DE69607824T2

DE69607824T2 - DEVICE OF A DRAINAGE WALL IN THE GROUND

Info

Publication number: DE69607824T2
Application number: DE69607824T
Authority: DE
Inventors: Marc Boisson; Luc Chaudon; Eric Fargier; Louis-Paul Gazal; Marc Ollagnier; Serge Richard; Jean-Marc Usseglio-Polatera
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 2000-11-09
Anticipated expiration: 2016-09-05
Also published as: WO1997009486A1; FR2738268A1; ES2147393T3; DE69607824D1; EP0795061A1; FR2738268B1; RU2169815C2; EP0795061B1

Description

Field of the invention

Die Erfindung betrifft den Schutz einer Zone oder einer terrestrischen oder unterirdischen Anlage gegenüber Wasserströmungen in dem diese Stelle umgebenden Boden. Dieser Entwässerungsmauertyp kann zugleich die fragliche Zone oder Anlage vor dem Austreten interner Verunreinigung infolge einer Beschädigung dieser Zone oder Anlage durch die Wasserströmungen schützen, aber auch eine Zone oder Anlage und ihre Umgebungen vor einer externen Verunreinigung schützen, die beim Durchfließen eines verunreinigten Gebiets mitgenommen werden. Eine solche Entwässerungsmauer ermöglicht auch die Reinigung eines verunreinigten Bodens durch hydraulisches Pumpen bzw. Auspumpen. Eine vorgesehene Anwendung ist der Schutz beim geologischen Lagern von toxische Abfällen, insbesondere von Nuklearabfällen.The invention relates to the protection of an area or a terrestrial or underground installation against water currents in the soil surrounding that area. This type of drainage wall can simultaneously protect the area or installation in question against the escape of internal contamination as a result of damage to that area or installation by water currents, but also protect an area or installation and its surroundings against external contamination carried along by water flowing through a contaminated area. Such a drainage wall also enables contaminated soil to be cleaned by hydraulic pumping. One intended application is protection during geological storage of toxic waste, in particular nuclear waste.

State of the art and problem

Im Rahmen des Schutzes terrestrischer Anlagen oder ihrer Fundamente, z. B. den Fundamenten eines Gebäudes, schützt man bekanntlich das unterirdische Volumen dieser Anlagen, um zu vermeiden, dass Sickerwässer und Grundwasserströmungen sie angreifen. In zahlreichen Fällen verwendet man undurchlässige Hüllen, die das zu schützende Volumen umgeben, d. h. dass man Einschließungen oder Mauern aus Beton mit einer bestimmten Tiefe um diese Anlagen herum vorsieht.As is well known, when protecting terrestrial installations or their foundations, such as the foundations of a building, the underground volume of these installations is protected in order to prevent them from being affected by seepage and groundwater flows. In many cases, impermeable envelopes are used to surround the volume to be protected, i.e. concrete enclosures or walls of a certain depth are provided around these installations.

Nun ist es aber möglich, dass das Errichten bestimmter Mauern vor Bauten nicht verhindert, dass unterirdische Wässer Zufluss haben. Wenn sie nämlich Flächen bilden, längs denen die Abflüsse gestoppt oder umgelenkt werden, so führen sie auch zu Druckerhöhungen, die sich durch eine Beschleunigung der Abflüsse an den Rändern der Mauer und den bevorzugten Wegen des Wassers ausdrücken, wenn diese Mauer den Standort nicht ganz umschließt. Mit anderen Worten stauen sich diese Abflüsse an diesen Mauern und bilden an deren Ränder eine noch größere Gefahr, wenn die Mauer nicht ausreichend breit ist oder keine geschlossene Wanne bildet. Das aufgestaute Wasser bildet dann eine größere Gefahr als wenn gar keine Mauer vorhanden wäre.However, it is possible that the construction of certain walls in front of buildings does not prevent underground water from flowing in. If they create areas along which the flow is stopped or diverted, they also lead to pressure increases, which are expressed by an acceleration of the flow at the edges of the wall and the preferred paths of the water if the wall does not completely enclose the site. In other words, these flows accumulate at these walls and pose an even greater danger at their edges if the wall is not wide enough or does not form a closed basin. The accumulated water then poses a greater danger than if there were no wall at all.

Außerdem tragen die Spezialisten im Rahmen der geologischen Lagerung bestimmter Materialien wie etwa den verstrahlten Materialien und den durch die Kernkraftwerke produzierten Abfällen den hydraulischen Phänomenen in dem Fels Rechnung, in dem diese Abfälle gelagert werden. Hydraulische Langzeitkonzepte wurden für den Fall entwickelt, dass nur die geohydraulischen Phänomene für die Abflüsse verantwortlich sind. Zahlensimulationen wurden durchgeführt, sodass man jetzt in der Lage ist, die Zone, in der das Lager eingerichtet wird, mit sogenannten "Sickerschächten" zu versehen.In addition, in the context of the geological storage of certain materials, such as radioactive materials and waste produced by nuclear power plants, the specialists take into account the hydraulic phenomena in the rock in which these Waste is stored. Long-term hydraulic concepts have been developed for the case where only geohydraulic phenomena are responsible for the outflows. Numerical simulations have been carried out, so that it is now possible to equip the zone in which the storage facility is to be set up with so-called "infiltration shafts".

Dazu zeigt die Fig. 1 im Schnitt eine Region mit ihrem Untergrund, der eine Verwerfung aufweist. Dieses Phänomen wird durch zwei Risse symbolisiert, einem Riss 1 bergwärts und einem Riss 2 talwärts. Der Pfeil 3 zeigt die Fließrichtung des Wassers an dieser Stelle. Die zueinander parallelen vertikalen Striche 4 symbolisieren Lagerschächte, die an ihrem oberen Ende durch einen horizontalen Zugangsstollen 5 verbunden sind. Die vertikalen Schächte 6, die sich außerhalb dieser Speicheranlage befinden, sind Sickerschächte. Die Pfeile neben diesen Sickerschächten 6 zeigen, dass die Abflüsse der Umgebung durch diese Sickerschächte 6 angezogen und durch den horizontalen Zugangsstollen kanalisiert werden. So haben die Abflüsse die Tendenz, die Lagerschächte 4 zu vermeiden. Dies hat zur Folge, dass das Wasser, das diese Lagerzone durchfließt, sie mit einem partiell reduzierten Radioaktivitätsgrad verlässt.In addition, Fig. 1 shows a cross-section of a region with its subsoil, which has a fault. This phenomenon is symbolized by two cracks, a crack 1 uphill and a crack 2 downhill. The arrow 3 shows the direction of flow of the water at this point. The vertical lines 4, which are parallel to one another, symbolize storage shafts, which are connected at their upper end by a horizontal access tunnel 5. The vertical shafts 6, which are located outside this storage facility, are seepage shafts. The arrows next to these seepage shafts 6 show that the outflows from the surrounding area are attracted by these seepage shafts 6 and channeled through the horizontal access tunnel. The outflows therefore tend to avoid the storage shafts 4. This means that the water that flows through this storage zone leaves it with a partially reduced level of radioactivity.

Jedoch, wenn mehrere Reihen Zugangsstollen 7 und Lagerschächte 4 parallel zueinander existieren, wie dargestellt in der Fig. 2A, können die Abflüsse leicht zwischen diesen Lagerschächten 7 durchfließen, wobei nur ein relativ kleiner Teil durch die Sickerschächte 6 aufgefangen wird, die sich am Kopf des Stollens befinden. Es sei präzisiert, dass diese aufgereihten Lagerschächte 4 einen ziemlich großen Abstand voneinander haben müssen, um die thermischen Verhältnisse zu berücksichtigen, da die durch die gelagerten Abfälle freigesetzte Wärme nur durch Thermodiffusion abgeleitet werden kann.However, if several rows of access tunnels 7 and storage shafts 4 exist parallel to each other, as shown in Fig. 2A, the effluents can easily flow between these storage shafts 7, with only a relatively small part being collected by the soakaways 6 located at the head of the tunnel. It should be specified that these lined-up storage shafts 4 must be fairly far apart from each other in order to take thermal conditions into account, since the heat released by the stored waste can only be dissipated by thermal diffusion.

In diesen Schächten und Stollen erfolgt also eine Drainage des Wassers, das von oberhalb des Lagers im Massiv bzw. Gestein in großer Breite talwärts fließt, wenn sie mit einem Material aufgeschüttet werden, dessen Durchlässigkeit größer als die des Gesteins ist.In these shafts and tunnels, the water that flows from above the deposit in the massif or rock down into the valley over a large area is drained if they are filled with a material whose permeability is greater than that of the rock.

Außerdem und wie zu sehen in der Fig. 2B, werden die Abflüsse des Massivs bzw. Gesteins aus ihrer ursprünglichen, meist horizontalen Richtung abgelenkt und gehen in der Umgebung der Lagerschächte in die horizontale Richtung über. Dies ist der Fall, wenn die durch mehrere Reihen Lagerschächte 4 und zueinander parallele Zugangsstollen umfassende Lagerstätte (Fig. 2A) Durchlässigkeitsmängel hat, d. h. wenn die Ausgrabungen mit einem Material aufgeschüttet worden sind, dessen Durchlässigkeit größer ist als die des Massivs. Diese Schächte tragen dann zur Drainage des Wassers von oberhalb der Lagerstätte auch über eine große Höhe des Massivs bei. Dieses ganze drainierte Wasser wird dann kanalisiert und kommt in Kontakt mit den Abfällen, die sich in den Lagerschächten befinden. Seine potentielle Kontamination nimmt also durch alle diese Entwässerungsausschachtungen zu.Furthermore, as can be seen in Fig. 2B, the drainage from the massif or rock is diverted from its original, mostly horizontal, direction and becomes horizontal in the vicinity of the storage shafts. This is the case when the deposit (Fig. 2A), which is made up of several rows of storage shafts 4 and parallel access tunnels, has permeability defects, i.e. when the excavations have been filled with a material whose permeability is greater than that of the massif. These shafts then contribute to the drainage of water from above the deposit, even over a large height of the massif. All this drained water is then channeled and comes into contact with the waste located in the storage shafts. Its potential contamination therefore increases with all these drainage excavations.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu beseitigen und generell ein unterirdisches Volumen gegen Strömungen zu isolieren, die an dieser Stelle im Untergrund stattfinden, um zu vermeiden, dass sich dieses Volumen durch die Strömungen verändert, oder um zu vermeiden, dass diese Strömungen, wenn sie dieses Volumen durchqueren, verunreinigende Materialien extrahieren.The object of the invention is to eliminate these disadvantages and, in general, to isolate an underground volume from the currents occurring at that location in the subsoil, to prevent this volume from being modified by the currents, or to prevent these currents, when they pass through this volume, from extracting contaminating materials.

Summary of the invention

Zu diesem Zweck ist der Hauptgegenstand der Erfindung eine in einem Untergrund errichtete Entwässerungsmaueranlage, um eine terrestrische oder unterirdische Zone oder Anlage gegen Untergrund-Wasserströmungen zu schützen, wobei diese hauptsächlich folgende Elemente umfasst:To this end, the main subject of the invention is a drainage wall system built underground to protect a terrestrial or underground zone or system against underground water currents, which mainly comprises the following elements:

- eine Vielzahl von Sickerschächten, die bergwärts von der genannten zu schützenden Zone und im Wesentlichen senkrecht zur Fließrichtung eine Mauer bilden, von denen jeder einen bestimmten vertikalen hydraulischen Wirkungsradius definiert und die durch eine Distanz voneinander beabstandet sind, die sehr viel größer ist als der genannte hydraulische Radius,- a plurality of drainage wells forming a wall uphill from the said zone to be protected and substantially perpendicular to the direction of flow, each of which defines a specific vertical hydraulic radius of action and which are spaced apart from one another by a distance which is much greater than the said hydraulic radius,

- wenigstens einen ersten Entwässerungs- und Ausgleichsstollen, Sickerschächte- Stollen genannt, der die Sickerschächte miteinander verbindet,- at least one first drainage and compensation tunnel, called a seepage shaft tunnel, which connects the seepage shafts with each other,

- wenigstens einen zweiten Entwässerungs- und Ausgleichsstollen, Berg-Tal-Stollen genannt, der axial im Fließrichtung ausgerichtet ist und diese Entwässerungsmauer mit der hydraulischen Talseite dieser zu schützenden Zone verbindet, und- at least one second drainage and balancing tunnel, called a mountain-valley tunnel, aligned axially in the direction of flow and connecting this drainage wall with the hydraulic valley side of this zone to be protected, and

- Einrichtungen zum Entleeren der Entwässerungsmengen, die hydraulisch mit den Entwässerungs- und Ausgleichsstollen verbunden sind.- Facilities for emptying the drainage volumes, which are hydraulically connected to the drainage and compensation tunnels.

Die Einrichtungen zum Entleeren der Entwässerungsmengen können durch eine Pumpvorrichtung gebildet werden, die mit dem Berg-Tal-Stollen verbunden ist.The facilities for emptying the drainage volumes can be formed by a pumping device connected to the mountain-valley tunnel.

Bei einer zweiten Lösung werden die Einrichtungen zum Entleeren der Entwässerungsmengen durch den natürlichen Grundwasserabfluss auf der Talseite der unterirdischen Zone gebildet.In a second solution, the facilities for emptying the drainage volumes are created by the natural groundwater flow on the valley side of the underground zone.

Bei einer dritten Lösung werden die Einrichtungen zum Entleeren der Entwässerungsmengen auch durch eine Vielzahl talwärts befindlicher Sickerschächte gebildet, die durch wenigstens einen zweiten Stollen mit Schächten verbunden sind, die durch eine Distanz voneinander beabstandet sind, die sehr viel größer ist als der hydraulische Wirkungsradius eines einzelnen Schachts, um die Entwässerungsmengen von der Zone oder Anlage talwärts zu leiten.In a third solution, the means for emptying the drainage volumes are also formed by a plurality of downstream drainage shafts, which are connected by at least one second tunnel to shafts spaced apart from one another by a distance that is much greater than the hydraulic radius of action of a single shaft, in order to direct the drainage volumes from the zone or facility downstream.

Vorzugsweise, wenn die zu schützende unterirdische Zone oder Anlage eine bestimmte Höhe hat, haben die Sickerschächte ebenfalls eine bestimmte Höhe, die größer ist als die Höhe der Zone oder des Volumens.Preferably, if the underground zone or facility to be protected has a certain height, the infiltration shafts also have a certain height that is greater than the height of the zone or volume.

Ein zweiter Hauptgegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Schutz einer terrestrischen oder unterirdischen Zone oder Anlage gegen Untergrund-Wasserströmungen in einer bestimmten Richtung, wobei dieses Verfahren darin besteht, eine Entwässerungsmaueranlage so anzubringen, dass sie sich im Wesentlichen senkrecht zu der Fließrichtung oberhalb der Zone oder Anlage befindet.A second main subject of the invention is a method for protecting a terrestrial or underground zone or facility against subsurface water flows in a certain direction, which method consists in installing a drainage wall facility so that it is located substantially perpendicular to the flow direction above the zone or facility.

Falls die Anlage oder Zone eine Lagerstätte für Nuklearabfälle ist, die Zugangsstollen umfasst, besitzt jeder dieser Zugangsstollen eine bestimmte Anzahl Lagerschächte, wobei diese Zugangsstollen Berg-Tal-Entwässerungsstollen sind, die sich bis zu der Vielzahl von Schächten fortsetzen, die sich auf der hydraulischen Bergseite und Talseite der Anlage befinden, in Höhe des zweiten Sickerschächte-Stollens, und die Anzahl der Sickerschächte zwei bis fünfmal größer ist als die Anzahl der axialen Entwässerungsstollen.If the installation or zone is a nuclear waste storage facility that includes access tunnels, each of these access tunnels has a certain number of storage shafts, these access tunnels being upstream and downstream drainage tunnels that continue to the plurality of shafts located on the hydraulic upstream and downstream sides of the installation, at the level of the second drainage shaft tunnel, and the number of drainage shafts is two to five times greater than the number of axial drainage tunnels.

List of characters

Die Erfindung und ihre verschiedenen Techniken werden besser verständlich durch die Lektüre der nachfolgenden Beschreibung, bezogen auf die beigefügten Figuren:The invention and its various techniques will be better understood by reading the following description, with reference to the attached figures:

- die Fig. 1, ein Frontalschnitt, zeigt den Untergrund eines Terrains, in dem sich eine Lagerstätte für Nuklearabfälle befindet, ausgestattet mit einem Entwässerungssystem der vorhergehenden Technik, das erfindungsgemäß vervollständigt werden soll;- Figure 1 is a frontal section showing the subsoil of a site containing a nuclear waste storage facility equipped with a drainage system of the previous technology to be completed according to the invention;

- die Fig. 2A ist ein Schema einer Draufsicht der Vorrichtung der Fig. 1;- Figure 2A is a diagram of a plan view of the device of Figure 1;

- die Fig. 2B ist ein perspektivisches Schema der Strömungen in der Umgebung der Vorrichtung der Fig. 2;- Figure 2B is a perspective diagram of the flows in the vicinity of the device of Figure 2;

- die Fig. 3 ist ein Schema einer Draufsicht der Vorrichtung der Fig. 1, ausgerüstet mit einer erfindungsgemäße Maueranlage;- Figure 3 is a diagram of a plan view of the device of Figure 1, equipped with a wall system according to the invention;

- die Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Nuklearabfall-Lagerstätte, bei der die erfindungsgemäße Maueranlage angewandt wurde;- Figure 4 is a perspective view of a nuclear waste storage facility in which the wall system according to the invention has been applied;

- die Fig. 5 ist eine Vogelperspektive einer unterirdischen Vorrichtung, ausgerüstet mit einer erfindungsgemäßen Maueranlage in einer ersten Sonderausführung;- Fig. 5 is a bird's eye view of an underground device equipped with a wall system according to the invention in a first special embodiment;

- die Fig. 6 ist ein Schema, das die Anwendung der Erfindung zum Schutz eines Tunnels betrifft; und- Fig. 6 is a diagram relating to the application of the invention to the protection of a tunnel; and

- die Fig. 7 ist eine Vogelperspektive einer unterirdischen Vorrichtung, ausgerüstet mit einer erfindungsgemäßen Maueranlage in einer zweiten Ausführung.- Fig. 7 is a bird's eye view of an underground device equipped with a wall system according to the invention in a second embodiment.

Detailed description of the invention and one of its applications

Bezogen auf die Fig. 3 schlägt die Erfindung vor, den ursprünglich vorhandenen Sickerschächten 6 der Fig. 2A zusätzliche Sickerschächte 6A hinzuzufügen, zwischen den Sickerschächten 6.With reference to Fig. 3, the invention proposes adding additional drainage shafts 6A to the originally existing drainage shafts 6 of Fig. 2A, between the drainage shafts 6.

Zurückkehrend zum Schema der Fig. 1 weiß man durch eine zweidimensionale Untersuchung, dass sich die Aufnahme von Wasserrinnsalen durch die Sickerschächte 6 auf die Umgebung ihres Umfangs begrenzt. Zu diesem Thema kennt man eine Einflusszone eines isolierten bzw. einzelnen Sickerschachts, die zwischen dem Zwei- und Dreifachen des Durchmessers um jeden Sickerschacht herum enthalten sein kann. Man geht davon aus, dass der Sickerschacht darüber hinaus keinen Einfluss mehr auf den Untergrund hat, in dem er sich befindet. Der Techniker weiß daher, dass bei dieser Art von Entwässerung eine sehr große Anzahl von Entwässerungsschächten nötig ist, um die Strömungen daran zu hindern, in eine Lagerzone zu fließen, die mehrere Reihen zueinander paralleler und um mehrere zehn Meter voneinander beabstandeter Lagerschächte umfasst.Returning to the diagram in Fig. 1, it is known from a two-dimensional study that the collection of water trickles by the soakaways 6 is limited to the area around their perimeter. In this respect, an influence zone of an isolated or single soakaway is known, which can be between two and three times the diameter around each soakaway. It is assumed that the soakaway no longer has any influence on the subsoil in which it is located. The technician therefore knows that, for this type of drainage, a very large number of soakaways is necessary to prevent the flows from flowing into a storage zone comprising several rows of storage wells parallel to one another and spaced apart by several tens of meters.

Nun haben dreidimensionale Berechnungen und experimentelle Resultate anhand eines rheoelektrischen Modells des Systems gezeigt, dass die Breite des Einflusses eines Sickerschachts bis ungefähr zwanzig Meter in Querrichtung reichen kann, d. h. senkrecht zu der Fließrichtung, wobei diese Sickerschächte einen Durchmesser unter einem Meter haben. Man sieht also, dass dieser Einfluss in dieser Richtung sehr viel größer ist, als wenn die Sickerschächte sich in der Fließrichtung befinden und isoliert bzw. einzeln sind, da dieser Einfluss in diesem letzteren Fall drei Meter nicht überschreitet.Now, three-dimensional calculations and experimental results based on a rheoelectric model of the system have shown that the width of the influence of a seepage well can reach up to about twenty meters in the transverse direction, i.e. perpendicular to the flow direction, with these seepage wells having a diameter of less than one meter. It can therefore be seen that this influence is much greater in this direction than when the seepage wells are in the flow direction and are isolated or single, since in the latter case this influence does not exceed three meters.

Wie die Fig. 3 zeigt, wird also in diesem Anwendungsfall vorgeschlagen, zusätzliche Sickerschächte 6A zu den vorhandenen Sickerschächten 6 vorzusehen, angeordnet am Kopf der Zugangsstollen, die zu axialen Entwässerungs- und Ausgleichsstollen werden, Berg-Tal- Stollen 7 genannt und als Einrichtungen dienend, die die Mauer hydraulisch entlasten.As shown in Fig. 3, in this application it is therefore proposed to provide additional drainage shafts 6A to the existing drainage shafts 6, arranged at the head of the access tunnels, which become axial drainage and equalization tunnels, called mountain-valley tunnels 7 and serve as devices that hydraulically relieve the wall.

Die Fig. 1 schlägt einen relativ tiefen Sickerstollen 6 vor. Wie man feststellen kann, zeigen die unteren Pfeile, dass die Hauptentwässerung in der durch die Risse 1 und 2 abgegrenzten Zone in der Richtung des Pfeils 3 fließt. Hingegen zeigt die Strömung in der Umgebung des unteren Endes des Sickerschachts 6 die Tendenz, durch diesen letzteren angezogen zu werden, und die Fließrichtung kann sich bis zur Talseite des Sickerschachts 6 umkehren. Diese Umkehrung bildet ein Phänomen, dessen Nutzung besonders vorteilhaft ist, um die Mitnahme bzw. Verschleppung von Wasser bis in den Unterteil der Lagerschächte 4 zu begrenzen, wenn es möglich ist, sie über den gesamten Raum des unter der Lagerzone befindlichen Massivs zu realisieren. Dieser Effekt wird bei der erfindungsgemäßen Entwässerungsmauervorrichtung beibehalten, wenn die Sickerschächte 6 tiefer sind als die zu schützende Zone. Es wird sogar gezeigt, dass er ermöglicht, in diesem Fall eine große Reduktion der Wasserflüsse unter der Lagerzone in Richtung der Lagerschächte 4 zu erreichen. Diese Reduktion erweist sich als noch größer, wenn undurchlässige oder wenig durchlässige Deckel auf den Lagerschächten 4 angebracht werden.Figure 1 proposes a relatively deep drainage tunnel 6. As can be seen, the lower arrows show that the main drainage in the zone delimited by the cracks 1 and 2 flows in the direction of the arrow 3. On the other hand, the flow in the vicinity of the lower end of the drainage tunnel 6 tends to be attracted by the latter and the direction of flow can reverse up to the valley side of the drainage tunnel 6. This reversal is a phenomenon whose use is particularly advantageous in order to limit the entrainment or carryover of water to the bottom of the storage tunnels 4, if it is possible to achieve this over the entire space of the massif located under the storage zone. This effect is achieved in the system according to the invention. The drainage wall device can be maintained when the drainage wells 6 are deeper than the zone to be protected. It is even shown that it makes it possible to achieve, in this case, a great reduction in the water flows under the storage zone towards the storage wells 4. This reduction is even greater when impermeable or slightly permeable covers are placed on the storage wells 4.

In der Fig. 3 sieht man, dass ein Entwässerungs- und Ausgleichsstollen, Sickerschächtestollen 8 genannt, senkrecht zu den axialen Entwässerungsstollen 7 und parallel zu einem zentralen Zugangsstollen 9, in Höhe der Sickerschächte 6 und 6A vorgesehen ist. Dieser Sickerschächtestollen 8 begünstigt die Effizienz der Sickerschächte 6 und 6A und erhöht folglich ihren Wirkungsradius, um die erwünschte Effizienz zu erhalten, trotz des großen Abstands zwischen den einzelnen Sickerschächten. Dieser Sickerschächtestollen 8 ermöglicht, die durch die Schächte 6 und 6A drainierten Mengen zu entleeren.In Fig. 3, it can be seen that a drainage and balancing tunnel, called a soakaway tunnel 8, is provided perpendicular to the axial drainage tunnels 7 and parallel to a central access tunnel 9, at the level of the soakaway shafts 6 and 6A. This soakaway tunnel 8 promotes the efficiency of the soakaway shafts 6 and 6A and therefore increases their radius of action in order to obtain the desired efficiency, despite the large distance between the individual soakaway shafts. This soakaway tunnel 8 makes it possible to empty the quantities drained through the shafts 6 and 6A.

In der Fig. 4 ist eine unterirdische Lagervorrichtung für Nuklearabfälle detailliert dargestellt. Man sieht dort einen Hauptstollen 9, von dem aus man Zugang zu den berg- und talseitigen Schächten 7 hat. Jeder dieser berg- und talseitigen Schächte 7 ermöglicht den Zugang zu einer Serie von Lagerschächten 4, in die die in eine Glasmasse eingegossenen Nuklearabfälle gebracht werden. Das Ganze kann im Innern der Lagerschächte 4 mit Schiefer zugedeckt werden. Eine Ventilation mit einer Luftrückführung 18 ist in dem zentralen Zugangsstollen 9 und den berg- und talseitigen Sickerschächten 7 vorgesehen.Fig. 4 shows a detailed underground storage facility for nuclear waste. It shows a main tunnel 9 from which there is access to the upstream and downstream shafts 7. Each of these upstream and downstream shafts 7 provides access to a series of storage shafts 4 into which the nuclear waste cast in a glass mass is brought. The whole can be covered with slate inside the storage shafts 4. Ventilation with an air return 18 is provided in the central access tunnel 9 and the upstream and downstream drainage shafts 7.

Die Entwässerungseigenschaft der berg- und talseitigen Schächte kann entfallen, wenn dort am Ende der Einlagerung Absperrungen bzw. Verschlüsse (oder Deckel) angebracht werden. Die hydraulische Verbindung zwischen der bergseitigen und der talseitigen Entwässerungsmauer kann dann mit Hilfe des Luftrückführungsstollens 18 realisiert werden, wenn dieser am Ende der Einlagerung durch ein drainierendes Material aufgefüllt wird.The drainage properties of the upstream and downstream shafts can be eliminated if barriers or closures (or covers) are installed there at the end of the storage. The hydraulic connection between the upstream and downstream drainage walls can then be realized with the help of the air return tunnel 18 if it is filled with a draining material at the end of the storage.

Unter Berücksichtigung der Richtung des Pfeils 10, der die Richtung der Hauptströmung des Wassers im Gestein symbolisiert, wird bergseitig von der Struktur eine Entwässerungsmauer angebracht. Es kann sich als wirksam erweisen, auch talseitig eine Entwässerungsmauer in Form ihrer Entwässerungsrohre 6B vorzusehen.Taking into account the direction of the arrow 10, which symbolizes the direction of the main flow of water in the rock, a drainage wall is provided on the upstream side of the structure. It may prove effective to also provide a drainage wall on the downstream side in the form of its drainage pipes 6B.

Man sieht, dass die Tiefe der Sickerschächte 6, 6A und 6B ermöglicht, auch einen vertikalen geohydraulischen Zirkulationsgradienten zu erfassen.It can be seen that the depth of the seepage shafts 6, 6A and 6B also allows a vertical geohydraulic circulation gradient to be recorded.

Das System funktioniert nur, wenn in der Strömungsachse, die diese Entwässerungsmauer mit der hydraulischen Talseite dieser zu schützenden Zone verbindet, wenigstens ein Berg-Tal-Schacht vorhanden ist.The system only works if there is at least one mountain-valley shaft in the flow axis that connects this drainage wall with the hydraulic valley side of the zone to be protected.

Eine talseitige Mauer kann ebenfalls gebaut werden: sie ermöglicht, die Tiefe der bergseitigen Mauer und die Länge des auf der Talseite dieser Zone gebohrten axialen Entwässerungsschachtes, zu begrenzen.A downstream wall can also be built: it allows to limit the depth of the upstream wall and the length of the axial drainage shaft drilled on the downstream side of this zone.

Bezogen auf die Fig. 5 ist das Hauptprinzip der Erfindung also eine Entwässerungsmauer, die vertikale Sickerschächte 6 umfasst, die voneinander beabstandet und an ihren Enden durch einen Sickerschächtestollen 8 verbunden sind. Die Höhe der Sickerschächte ist größer oder kleiner - je nach Porosität des fraglichen Massivs oder Untergrunds - als die Höhe des Volumens oder der unterirdischen Zone 11, die vor den Wasserströmungen zu schützen sind. Die Breite der Entwässerungsmauer kann ebenfalls größer sein als die Breite des Volumens 11. Wie dem auch sei, begünstigt die Tatsache, dass die Sickerschächte 6 durch einen horizontalen Sickerschächtestollen 8 miteinander verbunden sind ihre Effizienz in Bezug auf die Effizienz der Sickerschächte der Vorrichtung der Fig. 1 und insbesondere der Fig. 2 beträchtlich, wobei diese letzteren Sickerschächte nur vor den zu schützenden Elementen vorschlagen.With reference to Fig. 5, the main principle of the invention is therefore a drainage wall comprising vertical soakaways 6 spaced apart from one another and connected at their ends by a soakaway tunnel 8. The height of the soakaways is greater or less - depending on the porosity of the massif or subsoil in question - than the height of the volume or underground zone 11 to be protected from the water currents. The width of the drainage wall can also be greater than the width of the volume 11. In any case, the fact that the soakaways 6 are connected to one another by a horizontal soakaway tunnel 8 considerably improves its efficiency compared to the efficiency of the soakaways of the device of Fig. 1 and in particular of Fig. 2, the latter only proposing soakaways in front of the elements to be protected.

Die Mauer aus Sickerschächten 6 wird durch einen Entwässerungs- und Ausgleichsstollen vervollständigt, Berg-Tal-Stollen 7 genannt, der axial in der Richtung der globalen unterirdischen Strömung ausgerichtet ist. Er ist bergseitig mit dem Sickerschächtestollen 8 verbunden und talseitig mit einer zweiten Mauer aus Sickerschächten 6 durch einen weiteren Sickerschächtestollen 8.The wall of seepage shafts 6 is completed by a drainage and balancing tunnel, called the mountain-valley tunnel 7, which is axially aligned in the direction of the global underground flow. It is connected on the mountain side to the seepage shaft tunnel 8 and on the valley side to a second wall of seepage shafts 6 by another seepage shaft tunnel 8.

Man sieht auch, dass der Abstand dieser Sickerschächte 6 relativ groß ist, bezogen auf die hydraulische Einflusszone, die sie unabhängig voneinander in der zur Wasserströmung parallelen Richtung besitzen.It can also be seen that the distance between these seepage shafts 6 is relatively large, in relation to the hydraulic influence zone that they have independently of each other in the direction parallel to the water flow.

Man kann also nicht nur eine unterirdische Abfalllagerzone schützen, sondern auch Fundamente von Gebäuden und Häusern, die sich in Zonen befinden, wo das Terrain nicht sehr stabil ist oder die Strömungen groß sind.So you can protect not only an underground waste storage area, but also foundations of buildings and houses located in areas where the terrain is not very stable or the currents are strong.

Man kann auch unterirdische Konstruktionen schützen, z. B. Straßen- oder Eisenbahntunnels, Keller oder unterirdische Parkplätze.It is also possible to protect underground structures, such as road or railway tunnels, basements or underground parking lots.

Entwässerungsmauern können auch auf den beiden anderen Seiten der zu schützenden Zone vorgesehen werden, um eventuellen Entwicklungen der allgemeinen Fließrichtung der Strömung zu begegnen.Drainage walls may also be provided on the other two sides of the area to be protected in order to counteract possible developments in the general flow direction of the stream.

Ein anderes Mittel der Beförderung des an der Bergseite durch die Entwässerungsmauer gesammelten Wassers zur Talseite besteht darin, andere Stollen zu benutzen, die von den Nuklearabfällen weiter entfernt sind, z. B. die Luftrückführungsstollen, die über den Zugangsstollen oder oben erwähnten axialen Entwässerungsstollen vorgesehen sind, vorausgesetzt sie sind bzw. werden mit einem durchlässigen Material aufgefüllt.Another means of transporting the water collected on the uphill side by the drainage wall to the downhill side is to use other tunnels further away from the nuclear waste, such as the air return tunnels provided above the access tunnel or axial drainage tunnel mentioned above, provided they are or will be filled with a permeable material.

Eine solche Entwässerungsmauer kann auch benutzt werden, um Erdölprodukte- Schichten bzw. -Lager (nappes) vor terrestrischen und unterirdischen Wasserströmungen zu schützen, um zu vermeiden, dass die aus diesen Schichten gepumpten Erdölprodukte nicht zuviel Wasser enthalten.Such a drainage wall can also be used to protect petroleum product deposits (nappes) from terrestrial and subterranean water currents, in order to prevent the petroleum products pumped from these deposits from containing too much water.

Man kann mit diesem Verfahren auch ein Wohngebiet vor unerwünschter Verunreinigung durch den Boden unter einer industriellen oder handwerklichen Anlage schützen.This method can also be used to protect a residential area from unwanted contamination from the soil beneath an industrial or craft facility.

Die Fig. 6 zeigt ein spezielles Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Mauervorrichtung zum Schutz eines Tunnels 20 gegen eine allgemeine Wasserströmung im Innern eines Massivs, symbolisiert durch den horizontalen Pfeil 21. Die Mauer wird wieder durch Sickerschächte 6 gebildet, mit dem Unterschied, dass diese Schächte an der Oberfläche 24 des durch den Tunnel 20 durchquerten Massivs münden können. Der Sickerschächtestollen 22, der die Sickerschächte 6 verbindet, befindet sich in diesem Fall an ihren unteren Enden. Ein Berg-Tal-Stollen 23 kann ebenfalls vorgesehen werden, in derselben Höhe wie der Sickerschächtestollen 22. In diesem Fall verläuft der Berg-Tal-Stollen 23 unter dem Tunnel 20, um talseitig von diesem zu münden, im natürlichen, durch den Pfeil 21 symbolisierten Grundwasserabfluss.Figure 6 shows a specific example of application of the wall device according to the invention for protecting a tunnel 20 against a general flow of water inside a massif, symbolized by the horizontal arrow 21. The wall is again formed by drainage shafts 6, with the difference that these shafts can open out on the surface 24 of the massif crossed by the tunnel 20. The drainage shaft tunnel 22 connecting the drainage shafts 6 is in this case located at their lower ends. A mountain-valley tunnel 23 can also be provided, at the same height as the drainage shaft tunnel 22. In this case, the mountain-valley tunnel 23 runs under the tunnel 20 to open out on the valley side of it, in the natural groundwater drainage symbolized by the arrow 21.

Die Fig. 7 stellt eine weitere Realisierung der Einrichtungen zur hydraulischen Entlastung der Mauer dar. Hier erfüllt eine Pumpstation 18 diese Funktion, die über eine Leitung 19 mit dem Berg/Tal-Entwässerungs- und Ausgleichsstollen 7 verbunden ist.Fig. 7 shows a further implementation of the devices for hydraulically relieving the wall. Here, a pumping station 18 fulfils this function, which is connected to the mountain/valley drainage and equalization tunnel 7 via a line 19.

Man kann mit einer solchen, richtig positionierten Entwässerungsmauer auch einen verschmutzten Boden reinigen. Eine talseitig mit einem bestimmten Abstand von der verschmutzten Stelle angeordnete Entwässerungsmauer ermöglicht zunächst eine wesentlich weniger begrenzte Handlungsfrist als im Falle eines Netzes von Schächten in der verschmutzten Zone. Außerdem muss man bei dieser Lösung den Ort der Verschmutzung nicht genau festlegen. Schließlich muss die Pumpeinrichtung nicht so groß sein wie im Falle eines Netzes von Schächten in der verschmutzten Zone.Such a drainage wall, properly positioned, can also be used to clean contaminated soil. A drainage wall located downstream at a certain distance from the contaminated area allows for a much shorter time to take action than in the case of a network of pits in the contaminated area. In addition, this solution does not require the exact location of the contamination. Finally, the pumping equipment does not need to be as large as in the case of a network of pits in the contaminated area.

Dieses Verfahren kann auch bei einer Lagerung von Nuklearabfällen ohne vertikale Schächte angewandt werden. Die Abfallpakete werden dann in Stollen mit horizontalem Zugang gelagert, wobei folgende Vorsichtsmaßnahmen erforderlich sind: der (oder die) axiale(n) Entwässerungsstollen muss (müssen) hydraulisch von diesen Zugangsstollen isoliert sein und wenig durchlässige Absperrungen bzw. Verschlüsse oder Deckel müssen am Eingang und am Ausgang dieser Zugangsstollen vorgesehen werden.This method can also be used for nuclear waste storage without vertical shafts. The waste packages are then stored in tunnels with horizontal access, with the following precautions: the axial drainage tunnel(s) must be hydraulically isolated from these access tunnels and low-permeability barriers or closures or covers must be provided at the entrance and exit of these access tunnels.

Claims

1. Construction of an underground drainage wall to protect a terrestrial or underground zone or installation (11, 20) against the water currents in the subsoil, said drainage wall comprising:

- a plurality of seepage shafts (6, 6A) forming a wall upstream of said zone to be protected and substantially perpendicular to the direction of flow, each of which defines a certain vertical hydraulic radius of influence and which are spaced apart from one another by a distance which is much greater than said hydraulic radius;

- at least one first drainage and compensation tunnel, called drainage shaft tunnel (8), which connects the drainage shafts (6, 6A) to one another;

- at least one second drainage and balancing tunnel, called a mountain-valley tunnel (7, 23), which is axially aligned in the direction of flow and connects this drainage wall with the hydraulic valley side of this zone to be protected; and

- Devices for emptying the drainage discharge, which are hydraulically connected to the drainage and compensation tunnels (8, 7, 23).

2. Device according to claim 1, characterized in that the means for emptying the drainage discharge are formed by a pumping device (18) which is connected to the mountain-valley tunnel (13, 7, 23).

3. Device according to claim 1, characterized in that the means or paths for emptying the drainage discharges are formed by the natural water drainage on the valley side of the underground zone.

4. Device according to claim 1, characterized in that the means for emptying the drainage discharge are formed by a plurality of drainage shafts (12) located on the valley side, connected to one another by at least one second drainage and equalization tunnel of drainage shafts (8) which are separated from one another by a distance which is much larger than the hydraulic radius of influence of a single shaft in order to direct the drainage discharge quantities to the downstream side of the zone or facility (11, 20).

5. Device according to claim 1, wherein the zone or facility to be protected (11, 20) has a certain height, characterized in that the drainage shafts (6, 6A) have a greater height than this.

6. Method for protecting an area or an underground installation (11, 20) against the flow of water in the subsoil in a given direction, characterized in that it consists in installing a drainage wall device according to one of claims 1 or 2, the wall being installed on the uphill side of said area or volume (11, 20), substantially perpendicular to the flow direction.

7. Method according to claim 6, applied in a subsoil in which there is a tunnel (18) originally intended for air return and oriented in the hydraulic flow direction, characterized in that the mountain-valley seepage and equalization tunnel connecting the plurality of seepage shafts located on the hydraulic valley side for emptying the drainage runoff is formed at least by the tunnel (18) originally intended for air return.

8. Method according to claim 6, wherein the zone or volume (11, 20) is a nuclear waste storage facility (11) having access tunnels each comprising a certain number of storage shafts (4), characterized in that these access tunnels are upstream-downstream seepage tunnels (7) which continue to the plurality of shafts (6, 6A, 6B) located on the hydraulic upstream and downstream sides of the facility (11), at the level of the seepage shaft tunnel, the number of seepage shafts (6, 6A) being twice the number of axial seepage tunnels.