一种处置库缓冲材料的原位水化处理系统的制作方法

本发明涉及一种处置库缓冲材料的原位试验方法，尤其是一种处置库缓冲材料的原位水化处理系统。

背景技术：

近年来，随着国民经济的蓬勃发展，能源短缺逐渐成为中国所面临的严峻问题，中国越来越重视核能的利用和发展，核能的利用，必将产生大量的核废料，因此核废料处置已经成为迫在解决的课题。

对于高放废物的处置，目前国际社会上普遍接受的可行方案是把高放废物深埋于地下500～1000m深的稳定的地层中：即将高放废物经过固化处理、灌装后，储藏在深部地质处置库中，该处置库通常称为“高放废物地质处置库”,以下简称为“处置库”。

处置库的设计思路，一般采用的是“多屏障系统”，包括围岩地质屏障，基于膨润土作为缓冲材料的人工屏障和废物储存容器屏障。玻璃固化的高放废物封装在特制的容器中，这种容器是用非常耐腐蚀的高级合金钢或铜等材料制造的。处置的时候，固化容器的周围还要填充吸附性能好的膨润土材料，这样构成了多道“人工屏障”。除此之外，还有优良的“天然屏障”。高放废物库建在几百米深地下的稳定地质层内(如花岗岩、粘土岩、盐岩等)，随着时间的推移，围岩中的地下水将从四周逐渐侵蚀到膨润土材料中，膨润土将逐渐吸水膨胀，从而填满膨润土块体之间以及膨润土块体与围岩之间的空隙，从而起到密封作用。因此，研究地下水侵蚀膨润土有助于更好的理解其吸水膨胀性能和密封性能。

目前对水化过程的研究，在实验室多是从表面进行注水来模拟地下水的作用，但在原位试验中，使用该方法，则这一过程相当缓慢，而且从表面注水和实际地下水流动有较大不同，水化过程不均匀。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种处置库缓冲材料的原位水化处理系统，通过该处理系统可以较快速度的实现缓冲材料的水化过程，同时可以保证水化过程较为均匀的进行。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括设置在处置库的侧向巷道内的一个给水系统，所述给水系统主要由导水管系统和水泵构成，导水管系统包括布置在侧向巷道内壁上的外层导水管和设置在废物储存容器外部的内层导水管，外层导水管和内层导水管均沿侧向巷道的长度方向延伸且由彼此之间平行排布的导水管组成，导水管上开设有均布的注水孔，外层导水管和内层导水管最终连接在一起，通过水泵进行注水。

相比现有技术，本发明的一种处置库缓冲材料的原位水化处理系统，是在原位试验中，通过导水管建立给水系统，给水系统的管路最后接到水泵中，通过水泵向导水管注水，导水管上开设有均布的注水孔，因此注水过程可以较为均匀的进行，同时，又因为给水系统的导水管系统包括布置在侧向巷道内壁上的外层导水管和设置在废物储存容器外部的内层导水管，外层导水管和内层导水管均沿侧向巷道的长度方向延伸且由彼此之间平行排布的导水管组成，所以，通过该种方法,可以在大型原位试验中，实现缓冲材料的快速水化过程，同时可以保证这一过程较为均为的进行；同时这样布置的管路并不会占用太大的空间，不会对缓冲材料的布置产生较大影响，因此可以更为准确的进行原位试验。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是本发明另一个实施例的结构示意图。

图中，1、缆绳，2、侧向巷道，3、混凝土支座，4、废物储存容器，5、高放废物，6、缓冲材料块体，7、缓冲材料颗粒，8、内层导水管，9、外层导水管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在图1所示的实施例中，处置库侧向巷道2内的缓冲材料直接以缓冲材料颗粒7的形式填充于废物储存容器4(内部盛装高放废物5)与侧向巷道2的围岩表面之间，此时的一种处置库缓冲材料的原位水化处理系统，包括设置在处置库的侧向巷道2内的一个给水系统，所述给水系统主要由导水管系统和水泵构成，导水管系统包括布置在侧向巷道2内壁上的外层导水管9和设置在废物储存容器4外部的内层导水管8；其中优选地，外层导水管9位于侧向巷道2的围岩表面与缓冲材料的接触面处，而内层导水管8设置于缓冲材料外边界与废物储存容器4边界之间居中的位置；外层导水管9和内层导水管8均沿侧向巷道2的长度方向延伸且由彼此之间平行排布的导水管组成，最终在侧向巷道2的内壁面上形成了一圈外层导水管9，同时在缓冲材料外边界与废物储存容器4边界之间居中的位置形成一圈内层导水管8，导水管上开设有均布的注水孔，并且在导水管的外面设有土工布层，土工布层的设置可以是在pvc管外面包裹一层土工布等等，为了防止膨润土进入孔中造成堵塞，外层导水管9和内层导水管8最终连接在一起，通过水泵进行注水，通常，外层导水管9和内层导水管8采用未开设注水孔的外部管路连接在一起后接到水泵上。

在上述实施例中，所述外层导水管9的位于上部和侧部的导水管锚固在侧向巷道2的内壁上，外层导水管9的位于下部的导水管放置在侧向巷道2的底面上；同时，所述内层导水管8的位于上部及侧部的导水管通过缆绳1固定连接到侧向巷道2的内壁上；更为具体的，可以是，内层导水管8的位于上部的导水管采用缆绳1吊挂后，缆绳1的两个端部再固定到侧向巷道2的内壁或已经锚固在侧向巷道2内壁的外层导水管9的位于上部的导水管上，内层导水管8的位于侧部的导水管，可以采用缆绳1固定在另一些两端部设置在侧向巷道2内壁上的缆绳1上，例如可以是上下两端部连接在侧向巷道2内壁的垂直缆绳,为了起到较好的固定作用，内层导水管8的位于上部及侧部的导水管,同时还通过刚性杆锚固在侧向巷道2的内壁上；内层导水管8的位于下部的导水管放置在侧向巷道2的底面上，通过填充的缓冲材料颗粒7定位。

在图2所示的另一个实施例中，当缓冲材料的填充方式包括缓冲材料颗粒7和缓冲材料块体6时，是在侧向巷道2的内部下方设置混凝土支座3，进而在支座与废物储存容器4之间叠放缓冲材料块体6作为支撑，同时巷道的其他空间则填充缓冲材料颗粒7，这时的一种处置库缓冲材料的原位水化处理系统，有别于第一种实施例的地方仅在于，缓冲材料块体6和混凝土支座3替代部分侧向巷道2的内壁，用于固定位于巷道下方的外层导水管9和内层导水管8的导水管；由于在该实施例中，侧向巷道2的底面上还设有混凝土支座3及缓冲材料块体6，所以外层导水管9的位于下部的导水管是放置在混凝土支座3上，位于中间的部分还同时设置于缓冲材料块体6内部；同时，所述内层导水管8的位于下部的导水管同样是放置在缓冲材料块体6之上，位于中间的部分则设置于缓冲材料块体6的内部。

在本实施例中，导水管上注水孔的具体设计方案，例如，可以是所述导水管在长度方向上间隔均匀地开设注水孔，并且长度方向上每处设置注水孔的导水管四周具有若干个均匀布置的注水孔。或者，在所述导水管的四周管壁上整体均匀排布设置。但不限于此，只要可以实现相对均匀注水目的的布置方式均可。

作为优选及常有设计，两个实施例中,构成所述外层导水管9和内层导水管8的导水管选用pvc管；用于将导水管连接至水泵的外部管路采用pe管，但不限于此。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。