تصريف المياه من الطبقة التحتية للطريق السريع

نسيج جيوتكستيل غير منسوج للترشيح في تصريف المياه تحت طبقة الأساس للطرق السريعة                                          

نظرة عامة على المشروع

واجه مشروع توسعة طريق نورثريدج السريع، الممتد على مسافة 18 كيلومترًا في منطقة جبلية معرضة لهطول أمطار غزيرة موسمية، تحدياتٍ جسيمة تتعلق باستقرار الطبقة التحتية وتشبع التربة بالمياه. تتكون تربة الطبقة التحتية من رمال ناعمة وطين غريني، وهي عرضة لفقدان الجزيئات وانسداد أنظمة الصرف عند تعرضها للماء. ولحماية بنية الطبقة التحتية، ومنع تآكل التربة، وضمان كفاءة الصرف على المدى الطويل، تم اعتماد أقمشة جيوتكستيل من البولي بروبيلين غير المنسوجة كحل ترشيح أساسي لشبكة الصرف الجانبية للمشروع.

اختيار المنسوجات الأرضية والمتطلبات الفنية

بعد تحليل تكوين التربة واختبار الأداء الهيدروليكي، اختار المشروع أقمشة جيوتكستيل غير منسوجة مثقوبة بالإبر بوزن 300 جم/م² بالخصائص الرئيسية التالية:

• النفاذية: ≥5×10⁻³ سم/ث (ضمان تسرب سريع للماء)

• حجم الفتحة الفعال (EOS): 0.15-0.25 مم (يحتفظ بجزيئات التربة الدقيقة مع السماح بتدفق المياه)

• قوة الشد: ≥18 كيلو نيوتن/متر (MD/TD) (تحمل هبوط التربة وإجهاد البناء)

• مقاومة كيميائية: مقاومة لأحماض التربة والقلويات والتحلل الميكروبي

سيناريو التطبيق وعملية التنفيذ

استُخدمت المنسوجات الأرضية بشكل أساسي في خنادق الصرف الجانبي للطريق السريع (التي تم تركيبها على طول أكتاف الطبقة التحتية) وتحت طبقة الأساس الحصوية، وذلك باتباع الخطوات التالية:

1. تجهيز الخندق: تم تسوية خنادق الصرف المحفورة (50 سم عرض × 60 سم عمق) وضغطها لإزالة الصخور الحادة والحطام.

٢. البطانة الجيوتكستيلية: تم وضع الجيوتكستيل غير المنسوج لتغطية الخنادق بالكامل، مع تداخل ٢٠ سم عند الوصلات لتجنب وجود فجوات. امتد الجيوتكستيل ١٥ سم خارج حواف الخندق لتغطية سطح التربة المجاورة.

3. وضع الركام: تم وضع طبقة من الحصى المتدرج بسمك 40 سم (حجم الجسيمات 10-20 مم) فوق النسيج الأرضي كوسيط تصريف، مما يضمن التوزيع الموحد دون إتلاف النسيج الأرضي.

٤- السد والردم: طُوي النسيج الأرضي فوق طبقة الحصى لتشكيل بنية "كيسية"، مما يمنع جزيئات التربة من دخول الركام. ثم رُدمت الخنادق بتربة الأساس المضغوطة.

نتائج المشروع وفوائد الأداء

منذ افتتاح الطريق السريع في عام 2022، حقق نظام الترشيح الجيوتكستيلي نتائج متميزة:

• احتفاظ فعال بالتربة: لم يُرصد أي انسداد في طبقة تصريف الحصى. أظهرت المعاينة اللاحقة أن النسيج الأرضي احتفظ بنجاح بنسبة 99% من جزيئات التربة الدقيقة، مع السماح بتدفق المياه دون عوائق.

• تحسين كفاءة الصرف: يعمل نظام الصرف الجانبي على تقليل محتوى المياه تحت الأرض بنسبة 65٪ في غضون 24 ساعة من هطول الأمطار الغزيرة، مما يؤدي إلى القضاء على تشبع التربة بالمياه وتقليل خطر تليين التربة.

• تحسين استقرار الطبقة التحتية: أدى تأثير تقوية النسيج الأرضي (تقليل إزاحة التربة) إلى تقليل هبوط الرصف بنسبة 80٪ مقارنة بالأجزاء التي لا تحتوي على ترشيح النسيج الأرضي، مما أدى إلى إطالة عمر خدمة الطريق السريع بما يقدر بـ 10 سنوات.

• توفير التكاليف: من خلال تجنب صيانة نظام الصرف وإصلاحات الطبقة التحتية، وفر المشروع ما يقرب من 420,000 دولار في أول عامين من التشغيل، مع تخفيضات في تكاليف دورة الحياة على المدى الطويل بنسبة 30٪ مقارنة بطرق الترشيح التقليدية (مثل حصائر القش أو الحصى غير المصفى).

خاتمة

تُبرز هذه الحالة الدور الحيوي للأقمشة الجيوتقنية غير المنسوجة في ترشيح وتصريف مياه التربة التحتية للطرق السريعة. فمن خلال فصل جزيئات التربة عن وسط التصريف بكفاءة، تضمن هذه الأقمشة أداءً مستدامًا للتصريف، وتحمي سلامة التربة التحتية، وتُحقق فوائد اقتصادية وتشغيلية كبيرة. كما تُعدّ نموذجًا قابلًا للتطبيق في مشاريع البنية التحتية في المناطق ذات التربة الصعبة وغزارة الأمطار.