ژئوسنتتيك و كاربردهاي آن در راه آهن

خاكريز راه و راه آهن بطور عادي سازه اي است بزرگ كه ساخت آن مستلزم حمل احجام عظيم خاك مرغوب و دوركردن خاكها و سنگهاي موجود به مكان هاي ديگر مي باشد. احداث خاكريز  باعث بوجود آمدن ناسازگاريهاي عمده براي جامعه چه از نظر تصرف اراضي و چه از نظر تاثيرات زيست محيطي خواهد شد. ساختن پلها و سازه هاي بتني مورد نياز بطور قطعي حتي از لحاظ تاثيرات زيست محيطي بسيار پر هزينه ترند. براي كاهش اين هزينه ها، لازم است خاكريز ها را با شيب بيشتر و يا با شيب معمول و استفاده از مصالح موجود كه داراي كيفيت بالايي نيستند، ساخت. بارهاي استاتيكي و ديناميكي اعمال شونده به خاكريز ها باعث تغيير شكل و جابه جايي آنها مي شود كه استفاده از ژئوسنتتيكها امروزه يكي از راه حل هاي موثر در مقابله با اين مشكلات مي باشد. 

 تثبيت زيرسازي

با استفاده از محصولات ژئوسنتتيك و توزيع يكنواخت بارها توسط آنها مي توان خاكريز را بر روي بسترهاي سست احداث نمود، بسترهاي سست يا با مقاومت كم را مسلح نمود و ظرفيت باربري را بهبود بخشيد. استفاده از ژئوسنتتيك ها به عنوان لايه مسلح كننده، جداكننده و فيلتراسيون راه حلي سريع ، آسان و سودمند براي بهينه سازي خاكريز راه آهن مي باشد.

در سيستم حمل ونقل، استفاده از مصالح ژئوسنتتيك در مناطقي كه احتمال وجود حفرات زيرسطحي زياد است يا خاك بستر ضعيف بوده و مقاومت لازم در برابر بارهاي استاتيكي و ديناميكي را ندارد، پيشنهاد مي گردد.

با توجه به آزمايشات انجام شده در زمينه مقايسه CBR و مقدار نشست شكل گرفته در خاكريزهاي مسلح به ژئوگريد و بدون ژئوگريد (شكل بالا)، سرعت تغيير شكل خاكريز و شكل گيري نشست در خاكريزهاي غيرمسلح بيشتر از خاكريزهاي مسلح مي باشد و در مقدار ترافيك برابر، مقدار نشست 5/2 برابر بيشتر است. همچنين با استفاده از مصالح ژئوسنتتيك در اجراي خاكريزي، با حجم كمتري  از خاكريزي مي توان به CBR مورد نظر دست يافت.

 تثبيت روسازي   

 امروزه استفاده از مصالح ژئوسنتتيك به عنوان راه حلي سودمند و بهينه براي تقويت لايه بالاست بر روي زيرسازي شناخته شده است. دو راهكار اصلي براي بكارگيري ژئوسنتتيك ها در لايه بالاست و زير آن به شرح زير است:

  • كاهش تغيير شكل هندسي لايه بالاست با استفاده از ژئوگريد در زير لايه بالاست و تثبيت مكانيكي آن  
  •  بهبود كيفيت بستر خط بوسيله تثبیت مكانيكي لايه زيربالاست

از مزاياي ديگر اين روش عبارتند از:

  • راه حلي جايگزين براي افزايش ارتفاع بالاست يا تثبيت هاي شيميايي
  • كاهش نشست هاي موضعي
  • افزايش سرعت قطار بدليل بهبود كارايي بالاست
  • كاهش هزينه نگهداري خط با افزايش فاصله زماني بين عملياتهاي تعمير و نگهداري

 ديوارهاي نگهدارنده، حائل و تثبيت شيبها

اجراي بسترها و سازه هاي حمل و نقلي اغلب بمنظور صرفه جويي در فضا و اراضي ناچار به استفاده از ديوارهاي ضامن، حائل و اجراي شيب هاي تند مي باشد. بدين منظور با استفاده از مصالح ژئوسنتتيك و ساخت سازه هاي خاكي مسلح مي توان به اين امر دست يافت. اين مصالح با افزايش مقاومت كششي و برشي خاك ها، ساخت ديوارها، شيب ها و خاكريز هاي بلند و با شيب زياد را سريعتر و ارزانتر مي سازد.

استفاده از مصالح ژئوسنتتيك با مقاومت بالا در لايه هاي خاكريزي باعث پايداري و كنترل تغيير شكل سازه هاي خاكي خواهد شد.

 مزاياي شيبها و ديوارهاي خاك مسلح عبارتند از:

  • كاهش استفاده از فضا
  • كاهش ورود به مناطق حساس زيست محيطي
  • كاهش عمليات خاكي مورد نياز
  • امكان استفاده از خاك موجود در محل
  • عمليات اجرايي سريع و آسان
  • راه حل اقتصادي تر نسبت به ساير روشهاي احداث ديوارها و شيبها 
  • وجود نماهاي مختلف براي اجرا در نقاط مختلف  

* طبق مقايسه اقتصادي انجام شده بين ديوارهاي خاك مسلح و غير مسلح  بايد گفت در بدترين شرايط، هزينه تمام شده ساخت ديوارهاي مسلح نسبت به ديوارهاي بتني غيرمسلح در حدود 20 درصد كمتر مي باشد.

 كنترل فرسايش

با استفاده از مصالح ژئوسنتتيك (geomat) مي توان از فرسايش تدريجي شيب خاكريزها و شيبهاي مجاور خطوط راه آهن جلوگيري نمود. اين مصالح با جلوگيري از فرسايش خاك، تثبيت بستر رشد گياهان در هنگام بارش باران و جريانهاي سطحي، نقش موثري را در حفظ شكل هندسي خاكريز و حفاظت از شيبهاي مجاور خطوط راه آهن ايفا مي كند.

  •  راه حلي بهينه و دراز مدت در كنترل فرسايش
  •  نصب آسان، سريع و اقتصادي
  •  سازگار با رشد گياهان
  • جلوگيري از خزش خاكهاي سطحي

 ساير كاربردها

  •  تثبيت خاكريز پشت كوله پلها

بمنظور استحكام و مقاومت هرچه بيشتر خاكريز پشت كوله پلها و جلوگيري از نشست آن كه در راه آهن يكي از مشكلات معمول مي باشد با استفاده از مصالح ژئوسنتتيك و اجراي خاكريزي مسلح مي توان از بروز نشست در نقطه اتصال خاكريز به راديه پل جلوگيري نمود.

  • آببندي تونلها و گالريها

از آنجاييكه مشكل نفوذ آب يكي از عمده ترين مشكلاتي است كه تونلهاي راه آهن با آن مواجه است و باعث بروز خرابيهاي بسيار و نهايتاٌ تضعيف پايداري سازه تونل مي شود، آببندي تونلها از اهميت بالايي برخوردار است. با استفاده از مصالح ژئوسنتتيك (geomembrane) در هنگام ساخت و بهره برداري مي توان تونلها و گالريها را به بهترين نحو آببندي نمود.

 اجراي خطوط دوم در كنار خطوط در حال بهره برداري

با توجه به نياز بعضي از محورهاي مهم راه آهن به اجراي خط دوم، با استفاده از مصالح ژئوسنتتيك

مي توان خط دوم را با حجم خاكريزي كمتر، سرعت بيشتر و نهايتاً هزينه كمتر اجرا نمود.

    

از آنجاييكه با استفاده از مصالح ژئوسنتتيك مي توان خاكريز را با شيب بيشتري اجرا نمود، بنابراين در احجام خاكريزي صرفه جويي شده و از خاك موجود در محل نيز در صورت عدم برخورداري از كيفيت كافي مي توان استفاده نمود.

تعدادي از پروژه هاي راه آهن ايران كه از مصالح ژئوسنتتيك در طرح یا اجرای آنها بکار برده شده است به شرح ذیل می باشد:

  • طراحي تثبيت زيرسازي كيلومتر 531-530 لرستان (اجراي ديوار خاك مسلح ژئوگريدي و ترميم آبروها بكمك ژئوممبرين)
  • ترميم گالريهاي برفگير آذربايجان به كمك ژئوتكستايل و ژئوممبرين كه در حال حاضر طرح آن ارائه گردیده است.
  • استفاده از مصالح ژئوسنتتیک در پروژه بازسازي 200 كيلومتر از محور خراسان.
  •  استفاده از ژئوسنتتيك در كوله هاي پل قلعه نو كه اجرا شده است. 

به نقل از: tarheno-rahahan.blogfa.com

 افزودنی تبدیل گچ به سیمان