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1、如某发电工程的勘测工作 根据选址和 踏勘后提供的场地条件 厂区地基土主要为 密实的卵石和砾石 间夹少量漂石和中粗 砂 其下即为隔水的第三系红色粉砂岩 地 下水埋深 4 6m 计划采用 3 台国产回 转钻机 20 多人 历时两个多月 实施过程中 先用一台国产工程钻机进 行试钻 同时加强现场水文地质与工程地质 条件的调查 结果发现 厂区的地形起伏变 化本身就很大 上下游也都有地下水和第三 系红层露头 据此推测厂区地下水埋深远不 只是 4m 6m 绝大部分地段都可能在十几 米以下 如果改钻探为挖探 质量 进度和 成本都可以得到更有效的控制 根据试钻结 果 工程技术人员及时调整工作方法 采用 一台美国
2、水井钻机 最后只用了 12 名职工 20 天的外业工期 消耗了很少的钻探材料 圆满地完成了两个厂址和三个灰场的岩土工 程勘测任务 现场直接费用比原计划节省了 40 此外 在黄土地区 伴随着人们的日常 生活 工作特别是工程建设活动所积蓄的重 力地下水问题也日渐增多 如在西安市区或 其它居民集中生活区 在一些扩建及新建发 变电工程中 由于场地给排水条件和岩土技 术条件的改变 在原始地下水位埋藏很深的 地基土中 又发现了一些岛状或片状的重力 地下水 它们经常形成有一定分布范围和厚 度的上层滞水或饱和黄土 给后期岩土工程 治理带来困难 如何认识和防治这一新的环 境水文地质问题 有待岩土工程师的深入研
3、究 收稿日期 1999 11 17 作者简介 余正元 1941 男 湖北人 教授级高级工程师 核电厂工程地质勘测与评价 戴 联 筠 国家电力公司电力规划设计总院 北京 100011 摘 要 为了确保核电厂安全 应按基建程序完成勘测各阶段任务 特别是对断层的鉴定与评 价 关于核电厂地基的选择 除了基岩地基外 也应考虑土质地基 关键词 核电厂 勘测 断层 地基 Prospecting and Appraisal of Engineering Geology for Nuclear Power Plant DAI Lian yun China Power Engineering Consuening
4、 Corparation Beijing 100011 Abstract In order to ensure safety in nuclear power plant must according to capital construction procedure complete one swork of prospecting especially give and appraisal of paraclase Choice concerning ground of 8 电 力 勘 测 总第 25 期 nuclear power plant in addition to bedrock
5、 ground also take soil ground into account Key word nuclear power plant prospecting paraclase ground 我国改革开放以来 核电厂的建设已从 探索 酝酿阶段走向论证 决策和实施阶 段 1994 年建成了秦山 大亚湾两个核电 厂 3 台共 210 万 kW 核电机组 约占我国 总发电量的 1 九五 期间开工建设岭 澳核电厂 秦山二期核电厂 秦山三期核电 厂和连云港核电厂 8 台共 660 万 kW 核电机 组 在本世纪初将投入商业运行 此外 福 建核电厂 浙江三门核电厂 山东海阳核电 厂 广东阳江核电
6、厂 江西核电厂和辽宁核 电厂都已通过了国家初步可行性研究报告审 查 有的核电厂正在紧张编制可行性研究报 告 实践表明 核电是一种安全 清洁 经 济俱有发展前途的能源 核电厂与常规火力 发电厂的最大区别在于动力部分 常规燃煤 电厂是采用锅炉产生热蒸汽推动汽轮发电机 发电 而核电厂则以核燃料为动力 在反应 堆内通过放射性物质的裂变产生大量的核 能 使水变成高压蒸汽 推动气轮发电机旋 转发电 但核物质具有放射性 一旦发生核 泄漏 会对人民的生命财产造成巨大的损 失 后果不堪设想 因此 建设核电厂 核安全 是最高的要求 而核电地质工作 对核电的发展 又起着举足轻重的作用 故 必须做好调查 研究各种地质
7、问题 确保核 电厂的安全 核电厂的地质工作包括地震地质 工程 地质 水文地质及环境地质等多方面 都是 与核电厂工程建设有关的地质问题 当然 它可能由不同的部门或单位承担相应的地质 工作 但总的归口单位一定是总体设计院的 岩土工程部门 1 核电厂勘测阶段的划分及各阶段的任务 与要求 核电厂的地质勘测工作是一个庞大的系 统工程 为了循序渐进 优质高效的完成核 电厂的地质勘测工作 必须按照基建程序 并与设计阶段相适应 合理地划分勘测阶 段 勘测阶段可以划分为初步可行性研究 可行性研究 初步设计 施工图设计和工程 建造等五个勘测阶段 地质勘测大量的工作 和重点是在前三个阶段 1 1 初步可行性研究阶段
8、 本阶段的地质勘测工作 一般是通过搜 集资料 现场调查 辅以必要的现场勘测工 作 初步评价本阶段所确定的二个或二个以 上的候选厂址在地质 地震方面的可接受 性 初步可行性研究主要应完成以下工作 1 根据地质构造和地震活动性特征评 价厂址所在地区的区域地壳稳定性 2 对影响厂址合格性所涉及的关键问 题 如发震构造 能动断层 主要断层等作 出初步评价 3 对厂址的地震动参数 SL 2 的高值 作出初步估算 4 对厂址区由地震引起的潜在地质灾 害和其它不良地质现象作出初步评价 5 提供初步的工程地质和水文地质资 料 对厂址的场地稳定性 地基条件和环境 地质作出初步评价 提出有关工程地质条件 适宜 或
9、 不适宜 建厂的意见 评价厂址的适宜性主要应考虑下列因 素 1 厂址附近有无能动断层 2 是否处于能影响厂址稳定的全新世 火山活动区 3 是否处于地震烈度大于 8 度的地 区 以及与地震有关的潜在地段 如地基土 液化 斜坡失稳 地基震陷等 4 厂址附近有无可开采矿藏 5 是否存在影响厂房安全的地面塌 92000 年 3月核电厂工程地质勘测与评价第1 期 陷 沉降 隆起 位移等 包括岩溶 土 洞 滑坡 崩塌 泥石流 失稳的边坡和海 岸等不良地质现象 以及影响地基稳定的采 空区或人工洞穴密集地段 6 有无可布置核岛和具有足够承载力 的地基 7 是否危及重要的地下水供水水源区 域 或处于对环境地质有
10、严重影响的地段 由上述可知 初步可行性研究阶段的地 质工作 地震地质和区域地质是一个重点 其目的是首先应从宏观上选择安全 稳定的 核电厂厂址 在厂址普选的基础上进行筛选后 对拟 进入初步可行性研究的两个或两个以上候选 厂址 应首先排除颠覆性因素 开展对有颠 覆可能的因素的研究 而不要一下就开展全 面工作 总之 可能的颠覆性因素对各个厂 址根据具体情况不同而不同 对有的工程可 能是地质地震方面的的问题 有的工程可能 是水文水工方面的问题 而有的工程则是环 境保护或其它外部条件方面的问题 当然 主要是地质 地震方面问题 尽管在初步可 行性研究阶段 对某些可能会成为颠覆性因 素的关键地质问题也要进行
11、充分的研究 要 有充足的依据能排除这些因素对厂址可能的 颠覆性影响 例如 正在进行初步可行性研究的吉林 核电厂 在对全省十多个厂址普选的基础 上 经过多次筛选 最后将位于白山市境内 的两个厂址作为初步可行性研究优先候选厂 址 但是 在厂址区域范围内 有全新世活 火山分布 这些活火山是否对核电厂厂址构 成潜在的威胁 是否是否定厂址的颠覆性因 素 必须进行深入的调查和研究 才能得出 明确的结论 经火山研究单位和火山专家对厂址区火 山安全性评价进行专题研究 取得了结论性 意见即 火山灾害对核电厂厂址不构成颠覆 性问题 吉林核电厂可以全面地开展初步可 行性研究阶段的工程地质勘测 地震地质和 其它方面的
12、工作 本阶段的工程地质勘测以地质调查为 主 但在厂址区应进行必要的工程地质钻 探 测试及物探工作 了解厂区地层 特别 是设想的核岛区及其附近的地层分布及特 征 提供各地层参考性的物理力学性质指 标 因此 要求每个比选厂址布置钻孔不少 于两个 钻孔深度应为厂区设计地坪标高以 下 30 60 m 1 2 可行性研究阶段 本阶段的地质勘测工作 应在初步可行 性研究审查选定厂址的工作基础上 通过进 一步搜集资料 现场勘测和专题调查研究工 作 验证厂址在地质 地震条件的可接受 性 本阶段的工作重点应放在厂址近区域范 围 以厂址为中心 半径 25 km 以内的地 区 厂址附近范围 以厂址为中心 半径 5
13、km 以内的地区 及厂址区 核电厂所在 地点 面积不小于 1km2的地区 可行性研 究主要应完成以下几方面的工作 1 对厂址附近范围内是否存在能动断 层作出确切评价 2 确定厂址的基岩地震动参数 包括 SL 2 值 反应谱等 3 根据综合概率法给出的结果复核厂 址的地震基本烈度 4 对厂址区由地震和其它因素引起的 潜在地质灾害作出评价 5 查明厂址区地质构造 岩层分布及 其岩体风化等特征 不良地质现象 水文地 质基本条件及环境水文地质特征 提出厂区 初步的岩 土设计参数 为初步确定核岛位 置和总平面布置提供工程地质资料 从上述要求可以看出 本阶段是地质工 作的重点 要开展全面的地震地质工作和工
14、 程地质勘测工作 本阶段勘测采用工程地质测绘 工程物 探 钻探 原位测试及室内试验等勘测手 10 电 力 勘 测 总第 25 期 段 工程地质测绘的范围应包括厂址及其周 边地区 测绘比例尺为 1 1000 1 2000 厂址中心区比例尺应为 1 1000 周边地区 比例尺可以是 1 2000 工程物探应作为本 阶段一项重点勘测手段 通常采用 2 3 种 物探方法进行综合分析 并与钻探相结合 查明覆盖层的组成 厚度和基岩面的埋藏特 征 查明隐伏岩体的地质 构造特征 及是 否存在隐伏的软弱带和洞穴 对海域 水 域 应结合水工建筑物位置调查地层分布和 基岩起伏 物探方法可以选择浅层地震勘 探 电法勘
15、探 地质雷达 水深测量法 声 纳法 浅地层剖面法等 工程地质钻探应结合地形 地质条件 采用网格状布置钻孔 钻孔间距宜为 150 m 沿核岛和常规岛中轴线应布置勘探线 孔距应适当加密 保证每个核岛和常规岛各 不少于一个钻孔 水工建筑物要结合水下地 形布置钻孔 据统计资料 核电厂可行性研 究的钻孔数量一般在 40 60 个左右 钻孔 深度 对基岩场地进入基础底面以下坚硬岩 石不小于 10 m 第四系地层场地应达地坪 设计标高以下 40 m 为了进行地基岩土的 波速测试 核岛区控制性钻孔深度宜达到基 础底面以下2 倍反应堆厂房直径 钻孔深度 可达 100 m 以上 本阶段还要进行水文地质工作 是为了
16、 查明工程地质条件和查明与核环境影响有关 的水文地质问题 核电厂在事故状态下 释 放的放射性物质进入地下可能直接污染地下 水 地下水也可能间接接受释放大气层中或 地表水中的放射性物质污染 核污染的地下 水可能流到取水地点 对公众造成危害 因 此应开展与核环境影响有关的水文地质工 作 评价核电厂对环境水文地质的影响 对 于地下水埋藏较浅 水量丰富 厂址附近地 下水被广泛开采或规划开采 厂区地下水与 被开采的含水层存在水力联系的厂址 应在 本阶段或下阶段 依照有关规定进行更详细 的与核环境影响有关的水文地质工作 1 3 初步设计阶段 初步设计阶段的基本任务是根据可行性 研究及批准的设计任务书的要求 确定核电 厂建设的具体方案 在进行初步设计时 核 电机组的选型 总体的设计方案和总平面布 置方案已基本确定 核电厂地质工作的重点 是厂区的工程地质勘测工作 本阶段勘测应 根据各类建筑物的布置 核安全分类进行分 地段勘测 根据核电厂各地段各类建筑物的 重要性和对地基的不同要求确定勘探和测试 内容 按照核电厂建筑物生产组合特点可以 分为核岛地段 常规岛地段 附属建筑地 段 水工建筑地段等四个地段进行
