塔里木盆地与北山地区高放废物处置地质环境安全性对比分析

 参照地震发生频率、地块稳定特性等地质环境因素，结合水中的同位素及水化学特征分析，对塔里木盆地东部地区的核试验场地与北山地区作为高放废物处置场的预选址的安全性与合理性加以对比论述。研究结果显示，北山地区30 km以下的下地壳中存在着高导低速层，附近地区历史上曾发生过多次大地震，是一个相对不稳定地块。北山的地下水经分析并非是最初认定的“古水”，也不是来自当地降水，而是祁连山的降水通过深大断裂带补给的，北山附近的花海地区自流井的流量就达到了106 m3/a。北山地区的深层地下水为淡水，径流速度较快，下游为生态与环境的重点保护区额济纳盆地，因此会不利于将其作为高放废物处置场的选址。相比较而言，塔里木盆地东部地区历史上从未发生过较大的地震，地壳层中不存在高导低速层，同位素数据显示其地下水主要来自当地的降雨和河流的入渗补给，地下水中总溶解固体随着深度的增加而增加，地下水的循环周期较长，地下径流的最终排泄区是罗布泊荒漠戈壁地区，而且塔里木盆地东部军事禁区存在面积超过3 000 km2的花岗岩。因此在已经受到污染的核试验地区修建永久性处置高放废物要比北山地区更为安全，即使未来发生最不利的污染等事件也可以将对环境与生态的破坏降到最低。     

北山预选区新场地段岩体节理几何特征及评价

 准确分析和评价BS17,BS18和BS19钻孔周边岩体节理几何特征,是我国高放废物处置北山预选区新场地段场址筛选及适宜性评价的重点内容和关键步骤之一。通过现场调查、数理统计和概率分析等方法,对该地区的岩体节理几何特性进行研究,结果表明：(1) 各钻孔均发育4个节理优势组,尤以NE向和NW向最发育;(2) 节理倾角以陡倾角的剪节理为主,节理产状服从正态分布函数,节理间距可用负指数函数进行有效拟合;(3) 节理平均间距宽,迹长长,中点面密度小。基于岩体节理在高放废物处置库工程安全运行中的重要性。采用 法对岩体节理发育特征进行综合评价,发现新场地段3个钻孔周围岩体节理发育程度轻微、区域差异性小、岩体完整性好,断层对其两侧岩体的节理发育有促进作用,研究结果可为北山预选区处置库场址筛选和场址适宜性评价提供必要的数据支持。     

中国高放废物深地质处置

介绍了中国高放废物地质处置计划的背景、初步技术战略和长远规划。中国的高放废物地质处置研究始于1985年，计划于21世纪中叶建成国家高放废物处置库。位于我国西北片肃省的北山地区被选为最有远景的处置库预选区。1999-2004期问，在该区开展了初步的场址特性评价研究，包括地表地质、水文地质和地球物理调查、4口钻孔（北山1#，2#，3#及矿孔）的施丁及钻孔现场试验，并获得了大量成果。在缓冲回填材料、放射性核素迁移以及天然类比等方面也取得了进展。     

综合钻孔测量技术在导水构造 水文地质特征评价中的应用

 导水构造水文地质特征评价是高放废物地质处置系统场址选取和评价研究的重要任务。钻孔雷达测量可以提供断裂构造在岩体中横向的延展特征。钻孔声波电视测量可以获得钻孔孔壁360°连续图像。从这些图像上可以解译出岩性特征、结构面的走向和相互关系等信息。多参数水化学测井直接获得深部环境地下水水化学数据和垂向变化特征。双栓塞压水试验技术可以分段测量钻孔揭露岩体的渗透参数。任何单一的钻孔测量技术都不能准确、完整地描述导水构造的特征。综合钻孔测量技术将单一的钻孔测量技术有机结合起来,综合分析所获得的数据,既发挥综合效应,各类数据又可以相互验证,提高数据的可靠性。将综合钻孔测量技术应用于高放废物地质处置系统场址预选和评价研究中,以甘肃北山预选区3#(BS03)钻孔为例,建立导水构造的水文地质特征模型。     

塔里木盆地与北山地区高放废物处置地质环境安全性对比分析

参照地震发生频率、地块稳定特性等地质环境因素,结合水中的同位素及水化学特征分析,对塔里木盆地东部地区的核试验场地与北山地区作为高放废物处置场的预选址的安全性与合理性加以对比论述。研究结果显示,北山地区30 km以下的下地壳中存在着高导低速层,附近地区历史上曾发生过多次大地震,是一个相对不稳定地块。北山的地下水经分析并非是最初认定的“古水”,也不是来自当地降水,而是祁连山的降水通过深大断裂带补给的,北山附近的花海地区自流井的流量就达到了106 m3/a。北山地区的深层地下水为淡水,径流速度较快,下游为生态与环境的重点保护区额济纳盆地,因此会不利于将其作为高放废物处置场的选址。相比较而言,塔里木盆地东部地区历史上从未发生过较大的地震,地壳层中不存在高导低速层,同位素数据显示其地下水主要来自当地的降雨和河流的入渗补给,地下水中总溶解固体随着深度的增加而增加,地下水的循环周期较长,地下径流的最终排泄区是罗布泊荒漠戈壁地区,而且塔里木盆地东部军事禁区存在面积超过3 000 km2的花岗岩。因此在已经受到污染的核试验地区修建永久性处置高放废物要比北山地区更为安全,即使未来发生最不利的污染等事件也可以将对环境与生态的破坏降到最低。     

深基坑组合截水帷幕堵漏

日月星城位于福州市六一中路 ,总建筑面积 3 2 45 6m2 ,地上 2 7层 ,地下 2层。基坑开挖面积 3 980m2 ,基坑底标高-1 0 8m。围护结构采用80 0mm钻孔灌注桩 ,桩心距 1m ,桩长 2 0 5m ,设 1道钢筋混凝土支撑梁。止水采用悬挂式竖向组合截水帷幕与基坑内管井降水相结合。截水帷幕由钻孔灌注桩及高压旋喷桩共同组成。基坑内布置 1 4口直径 5 0 0mm降水井 (见图 1 )。图 1　基坑概况　地下水主要为埋藏于填土中的上层滞水和孔隙地下水 ,该层孔隙地下水与场区西北侧的内河河水有水力联系。初见地下水位 -2 3m。1　漏水原因分析土方开挖自北向…     

济南地铁深基坑承压水控制技术研究

济南地铁R3线裴家营站位于济南白泉泉域附近,地下水丰富,基坑周边黏性土层受岩溶水顶托形成透水通道,室内外渗透试验结果差异较大,测试综合渗透性接近砂层,且原位声纳测试显示水平向渗透系数大于竖向渗透系数。基坑采用地连墙围护结构,通过数值计算确定利用地连墙下加深素墙作为基坑止水帷幕阻挡水平向补给。基坑底部碎石层受下部岩溶水向上顶托,具有承压性,对比确定采用减压与疏干联合降水方案。现场反馈该方案合理可行,基坑已顺利完成并回填。     

厦门建设银行大厦工程深基坑支护技术

厦门建设银行大厦用地面积约 63 0 0m2 ,地下 3层 ,地上 43层 ,建筑高度 1 76 2m。场地由上往下为 :①杂填土　厚 0 2～ 2 4m ;②海泥淤积层　厚 2 5～ 1 0 2 5m ;③冲洪积层　厚 0 3～ 2 5 2m ;④残积层　厚 0 2～ 2 9 9m ;⑤强风化岩　厚 0 2～ 1 9 2m。地下水埋深 1 0 8～ 2 0 4m ,主要受生活用水、大气降水补给 ,海水涨潮时还接受海水倒灌的补给。1　深基坑围护方案确定基坑围护采用机械成孔挡土桩 ,东、西、北三面采用 2道钢筋混凝土内支撑 ,位于 -2 2m和 -7 8m ;南侧采用 2道预应力锚杆 ,护壁桩间封水采用旋喷止水帷幕。基…     

北山花岗岩渗透特性试验研究与细观力学分析

甘肃北山是我国高放废物深地质处置的预选场址,其花岗岩具有完整性及均匀性好、孔隙率及渗透率低等重要特点。采用气体瞬态压力脉冲法测试不同围压下北山花岗岩在三轴压缩过程中的渗透率变化特征。结合花岗岩在偏应力演化过程中微裂纹的萌生、扩展机制以及应力-应变曲线的变化特征分析,采用细观力学方法研究北山花岗岩在三轴压缩过程中渗透率的演化机制。分析结果表明：(1)北山花岗岩的初始渗透率在10-19 m2量级,对应于应力-应变曲线,其渗透率曲线随着偏应力增加总体呈现出下降段、水平段、稳定增长段以及急剧上升段的变化特征;(2)初始微裂纹的压缩闭合可导致试样的渗透率下降约1个数量级,峰前破坏时渗透率的增幅可达2～3个数量级,围压从5 MPa增大至10 MPa可导致渗透率减小1个数量级;(3)细观力学模型的计算值与试验值吻合良好,北山花岗岩试样的宏观力学响应及渗透特性与试样内部微裂纹的细观结构特征及连通性的变化密切相关,岩石渗透率变化和损伤演化具有良好的一致性,且损伤的发育可导致渗透率呈现较弱的各向异性特征。研究成果对于我国高放废物深地质处置工程中围岩的开挖扰动机制、渗透特性演化规律以及处置库系统的性能评价具有重要意义。     

五爪观隧道暗河段施工技术

五爪观隧道于DK49+274～+345(长71 m)段与五爪观暗河正交,隧道洞身完全置于暗河的厚层堆积体中。暗河地下水以碳酸盐岩溶水为主,旱季流量0.6 m3/s,雨季流量10 m3/s。暗河水为下游五爪观风景区悬挂泉(五爪水泉)和五爪观水电站的补给源,因此,暗河水不具备泄排条件。针对该暗河特点以及暗河与隧道的空间相关性,现场制定了一系列技术措施,从而确保了五爪观隧道暗河段的安全顺利施工。     

深基坑钻孔咬合桩特点及关键施工技术

在基坑工程中，钻孔咬合灌注桩是一种新型的围护结构。除岩层以外，钻孔咬合灌注桩可适用于任何土层。尤其适用于淤泥、流沙、地下水富集等不良条件的沿海地区软土地层。它具有防渗效果好、经济适用等优点。     

高放废物地质处置岩体适宜性评价方法(Q_(HLW))及其在地下实验室选址中的应用研究

传统岩体工程质量评价方法仅考虑了地下工程的可建造性要求,未考虑放射性废物处置工程对岩体长期安全性需求,在高放废物处置领域的应用具有明显局限性。基于国际上广泛应用的Q岩体工程质量分级法,通过引入影响处置工程长期安全的围岩特性因子,首次建立定量的高放废物处置岩体适宜性评价方法体系Q_(HLW)。其中,岩体断裂带分布、地下水化学特性、温度影响、岩体渗透性能等特性对处置工程长期安全性影响得到了系统的考虑。与传统方法相比,Q_(HLW)方法能够系统反应处置库工程长期稳定性和安全性需求,可为处置库候选场址适宜性评价和工程优化布置提供有效的理论支撑。采用该方法,基于场址特性评价基础数据,对从我国甘肃北山、新疆、内蒙古三大预选区筛选出的9个地下实验室候选场址适宜性进行综合评价研究,确定各候选场址的适宜性指标。评价结果表明,新场、沙枣园、算井子、雅满苏及诺日公候选场址均可认为是高放废物处置地下实验室适宜场址,以北山预选区新场场址适宜性最高。     

多孔介质中氚的滞留及对相关试验的影响

在进行氚在黏土矿物中的滞留试验基础上,对试验结果进行了总结,分析了滞留现象对相关水文地质、环境地质参数试验的影响。结果表明:氚在蒙脱石、高岭石、伊利石等孔隙介质中的平均分配系数分别为0.15 ml/g、0.10 ml/g、0.12ml/g;氚的绝对吸附量随氚水比活度的增加而增大,绝对吸附量的对数与相应氚水比活度的对数呈直线相关关系;氚的滞留将使野外弥散试验获得的弥散度和弥散系数减小,使得室内示踪试验获得的孔隙水流速比实际孔隙水流速减小5%~25%,使得按照3H测龄方法获得的亚砂土等含水层中地下水年龄增大5%~20%,按照3H-3He测龄方法获得的地下水年龄比实际情况增大4%~18%。     

利用温度示踪方法探测基坑渗漏

建筑基坑的降水、防渗和支护工作需要了解地下水渗流场的分布、补给与排泄等规律，以便于作出有针对性的处理。温度是地下水运动的天然示踪剂，正常地层温度的分布是连续且规律的，在季节气温影响点(如钻孔温度曲线上的拐点)以下深部地层的温度将随着深度的增加而上升。但由于地下水的运动影响，会产生温度分布的异常现象。分析了钻孔中由于地下水流动对温度曲线的影响，根据地层中温度的异常变化判定地层渗流的分布情况，利用温深曲线的异常来提取地下水渗流场的有关信息，如确定地层的渗透性，强渗漏带，集中渗漏通道以及地下水的补给关系等。对南京地铁三山街站基坑进行了地下水温度示踪探测分析，发现地下连续墙深度不够，存在裂缝，隔水效果差，是基坑渗水的主要原因，由此造成了基坑周围地面的沉降，并提出了相应的处理措施。     

青海巴音格勒河冲洪积扇区水文地质条件分析

青海巴音格勒河山前冲洪积扇中上更新统冲洪积砂砾石含水组层厚度大,岩性颗粒粗,结构松散,渗透性好,补给充足,富水性强。区内水量丰富地段主要分布于巴音格勒河的现代河谷、古河道及冲洪积扇的轴部,为单一大厚度孔隙潜水,据钻孔揭露含水层厚度65.0～101.90 m,含水层岩性主要为中上更新统洪积、冰水堆积的含漂石卵石的砂砾石层,部分含泥质,结构松散。潜水水位埋深80 m左右,单井出水量1900～2410 m³·d-1,水质好,易开采,可作为主要的供水源。区内大厚度潜水含水层主要接受巴音格勒河水的渗漏补给,向冲洪积扇前缘方向径流,进入细土平原带后,由于地形坡降变小,含水介质变细,地下水以泉的形式排泄。     

深井泵房井座密封工程设计与施工例谈

黄河“95滩”深井泵房系“95滩”地下水供水工程项目之一．是郑州市石佛水厂的水源工程。井群位于郑州市北郊黄河大堤以内，东起花园口，西至京广铁路，南起黄河大堤，北临黄河。东西长约10Km,南北宽约2km．滩区地势平坦．地面标高9200～95．00m,利用黄河水的侧透补给．开发地下水资源。本水源以取浅层水为主，中深层水为辅,浅深结合，设计规模10万m^33／d。     

塞拉利昂南方省枫叶红铁矿水文地质调查研究

为满足塞拉利昂南方省枫叶红铁矿矿山开采要求,采用1∶10000矿区水文地质测绘、河流及泉调查、水文地质钻探及抽水试验等方法,对矿山进行了详细的水文地质调查研究。查明了主要矿体位于当地侵蚀基准面以下,含水层主要为松散岩类孔隙含水层、基岩风化裂隙含水层和基岩构造破碎带含水层3类,矿区所处分水岭地段属地下水的补给区,地下水的补给来源是大气降水及Moa河与Jala湖的侧向补给,矿床主要充水含水层富水性中等,补给条件好,水文地质边界复杂,水文地质条件属于第三型,即水文地质条件复杂的矿床。今后随着矿产的开采应加强水文地质研究工作的投入,为矿山建设及开采提供依据。     

云冈石窟入渗水的形成和运移

在云冈石窟地区,大气降水的入渗不仅是地下水的补给来源,也是洞窟石壁表面水分的来源之一。夏季强降雨和春季融雪是研究区入渗水产生的重要途径。石窟山体包气带厚,入渗水需要经过多层介质才能补给地下水,以石窟围岩中发育的2组优势垂直裂隙为主要运移通道。采用多种方法进行综合分析,估算出降水入渗系数为2.6%～5.4%,平均入渗强度为10～20mm/a。     

晋陕峡谷地区岩溶地下水的同位素及水化学分析

本文研究采用同位素和水化学分析的方法对本地区 2个泉域即天桥和柳林泉域的地下水系统进行分析。研究发现 :(1)天桥泉域北部大部分地区岩溶地下水主要接受了大气降水的补给 ,同时在局部地区也接受了地表水的补给 ;天桥泉域南部岩溶地下水接受了不同高程的大气降水的补给 ,迳流较为活跃。 (2 )柳林泉域岩溶水系统存在浅部和深部 2个子系统 ,来自这 2个系统的地下水互相混合 ,形成了排泄区较为复杂的地下水化学类型     

ModFlow在刚果(金)卡莫亚铜钴矿供水水文地质勘探中的应用

卡莫亚铜钴矿位于刚果(金)加丹加省利卡西市西部的坎博韦镇,受附近坎博韦矿常年疏干排水影响,区域地下水已处于超采状态,为满足卡莫亚铜钴矿未来开发的生产用水需求,该矿进行了供水水文地质勘探工作。本文将采用Mod Flow软件进行勘探区地下水流动模拟,计算地下水补给资源量,并预测未来水源地运行情况。