国家标准低中水平放射性废物处置场中国电力企业联合会.docx
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国家标准低中水平放射性废物处置场中国电力企业联合会
国家标准《低、中水平放射性废物处置场
岩土工程勘察规范》编制说明
一、任务来源
根据中华人民共和国住房和城乡建设部“关于印发《2009年工程建设标准规范制订、修订计划》的通知”(建标[2009]88号)的文件要求,广东省电力设计研究院作为主编单位承担编制适合我国低、中水平放射性废物处置场岩土工程勘察的国家标准任务,标准名称为《低、中水平放射性废物处置场岩土工程勘察规范》。
规范编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考相关国际标准和国内外标准,并在广泛征求国内外同行意见的基础上,完成了《低、中水平放射性废物处置场岩土工程勘察规范》的编制工作。
本标准由中华人民共和国住房和城乡建设部负责,并由住房和城乡建设部委托中国电力企业联合会标准化中心组织、管理。
本标准的主编单位和参编单位如下:
本标准主编单位:
广东省电力设计研究院
本标准参编单位:
深圳中广核设计院有限公司
中国核电工程有限公司
中国地震局地质研究所
核工业北京地质研究院
二、规范内容结构
本标准为新编规范,是为了在低、中水平放射性废物处置场岩土工程勘察中贯彻执行国家有关的技术经济政策,做到安全可靠、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境而制定的勘察规范。
本规范适用于低、中水平放射性废物近地表处置场的岩土工程勘察,为处置场的设计、环境影响评价和安全分析评价提供基本数据输入。
本标准的主要技术内容包括条文、附录和条文说明,具体目次如下:
1总则
2术语和符号
2.1术语
2.2符号
3基本规定
4岩土工程勘察各阶段任务与要求
4.1初步可行性研究阶段勘察
4.2可行性研究阶段勘察
4.3初步设计阶段勘察
4.4施工图设计阶段勘察
4.5工程建造阶段勘察
5专门的岩土工程勘察
5.1断裂
5.2水文地质
5.3水文地球化学
5.4不良地质作用
6勘察方法
6.1工程地质测绘与调查
6.2水文地质测绘与调查
6.3工程物探
6.4钻探
6.5井探、槽探和洞探
6.6取样
6.7原位测试
6.8水文地质试验
7室内试验
7.1一般规定
7.2物理力学试验
7.3地球化学试验
8岩土工程分析与评价
8.1一般规定
8.2岩土参数分析
9勘察成果报告编制
9.1一般规定
9.2文字部分
9.3图表及专题报告
10现场检验与监测
10.1一般规定
10.2地基基础的检验和监测
10.3不良地质作用的监测
10.4地下水观测
附录A岩土渗透性分级表
附录B工程物探方法的适用范围
附录C原位测试试验方法
附录D水文地质试验方法
附录E地球化学室内实验方法
附录F岩土参数的统计、计算与确定用表
附录G规范用词说明
附录H引用标准名录
条文说明
三、规范编制过程、依托工程和成果
主编单位在2009年5月收到住房和城乡建设部和中国电力企业联合会部门下发的文件后,与参编单位着手开展了规范编制工作,并于2010年1月在广州由中国电力企业联合会标准化中心主持召开了规范编制大纲审查会,会议明确了规范编制计划。
截止2011年12月,主编和参编单位已完成规范征求意见稿的编制工作,并在规范征求意见稿编制过程中,共召开编制组工作会议3次、规范集中编写讨论8次、召开工作例会8次、专家咨询6次、美国低、中水平放射性废物处置技术调研与培训14天,调研处置场8个(中国3个、美国5个)、撰写专题报告4份、发表学术论文6篇(SCI一篇、EI两篇,核心期刊3篇)、出版译著1本和工作月报6份、获得广东省自然科学基金资助1项。
规范编制过程、开展工作、依托工程及成果概要分别见下表:
1)表1:
规范编制进程;
2)表2:
规范集中编制和讨论统计表;
3)表3:
主编单位工作例会统计表;
4)表4:
规范国内依托工程和场地调研;
5)表5:
放射性废物处置培训与国际会议统计表;
6)表6:
美国低、中水平放射性废物处置技术调研与培训成果表;
7)表7:
专家咨询统计表;
8)表8:
规范编制过程中形成的相关成果统计表。
表1规范编制进程表
时间
内容
2009.6.11—12
主编单位参加住房和城乡建设部在北京组织召开2009年工程建设标准编制工作会议。
2009.6—12
编写规范编制大纲、收资和调研。
2010.1.29
中国电力企业联合会标准化中心在广州主持召开编制大纲审查会,参加会议的有主编单位广东省电力设计研究院,参编单位深圳中广核设计院有限公司、中国核电工程有限公司、中国地震局地质研究所和核工业北京地质研究院。
2010.1.30
主编单位广东省电力设计研究院在广州召开编制组第1次工作会议,参编单位有深圳中广核设计院有限公司、中国核电工程有限公司、中国地震局地质研究所和核工业北京地质研究院。
根据专家组提出的意见修改完善规范编制大纲。
2010.2—12
完成规范3个专题研究,提交3份专题报告,形成规范条文初稿。
2010.12.28—30
广东省电力设计研究院主办,参编单位深圳中广核设计有限公司承办的规范编制组第2次工作会议在东莞召开,参编单位中国地震局地质研究所、中国核电工程有限公司参加。
讨论规范条文初稿。
2011.1—10
编制规范(征求意见稿)条文和条文说明。
2011.10.12—14
广东省电力设计研究院主办,参编单位中国核电工程有限公司承办的规范编制组第3次工作会议在北京召开,参编单位中国地震局地质研究所、深圳中广核设计有限公司参加。
讨论规范(征求意见稿)条文和条文说明。
2011.10—12
修订规范条文和条文说明,形成征求意见稿。
2012.1—3
公开征求意见。
表2规范集中编制和讨论统计表
时间
人员及地点
内容
2010.8.31-9.7
程小久、汪华安、丁金伟、易树平、郑文棠,广东高明市
编写专题报告:
1)《低、中水平放射性废物处置设施常见处置形式研究专题报告》;2)《现行国内、国际、IAEA相关法律、法规、规范研究专题报告》;3)《水文地质与水文地球化学专题研究专题报告》。
2010.10.13-10.19
程小久、汪华安、丁金伟、李学山、焦春茂、易树平、郑文棠,广东肇庆市
各人分章节编写规范条文初稿。
2010.11.19-11.30
汪华安、张润明、何宝石、丁金伟、李学山、焦春茂、覃建波、易树平、郑文棠,肇庆市
各人分章节编写规范条文初稿。
2010.12.24-12.27
程小久、汪华安、何宝石、丁金伟、李学山、焦春茂、覃建波、郑文棠、易树平,广东东莞市洪梅镇
汇总和讨论参编单位意见,整理出共11条较为重大的修改意见,并逐条反映到《规范》条文中。
2011.3.18-3.26
汪华安、张润明、何宝石、丁金伟、李学山、焦春茂、覃建波、郑文棠、易树平,广东肇庆市
各人分章节修订规范条文。
2011.6.27-7.8
程小久、汪华安、何宝石、丁金伟、李学山、焦春茂、郑文棠、易树平,广东新会市
各人分章节修订规范条文,编写条文说明。
续表2规范集中编制和讨论统计表
时间
人员及地点
内容
2011.10.1-10.8
汪华安、李学山、郑文棠、易树平,广州
根据美国低中放废物处置技术培训和调研成果,逐条修改完善规范条文及条文说明。
2011.10.15-12.31
程小久、汪华安、张润明、何宝石、丁金伟、李学山、焦春茂、郑文棠、易树平,广州
汇总参编单位意见,逐条修订规范,形成征求意见稿。
表3主编单位工作例会统计表
时间
会议
单位、地点
2010年08月25日
第1次主编单位工作例会
广东省电力设计研究院、广州
2010年10月11日
第2次主编单位工作例会
广东省电力设计研究院、广州
2010年11月15日
第3次主编单位工作例会
广东省电力设计研究院、广州
2010年12月01日
第4次主编单位工作例会
广东省电力设计研究院、广州
2011年01月27日
第5次主编单位工作例会
广东省电力设计研究院、广州
2011年06月16日
第6次主编单位工作例会
广东省电力设计研究院、广州
2011年08月26日
第7次主编单位工作例会
广东省电力设计研究院、广州
2012年01月12日
第8次主编单位工作例会
广东省电力设计研究院、广州
表4规范国内依托工程和场地调研
工程地点
内容
广东遥田
可行性研究阶段岩土工程专题和环境水文地质专题勘察与评价。
四川飞凤山
处置场调研,收集处置场地可行性研究阶段岩土工程勘察报告。
广东北龙
处置场调研,收集、整理和分析论文报告等资料。
表5放射性废物处置培训与国际会议统计表
时间
地点
内容
2009年11月30日-12月5日
北京核工业地质研究院
参加国际原子能机构和中国国家原子能机构组织的高放废物地质处置技术培训,培训专家分别来自IAEA、美国、英国、加拿大、瑞士和中国,学习了放射性废物管理的政策法规、战略规划及管理体制,放射性核素运移及其数值模拟等。
2011年09月19日-21日
广东省电力设计研究院
西班牙LaCoruna大学终身教授JavierSamper关于西班牙ElCabril低中放场地及处置场地地下水流和溶质运移模型的讲座和交流。
2011年10月21日-23日
中国上海电力学院
2011年能源、环境与可持续发展国际学术会议,同与会专家和学者就高放废物深地质处置和低、中等水平放射性废物近地表处置等问题进行了交流和讨论。
2011年10月23日-27日
日本大阪大学
第19届世界核工程大会,就放射性废物处置的法规标准和低、中水平放射性废物的处置试验和模拟技术等问题同与会专家进行了交流。
表6美国低、中水平放射性废物处置技术调研与培训成果表
时间
地点
培训/调研内容
2011年8月28日-30日
美国伯克利劳伦斯实验室
美国伯克利劳伦斯实验室饶林峰教授关于美国放射性废物的处置现状和经验的讲座;美国伯克利劳伦斯实验室张可倪教授关于放射性废物处置场地地下水模型的讲座;美国伯克利劳伦斯实验室卢国平教授关于美国放射性废物的处置经验、历史、规范、勘测内容、环境影响评价和总图布置以及Beatty、WardValley、YuccaMountain等场地的专题内容系列讲座。
2011年9月1日
美国内华达州Beatty处置场
现场调研美国第1个商业低中放废物处置场——Beatty处置场的场址特性、勘察技术、核素运移原因。
2011年9月1日
美国内华达州YuccaMountain高放处置库
现场调研美国YuccaMountain高放废物处置库的场址特性。
2011年9月2日
美国加利福尼亚州WardValley处置场
现场调研开展前期勘察工作,但未获执照申请许可的WardValley处置场的场址特性、勘察技术、选址失败的原因。
2011年9月7日
美国新墨西哥州WIPP深地质处置库
现场调研美国唯一深地质处置库(也是中放废物处置库)——WIPP盐岩处置库的场址特性、勘察技术、中放废物深埋处置技术。
由WIPP场址首席科学家RogerNilson培训。
收集了大量资料。
2011年9月8日
美国德克萨斯州Andrew处置场
现场调研美国目前唯一在建的成功运作的商业低中放处置场——Andrew处置场的场址特性、勘察技术。
由负责Andrew场址的WCS公司总经理LindaBeach培训,获得选址、勘察、环境影响评价和执照申请的全套资料。
表7专家咨询统计表
时间/地点
咨询专家
咨询内容
2009年12月31日
(北京)
环境保护部核与辐射安全中心厂址室主任常向东研究员
国家核安全局马成辉处长
国家环保总局核安全中心废物室吴浩主任
中核集团清原公司孙东辉研究员
中国原子能科学研究院姜希文研究员
核工业北京地质研究院王驹院长
规范编制大纲初稿。
2011年03月-05月
(北京)
建设部综合勘察研究设计院顾问总工程师顾宝和勘察大师
核工业第二研究设计院田胜清教高
国家电力规划设计总院戴联筠教高
规范条文初稿。
2011年08月23-24日
中国辐射防护研究院(太原)郭择德研究院
北京大学工学院郑春苗教授
北京大学工学院吴晓磊教授
深圳中广核工程设计有限公司姬国庆高级工程师
低中放废物处置场地岩土工程的勘察体系。
2011年12月30日
(广州)
环境保护部核与辐射安全中心副总工程师常向东研究员
中国放射性废物处置的规划和处置场地勘察应注意的基本问题。
2012年1月10日
(香港)
香港大学李焯芬院士
处置场勘察的关键因素及对本规范的建议。
表8规范编制过程中形成的相关成果统计表
类别
内容
译著1本
《近地表陆地处置》,中国地质大学出版社,2010。
专题报告4份
1.《低、中水平放射性废物处置设施常见处置形式研究专题报告》;
2.《现行国内、美国、IAEA相关法律、法规、规范研究专题报告》;
3.《水文地质与水文地球化学专题研究》;
4.《美国低、中放废物处置调研报告》。
论文6篇
1.低中放废物处置场岩土渗透特性研究,《水资源保护》(核心,已发表);
2.放射性废物处置研究进展,《地球学报》(核心,已发表);
3.StudyOnTheNearSurfaceDisposalOfLILWInChina,19thInternationalConferenceonNuclearEngineering,Osaka,Japan(EI,已发表);
4.ApreliminarystudyonthetransportbehaviorforapotentialdisposalsiteofLILWinsouthernChina,《AdvancedMaterialsResearch》(EI,已发表);
5.论低中放废物近地表处置岩土工程勘察的几个问题,《工程勘察》,(核心,已录用);
6.Assessmentofsiteconditionsfordisposaloflow-andintermediate-levelradioactivewastes:
AcasestudyinsouthernChina,《ScienceoftheTotalEnvironment》(SCI,已发表)。
基金1项
2011年度广东省自然科学基金(S2*******05245)。
工作月报6期
《低、中水平放射性废物处置场岩土工程勘察规范》工作月报第1-6期。
三、标准的国内外性能对比与分析
目前国内没有低中放废物处置场岩土工程勘察相关标准,因此本标准可供借鉴的规范标准、国内处置案例及经验较少。
规范编写需吸纳国外处置经验中较成熟的理念和方法,并结合我国低中放废物处置场的实践经验和实际国情编写。
具体地讲,本规范具有以下特色:
(1)本规范与国际标准和发达国家标准的要求具有一致性。
规范编写过程中,参照了大量IAEA的相关国际标准、技术要求和多个美国和西班牙低、中水平放射性废物处置场的勘察报告。
因此,规范要求的勘察内容和技术方法等体现了与国际最新标准要求以及实际工程案例的一致性,通过充分吸收国际上低、中水平放射性废物处置场的成功和失败经验,来弥补目前国内处置经验不足的缺点,以指导规范的科学编写,最终实现处置场的正确勘察并确保处置场的安全性和可靠性。
(2)本规范结合我国国情编写,具有符合我国基本建设程序的特色。
通过大量的收资分析、专题研究讨论、专家咨询以及对美国低中放废物处置场的实地调研,在总结国际上较成熟的低中放处置场岩土工程勘察经验的基础上,结合我国实际情况,将低中放废物处置场地的勘察阶段划分为初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计和施工建造五个阶段,并规定了各阶段勘察内容和深度。
上述勘察阶段的划分既符合我国国情,又参考了国际经验和标准,具有中西结合的特色。
(3)本规范具有低中放废物近地表处置场这一工程特点的针对性。
不同于一般的工民建筑甚至是核电厂,低中放废物处置场用于永久处置核行业产生的低、中水平放射性废物,并要求在较长时期(300-500年)内能够将核素限制在处置场地范围之内。
因此,与常规岩土工程勘察不同,低中放废物处置场的勘察重点发生了转变,除了需要满足常规岩土勘察的目的之外,其主要任务还在于查明核素在地下介质中的运移路径、过程和速度,即查明处置场地的水文地质条件和水文地球化学特征。
上世纪50-80年代,世界上核技术发达国家如美国、法国和俄罗斯等不适当的低、中放废物处置已为他们带来了严重的经济、社会和政治影响。
如美国Hanford、MaxeyFlats处置场地因选址勘察的疏漏导致了核素处置后的泄漏污染,为至今的修复形成了巨大的技术和经济难题;另外,美国正在选址的WardValley因为水文地质勘察不仔细(沙漠降水蒸发和入渗调查不清)而使得整个审批程序陷入停滞。
因此,处置场地的水文地质条件和水文地球化学特征既是选址、勘察和评价的核心内容,同时也是环境影响评价的基本输入条件。
为避免重蹈处置场地核素释放污染的覆辙,本规范在编写过程中结合IAEA最新导则和国际上多个低中放废物处置场地的勘察报告,同时通过咨询国内外多位专家学者的意见和建议,并结合国内实际情况编写了水文地质和水文地球化学专题勘察,围绕“查明放射性核素运移条件”这一基本目的,明确了处置场地各阶段勘察的水文地质和水文地球化学内容、勘察深度和技术方法,并将地下水流和核素运移模型引入到场地勘察的分析评价之中,以综合分析和预测处置场地的水文地质条件和水文地球化学特征,为选址、设计和环境影响评价奠定基础。
(4)通过专家咨询、理论培训和对低、中水平放射性废物处置场的调研,本规范对断裂的调查和勘察作了适当规定。
断裂对处置场的影响主要体现在以下几个方面:
1)诱发地震对场址稳定性的影响;2)断裂所产生的地表错动对建筑物稳定性的影响和3)断裂可能形成的核素渗漏通道对场址适宜性的影响。
根据我国的建设程序和实际情况,断裂诱发地震的危险性评价由地震部门在地震安评专题中完成,而对断裂产生地表错动可能性及其水文地质特征的调查和评价则需在岩土工程勘察中完成。
为此,本规范在断裂勘察的编写中主要考虑了如下两个方面的因素:
1)断裂对处置场场址稳定性的影响;2)断裂的水文地质特征的调查和评价。
四、标准主要内容的说明
1关键参数、指标、性能、要求、试验方法等确定的说明。
参照欧美发达国家低、中水平放射性废物近地表处置的成功和失败经验,本规范编制过程中力求达到科学的勘察,正确地揭示处置场地的工程地质、水文地质和水文地球化学条件,最终实现处置场地正确的选址、合理的设计和安全的环境影响评价。
为达到上述目的,规范编制中作了些特殊的规定,需要特别说明的指标和参数包括如下几个方面:
(1)控制性勘探孔的深度:
规范条文中规定初步可行性研究和可行性研究阶段处置场地“控制性勘探孔应揭露稳定地下水位并进入预设场坪标高以下100~150m,当遇到透水层时应揭穿透水层”。
控制性勘探孔深度的规定主要从查明地下水位和透水层的空间分布特征两大基本目的出发,参考了美国Texas州Andrew处置场地的勘探点深度而确定的;100~150m的深度则是地下水在1个水力坡度下,在渗透系数为1×10-6cm/s的地质介质中渗流300~500年的距离,因此需要查明预设场坪标高以下100~150m范围内的岩土层的特征。
(2)渗透性分级:
规范编制过程中,有勘察大师建议应当针对低、中放废物处置场地的特殊性,重新编写岩土层的渗透性分级标准,而不能简单的参考或指向《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)或其它勘察规范中的分级标准。
鉴于低、中等放射性废物处置场地对控制核素运移到场外的特殊要求,如美国Andrew处置场地的渗透系数为1×10-9~1×10-8cm/s,WIPP中放废物处置场地的渗透系数甚至小于1×10-11cm/s,因此在规范编写中提高了岩土层渗透性分级标准(附录A)。
结合国内试验和测试技术的精度,本规范规定当岩土层的渗透系数K<1.210-7cm/s时,其渗透性为微,此时在一个水力坡度条件下核素对流300年的距离(d)仅约10m,完全不可能产生核素运移到场地外的情况。
以此类推,岩土层的渗透性不断增强,当K≥1.210-3cm/s时,核素在一个水力坡度条件下对流300年的距离为d≥110km,岩土层已不宜用于低中放废物的处置,故将岩土层的渗透性定位强。
(3)水文地质条件分级:
水文地质条件是低中放废物处置场地勘察和评价的核心内容,也是选址、设计和环境影响评价的重要依据。
因此,处置场地的水文地质条件分级是场地勘察的重要综合性成果,对场址的最终选择具有重要的指导意义。
规范第5.2.1条第5款从从处置场地貌类型、地质特征、包气带特征、处置层渗透性、地下水的循环特征及岩土层的吸附能力等方面将预选处置场地的适宜性划分为简单、中等和复杂三类。
分类标准主要参考了《低中水平放射性固体废物的浅地层处置规定》GB9132中关于场址要求的相关规定。
(4)试验和测试:
规范编写中,除常规的野外和室内试验以外,还对弥散试验和吸附试验作了原则性的规定。
其中弥散实验(第6.8.5条和7.3.3条)主要用于获取溶质在处置场地下水系统内的弥散系数,实验基本要求则参考了水文地质经典教材《地下水动力学》中的相关规定;岩土层的化学特性和吸附试验(第7.3节)则是为了查明其对核素的吸附能力,试验方法和要求主要参考了《近地表处置设施选址》(IAEA,1994)、《放射性废物近地表处置要求》(IAEA,1999)和《Understandingvariationinpartitioncoefficient,Kd,values:
VolumeI,IIandIII》(EPA,1999)中的相关规定。
2对标准中有争议问题的协调和取得共识的说明。
(1)关于勘测阶段划分的争议问题说明:
关于勘察阶段的划分,有专家提出可按照《低、中水平放射性固体废物的浅地层处置规定》GB9132、《低、中水平放射性废物近地表处置设施的选址》HJ/T23、《放射性废物近地表处置场选址》HAD401/05及IAEA相关规定,将勘察阶段划分为规划选址阶段、区域调查阶段、场址特性评价阶段和场址确定阶段,这样的划分方法虽能与前述规范或标准相协调一致,但与我国的建设基本程序程序不协调,也与处置场设计阶段不匹配,目前我国的建设基本程序为项目建议书阶段(初步可行性研究阶段)、可行性研究阶段、设计工作阶段(初步设计\施工图设计)、建设准备阶段\建设实施阶段\竣工验收阶段\后评价阶段;另一方面,现有的低中放废物处置场地如飞凤山、遥田处置场地的勘察也是按照初步可行性研究阶段、可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图阶段和施工建造阶段来划分的,且国内目前的所有勘察规范也是按照初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计和施工建造来划分的。
因此,为了与国家的基本建设程序及相关规范协调一致,本规范也将勘察阶段划分为初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计和施工建造五个阶段。
(2)断裂勘察章节中有争议的问题说明:
断裂勘察章节中有争议的问题及其取得的共识主要表现在以下几个方面:
考虑断裂与地震
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- 国家标准 水平 放射性 废物 处置 中国电力 企业联合会