RU2357310C2 - Способ возведения защитных саркофагов полууглубленных могильников твердых радиоактивных отходов в криолитозоне - Google Patents
Способ возведения защитных саркофагов полууглубленных могильников твердых радиоактивных отходов в криолитозоне Download PDFInfo
- Publication number
- RU2357310C2 RU2357310C2 RU2007107163/06A RU2007107163A RU2357310C2 RU 2357310 C2 RU2357310 C2 RU 2357310C2 RU 2007107163/06 A RU2007107163/06 A RU 2007107163/06A RU 2007107163 A RU2007107163 A RU 2007107163A RU 2357310 C2 RU2357310 C2 RU 2357310C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protective
- radioactive waste
- ice
- solid radioactive
- layer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обращения с твердыми радиоактивными отходами и может быть использовано при возведении защитных саркофагов полууглубленных могильников твердых радиоактивных отходов в криолитозоне. Для надежной изоляции существующих полууглубленных могильников ТРАО в криолитозоне, предлагается возведение защитных ледопородных саркофагов курганного типа по разработанной технологии, включающей предварительную пропитку и проморозку в зимний период уложенных ТРАО с последующей послойной укладкой грунтового материала с проливом водой и промораживанием естественным холодом. Для ускорения промораживания пролитых водой единичных грунтовых слоев их толщина (tсл.) должна определяться расчетным путем по формуле: tсл.=1,5|tн.в.|-15, см, где: 1,5 и 15 - коэффициенты; |tн.в.| - абсолютное среднемесячное значение температуры наружного воздуха. В целях повышения степени защищенности могильника от внешних негативных воздействий в конструкции саркофага предусмотрено устройство двух защитных барьеров из структурированного древесными опилками льда и гидроизоляционного экрана из полиэтиленовой пленки. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области обращения с твердыми радиоактивными отходами (ТРАО), может быть использовано при возведении и модернизации грунтовых саркофагов насыпного типа существующих полууглубленных могильников криолитозоны, где захоронены техника, почва, грунт, относящиеся по уровню загрязненности радионуклидами к ТРАО.
Известен способ возведения защитных саркофагов в приповерхностных (полууглубленных) могильниках бункерного типа. По предлагаемой технологии поверх полууглубленного бункерного могильника с применением землеройной техники послойно отсыпается насыпь (курган) из гравия и песка, поверх которой для гидроизоляции возводится водонепроницаемая битуминозная геомембрана, покрываемая затем технически мелиорируемыми, утрамбовываемыми слоями гравия, песка, грунта. Затем насыпь покрывается слоем почвы, засаживаемой впоследствии кустарниками и многолетними травами для защиты от эрозии. Общая высота насыпи (саркофага) составляет 10 метров и должна обеспечивать защиту бункерного могильника от внешних воздействий природного и техногенного характера в течение 300 лет (по заключению специалистов) [1] (Прототип).
Основными недостатками и факторами, сдерживающими реализацию данного способа в условиях малообжитых территорий криолитозоны, являются: необходимость разработки, доставки и технической мелиорации грунтов (гравия, песка) в больших объемах для возведения десятиметровой насыпи (саркофага), находящихся большую часть года (8 месяцев) в мерзлом (и, соответственно, высокопрочном) состоянии; необходимость завоза битума и установки для возведения битуминозной геомембраны; сезонность работ - только в летний период, продолжительного которого на Севере не более 3-4 месяцев; техническая сложность возведения высотного защитного барьера (саркофага).
Технической задачей является: повышение герметичности могильника; упрощение технологии возведения; снижение расхода материалов; повышение защищенности могильника от неблагоприятных внешних воздействий.
Требуемый технический результат при реализации изобретения предполагается получить при учете и максимальном использовании особенностей климата и естественных природных ресурсов криолитозоны:
- резкоконтинентальный климат с суровой продолжительной зимой;
- отрицательная среднегодовая температура наружного воздуха;
- наличие сплошной многолетней мерзлоты;
- небольшая мощность сезонной оттайки грунтов в летний период (1,5-2,0 м);
- отрицательный тепловой баланс, количество атмосферного тепла, получаемого саркофагом в летнее время, намного ниже его оттока в холодное время года.
Предлагаемый способ отличается тем, что поверх существующего могильника после пропитки водой и промораживания в зимний период находящихся в нем ТРАО, начиная с предварительно промороженной и защищенной ледяным барьером насыпи, послойно укладывают грунтовый материал с проливом его водой и промораживанием естественным (атмосферным) холодом до достижения ледопородного саркофага (курганного типа) расчетной высоты; затем всю поверхность сооружения вновь покрывают ледяным панцирем, играющим роль 2-го защитного барьера, поверх которого укладывается гидроизоляционный экран из полиэтиленовой пленки; после этого последовательно возводятся: защитный, теплоизоляционный, грунтовый и почвенные слои, защищающие сооружение от растепления в летний период, а также эрозионного разрушения; при этом для ускорения возведения саркофага толщина единичного ледопородного слоя (tсл.) зависит от температуры наружного воздуха и должна определяться по формуле:
tсл.=1,5|tн.в.|-15, см,
где: 1,5 и 15 - постоянные коэффициенты; |tн.в.| - абсолютное среднемесячное значение температуры наружного воздуха. Расход воды для пропитки 0,5-0,6 м3 на 1 м3 грунтов.
Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как пропитка водой и проморозка в зимнее время естественным холодом ранее уложенных в траншейный могильник ТРАО, позволяет надежно, с наименьшими затратами скомпаундировать их льдом, предотвращая тем самым миграцию радионуклидов.
Другой существенный признак заключается в том, что предлагаемый саркофаг имеет более надежную монолитную, а не насыпную конструкцию. При его возведении используются любые, даже самые низкокачественные грунты, без их предварительной технической мелиорации. В качестве цементирующего материала используется дешевый, но в то же время надежный в условиях криолитозоны и технически легко получаемый материал - лед (замерзшая вода), который обеспечивает конструктивную прочность возведенного сооружения в условиях отрицательных температур. Кроме этого обеспечивается высокая скорость возведения (при относительной дешевизне), так как капельно разбрызгиваемая вода быстро замерзает в холодном воздухе.
Третий существенный признак заключается в том, что поверх промороженного и гидроизолированного ледопородного монолита (саркофага) укладывается теплоизоляционный слой требуемой толщины, который позволяет поддерживать круглогодичную отрицательную температуру сооружения и надежно защищает его от растепления в летний период.
Четвертый существенный признак заключается в том, что в конструкции саркофага предусмотрено наличие двух ледяных защитных барьеров, что позволяет: минимизировать диффузионную миграцию радионуклидов; повысить хладоемкость ледопородного сооружения и, как следствие этого, обеспечить повышенную защищенность при возможном потеплении климата в криолитозоне.
Следующий существенный признак заключается в том, что взамен битуминизированного гидроизоляционного экрана возводится не менее надежный, но легко возводимый, не требующий больших затрат экран из полиэтиленовой пленки, что позволяет вести работы при отрицательных температурах воздуха и отказаться от завоза битума и специальной техники.
Существенным признаком можно считать то, что в ледопородном саркофаге круглогодично поддерживается устойчивая отрицательная температура, тем самым он обладает высокой герметичностью, а также повышенными прочностными и защитными свойствами, кроме этого высокой хладоемкостью, что позволяет в два раза уменьшить его высоту в сравнении с обычной.
Следующий существенный признак заключается в том, что в зависимости от динамики температуры наружного воздуха в течение зимнего периода выбирается оптимальная толщина единичного слоя (определяемая по эмпирической формуле), что дает возможность ускорить процесс возведения.
Существенным признаком является тот факт, что в получаемый искусственным путем лед предлагается вводить в качестве наполнителя древесные опилки, значительно повышая тем самым (в 2,5 раза) прочность возводимых защитных барьеров.
Способ поясняется чертежом, где показан разрез заявляемого ледопородного саркофага.
Условные обозначения, принятые на чертеже:
1 - существующий полууглубленный могильник;
2 - уложенные в могильник ТРАО, сцементированные льдом;
3 - существующая грунтовая насыпь над могильником, сцементированная льдом (замерзшей водой);
4 - 1-й защитный ледяной барьер (панцирь);
5 - слой грунта, сцементированного льдом;
6 - 2-й защитный ледяной барьер (панцирь);
7 - гидроизоляционный экран из полиэтиленовой пленки;
8 - защитный слой из сцементированного льдом песка;
9 - теплоизоляционный слой из местных материалов;
10 - слой грунта;
11 - почвенный слой;
12 - кустарник, многолетние травы.
Реализация способа осуществляется следующим образом. Предварительно в зимний период пропитываются водой и промораживаются естественным холодом уложенные в полууглубленный могильник 1 ТРАО 2, а также существующая насыпь 3. Затем намораживается 1-ый защитный ледяной барьер 4 расчетной толщины с использованием в качестве наполнителя древесных опилок. После этого послойно укладываются слои грунта 5 с пропиткой водой и промораживанием естественным холодом по технологиям, применяемым в горном деле и гидротехническом строительстве [2, 3].
Затем поверх ледопородного сооружения расчетной высоты намораживается 2-ой защитный ледяной барьер (панцирь) 6, поверх которого укладывается гидроизоляционный экран 7 из полиэтиленовой пленки. Для защиты экрана от механических повреждений поверх его укладывается слой песка 8 с последующей пропиткой водой и промораживанием естественным холодом.
После этого укладывается теплоизоляционный слой 9 из местных материалов расчетной толщины, защищающий саркофаг от растепления в летний период, засыпаемый затем слоем грунта 10 и почвенным слоем 11, который в летний период засаживается многолетними травами и кустарником 12 для защиты саркофага от эрозии.
Основные преимущества предлагаемого способа:
- низкие материальные затраты за счет использования местных материалов;
- простота технологических операций и высокая механизация работ;
- использование обычных серийно выпускаемых механизмов и апробированных технологий горного дела и гидротехнического строительства;
- высокая прочность, холодоемкость и герметичность монолитного саркофага;
- простота сооружения саркофага ввиду небольшой высоты (≈5 м);
- низкие энергетические затраты за счет использования естественного (атмосферного) холода.
Источники информации
1. Steerage des deehets radioactiff un abei a'tontes eprenves (Surehamp Ar 11 Chant. Ее.) 1992 - 251. с.28-29 - Фр.
2. Биянов Г.Ф. Грунтовые плотины на вечной мерзлоте. - Якутск, 1989. - 152 с.
3. Необутов Г.П., Гринев В.Г. Разработка рудных месторождений с использованием замораживаемой закладки в условиях многолетней мерзлоты. - Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 1997. - 104 с.
Claims (1)
- Способ возведения защитного саркофага полууглубленного могильника твердых радиоактивных отходов (ТРАО) в криолитозоне, включающий возведение ледопородного сооружения курганного типа, отличающийся тем, что поверх существующего могильника после пропитки водой и промораживания в зимний период находящихся в нем ТРАО, начиная с предварительно промороженной и защищенной ледяным барьером насыпи послойно укладывают грунтовый материал с проливом его водой и промораживанием естественным (атмосферным) холодом до достижения требуемой (расчетной) высоты; затем всю поверхность сооружения вновь покрывают ледяным панцирем, играющим роль 2-го защитного барьера, поверх которого укладывается экран из полиэтиленовой пленки, после этого последовательно возводятся защитный, теплоизоляционный, грунтовый и почвенный слои, защищающие сооружение от растепления в летний период; при этом толщину единичного слоя определяют по формуле tсл=1,5|tн.в|-15, см, где 1,5 и 15 - постоянные коэффициенты; |tн.в| - абсолютное среднемесячное значение температуры наружного воздуха.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007107163/06A RU2357310C2 (ru) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | Способ возведения защитных саркофагов полууглубленных могильников твердых радиоактивных отходов в криолитозоне |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007107163/06A RU2357310C2 (ru) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | Способ возведения защитных саркофагов полууглубленных могильников твердых радиоактивных отходов в криолитозоне |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007107163A RU2007107163A (ru) | 2008-09-10 |
RU2357310C2 true RU2357310C2 (ru) | 2009-05-27 |
Family
ID=39866345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007107163/06A RU2357310C2 (ru) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | Способ возведения защитных саркофагов полууглубленных могильников твердых радиоактивных отходов в криолитозоне |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2357310C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521437C2 (ru) * | 2012-04-24 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" ОАО "ВНИПИпромтехнологии" | Способ сооружения подземного хранилища для радиоактивных отходов |
RU2671806C2 (ru) * | 2016-05-30 | 2018-11-07 | Анатолий Павлович Ефимочкин | Способ дезактивации радиоактивной земли |
RU2806888C1 (ru) * | 2023-02-22 | 2023-11-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Способ строительства и эксплуатации поверхностного хранилища твердых токсичных отходов в криолитозоне |
-
2007
- 2007-02-26 RU RU2007107163/06A patent/RU2357310C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Stocraqe des deehets radioaetiff un abei a'tontes eprenves (Surehamp Ar 11 Chant. Ее). 1992, 251, с.28, 29. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521437C2 (ru) * | 2012-04-24 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" ОАО "ВНИПИпромтехнологии" | Способ сооружения подземного хранилища для радиоактивных отходов |
RU2671806C2 (ru) * | 2016-05-30 | 2018-11-07 | Анатолий Павлович Ефимочкин | Способ дезактивации радиоактивной земли |
RU2806888C1 (ru) * | 2023-02-22 | 2023-11-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Способ строительства и эксплуатации поверхностного хранилища твердых токсичных отходов в криолитозоне |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007107163A (ru) | 2008-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2443828C1 (ru) | Земляное сооружение на многолетнемерзлых грунтах и способ его возведения с укреплением основания в районах распространения вечной мерзлоты | |
CN203145030U (zh) | 一种多年冻土隧道边仰坡及路堑边坡截排水系统 | |
CN106703044A (zh) | 一种流塑状冲填土软弱地层放坡组合支护方法 | |
Boustani | Sustainable water utilization in arid region of Iran by Qanats | |
CN113250211A (zh) | 一种多年冻土地区高速公路路堑边坡施工方法 | |
CN208982109U (zh) | 一种具有防渗排水功能的隧道结构 | |
RU2357310C2 (ru) | Способ возведения защитных саркофагов полууглубленных могильников твердых радиоактивных отходов в криолитозоне | |
RU83511U1 (ru) | Земляное полотно автомобильной дороги в зоне вечномерзлых грунтов | |
CN203654301U (zh) | 一种膨胀土坡防护系统 | |
Swart et al. | The lower Wonderfontein Spruit: an exposé | |
Lane | Water, silt and dams: Prehispanic geological storage in the Cordillera Negra, north-central Andes, Peru | |
CN210238158U (zh) | 一种高原高含冰量冻土地段铁路路堑结构 | |
Yu et al. | Cut-slope icing prevention: Case study of the seasonal frozen area of western China | |
Parkash | Landslide preparedness guidelines for safety of buildings on slopes; published by national institute of disaster management | |
El Gayar | Impact assessment on water harvesting and valley dams | |
Robinsky et al. | Design of insulated foundations | |
Faiz et al. | Climate resilient slope stabilization for transport infrastructures | |
CN116025358B (zh) | 一种露天采坑地下含水层的修复方法 | |
CN217150150U (zh) | 一种多年冻土地区高速公路路堑边坡结构 | |
CN216445998U (zh) | 一种岩坡水土共蓄和植被恢复的设施 | |
RU2687820C1 (ru) | Способ обводнения торфяных болот, преимущественно выработанных торфяников | |
Schmall et al. | Ground freezing—a viable and versatile construction technique | |
Prasad et al. | Rain water harvesting through tanka in Western Rajasthan | |
Llinas et al. | Bituminous Geomembrane (BGM) in hot climates for hydraulic construction | |
Singh et al. | 9 Low-Cost On-Farm Indigenous and |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090227 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110410 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130227 |