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1廢渣庫防滲系統

1.1底部與邊坡防滲系統庫區地層為第四系全新統、沖積地層和第四系上更新統坡積地層，根據時代成因、巖性分析，該地層可分為素土層、卵石土層、濕陷性粉土混卵石層、卵石土層、混合土層。滲透系數約為10－4cm／s。庫區地下水為潛水，埋藏較深，埋深＞80m。根據庫區水文地質資料以及尾渣的特點，庫區底部防滲結構采用雙人工襯層，其結構由下到上依次為：基礎層、壓實黏土層、1mm厚的高密度聚乙烯（HDPE）膜、膜上保護層、滲濾液檢測層、2mm厚HDPE膜、膜上保護層、滲濾液集排水層、土工布。考慮到庫區所在地降水量較少，且邊坡不易集水，因此邊坡防滲采用復合防滲結構，同時為防止土工膜長期暴曬受損，保證防滲效果，邊坡防滲結構由下到上依次為：基礎層、壓實土壤層、HDPE膜、膜上保護層、壓實黏土層。其防滲結構見圖1。1）庫區基礎層。庫區底部基礎層應平整、無裂縫，表面無較大石塊、樹根、尖銳雜物等；場地平整后使底部形成自東北向西南坡向的≥2％的整體坡度，同時對基礎層進行壓實，壓實系數≥93％；清除庫區邊坡所有雜物，并使邊坡形成整體邊坡，部分低洼處采用原土回填夯實，壓實系數≥90％。2）庫底壓實黏土防滲層。基礎層之上采用壓實黏土層作為膜下保護層，同時起到防滲的作用，對黏土進行壓實，壓實系數為93％，壓實后的厚度不小于0．5m，且滲透系數≤10－7cm／s。3）土工膜。廢渣庫采用HDPE膜防滲，庫底采用雙層人工襯層，上層膜厚為2mm，下層膜厚為1mm；邊坡防滲采用復合防滲結構，即由一層2mm厚的HDPE膜和300mm厚的壓實黏土層構成。土工膜選用寬幅≥8m的HDPE膜，庫底選用光面土工膜，邊坡采用單糙面土工膜。4）膜上保護層。一般采用具備較高抗穿刺能力的土工布作膜上保護層，該廢渣庫采用600g／m2的長纖土工布作為HDPE膜的保護層。5）滲濾液導排層。滲濾液導排層包括上下2層，其中：上層為滲濾液的主要集水和排水層，亦稱之為滲濾液集排水層，由粒徑為30～60mm的碎石組成，厚300mm；下層導排層也稱滲濾液檢測層，主要用于檢測初級防滲層是否發生泄漏，由300mm厚的粗砂組成。6）土工織物層。防止滲濾液發生淤堵，在滲濾液集排水層上鋪設一層土工織物作過濾層，同時對土工膜產生一定的保護作用，選用300g／m2的長纖土工布。7）邊坡膜上防滲保護層。為防止土工膜長期暴曬，邊坡土工膜保護層采用300mm厚的壓實黏土層，壓實系數≥90％，既有利于保護土工膜，又可以有效阻止廢水的下滲。

1.2封場覆蓋中的防滲系統伴生放射性廢渣填埋結束后，需對廢渣庫進行封場處置。封場覆蓋層由下到上依次為防滲層、導排水層、生物阻擋層、植被層。其中防滲層和導排層主要是為防止雨水入滲庫區而設置的。封場覆蓋防滲結構見圖2。1）防滲層。廢渣庫防滲層采用土工膜和壓實黏土組成的復合防滲層。其中，土工膜采用一布一膜的形式，防滲膜采用1mm厚的HDPE土工膜，滲透系數＜1×10－12cm／s；在防滲膜上方鋪設一層土工布，土工布的單位面積質量為300g／m2；壓實黏土層厚度設計為300mm，滲透系數＜1×10－7cm／s。2）導排水層。排水層采用200mm厚的粗砂層，滲透系數＞1×10－2m／s。3）生物阻擋層。為防止動物打洞以及植物根系生長破壞防滲層，在導水層上方設置300mm厚的生物阻擋層，由碎石或卵石構成。4）植被層。植被層由植物覆蓋支持土層和營養植被層構成，總厚度達400mm，其中營養植被層厚度不小于150mm，以達到阻止風與水的侵蝕、減少地表水滲透到廢物層，保持廢渣庫頂部美觀及持續生態系統的作用。5）土工網護坡。由于西北地區氣候干燥多風，為防止覆蓋土層受到侵蝕，植被層表面鋪設土工網護坡。

2滲濾液收集、導排、檢測系統

為了減少庫區內雨水下滲對庫區地下水的污染風險，將填埋區內的滲濾液及時導出填埋場外，在填埋區的底部設置滲濾液導排、收集、檢測系統，該系統包括滲濾液導排層、導排盲溝、滲濾液提升井以及滲濾液檢測層等。

2.1滲濾液來源與產生量滲濾液來源一般包括降水、地表徑流水以及尾渣含水。該廢渣庫庫區周邊設置了地表截排水系統，因此無地表徑流水；尾渣含水率在30％以下，由于當地氣候干燥，蒸發量較大，尾渣含水在短時間內蒸發殆盡，因此滲濾液的主要來源為自然降水。在廢渣庫填埋作業期間，頂部開放，自然降水會透過尾渣形成滲濾液。本工程參照垃圾填埋場的滲濾液計算公式［1］，同時考慮尾渣填埋的實際特點。式中：qV為滲濾液產生量，m3／d；I為多年平均降雨量，mm／d，該地區平均月最大降雨量為90．8mm，多年平均年最大日降雨量為60mm；C1為廢渣庫未填埋區浸出系數，取0．8；C2為填埋場已填埋區浸出系數，考慮尾渣較密實，填埋過程進行碾壓，取0．3；A1為廢渣庫操作區面積，m2，按照庫區面積的一般考慮，為11250m2；A2為廢渣庫封閉區面積，m2，按照庫區面積的一般考慮，為11250m2。通過計算，該伴生放射性廢渣庫滲濾液最大月平均產生量為36．2m3／d，多年平均最大日產生量為742．5m3／d，根據計算結果，選擇滲濾液潛水泵型號為40WQ15－30－2．2。

2.2滲濾液導排系統稀土廢渣不同于生活垃圾，本身不產生滲濾液，庫區底部滲濾液導排系統主要用于降雨情況下庫坑內雨水的導排，導排系統鋪設在庫底水平防滲隔離層之上。在填埋區底部以2％的坡度自東北向西南鋪設滲濾液導排系統（含2層），其中滲濾液集排水層材料選用當地粒徑為30～60mm的碎石，滲濾液中的碳酸鈣質量分數不大于10％，滲透系數＞10－3m／s；在集排水層內布設主盲溝，由卵石鋪設而成，在主盲溝內鋪設300的HDPE穿孔管，滲濾液匯入主盲溝，經HDPE穿孔管進入滲濾液收集系統。滲濾液集排水層下為滲濾液檢測層，由300mm厚的粗砂組成，沿集排水層主盲溝布設檢測層主盲溝，內鋪設200的HDPE穿孔管，滲濾液導排盲溝結構及尺寸見圖3。

2.3滲濾液收集系統為了將庫坑內的集水排出庫區，減少填埋層內滲濾液的積聚，從而減少對防滲設施的水壓，在渣庫初期攔渣壩上游邊坡內側設置滲濾液提升井，提升井底部為鋼筋混凝土底座，主體結構為HDPE管，井內放置潛水泵，集排水層穿孔管內的滲濾液經非穿孔的HDPE管匯入滲濾液提升井，由潛水泵提升到地面進行處理。

2.4滲濾液檢測系統為了檢測滲濾液是否透過主防滲膜下滲，在滲濾液集排水層下的主防滲膜下設置滲濾液檢測層，同時在攔渣壩上游邊坡內側與滲濾液提升井并排布置滲濾液檢測井，內設潛水泵，一旦第一層防滲系統失效，下滲的液體通過檢測系統導排、收集，可以及時檢測到泄漏現象。

3地表水截流系統

在伴生放射性廢渣庫周圍設置截排水溝，截流坡面徑流。根據GB50520—2009，截排洪溝設計洪水重現期為20a。多年平均洪水洪峰流量可由下式［2］求得。式中：q′V為洪峰體積流量，m3／s；C為區域系數，取2．49；s為流域面積，取0．01km2；n為流域系數，取0．55。計算得q′V＝0．1978m3／s。該廢渣庫坡面排水溝采用0．5m×0．6m（寬×深）的矩形排水溝。

4地下水監測系統

為及時追蹤庫區底部地下水質是否受到污染，在庫區下游應設置地下水監測井。根據地下水流向，在庫區外設置2處監測井，用于地下水的監測，監測項目包括地下水位、Th天然、U天然、226Ra、總α、總β等。根據當地環保部門的監測結果［3］：廢物庫周圍地下水中各監測項目均在建庫前本底范圍之內，說明當地周圍地下水未受到放射性污染。

5結語

1）通過該實例研究發現，尾渣庫的防滲系統、滲濾液收集系統、滲濾液檢測系統是地下水污染控制的關鍵，地表水截流系統是地下水污染控制的保障，地下水監測系統是地下水污染控制的重要手段，三者為有機整體，缺一不可。2）伴生放射性廢渣庫的地下水污染防控問題，關系到所在區域的輻射環境安全和公眾健康，已得到環保部的高度重視。鑒于該類廢渣與鈾礦冶廢渣在形狀、活度等方面的相似性，渣庫的設計需要借鑒核工業尾礦（渣）庫設計規范，同時還需要考慮當地的實際地層構造、地質情況，結合危險廢物處置場的設計規范，取長補短，做好工程設計工作。

作者：杜娟劉曉超孫娟張云濤連國璽單位：中核第四研究設計工程有限公司