[發明專利]放射性廢物淺埋處置庫頂蓋

無效

• 申請號: 200710049870.8
• 申請日: 2007-08-28
• 公開（公告）號: CN101154474A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 虞修競;倪師軍;張成江;李寬良;王永利;徐德敏;蔡國軍;裴鉆;譚金花
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G21F9/00
• 分類號: G21F9/00;G21F1/00;G21F1/12
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司
• 代理人: 江曉萍

技術領域：

本發明與固體廢物處置庫頂蓋有關，特別與放射性廢物淺埋處置庫頂蓋有關。

背景技術：

頂蓋是低、中放廢物近地表處置庫的重要防護屏障，對放射性廢物處置庫的長期安全性起著重要作用。

頂蓋一般應具有以下功能；

(1)減小降雨和表面徑流的入滲。

(2)通過隔水層和排水層阻止或減小入滲水和廢物的接觸。

(3)減小表面侵蝕。

(4)抗生物侵擾。

(5)抗凍融侵蝕。

(6)具有較高抗壓強度和一定的塑性變形，以達到抗開裂、抗塌陷的目的。

(7)在無需維護的條件下保持長期穩定。

隨著我國前期核設施的陸續退役和核電站的建成投產運行都將產生大量中、低放廢物需就近選擇適宜的場址填埋處置，此外頂蓋技術還可以推廣到其它固體廢物填埋場，因此頂蓋技術具有十分重要的現實意義和良好的應用前景。

已有的頂蓋包括粘土組成的表面植被層、位于表面植被層底面由粘土或粘土加添加劑組成的穩定層，位于穩定層底面的由礫石組成的生物屏障層，位于生物屏障層底面的由凈砂組成的上導水層，位于上導水層底面的由粘土組成的隔水層，位于隔水層底面的由凈砂組成的下導水層。厚度大、結構復雜。表面植被層采用粘土組成，雖利于植被生長，但由于強度較低，抵抗自然營力侵蝕的能力弱。

發明內容：

本發明的目的是為了提供一種在南方溫暖濕潤氣候條件下利于植被生長，強度高、抵抗自然營力侵蝕能力強，安全性能好、結構簡單的放射性廢物淺埋處置庫頂蓋。

本發明的目的是這樣來實現的：

本發明放射性廢物淺埋處置庫頂蓋，包括由砂土、礫石組成的表面植被層，位于表面植被層底面的與之復合的由粘土、礫石組成的上隔水層，位于上隔水層底面的與之復合的礫石組成的導水層，位于導水層底部的與之復合的由粘土、礫石組成的下隔水層。

上述的表面植被層中砂、礫石的重量百分比為55～65％、45～35％，礫石礫徑為2～10cm，上隔水層、下隔水層中粘土、礫石的重量百分比分別為60～68％、40～32％，礫石礫徑為10～30cm，導水層中的礫石礫徑為2～30cm，導水層中礫石形成的孔隙度為8～15％。

上述的表面植被層中砂、礫石的重量百分比為60％、40％，更有利于植被生長。

上述表面植被層上的坡度為5～10°，有利于降雨后形成的表面片流排泄，穩定性好。

上隔水層、下隔水層中礫石的重量百分比為64％、36％，

上述的導水層下部設置有排水溝。

本發明頂蓋中表面植物層采用砂礫石層，野外類比調查和試驗證明具有如下優點：

(1)在南方溫暖濕潤氣候條件下比土壤或粘土層更有利于植被生長植被根系對較疏松的砂礫石起到了包裹和固化作用。

(2)強度較高，抗自然營力侵蝕能力強，如降雨沖刷試驗結果。

(3)穩定性好，飽水后、失水后和凍融后無體積變化，既無收縮和膨脹，也不會產生開裂或塌陷。

(4)抗生物侵擾能力優于土層；小動物在開挖洞穴時遇到礫石很難穿過。

(5)可阻斷下伏隔水層中的毛細水上升。

表面植物層下的上隔水層中粘土礫石層產生滲透的重要原因為粘土失水后體積收縮產生裂隙，表層水沿裂隙入滲；而粘土失水的一個重要途徑就是通過毛細水上升運移至地表蒸發，若表層為土壤或粘土層其毛細水上升高度可達數米(如成都粘土的毛細水上升高度可達4-5米)，而采用上述砂、礫石組合最大毛細上升高度僅為17cm～21cm，因此只要該厚度大于最大毛細水上高度即可阻斷下伏隔水層中的毛細水上升至地表通過蒸發排泄。

上隔水層采用粘土、礫石組成，粘土、礫石取材方便、施工容易，可達到經濟、高效、安全的目的。選擇礫徑10～30cm的礫石，是因為礫石越大，毛細水遇礫石繞行運移的途徑和植物根系生長遇礫石繞行的距離都與礫石的礫徑有關，礫石越大其繞行途徑和距離都將隨之增大，但是礫石越大，該層厚度也將隨之增大，選用最大礫徑為30cm的礫石，則在層厚為70cm的厚度上，可以充填2～3個礫石，這樣該層的穩定性和強度較好，又不至于層厚太大，以充分利用建庫空間和降低建造成本。

上隔水層具有如下優點：

根據野外地質類比調查和室內試驗結果，與土壤或粘土層比較，粘土礫石層具有以下優點：

(1)強度高且有塑性。

(2)穩定性好，飽水后、失水后和凍融后體積變化小。

(3)抗生物侵擾能力優于土層；小動物在開挖洞穴時遇到礫石很難穿過，植物根系遇到礫石將繞行，增加延伸難度。