موج می‌شود. معمولا اسکله‌ها در مجاورت با آب، واکنش نشان داده و دچار خوردگی و فرسایش می‌شوند و به همین علت، استفاده از بهترین متریال می‌تواند هزینه‌های تعمیر را در آینده کاهش دهد.
کاربرد ژئوتکستایل‌ها در صنعت نفت و گاز و جمع‌آوری آن‌ها
ژئوتکستایل‌ها در صنایع گوناگونی کاربرد دارند که مهم‌ترین آن‌ها، صنعت نفت و گاز است که به بهبود عملکرد و کاهش مشکلات احتمالی که در این صنعت به‌وجود می‌آید کمک‌های فراوانی می‌کند. کاربردهای ژئوتکستایل‌ها در صنعت نفت و گاز و همچنین در جمع‌آوری مایعات و لوله گاز شامل موارد زیر می‌باشد:
ساخت راه‌های دسترسی و سایت‌های میادین گاز و نفت
در واقع ژئوتکستایل‌ها می‌توانند در تقویت بستر خاکی و کاهش مصرف مصالح دانه‌ای در ساخت راه‌های دسترسی و سایت‌های میادین نفت و گاز کمک بسیار زیادی کند. این کار موجب افزایش کیفیت، کاهش هزینه، ایمنی، زمان احداث، نگهداری و کاهش اثرات مخرب زیست محیطی می‌شود.
ساخت و حفافظت از خطوط لوله
ژئوتکستایل‌ها می‌توانند به جداسازی فیلتراسیون، حفاظت، زهکشی خطوط لوله نفت و گاز و تقویت آن کمک کنند که موجب افزایش عمر مفید، کاهش و پایین آمدن خطر نشتی، تعمیر و نگهداری می‌شود.
ساخت و حفاظت از مخازن زیر زمینی نفت و گاز
ژئوتکستایل‌ها، می‌توانند به ایجاد و محافظت از مخازن زیرزمینی نفت و گاز برای تزریق مواد یا ذخیره آن، نقش بسیار پررنگی را ایفا کند. لازم به ذکر است که این کار باعث افزایش ذخیره سازی، کاهش خطر نشت، کاهش هزینه‌های نگهداری و ساخت می‌شود.
ساخت و حفاظت از سدهای خاکی
ژئوتکستایل‌ها برای ساخت سدهای خاکی برای کنترل کردن سیلاب، تامین کردن آب، برق و دفن زباله‌های گازی یا نفتی استفاده می‌شوند که موجب افزایش مقاومت و پایداری یا کاهش هزینه‌ها می‌شود.
پروژه کنترل تراوایی و نشت نفت و گاز
در حالت کلی ژئوتکستایل‌ها در خطوط لوله‌ها، معمولا به عنوان عایق موثر برای جلوگیری از نشت نفت و گاز در سدها، مخازن و سایر سازه‌هایی که با مواد قابل اشتعال در تماس هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ژئوتکستایل‌ها در چه زمینه‌هایی کاربرد دارد؟
1. عمران، جاده و راه سازی
با توجه به کاربردها و موارد استفاده ژئوتکستایل‌ها، از این ماده برای مقاوم سازی روکش جاده، زیرسازی و جداسازی میان ساب گرید و مواد دانه‌ای یا سنگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در فیلتراسیون ژئوتکستایل، آب را چه تحت فشار و چه در حالت جریان ثابت با فیلتر به راحتی از خود عبور می‌دهد و از عبور خاک نرم به لایه سنگی پی و لایه‌های زهکشی جلوگیری می‌کند. در نقش مستحکم سازی، موجب استحکام مواد نرم ساب گرید می‌شود و میزان CRB را تا حد خوب و مطلوبی افزایش می‌دهد و با توزیع فشار منطقه‌ای و موضعی از فرورفتن مواد دانه‌ای و سنگی به درون ساب گرید نرم و مرطوب جلوگیری می‌کند و نقش زهکشی در جاده را بهبود می‌بخشد.
2. امور ساختمانی
ژئوتکستایل‌ها با ترکیب ژئوممبران گزینه مناسبی برای ایزولاسیون و زهکشی گود ساختمان‌ها و دور کردن آب از اطراف فونداسیون ساختمان‌ها می‌باشد. علاوه بر آن، کاربرد ژئوتکستایل در مقاوم سازی زمین در مقابل زلزله نیز کاربردهای فراوانی دارد. زهکشی‌هایی مانند قائم، تراشه یا ستونی از مصالح نفوذپذیر است که برای تخلیه اضافه فشار آب منفذی خاک‌های ماسه‌ای و رسی سست اشباع احداث می‌گردد تا احتمال خسارت وارد شده در اثر زلزله کاهش پیدا کند.
مدل پیشنهادی زهکش‌های نیمه پیش ساخته، ژئوتکستایلی می‌باشد که پس از حفاری خاک به وسیله ماشین‌های حفاری لایه‌های ژئوتکستایل، درون برش قرار گرفته و به وسیله خاک‌های دانه‌ای پر می‌شوند. از مزایا و ویژگی‌های این روش می‌توان به هزینه پایین، نصب آسان و سریع، بهبود خواص مکانیکی خاک در کوبش و کاهش روانگرایی، پیوستگی مطمئن زهکش، نفوذپذیزی بالا، دست خوردگی ناچیز خاک و زهکشی مناسب اشاره کرد.
3. زهکشی زیرزمینی
ژئوتکستایل‌ها جایگزین فیلترهای خاکی متداول برای زهکشی تمام ساختارها از سیستم‌های کنترل آب زیرزمینی فرش جاده‌ها، زیرساخت‌های ساختمان سدها و دیوارها می‌باشند. در اصل ژئوتکستایل‌های نبافته سبک وزن تا متوسط، مناسب کاربردهای فیلتر زهکش هستند که اجازه می‌دهند تا آب زیرزمینی از هسته‌های زهکشی بگذرند و در عین حال از گیر کردن و بسته شدن سیستم زهکشی با خاک مجاور جلوگیری کند.
4. جلوگیری از فرسایش خاک‌های ساحلی و موج شکن‌ها
اگر از ژئوتکستایل‌ها در سواحل یا حتی ساحل‌های مصنوعی بتنی و موج شکن‌ها استفاده نشود، شدت امواج آب، مواد بستر را زیر بتن آرمه‌ها فرسایش می‌دهند. اولین کاربرد ژئوتکستایل‌ها در سواحل، به عنوان فیلتری به منظور کنترل خوردگی سازه‌های دیوارها و کف کار گذاشته می‌شوند، عمل می‌کنند. دومین کاربرد و موارد استفاده ژئوتکستایل‌ها در سواحل، به عنوان یک ماده جداکننده در فونداسیون موج شکن‌ها و آب شکن‌ها می‌باشد. ژئوتکستایل به‌صورت وسیع برای استحکام بخشیدن به خاکریزه‌ها بر روی خاک‌های نرم، سیل‌بند و دیواره‌های نگهدارنده به کار می‌روند. در حقیقت یک ژئوتکستایل به کار رفته جهت دیوار نگهدارنده می‌تواند تقریبا با کمتر از نصف هزینه یک دیوار نگهدارنده سنتی ساخته و تولید شود.
5. سد سازی
کاربرد ژئوتکستایل‌ها در زمینه سد سازی برای ضد آب سازی و جلوگیری از نشست آب از بدنه سد شده و از تخریب تدریجی آن تا حد زیادی جلوگیری می‌نماید. در این کاربرد از ژئوتکستایل‌ها به عنوان لایه محافظت غشا ژئوممبران استفاده می‌شود. از طرفی به عنوان زهکشی سطحی دیواره سد و انتقال رطوبت به زهکشی‌های قسمت پایین سد عمل می‌کند.
6. سدهای خاکی
فیلتر یکی از اجزای مهم سازهای خاکی است که در ارتباط با جریان آب می‌باشد و زمانی که جریان نشت از یک خاک با دانه‌های نسبتا ریز به مصالح ساختمانی درشت‌تر به زهکش وارد می‌شود، ممکن است مصالح ریزدانه از جای خود حرکت کند که این امر در مرحله اول، باعث بروز ناپایداری در کل سازه گردیده و خطر ساز باشد و در مرحله بعدی، فضاهای خالی سیستم زهکش را پر کرده و در مقابل حرکت آب ایجاد موانع کنند و در نتیجه باعث افزایش فشار هیدرواستاتیکی در سازه شوند.
7. کانال‌های آبی
این کاربرد یکی از شناخته‌‌ترین و پرمصرف‌ترین کاربرد ژئوتکستایل‌ها محسوب می‌شوند. در این عمل، ژئوتکستایل در تماس با خاکی که قرار است زهکشی شود، قرار می‌گیرد. ژئوتکستایل‌ها در اصل جانشین مصالح ماسه‌ای می‌شوند و باید بتوانند همان عملکرد و کارایی فیلترهای ماسه‌ای را داشته باشند.
8. آبگیری لجن
در صنایع و معادن متفاوت، برای فیلتراسیون زباله‌های تولید شده، علاوه بر احداث حوضچه جمع‌آوری زباله می‌توان از لوله‌های بزرگ با پارچه‌هایی از جنس ژئوتکستایل ایجاد کرد تا مایع را رد کند و در انتها لجن باقی‌مانده تخلیه شود.
9. سیستم جمع‌آوری مایعات و گاز
ژئوتکستایل‌های بافته و نبافته شده برای مایعات محلول و سیستم‌های جمع‌آوری گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد و در صورت استفاده از سیستم یکپارچه خاک و ژئوتکستایل‌ها، می‌توان وزن کل خاک اطراف و روی لوله یا دیواره‌های کانال را بر سطح مقطع لوله‌ها اعمال نمود و به این ترتیب می‌توان به وزن کافی برای مقابله با نیروی شناور دست پیدا کرد.
10. احداث استخر ذخیره آب کشاورزی
همانطور که می‌دانید، ما با بحران کم آبی مواجه هستیم. اهمیت حفاظت برای منابع آبی بسیار مهم است و کشاورزی نیز از این قاعده مستثنا نیست. از الیاف ژئوتکستایل بافته نشده برای محافظت ورق ژئوممبران استفاده می‌شود که سنگ‌ها در بستر استخر سوراخ ورق ژئوممبران نیز کاربرد دارد. از طرفی بر اساس میزان سنگ ریزه‌ها در کف سازی از گرمای مناسب آن پس از اعلام کارشناس فنی، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
محافظت از خطوط لوله در مقابل ضربات با ژئوتکستایل‌ها
خطوط لوله نفت و گاز معمولا در زیر آب یا زیرزمین قرار دارند که در مقابل فشار عوامل مختلفی مانند جریان آب، خاک، تغییرات دما، تراکمات و تخریب‌های مکانیکی، تاثیرات خارجی و زلزله باید محافظت شوند. در اصل برای محافظت از خطوط لوله باید از محصولات ژئوسنتتیک مانند ژئوتکستایل‌ها استفاده شود که از الیاف طبیعی و مصنوعی تشکیل و تولید می‌شود و خواص مکانیکی یا هیدرولیکی بادوام و مناسبی دارند. ژئوتکستایل‌ها در خطوط لوله باعث کاهش فشار و تنش‌های وارد شده بر خط و افزایش پایداری در شیب‌های مختلف می‌شود.
از طرفی ژئوتکستایل‌ها می‌توانند به صورت لایه افقی، آرایش معکوس یا پوشش U در خطوط لوله‌ها قرار بگیرند. تعداد و نوع لایه‌های ژئوتکستایل‌ها وابسته به عواملی مانند شرایط مناسب خاک، نوع خط لوله و بارهای خارجی دارد. همچنین، ژئوتکستایل‌ها در صنایع پتروشیمی و خطوط لوله فیلتراسیون و جداسازی خاک و آب است. البته باید بدانید که این کار باعث جلوگیری از رسوب‌گذاری، تراوش و انتقال ذرات خاک در محل خط لوله می‌شود.