Перспективная оценка устойчивости сооружений долговременного хранения радиоактивных отходов

ПЕРСПЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ СООРУЖЕНИЙ ДОЛГОВРЕМЕННОГО ХРАНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ

ОТХОДОВ

PROSPECTIVE EVALUATION OF THE STABILITU OF STRUCTURES LONG-TERM STORAGE OF RADIOACTIVE

WASTE

M.M. Хахунова1, М.Д Самсонов2, C.C. Шмелева3 M.M. Hahunova,1 M.D. Samsonov2 , S.S Shmeleva3

ГУП МосНПО «Радон»1 г. Москва, ГЕОХИ РАН2 г. Москва, Свято-Троицкая Сергиева Лавра г. Сергиев Посад3

В последние годы интенсивно ведется сооружение хранилищ радиоактивных отходов среднего и низкого уровня активности поверхностного типа, одно из которых готовится к эксплуатации и разработано по международному проекту «Тасис». Несомненные перспективы при благоприятных геологических условиях имеют существенные преимущества перед остальными типами хранилищ. Однако учитывая климатические условия и рельеф местности, необходимо проводить комплекс геодезических исследований, основным методом наблюдения за осадками различных частей здания является высокоточное геометрическое нивелирование. Оно позволяет своевременно выявлять ослабленные участки зданий до появления открытых деформации, приводящих к разрушению конструкций.

In recent years the building is radioactive waste storage medium and low activity level of surface type, one of which is preparing for the operation and developed the international project "Tacis". The undoubted prospects under favorable geological conditions, have significant advantages over other types of stores. However, given the climatic conditions and terrain, it is necessary to conduct complex geodetic studies, the main method of monitoring the precipitation of various parts of the building is a high-precision direct leveling. It allows to identify weak areas of buildings open to the appearance of strains that lead to the destruction of structures.

В России большая часть радиоактивных отходов (РАО) низкой и средней активности складируют в приповерхностных хранилищах, емкостью от 5 000 до 20 000 м3, но с увеличением объемов РАО сооружаются новые хранилища для их длительного хранения.

В настоящее время на некоторых спецкомбинатах «Радон» завершается строительство третьей очереди поверхностного хранилища принципиально новой конструкции. Проект хранилища разработан российскими и зарубежными специалистами по программе «Тасис». Это хранилище предназначено для хранения кондиционированных РАО в железобетонных контейнерах объемом около 1,5 м3. Общая площадь хранилища - 27500 м2, суммарная вместимость - 113000 м3 кондиционированных отходов в железобетонных контейнерах. Хранилище размером в плане 172,4x193,5 м (без учета отмостки) компонуется из 20 одинаковых по объему и конструкции хранилищ-

5/2011 ВЕСТНИК

_МГСУ

модулей, каждое из которых имеет габариты (в чистоте) 37,1x35,55x6,0 м. Модуль разделен на 3 отсека с проемами для загрузки контейнеров при помощи автопогрузчика. Хранилища-модули располагаются в виде четырех параллельных рядов по 5 модулей в каждом ряду с проездами между рядами по 9 ми зазором между соседними в ряду хранилищами-модулями.

Многослойная конструкция пола хранилищ-модулей предусматривает возможность отвода воды (конденсат со стен и контейнеров, случайные протечки - фильтрат) в дренажные трубы и контрольные колодцы, расположенные в загрузочных проездах между модулями. С этой целью под несущей железобетонной плитой пола укладывается щебеночный дренажный слой с уклоном в сторону дренажных колодцев. Под фундаментной плитой устраивается гидроизоляция, исключающая поднятие капиллярной влаги.

В связи с расположением в основании хранилища сильнопучинистых грунтов и значительной обводненности территории фундаментная плита устанавливается выше поверхности земли на песчаную подсыпку, толщина которой (1,0-2,5 м) определена из условий промерзания с учетом толщины многослойной конструкции пола, а также с учетом рельефа местности.

Стены и покрытие модуля хранилища выполняются из монолитного железобетона толщиной 400 мм, фундаментная плита - 500 мм. Каждый модуль запроектирован в виде замкнутого железобетонного каньона с внутренними стенами, расположенными через 6 м в одном направлении и разделяющими модуль на отсеки размером в плане 5,85 х 35,55 м. Срок службы таких хранилищ РАО должен быть максимально большим [1], не менее трехсот (300) лет.

Проблема сохранения целостности уже существующих и вновь возводимых хранилищ радиоактивных отходов огромных размеров и длительного срока эксплуатации очень близка к проблеме сохранения храмовых комплексов, как Древней Руси, так и заново построенных в настоящее время. Храмы Древней Руси сооружались 700-800 лет тому назад, за это продолжительное время их действия накоплен огромнейший опыт исследований за состоянием грунтов, изменением гидрогеологических условий на территории расположения сооружений и их влиянием на сохранность конструкций храмов, влиянием экзо-эндогенных процессов на устойчивость уникальных сооружений в течение почти столетнего времени их эксплуатации. Поэтому с определенной степенью достоверности весь накопленный опыт исследований за сохранением храмовых комплексов и церквей можно перенести и на инженерные сооружения по долговременному хранению радиоактивных отходов.

На основе производимых исследований выявлено, что одной из основных причин разрушения исторических сооружений являются разрывные деформации. Они связаны с неравномерными вертикальными и реже горизонтальными подвижками на различных участках одного и того же сооружения.

Основным методом наблюдения за осадками различных частей здания является высокоточное геометрическое нивелирование. Оно позволяет своевременно выявлять ослабленные участки зданий до появления открытых деформации, приводящих к разрушению конструкций и связей сооружения. Однако одним геодезическим нивелированием нельзя поставить диагноз, выявить все причины разрушения зданий и сооружений. Поэтому в комплексе с геодезическими исследованиями всегда необходимо использовать инженерно-геологические и гидрогеологические методы исследований, которые заключаются в изучении грунтового основания здания, конструкции и со-

стоянии фундаментов, положение и влияние подземных вод на подземную часть сооружения.

Применение геодезических методов исследования, дополнительных инженерно-геологических, гидрогеологических и возможно, дополнительных специфических исследований позволит разработать инженерно-технические мероприятия, исключающие создание аварийных ситуаций и служащих гарантией экологической безопасности хранилищ нового типа [2].

Список литературы:

1. Дмитриев С.А., Баринов А.С., Батюхнова О.Г. и д.р. Технологические основы системы управления радиоактивными отходами. Москва, 2007

2. Технический отчет, наблюдения за высотными деформациями сооружений Свято-Троицкой Сергиевой Лавры (циклы 1-26). Договор № 55/11-К-2005 г. ООО «КИПС-2». Москва 2005 г.

References:

1. SA Dmitriev, AS Barinov, OG Batyuhnova and etc. Technological bases of radioactive waste management. Moscow, 2007

2. Technical report, observations of high-rise buildings deformations of the Holy Trinity St. Sergius Lavra (cycles 1-26). Contract № 55/11-K-2005, LLC "KIPI-2". Moscow 2005

Ключевые слова: Разрывные деформации, хранилища радиоактивных отходов, храмы древней Руси, геодезическое нивелирование, геомониторинг.

Keywords: Discontinuous deformation, nuclear waste repository, the temples of ancient Russia, geodetic leveling, geomonitoring.

89057165877 mmhahunova@mail.ru 89057165877 s.shmeleva@mail.ru

Рецензент: Директор ООО «ПАРЦ в Троице-Сергиевой Лавре», архитектор-реставратор высшей квалификации, член Федерального научно-методического совета Министерства культуры РФ, Заслуженный деятель искусств Российской Федерации Демидов С.В.