地质勘察中隧道区域放射性物质的分析与评价
时间：2022-12-06 16:40:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
金 东
(辽宁省交通规划设计院有限责任公司 沈阳市 110166)
平台隧道位于绥中县葛家乡附近，临近大青山铀矿普查区边缘，隧道附近发现两处铀矿探矿坑洞，经核工业局240研究所确认无开采价值。隧道区属半干旱大陆性气候带，夏季炎热，冬季寒冷，风沙干旱，雨量很少。平均降水量约为440～660mm，集中降雨分布在六月至八月。年平均气温8.3～9.2℃。隧道区属低山地貌，地形较简单，两端洞口处为坡积地貌，沟壑发育，洞口坡度较缓，坡度为5°～10°，地表植被发育。山体总体呈近北东-南西走向。最高海拔225.1m，最低海拔107.3m，相对高差117.8m。
(1)在该地段选用高密度电阻率法，技术方法合理，异常特征明显，能较好地反映地质实际情况。
该铀矿洞共完成物探测线10条，测线3、测线4沿现场调查的铀矿洞口布置，测线长度各为300m；
为控制铀矿洞走向，在洞口延伸方向布置测线1、测线2，测线长度各为300m；
为调查矿洞是否与平台隧道相交，布置测线5、测线6，测线长度各为680m；
在平台隧道西南848m处有一矿洞露头，为调查矿洞是否与平台隧道相交，布置测线7、测线8、测线9、测线10，测线长度各为300m。物探测线布置见图1。
图1 隧道物探工作布置平面图
(2)物探综合解释成果如下：
测线1：105m附近出现相对高阻异常，异常深度26m，结合有关地质资料，推测该异常为矿洞异常，设计隧道在异常范围外。
测线3：155m附近出现相对高阻异常，异常深度26m，结合有关地质资料，推测该异常为矿洞异常，设计隧道在异常范围外。
测线4：140m附近出现相对高阻异常，异常深度2m，结合有关地质资料，推测该异常为矿洞异常，设计隧道在异常范围外。
测线8：150m附近出现相对高阻异常，异常深度6m，结合有关地质资料，推测该异常为矿洞异常，设计隧道在异常范围外。
测线10：130m附近出现相对高阻异常，异常深度1m，结合有关地质资料，推测该异常为矿洞异常，设计隧道在异常范围外。
测线2、测线5、测线6、测线7、测线9未发现有意义的物探异常。
(3)该矿洞区地貌单元属于低山丘陵。全风化混合花岗岩露头，厚度一般为0～5m，坡脚厚度较厚，坡上厚度较薄，常见岩石露头，岩性为混合花岗岩，多为全风化状态。下伏基岩为混合花岗岩，埋深基本随地形起伏。
(4)本次物探工作在该设计隧道范围内未发现矿洞异常，结合访问调查资料，该矿洞在设计隧道范围外。
对隧道区进行实地放射性测量，共完成放射性测量剖面2条，每条测线长约700m，总长1.4km，放射性测量点140个，XSZK13101进行了放射性测井。
(1)计算年有效计量当量：年有效计量当量计算方法分为两种，计算1是按照每年365d，每天24h计算。计算2为《电离辐射防护与辐射源安全标准》(GB 18871—2002)附录B剂量限值和表面污染控制水平中表B2(核工业部门环评通用)规定，假设每年在住宅中7000h或每年在工作场所2000h(250d，8h)计算。
根据现场对矿洞内放射性检测、岩石中铀含量分析以及隧址区进口段、洞身、出口地表放射性检测与钻孔中岩石铀含量分析，结果见表1。
根据检测数据可知：铀矿矿洞内放射性及岩石中U含量均偏高；
洞外放射性及隧道地表处放射性检测数值相差不大，隧道围岩及隧道洞深处岩石U含量与地表岩石相差不大，且U含量数值及放射性数值均明显小于矿洞内岩石；
由于工作方法受限，现阶段无法实测隧道围岩及隧道洞深处放射性数值，可根据隧道围岩、隧道洞深处岩石U含量值与地表岩石进行类比分析，推算隧道围岩及隧道洞深处放射性指标，由于U含量与放射性指标无直接线性关系，且统计数据较少，采用推算的数值存在不确定性，仅作参考。综合判断隧道围岩及隧道洞身深处岩体放射性与地表放射性基本相同。
表1 矿洞内外放射性检测结果
结论：建议采用第二种方法计算，即按照《电离辐射防护与辐射源安全标准》(GB 18871—2002)(核工业部门环评通用)按每年在工作场所2000h(250d，8h)计算。
(2)在隧道区域进口、洞身、出口地表处检测辐射量数值均小于规范《公路隧道设计细则》(JTG/T D70—2010)14.9.2条要求0.0005Sv，属于适宜修建隧道。
(3)通过平台隧道地表岩块及隧道岩芯U含量测定，地表、围岩及洞深处岩石U含量数值相差不大，且采用插值公式法计算围岩及洞深处放射性数值与地表相差不大。综合分析：隧道围岩及洞深处放射性检测数据与地表处基本相同，小于规范《公路隧道设计细则》(JTG/T D70—2010)14.9.2条要求0.0005 Sv，属于适宜修建隧道。
(4)根据《电离辐射防护与辐射源安全标准》(GB 18871—2002)附录A豁免中A1豁免准则，隧址区辐射性测量数据为0.08～0.30μSv/h，均小于1μSv/h，为豁免范围内，根据现有检测数据综合判定为适宜修建隧道。
5.1 内照射指数
按照式(1)进行计算：
(1)
式中：IRa为内照射指数；
CRa为建筑材料中天然放射性核素镭-226的放射性比活度，单位为贝可每千克(Bq/kg)；
200为仅考虑内照射情况下，本标准规定的建筑材料中放射性核素镭-226的放射性比活度限量，单位为贝克每千克(Bq/kg)。
5.2 外照射指数
外照射指数按照式(2)进行计算：
(2)
式中：Iγ为外照射指数；
CRa、CTh、CK分别为建筑材料中天然放射性核素镭-226、钍-232和钾-40的放射性比活度，单位为贝克每千克(Bq/kg)；
370、260、4200分别为仅考虑外照射情况下，本标准规定的建筑材料中天然放射性核素镭-226、钍-232和钾-40在其各自单独存在时本标准规定的限量，单位为贝克每千克(Bq/kg)[1]。
试验数据及检测结果见表2。
表2 花岗岩放射性试验数据及检测结果
通过对本项目花岗岩隧道取样进行放射性测试，内照射指数IRa平均值为0.22≤1.0，外照射指数Ir平均值为0.48≤1.3，依据《建筑材料放射性核素限量》(GB 6566-2010)，项目区花岗岩满足A类标准，使用范围不受限制，适宜修建隧道。
通过对隧道花岗岩岩体放射性及铀矿物含量的分析，测量数值均小于规范数值，隧道整体天然放射性环境是较为安全的，属于适宜修建隧道。
建议隧道在施工阶段加强放射性监测，一旦发现异常，及时上报，同时加强隧道内通风条件，做好施工组织安排，筑路工人做好个人防护。
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