專利名稱：固體廢物處置場排水系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于低、中放射性固體廢物處置領域，更具體地說，本發明涉及一種低、中放射性固體廢物處置場單元格滲析水排水系統。
背景技術：
核電站、核技術利用等產生的低、中放射性固體廢物一般采用近地表處置方案。根據建造與運行期間處置單元格底板與處置場地的相對標高，目前國際上通用的低、中放固體廢物的近地表處置方式通常可分為地上、地下和半地下三種方式。請參閱圖1，在地上處置方式中，裝有低、中放射性固體廢物的廢物桶10按設定的堆碼方式堆碼在處置單元格12中，桶間縫隙由澆筑的水泥沙漿填充密實；封蓋后的處置單元格12上方被約5m厚的覆蓋層14覆蓋，下方則設置有排水管網16。其中，覆蓋層14主要用來防止地表水浸入處置單元格12中；排水管網16則用于在覆蓋層14滲析水后，盡快將滲析水導出處置單元格12。由于廢物桶10被長時間浸泡會導致大量放射性核素釋放，因此如何迅速排出積水、保持處置單元格12的干燥環境，成為了將放射性核素阻滯在處置場場址之內、確保放射性固體廢物處置安全的重要事項，滲析水排水系統的設計也就成為了地上處置方式中工程設計時必須考慮的重要因素。放射性固體廢物處置場內滲析水排水系統的功能主要有兩個，一是排出滲入覆蓋層14中的雨水，二是收集通過處置單元格12的滲析水并盡快排出；上述兩個功能的目的都是要減小水在處置場中的停留時間。請參閱圖2和圖3，現有滲析水排水系統的管網是安裝在處置單元格12底下的管廊20內。處置單元格12的底板設置有0.5% 1%的坡度，排水管設置在底板的最低處并與管廊20中的排水干管22相連，從而將積水引入水池。管廊20內還設有滲析水管24，處置單元格12使用前，將排水管改接到滲析水管24上，并在每個處置單元格12的入口連接處設置監視鏡，監測并判定哪個處置單元格12有水排出；通過取樣分析，可了解水中的放射性濃度，以檢驗工程屏障的完整性和放射性核素浸出的程度，滲析水中放射性濃度超過排放標準時，將通過放射性廢液處理系統進一步處理，直至達標排放。這種排水系統的優點是可以對排水管廊20中的管網進行檢修，通過對每個處置單元格12的滲析水進行取樣分析，可以快速定位到浸水的處置單元格12并分析核素浸出程度。但是，處置場處置的低、中放射性廢物大概需要300 500年放射性水平才能衰減到清潔解控水平，而鋼筋混凝土工程屏障通常只能有100年左右的有效期。在上述排水系統中，排水管廊20設置在處置單元格12的正下方，排水管廊20高約2m、寬約1.2m ;在處置單元格12覆蓋后，處置單元格12上部還要承受約5m厚的不同材料組成的覆蓋層14，因此排水管廊20本身承受的結構強度較大，運行上百年后，很可能會因鋼筋混凝土失效而不能承受處置單元格12與覆蓋層14的重量，進而造成排水管廊20垮塌。排水管廊20垮塌會造成處置單元格12沉降，覆蓋層14則因處置單元格12沉降而在不同層間形成挫裂，以致阻水作用消弱而進一步增大處置單元格12浸水的風險；另一方面，排水管廊20垮塌會使滲析水收集系統損壞，不能將處置單元格12內的滲析水排出，也進一步加大了處置單元格12內的廢物桶10被水浸泡時間，加大了核素釋放遷移的風險。另外，在處置單元格12底部設置排水管廊20，需要一次性將排水管廊20建好，工程量較大，經費投入大；但是因為廢物量產生原因，處置單元格12通常是分批建設，這也會造成處置單元格12的排水系統長期不使用，維護工作量很大。又由于排水管廊20建在處置單元格12的底部，因結構承重和構筑物失效的關系，管廊20本身不能長久的在300 500年內確保處置單元格12的安全，在上百年的排水管廊20局部垮塌后，新建造的管廊20和原管廊20要進行接續并考慮結構承重，再加上放射性泄露風險，導致維修排水管廊20的難度較大。有鑒于此，確有必要提供一種能夠解決上述問題的固體廢物處置場單元格滲析水排水系統。
發明內容
本發明的目的在于:提供一種排水迅速且穩定性強、便于維護的固體廢物處置場排水系統。為了實現上述發明目的，本發明提供了一種固體廢物處置場排水系統，其包括開設有滲析水孔的處置單元格、滲析水收集系統和滲析水收集處理廠房，其中，處置單元格的滲析水孔開設于處置單元格底板的一側邊上，滲析水收集系統設于各列處置單元格側面的地下。作為本發明固體廢物處置場排水系統的一種改進，所述滲析水收集系統包括地下管廊和布設于地下管廊中的管網，地下管廊為建于各列處置單元格側面地下的鋼筋混凝土結構；管網利用連接管與處置單元格的滲析水孔連接。作為本發明固體廢物處置場排水系統的一種改進，所述管網還包括滲析水管網和雨水管網，連接管的一端與處置單元格的滲析水孔連接，另一端與滲析水管網和雨水管網分別連接并通過閥門控制開閉，滲析水孔與滲析水管網連接的前端設有滲析水監測系統。作為本發明固體廢物處置場排水系統的一種改進，所述地下管廊位于兩列相鄰的處置單元格之間，其兩側的處置單元格的滲析水孔都設于距離地下管廊較近的一側，并與該地下管廊內的連接管連接。作為本發明固體廢物處置場排水系統的一種改進，所述滲析水收集系統是由滲析水管形成的滲析水管網，滲析水管網通過單獨的滲析水管與每一處置單元格的滲析水孔連接，這些滲析水管在地下匯集成滲析水管束并最終連接至滲析水收集處理廠房，滲析水管束位于處置單元格側面的地下。作為本發明固體廢物處置場排水系統的一種改進，所述滲析水收集系統還包括設于滲析水收集廠房中每一滲析水管出口處的滲析水監測系統。作為本發明固體廢物處置場排水系統的一種改進，所述處置單元格所處區域的地下鋪設有I 2m厚的粘土，粘土中添加有用于阻滯核素遷移的添加劑。作為本發明固體廢物處置場排水系統的一種改進，所述滲析水收集系統中的管道選用耐久性好的不銹鋼管，并在不銹鋼管外圍用天然材料砌筑有天然管溝。
作為本發明固體廢物處置場排水系統的一種改進，所述滲析水收集廠房用于收集自滲析水收集系統中導出的滲析水，其為半地下結構建筑物，內部設置有滲析水收集容器。作為本發明固體廢物處置場排水系統的一種改進，所述處置單元格的底板包括兩個相對的第一側邊、一個第二側邊和一個與第二側邊相對的第三側邊；底板自兩個第一側邊向與第一側邊平行的中線之間設置向下的第一坡度，以使滲析水由處置單元格的兩個第一側邊向中央匯集；底板自第二側邊向第三側邊之間設置向下的第二坡度，滲析水孔開設于第三側邊的中央位置。與現有技術相比，本發明固體廢物處置場排水系統設于處置單元格側面的地下，因此不會因承重大而失效，穩定性更強；而且也不會因為工程屏障失效而引起處置單元格的沉降，既保護了處置單元格和覆蓋層，提高了處置場的長期天然安全性，也降低了排水系統的維護工作量和人員受照劑量，有助于降低工程量，降低工程造價。
下面結合附圖和具體實施方式
，對本發明固體廢物處置場排水系統及其有益效果進行詳細說明。圖1為現有固體廢物地上處置方式的示意圖。圖2為現有固體廢物處置場排水系統的結構示意圖。圖3為圖2中的A-A剖視圖。圖4為本發明固體廢物處置場排水系統第一實施方式的處置單元格的俯視示意圖。圖5為本發明固體廢物處置場排水系統第一實施方式的滲析水收集系統的整體結構示意圖。圖6為本發明固體廢物處置場排水系統第一實施方式的滲析水收集系統的局部放大示意圖。圖7為圖6中B-B剖視圖。圖8為本發明固體廢物處置場排水系統第二實施方式的滲析水收集系統的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的發明目的、技術方案及其有益技術效果更加清晰，以下結合附圖和具體實施方式
，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實施方式
僅僅是為了解釋本發明，并非為了限定本發明。本發明固體廢物處置場排水系統第一實施方式為管廊方案，其包括處置單元格、滲析水收集系統和滲析水收集處理廠房。請參閱圖4，處置單元格的底板32包括兩個相對的第一側邊320、一個第二側邊322和一個與第二側邊322相對的第三側邊324。底板32自兩個第一側邊320向與第一側邊320平行的中線326之間設置了 1%的向下坡度，因此滲析水會由處置單元格兩側向中央匯集；另外，底板32還自第二側邊322向第三側邊324之間設置了 0.5%的向下坡度，并在第三側邊324的中央位置開設有滲析水孔328，因此由兩側匯集到中央的水會再由中央流入滲析水孔328。為了便于滲析水在處置單元格30 (圖5所示)內的匯集和流出，在處置單元格30中堆碼廢物桶后進行桶間空隙填充過程中，對處置單元格30進行分區，部分廢物桶間的空隙采用沙子和鵝卵石進行填充，確保處置單元格30具有良好的排水性，其中的滲析水易于通過處置單元格30底部的滲析水孔328進行排放。處置單元格30內的具體分區可根據其中廢物桶堆碼情況進行靈活處理。請參閱圖5至圖7，滲析水收集系統包括地下管廊40、布設于地下管廊40中的管網以及滲析水監測系統。其中，管網包括連接管41、滲析水管網42和雨水管網44。地下管廊40為鋼筋混凝土結構，建于地下0.5m處，內部尺寸為2mX 2m，混凝土厚度為頂板300mm,側壁和底板250mm。為了避免地下管廊40在上百年后失效而造成處置單元格30塌陷，地下管廊40設于處置單元格30側面的地下，一般位于兩列相鄰的處置單元格30之間。每一地下管廊40兩側的處置單元格30都將滲析水孔328設于距離地下管廊40較近的一側，兩列處置單元格30的滲析水孔328都連接至中間地下管廊40內的連接管41。連接管41與滲析水管網42和雨水管網44分別連接，并由閥門控制開閉。兩列處置單元格30共用一個地下管廊40是為了降低工程量和節約工程成本，若出現單排的處置單元格30時，則可以在其側面的地下設置一條單獨使用的地下管廊40。為了保障地下管廊40中管道(包括連接管41、滲析水管和雨水管)的長期有效性，管道選用耐久性好的不銹鋼管，并在不銹鋼管外圍用粘土、卵石等天然材料砌筑一條管溝，以對不銹鋼管進行保護，同時可作為不銹鋼管道受損后的滲析水導流管道。因為本發明處置單元格30的上部設置了 5m厚的覆蓋層，處置單元格30本身封蓋時也加了浙青以及其他防水涂料，因此處置單元格30側面設置的管溝具有一定的長期穩定性；加之處置單元格30的底部鋪設了 Im厚的粘土并加入了阻滯核素遷移性能較好的添加劑，因此可以有效確保管溝的安全而阻滯核素遷移。在處置期開始前，處置單元格30的滲析水孔328通過連接管41與雨水管網44連接，用于排出處置單元格30產生的雨水；在處置期開始時，連接管41關閉與雨水管網44連接的閥門，滲析水孔328改為通過連接管41與滲析水管網42連接，用于排出滲析水。滲析水監測系統(圖未示)設于滲析水孔328與滲析水管網42連接的前端，用于監測滲析水的水量并收集滲析水。地下管廊40為鋼筋混凝土結構，為了保障其安全穩定性，應在建成后每50 90年為一周期對鋼筋混凝土材料進行全面檢測、維修，以便及時發現問題并進行維修和維護。維修方案考慮為更換鋼筋混凝土表面保護層材料、增加支撐、增加鋼筋混凝土截面法或采用其它新研發的新工藝、新材料等。滲析水收集廠房為半地下結構建筑物，其中設置有滲析水收集罐、水泵等滲析水收集容器，主要用于收集自滲析水收集系統中導出的滲析水。處置單元格30運行后，滲析水收集廠房將根據滲析水的產生量及放射超標情況對滲析水進行相應處理。處置場關閉后，滲析水收集系統應繼續使用一段時間，從而實現對處置場覆蓋層效果及處置單元格30滲析水的監測；處置場關閉時地下管廊40暫不封堵，以便對滲析水產生情況進行長期的監管。本發明固體廢物處置場排水系統第二實施方式為管道方案，也包括處置單元格、滲析水收集系統和滲析水收集處理廠房。其中，處置單元格的底板結構與第一實施方式相同，此處不再贅述。請參閱圖8，滲析水收集系統是由滲析水管46a形成的滲析水管網，并兼具雨水管網的功能。滲析水管網通過單獨的滲析水管46a與每一處置單元格30a的滲析水孔328a連接，這些滲析水管46a在地下0.5m處匯集成滲析水管束，并最終連接至滲析水收集處理廠房。為了減輕滲析水管46a的承重，滲析水管束位于處置單元格30a側面的地下，不會受到處置單元格30a的壓力。滲析水在滲析水收集系統中的輸送方式為利用地形高差自流輸送。與第一實施方式相似，滲析水管46a為不銹鋼管，管道周圍利用粘土、卵石等天然材料鋪設一條管溝，用于對不銹鋼管進行保護，同時可作為不銹鋼管道受損后的滲析水導流管道。滲析水管46a的材料為耐腐蝕的特種不銹鋼(如奧氏體優質316L不銹鋼管)，內徑可根據需要進行調整，較佳取值為50mm。滲析水收集廠房用于滲析水的收集、取樣監測，其為半地下結構建筑物，內部設置有滲析水收集罐、水泵等滲析水收集容器，還設置有滲析水監測系統。滲析水監測系統設于滲析水收集廠房中每一滲析水管46a的出口處，用于檢測滲析水產生量并進行滲析水取樣，以在實驗室中監測滲析水中放射性核素的活度濃度。在處置期開始前，滲析水管46a在滲析水收集處理廠房中與廠區雨水管網連接，用于排出處置單元格30a中的雨水；在處置期開始時，滲析水管46a在滲析水收集處理廠房中與滲析水收集罐連接，用于排出滲析水。上述兩個實施方式均需要在處置單元格30、30a所處區域的地下鋪設I 2m厚的粘土，并且加入阻滯核素遷移性能較好的添加劑，以盡可能將核素阻滯在處置場場址范圍內，確保廢物處置安全。與現有技術相比，本發明固體廢物處置場排水系統的地下管廊/管道設于處置單元格側面的地下，因此不會因承重大而失效，穩定性更強；而且也不會因為工程屏障失效而引起處置單元格的沉降，既保護了處置單元格和覆蓋層，也使地下管廊/管道的維修/維護難度降低(管道方案的滲析水管46a不可維護)，有助于降低工程量，降低工程造價。另外，不銹鋼管外圍用粘土、卵石等天然材料砌筑的天然管溝，不僅能夠對不銹鋼管進行保護，而且還可以作為不銹鋼管道受損后的滲析水導流管道，因此具有進一步的自然安全性。滲析水監測系統則能夠定位到浸水的處置單元格30、30a，并對每個處置單元格中的滲析水量及滲析水中的核素濃度進行監測。根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式
，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發明構成任何限制。
權利要求
1.一種固體廢物處置場排水系統，其包括開設有滲析水孔的處置單元格、滲析水收集系統和滲析水收集處理廠房，其特征在于:所述處置單元格的滲析水孔開設于處置單元格底板的一側邊上，滲析水收集系統設于各列處置單元格側面的地下。
2.根據權利要求1所述的固體廢物處置場排水系統，其特征在于:所述滲析水收集系統包括地下管廊和布設于地下管廊中的管網，地下管廊為建于各列處置單元格側面地下的鋼筋混凝土結構；管網利用連接管與處置單元格的滲析水孔連接。
3.根據權利要求2所述的固體廢物處置場排水系統，其特征在于:所述管網還包括滲析水管網和雨水管網，連接管的一端與處置單元格的滲析水孔連接，另一端與滲析水管網和雨水管網分別連接并通過閥門控制開閉，滲析水孔與滲析水管網連接的前端設有滲析水監測系統。
4.根據權利要求2所述的固體廢物處置場排水系統，其特征在于:所述地下管廊位于兩列相鄰的處置單元格之間，其兩側的處置單元格的滲析水孔都設于距離地下管廊較近的一側，并與該地下管廊內的連接管連接。
5.根據權利要求1所述的固體廢物處置場排水系統，其特征在于:所述滲析水收集系統是由滲析水管形成的滲析水管網，滲析水管網通過單獨的滲析水管與每一處置單元格的滲析水孔連接，這些滲析水管在地下匯集成滲析水管束并最終連接至滲析水收集處理廠房，滲析水管束位于處置單元格側面的地下。
6.根據權利要求5所述的固體廢物處置場排水系統，其特征在于:所述滲析水收集系統還包括設于滲析水收集廠房中每一滲析水管出口處的滲析水監測系統。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的固體廢物處置場排水系統，其特征在于:所述處置單元格所處區域的地下鋪設有I 2m厚的粘土，粘土中添加有用于阻滯核素遷移的添加劑。
8.根據權利要求1至6中任一項所述的固體廢物處置場排水系統，其特征在于:所述滲析水收集系統中的管道選用耐久性好的不銹鋼管，并在不銹鋼管外圍用天然材料砌筑有天然管溝。
9.根據權利要求1至6中任一項所述的固體廢物處置場排水系統，其特征在于:所述滲析水收集廠房用于收集自滲析水收集系統中導出的滲析水，其為半地下結構建筑物，內部設置有滲析水收集容器。
10.根據權利要求1至6中任一項所述的固體廢物處置場排水系統，其特征在于:所述處置單元格的底板包括兩個相對的第一側邊、一個第二側邊和一個與第二側邊相對的第三側邊；底板自兩個第一側邊向與第一側邊平行的中線之間設置向下的第一坡度，以使滲析水由處置單元格的兩個第一側邊向中央匯集；底板自第二側邊向第三側邊之間設置向下的第二坡度，滲析水孔開設于第三側邊的中央位置。
全文摘要
本發明公開了一種固體廢物處置場排水系統，其包括開設有滲析水孔的處置單元格、滲析水收集系統和滲析水收集處理廠房，處置單元格的滲析水孔開設于處置單元格底板的一側邊上，滲析水收集系統設于各列處置單元格側面的地下。與現有技術相比，本發明固體廢物處置場排水系統設于處置單元格側面的地下，因此不會因承重大而失效，穩定性更強；也不會因為工程屏障失效而引起處置單元格的沉降，既保護了處置單元格和覆蓋層，提高了處置場的長期天然安全性，也降低了排水系統的維護工作量和人員受照劑量，有助于降低工程量，降低工程造價。
文檔編號E02D31/00GK103195103SQ20131012259
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月10日 優先權日2013年4月10日
發明者李超, 潘躍龍, 鄧先寬 申請人:中廣核工程有限公司, 中國廣東核電集團有限公司