همانطور که اشاره شد امروزه استفاده از انرژی‌های فسیلی و انتقال آن به پهنه وسیع جغرافیایی کشور عزیزمان ایران و دیگر مناطق جهان امری بسیار مهم است. به منظور اجرای خطوط لوله نفت و گاز، عبور از مناطق مختلف جغرافیایی که دارای عوارض متعدد طبیعی و مصنوعی است، با در نظر گرفتن استانداردهای لازم این صنعت و کمترین هزینه همواره از چالش‌های مهم پیش روی مهندسین بوده است.

مسائل و مشکلات موجود

یکی از چالش‌های مهم پیش روی مهندسین در اجرای خطوط لوله غلبه بر نیروی شناوری وارد بر آن در مکان‌هایی که سطح آب زیرزمینی بالاست، می‌باشد. این امر بیشتر در خطوط انتقال گاز رخ می‌دهد، چراکه محتویات آن به نسبت محصولات نفتی سبک‌تر است.

به طور کلی برای غلبه بر نیروی شناوری بایستی وزن مشخصی از نیروهای خارجی بطور پیوسته بر روی لوله قرار گیرد. از روش‌های مرسوم استفاده از وزنه‌های U شکل بتنی است. این روش روشی بسیار پر هزینه و زمان‌بر است.

راه حل ژئوسنتتیکی

استفاده از مصالح ژئوسنتتیک (ژئوتکستایل) در مسیر خط لوله به منظور کنترل نیروهای شناوری در دنیا امری مرسوم است. در پروژه‌های خط لوله که نیروهای عمودی بر آن موجب حرکت لوله به سمت سطح خاک می‌شود بایستی روی خط لوله وزنه‌ای با در نظر گرفتن ملاحظات مهندسی و اقتصادی ایجاد نمود تا ضمن غلبه بر نیروهای رو به بالا موجب پایداری لوله شده و همچنین از روی آن حرکت نکند. بدین منظور استفاده از ژئوسنتیتک‌ها به عنوان راه حل بسیار اقتصادی و پایدار همواره مورد توجه مهندسین این حوزه بوده است.

لذا یکی از روش‌های مرسوم به جهت کنترل نیروی شناوری در خطوط لوله نفت و گاز اعمال یک بار گسترده ناشی از وزن خاک بر روی لوله‌هاست. بدین منظور از ژئوتکستایل عمرانی به وسیله محصور نمودن خاک و جلوگیری از حرکت آن از روی لوله‌ها استفاده می‌شود. استفاده از این روش ضمن کاهش قابل توجه زمان اجرا منجر به کمتر شدن هزینه‌های اجرای پروژه نیز خواهد شد.

نحوه اجرای ژئوسنتتیک به جهت مقابله با نیروی شناوری

1- اجرای خط لوله در تراز مشخص

2- پهن کردن ژئوتکستایل با مشخصات فنی مورد نظر (گرماژ، مقاومت کششی، عرض و جنس مواد اولیه) به صورت W شکل

3- ریختن خاک درون آن و پوشاندن ژئوتکستایل بصورت بقچه‌ای مطابق تصویر زیر

ویژگیها و مزایای اجرای ژئوسنتتیک در کنترل نیروی شناوری در خط لوله

  • افزایش چشمگیر سرعت اجرای پروژه
  • کاهش قابل ملاحظه هزینه تمام شده
  • امکان استفاده از مصالح موجود در محل
  • جداسازی لایه‌های مختلف بستر خط لوله در پروژه‌های خطوط لوله
  • به حداقل رساندن تبعات محیط زیستی
  • طراحی ، اجرا و تأمین مصالح ژئوگرید توسط شرکت داخلی و عدم نیاز به واردات