研發(fā)背景

法國(guó)國(guó)家放射性廢物管理局一直在探索通過(guò)大深度隧道來(lái)儲(chǔ)存核廢料的方案。通過(guò)數(shù)年的研究,Callovo-Oxfordian(C-Ox)黏土巖層被確定為最適合儲(chǔ)存核廢料的地層。

傳統(tǒng)的襯砌設(shè)計(jì)在近500 m的深度下,需要大幅增加壁厚,這使得核廢料存儲(chǔ)隧道的施工成本變得過(guò)高。為解決這一問(wèn)題,放射性廢物管理局的技術(shù)人員在對(duì)當(dāng)?shù)仞ね翈r層進(jìn)行長(zhǎng)期觀察后,最終提出建立“柔性”襯砌的設(shè)想。

“柔性”襯砌

自2014年開(kāi)始,放射性廢物管理局對(duì)“柔性”襯砌的概念展開(kāi)研究。相關(guān)研究基于2項(xiàng)試驗(yàn)展開(kāi):在噴射混凝土襯砌中添加可壓縮的楔形元件,以及在預(yù)制構(gòu)件環(huán)形回填過(guò)程中使用可壓縮的灌漿漿液。對(duì)試驗(yàn)襯砌的監(jiān)測(cè)證實(shí)了可壓縮元件是有效的,只要可壓縮元件能保持其塑性(即物體變形的能力),就可以抑制巖石收斂造成的應(yīng)力。

經(jīng)過(guò)8年的持續(xù)研究和對(duì)試驗(yàn)段的監(jiān)測(cè),放射性廢物管理局?jǐn)U展了“柔性”襯砌的設(shè)計(jì),提出了將傳統(tǒng)預(yù)制混凝土管片改造為可壓縮管片的設(shè)計(jì)思路。改造的具體方式為:在傳統(tǒng)混凝土管片外部加裝1層具有彈性的可壓縮層。根據(jù)推算,20 cm的可壓縮材料加45 cm的混凝土管片在C-Ox黏土巖層中相當(dāng)于100 cm的傳統(tǒng)混凝土管片。

可壓縮管片

法國(guó)國(guó)家放射性廢物管理局目前正在測(cè)試2種可壓縮管片設(shè)計(jì)思路,它們分別被稱為VMC和VAP。2種管片的基本結(jié)構(gòu)都是在預(yù)制管片構(gòu)件外添加1層可壓縮外殼。

VMC的可壓縮外殼由C-Ox黏土巖層中的土體構(gòu)成。土體經(jīng)過(guò)加工被制成小尺寸的管殼,然后通過(guò)水泥灌漿將大量小管殼凝結(jié)在一起。這個(gè)由小管殼構(gòu)成的可壓縮外殼會(huì)被安裝在傳統(tǒng)預(yù)制混凝土管片的外側(cè),以組成完整的可壓縮管片。VAP的可壓縮外殼則是一種以陶瓷或混凝土為材料制造的多孔墊層,這種多孔墊層同樣會(huì)被安裝在傳統(tǒng)混凝土管片的外側(cè)。

目前,可壓縮管片已經(jīng)過(guò)了較多的相關(guān)測(cè)試,初步驗(yàn)證了其可行性。法國(guó)國(guó)家放射性廢物管理局正在對(duì)各方案進(jìn)行進(jìn)一步的多標(biāo)準(zhǔn)分析比較。

(摘自 隧道網(wǎng)微信公眾平臺(tái) 2024-01-24)