高放废物处置区域和处置巷道尺度岩体适宜性评价研究

来源 :核工业北京地质研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:selangzhiyan
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岩体适宜性评价是高放废物处置库选址和设计过程中的重要工作内容,以判断场址岩体是否满足处置库长期包容和隔离核素的功能要求。但是,传统岩石地下工程所使用的岩体质量评价方法均无法反映上述长期安全性要求。针对我国高放废物处置研究需求,陈亮等(2015、2018)提出国际上首个定量化高放废物处置岩石适宜性评价系统——QHLW,并成功应用于我国高放废物处置地下实验室场址筛选,为最终确定地下实验室场址提供了有效手段和可靠依据。随着北山地下实验室工程研发项目的启动,我国高放废物处置研究正式进入地下实验室阶段,研究尺度也逐渐由场址尺度过渡到巷硐尺度。因此,以高放废物处置岩体适宜性评价系统QHLW为基础,通过与国外岩体适宜性评价方法的对比分析,首次提出了处置区域尺度的QHLW评价准则,并更新优化了处置巷道尺度的QHLW评价准则,为我国地下实验室研究提供必需的技术支撑。取得主要认识和成果如下:(1)以芬兰高放废物处置ONKALO地下实验室场址为参考对象,对比分析了高放废物处置岩体适宜性评价系统QHLW和芬兰岩石适宜性评价方法RSC。研究结果表明,针对ONKALO地下实验室场址,利用QHLW方法获得的适宜性评价结果与利用RSC方法获得的评价结果具有一致性,进一步验证了QHLW方法的有效性。此外,可以发现,RSC在评价地下水化学特性和岩体力学特性两个指标时,综合考虑的参数更加全面、具体;而QHLW对岩体渗透特性的评价更为具体。(2)结合芬兰的地下实验室研究和处置库设计经验,建立了处置区域尺度岩体适宜性评价准则QPHLW,提出了裂隙带影响、地下水化学条件、岩体渗透特性、岩体强度应力比值以及岩体完整性等评价指标的取值方法,并确定了岩体适宜性评价分级标准。利用芬兰高放废物处置ONKALO地下实验室场址数据,测试和验证了处置区域尺度岩体适宜性评价准则QPHLW的合理性与可行性。同时以我国高放废物处置地下实验室新场场址为评价对象,开展了处置区域尺度岩体适宜性评价。评价结果表明,新场场址在处置深度400-600 m内岩体完整性高,处置条件好,岩体适宜性程度高,适宜布置处置巷道。(3)将巷道尺度岩石适宜性评价准则细分为两个阶段,分别建立了定量化评价方程,提出了裂隙影响、地下水化学条件、岩体完整性、岩体渗透性能、岩体强度应力比以及流量等指标的取值方法。以芬兰高放废物处置ONKALO地下实验室示范处置巷道DT1和DT2为参考对象,开展了围岩适宜性评价,验证和优化了处置巷道尺度围岩适宜性评价准则。
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