Сегодня: 18 | 01 | 2021

Дисертація ПРОГНОЗНА ОЦІНКА РОЗВИТКУ ТЕРИТОРІЙ АТОМНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ СТАНЦІЙ ТА ЗОН СПОСТЕРЕЖЕНЬ (на прикладі Рівненської АЕС) 2004

Відклади туринського ярусу верхньої крейди представлені писальною крейдою. Крейда - порода специфічна, слабозцементована, високопориста, дуже низької стійкості, розм’якшувальна, карстована і суфозійна. Має у собі карсто - суфозійні пустоти і тріщини, заповнені принесеними матеріалами.

Сухі проби у воді (в лабораторних умовах) упродовж декількох хвилин легко розмокають і розпадаються на дрібні частинки, а також розмиваються на відкритій поверхні. Щільність крейди досить неоднорідна.

Властивості крейди залежать від геоструктурних особливостей, віддалення від річкових долин і глибини залягання, структури, хімічного складу і зволоженості, а також великої чутливості зволоженої крейди до механічного впливу і проявлення гірського тиску у свердловинах.

В товщі крейди, в залежності від складу, виділені чотири її різновиди, характеристика яких приводиться нижче:

- шар 20а крейда біла, м’яко пластична, рідше текучої пластичності, за винятком окремих уламків і кремнію. Розповсюджений на ділянці споруди блоку №3, менше в межах ділянки блоків №1,2. Потужність пласту місцями досягає 6-7м;

- шар 20б крейда сильно тріщинувата (крейдяний щебінь). Вміст уламків в породі складає 60-90%, розміри уламків від 0,5-1 до 3-5см. Склад крейди в уламках у більшості випадків напівтвердий, рідше твердий і туго пластичний. Має широке розповсюдження;

- шар 20в крейда тріщинувата, вміст уламків в породі 20-50%, розміри уламків від 2-3 до 7-10см в поперечнику; нерідко з включеннями кремнію. Має широке розповсюдження;

- шар 20г крейда масивна, туго пластичної консистенції, зрідка з включеннями кремнію, поширення обмежене.

До вилитих гірських порід на території Рівненської АЕС відносяться базальти, які є стійкими проти вивітрювання. На даній території визначено такі різновиди базальтів:

- шар 21 базальтний конгломерат сеноманського ярусу верхньої крейди, переважно слабо вивітрений, поширення обмежене, потужність 0,1-0,2м;

- шар 22 елювій (кора вивітрювання) базальтів берестовецької свити верхнього протерозою, представлений щебенистим ґрунтом із глинистим заповненням; потужністю біля 0,2м;

- шар 23 базальт берестовецької свити верхнього протерозою, слабо вивітрений, міцний, розм’якшувальний, тріщинуватий; тріщини частково заповнені, частіше кальцитом і хлоритом, рідше супіщаним ґрунтом із вкрапленнями крейди (результат суфозійного виносу матеріалу з крейдяної і супіщаної товщі).

В геологічній будові ділянки беруть участь верхньопротерозойські, верхньокрейдяні, верхньопалеогенові і середньочетвертинні утворення.

Верхньопротерозойські утворення з поверхні представлені базальтами і туфами берестовецької свити, які ускладнені тектонічними порушеннями різного порядку. Завдяки тектонічним порушенням в масиві базальтів розвинута густа сітка тріщин, різних розломів і орієнтування.

Верхньокрейдяні відклади виражені писальною крейдою туринського ярусу, в основі якого місцями залягає тонкий шар базальтного конгломерату нижнього сеноману. Вони залягають в інтервалі глибини біля 25-40м. Характеризуються значною розчленованістю рельєфу покрівлі, неоднорідною будовою (виділяються: поточно,- м’яко - і, тугопластичні, тріщинуваті і сильно тріщинуваті різновиди). На ділянках блоків №1,2, градирень №1-4, головного корпусу блоку №3 товщина крейди середньозакарстована, на ділянках мехмайстерень, спецкорпусу, вентруби і естакади брудних стоків блоку №3 – сильнозакарстована (рис. 1.1).

Верхньопалеогенові і середньочетвертинні відклади представляють товщу, виражену супісками і дрібними пісками, рідко суглинками і середніми пісками. Із-за обводнення значно понизились їх структурна стійкість і фізико - механічні властивості, в зв’язку з чим серед супісків виділяються менш щільні різновиди пластів 12а, 12б, 12в, 18а, серед пісків - рихлі різновиди пластів 11а, 13а, 17а.

На основі приведеної характеристики можна стверджувати, що велика мінливість, якою відрізняється загальна потужність льодовикової товщі за міцнісними, деформаційними і фільтраційними властивостями порід, створює можливість появи небезпечного нерівномірного осідання споруд РАЕС.

В даному пункті нами досліджено залежність вертикальних зміщень фундаментів споруд від зміни геологічних умов (потужності та глибина залягання порід). В табл. 1.7 подані коефіцієнти кореляції між досліджуваними величинами (обчислення проводились за допомогою методу, використаного у пункті 1.2).

Таблиця 1.7

Залежність вертикального зміщення споруд Рівненської атомної електричної станції від зміни геологічних умов

Об’єкти, що досліджуються: ОНС, БНС 1,2

НСГ,

Спецкорпус 1,2,

Градирні №1,2, ОДК, АЗК

Геологічні породи

Насипний ґрунт та пісок

1, 11, 13

Супісок середньо четвертинн.12, 12а

Супісок харківського ярусу верхнього палеогену 18,18а

Глина, суглинок 19

Крейда 20

Від глибини залягання породи

-

0,60

0,19

0,48

0,56

Від потужності породи

0,52

0,71

0,31

0,45

0,74

Примітка. У таблиці після назв ґрунтів наведено їх шифри.

Результат нашого дослідження говорить про те, що найбільш небезпечними геологічними породами на території РАЕС є крейда та супісок середньочетвертинних відкладів значної потужності на невеликій глибині від поверхні.

Територія РАЕС, як зазначалось вище, характеризується такими негативними явищами, як суфозія та карст, з різною ступінню проявлення як глибинних, так і поверхневих їх форм. Розміщення АЕС в районах розвитку активного карсту чи карсто - суфозійних процесів заборонене [68]. Слід відмітити, що раніше небезпека карстових явищ недооцінювалася, що і привело до існуючих ускладнень в експлуатації АЕС.

1.4. Вплив експлуатації АЕС на гідрогеологічні та геологічні умови території

В попередніх пунктах досліджено вплив зміни природних умов на стан території та споруд АЕС, але значне техногенне навантаження території з боку АЕС і є причиною цієї зміни, яка ускладнює виробничий процес і робить можливим виникнення аварійних ситуацій.

Зміна гідрогеологічних умов на майданчику АЕС проявляється в динаміці РГВ, хімічного складу, газової складової, ступеня мінералізації і температури ґрунтових вод. Наслідком цього є підтоплення території, підвищення агресивності підземних вод і корозійної спроможності ґрунтів, погіршення деформаційних властивостей останніх, розвиток несприятливих геологічних процесів (набухання ґрунтів, усадка, суфозія та ін.). Найбільш негативним проявом цієї зміни є поява на території РАЕС карстовонебезпечних зон. Отже зміна гідрогеології є головною причиною зміни геологічних умов промислового майданчика.

Вона може бути викликана: створенням водосховищ; водозниженням; влаштуванням будівельних котлованів; роботою систем технічного водопостачання; витоком виробничих вод із комунікацій (саме такий витік з гідротехнічних споруд РАЕС спричинив у 1993 році значне підняття РГВ (рис.1.9)); порушенням підземного стоку в результаті засипки природних дрен; блокування потоку ґрунтових вод польовими основами чи фундаментами глибокого закладення; порушенням поверхневого стоку; зниженням випаровування внаслідок вирубки лісів і забудови території та ін.[10,17].

Рис. 1.9. Положення рівня ґрунтових вод у період витоку води з гідротехнічних споруд (район БНС 1,2)

В процесі будівництва може спостерігатись, як зниження, так і підвищення РҐВ, в процесі ж експлуатації, як правило, проходить його підвищення (табл.1.8). Його інтенсивність залежить, з одного боку, від правильності прийнятих проектних рішень і якості будівництва, а з іншого боку - від геоморфологічного місцерозташування майданчика, його геологічної будови, гідрогеологічних умов і властивостей ґрунтів [1].

Таблиця 1.8

Рівень ґрунтових вод в характерні періоди роботи

Енеогоблоків №1,2 РАЕС

Назва періоду дослідження РГВ

Рівень ґрунтових вод на території РАЕС

1

2

3

1

Період вишукувань 1969-73р. р.

174,67

2

Період будівництва 8.10.78р. р.

175,99

3

Перед заповненням каналів 21.10.80р. р.

178,35

4

Максимальний РГВ за період 1978-83р. р.

182,35

5

До початку ремонту бризгальних басейнів 15.04.83р. р.

180,254

6

Після осушення всіх гідроспоруд 31.08.83р. р.

179,12

7

Станом на 30.03.84р.

177,53

8

До заповнення ГТС блоку №3 30.07.85р.

176,45

9

Перед осушенням відкритого каналу блоку №3 20.08.86р.

177,08

10

Перед заповненням ГТС блоку №3 10.12.86р.

177,05

11

Станом на. 30.12.88р.

176,82

12

Станом на 30.12.91р.

176,07

13

Станом на 30.12.93р.

176,84

14

Станом на 30.12.94р.

176,77

15

Станом на 30.12.95р.

177,20

16

Станом на 30.12.96р.

176,63

17

Зміна рівня з 8.10.78р. по 30.12.96р.

+0,64

Крім підвищення РҐВ нерідко спостерігається формування верховодки чи постійного водоносного горизонту в приповерхневих відкладах. Цьому сприяють такі фактори, як значна потужність зони аерації, наявність негативних техногенних форм рельєфу (котловини, канали, траншеї), присутність в розрізі зони аерації прошарків і лінз ґрунтів з низькими фільтраційними властивостями (глинисті ґрунти), фільтраційна анізотропія і т. д.


На фоні загального пониження рівня ґрунтових вод з початку експлуатації АЕС, за останні роки проявляється тенденція до його підвищення (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Рівень ґрунтових вод (1981-1996 рр.)

Коливання рівня ґрунтових, як уже зазначалось, має негативний вплив на геологічну будову промислового майданчика. Утворення купола ґрунтових вод привело до утворення на території атомної станції суфозійно-карстонебезпечних зон (рис. 1.11).

Карстові явища (карст) це сукупність процесів розчинення та розмивання водою гірських порід (кам’яної солі, гіпсу, ангідриту, вапняку, доломіту, мергелю) та утворення в них пустот.

Суфозія – механічне винесення дрібних часток ґрунту потоком підземних вод. Внаслідок винесення дрібних часток ґрунту він стає більш проникним для води, тому швидкість фільтрації зростає і фільтраційний потік виносить частки більшого розміру. В дальшому цей процес приводить до осідання мас ґрунту і може спричинити руйнування основи і аварію споруди.

Рис. 1.11. Карстонебезпечні зони на території Рівненської АЕС:

Розвиток карстово-суфозійних процесів обумовлений наявністю карстуючих крейдяних порід, покритих товщею водонасичених піщаних ґрунтів, здатних під впливом руху підземних вод заповнювати пустоти і тріщини в крейді, розщільнювати і утворювати на поверхні осідання і провали. Про це свідчать два значні провали на ділянці гуртожитку ПТУ і механічних майстерень спецкорпусу блоку №3, а також в районі градирні №1.

Потенційно небезпечними з точки зору розвитку карстово-суфозійного процесу є, в основному, наступні фактори:

- пустотні інтервали крейдяної товщі;

- наявність текучопластичної крейди;

- широке розповсюдження тріщинуватої крейди.

Крім того небезпечними є також техногенні фактори, а саме:

- будівельні освоєння території зі збільшенням статичних навантажень на ґрунти;

- водозниження і довготривале відкачування підземних вод;

- підтоплення території;

- утворення воронок в ґрунтах в місцях втечі води з водонесучих комунікацій.