[发明专利]放射性废物浅埋处置库顶盖

说明书

技术领域：

本发明与固体废物处置库顶盖有关，特别与放射性废物浅埋处置库顶盖有关。

背景技术：

顶盖是低、中放废物近地表处置库的重要防护屏障，对放射性废物处置库的长期安全性起着重要作用。

顶盖一般应具有以下功能；

(1)减小降雨和表面径流的入渗。

(2)通过隔水层和排水层阻止或减小入渗水和废物的接触。

(3)减小表面侵蚀。

(4)抗生物侵扰。

(5)抗冻融侵蚀。

(6)具有较高抗压强度和一定的塑性变形，以达到抗开裂、抗塌陷的目的。

(7)在无需维护的条件下保持长期稳定。

随着我国前期核设施的陆续退役和核电站的建成投产运行都将产生大量中、低放废物需就近选择适宜的场址填埋处置，此外顶盖技术还可以推广到其它固体废物填埋场，因此顶盖技术具有十分重要的现实意义和良好的应用前景。

已有的顶盖包括粘土组成的表面植被层、位于表面植被层底面由粘土或粘土加添加剂组成的稳定层，位于稳定层底面的由砾石组成的生物屏障层，位于生物屏障层底面的由净砂组成的上导水层，位于上导水层底面的由粘土组成的隔水层，位于隔水层底面的由净砂组成的下导水层。厚度大、结构复杂。表面植被层采用粘土组成，虽利于植被生长，但由于强度较低，抵抗自然营力侵蚀的能力弱。

发明内容：

本发明的目的是为了提供一种在南方温暖湿润气候条件下利于植被生长，强度高、抵抗自然营力侵蚀能力强，安全性能好、结构简单的放射性废物浅埋处置库顶盖。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明放射性废物浅埋处置库顶盖，包括由砂土、砾石组成的表面植被层，位于表面植被层底面的与之复合的由粘土、砾石组成的上隔水层，位于上隔水层底面的与之复合的砾石组成的导水层，位于导水层底部的与之复合的由粘土、砾石组成的下隔水层。

上述的表面植被层中砂、砾石的重量百分比为55～65％、45～35％，砾石砾径为2～10cm，上隔水层、下隔水层中粘土、砾石的重量百分比分别为60～68％、40～32％，砾石砾径为10～30cm，导水层中的砾石砾径为2～30cm，导水层中砾石形成的孔隙度为8～15％。

上述的表面植被层中砂、砾石的重量百分比为60％、40％，更有利于植被生长。

上述表面植被层上的坡度为5～10°，有利于降雨后形成的表面片流排泄，稳定性好。

上隔水层、下隔水层中砾石的重量百分比为64％、36％，

上述的导水层下部设置有排水沟。

本发明顶盖中表面植物层采用砂砾石层，野外类比调查和试验证明具有如下优点：

(1)在南方温暖湿润气候条件下比土壤或粘土层更有利于植被生长植被根系对较疏松的砂砾石起到了包裹和固化作用。

(2)强度较高，抗自然营力侵蚀能力强，如降雨冲刷试验结果。

(3)稳定性好，饱水后、失水后和冻融后无体积变化，既无收缩和膨胀，也不会产生开裂或塌陷。

(4)抗生物侵扰能力优于土层；小动物在开挖洞穴时遇到砾石很难穿过。

(5)可阻断下伏隔水层中的毛细水上升。

表面植物层下的上隔水层中粘土砾石层产生渗透的重要原因为粘土失水后体积收缩产生裂隙，表层水沿裂隙入渗；而粘土失水的一个重要途径就是通过毛细水上升运移至地表蒸发，若表层为土壤或粘土层其毛细水上升高度可达数米(如成都粘土的毛细水上升高度可达4-5米)，而采用上述砂、砾石组合最大毛细上升高度仅为17cm～21cm，因此只要该厚度大于最大毛细水上高度即可阻断下伏隔水层中的毛细水上升至地表通过蒸发排泄。

上隔水层采用粘土、砾石组成，粘土、砾石取材方便、施工容易，可达到经济、高效、安全的目的。选择砾径10～30cm的砾石，是因为砾石越大，毛细水遇砾石绕行运移的途径和植物根系生长遇砾石绕行的距离都与砾石的砾径有关，砾石越大其绕行途径和距离都将随之增大，但是砾石越大，该层厚度也将随之增大，选用最大砾径为30cm的砾石，则在层厚为70cm的厚度上，可以充填2～3个砾石，这样该层的稳定性和强度较好，又不至于层厚太大，以充分利用建库空间和降低建造成本。

上隔水层具有如下优点：

根据野外地质类比调查和室内试验结果，与土壤或粘土层比较，粘土砾石层具有以下优点：

(1)强度高且有塑性。

(2)稳定性好，饱水后、失水后和冻融后体积变化小。

(3)抗生物侵扰能力优于土层；小动物在开挖洞穴时遇到砾石很难穿过，植物根系遇到砾石将绕行，增加延伸难度。