CN105527119A - 在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环境岩土工程领域，尤其是在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法，其特征在于：在所述污染场地的指定深度钻进鉴别土层或取样完成后，通过在钻孔中植入直径大于其孔径、长度可达当前钻进深度的护管，从而将从所述钻孔的孔口至当前深度之间的地下水和孔周土实施隔离。本发明的优点是：有利于保障场地调查工作的准确性及有效防止场地调查过程中不同深度处的水和土的交叉污染，有效控制调查过程中造成的污染扩散，真实反映场地的污染范围；施工方便、装置简单、便于操作、适于推广。

Description

在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法
技术领域
本发明涉及环境岩土工程领域，尤其是在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法。
背景技术
近年来，工业企业搬迁、遗留场地再开发需求的日益迫切，为了避免工业场地在变更土地利用方式后对人类健康和生态环境带来危害，需要对场地进行必要的调查、评估甚至修复治理。
场地调查需采集场地的土壤和地下水进行检测，测定污染物的浓度，一般情况下，需采集不同深度的土壤，则需要钻探取样，采集地下水水样需建设地下水监测井，而传统的钻探取样可能会将表层或浅层的污染物带入深部，没有做到污染隔离，在场地调查过程中需要进行大面积钻探取样，如果不采取有效的措施进行分段隔离，会使场地中污染物质扩散，产生二次污染。
调查过程中的污染隔离具有非常重大的意义，既避免了调查过程导致的场地污染物质扩散，又能够真实反映场地不同深度的实际污染情况和范围，避免由于调查过程中的交叉污染导致对污染范围的误判，而在现阶段，国内进行场地调查工作的过程中还无法做到污染隔离，有效的隔离有利于保证调查的准确性以及对地下水土环境的保护，所以亟需一种防止二次污染的污染场地钻探方法。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法，通过埋管隔离已完成取土采样的上部土体和地下水，避免了钻进过程导致的场地污染物质扩散，又能够真实反映场地的实际污染情况和范围，避免由于勘探过程中的交叉污染导致对污染范围的误判。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法，涉及污染场地内通过钻探，在指定深度钻进鉴别土层或取样，其特征在于：在所述污染场地的指定深度钻进鉴别土层或取样完成后，通过在钻孔中植入直径大于其孔径、长度可达当前钻进深度的护管，从而将从所述钻孔的孔口至当前深度之间的地下水和孔周土实施隔离。
钻探可采用螺纹钻具或岩芯管回旋钻进的方式，在粘性土层中钻进应采取不添加钻进液的干钻方式，提钻应慢速。采用螺纹钻具钻进，宜少钻多提，每回次钻进深度不宜大于0.5m。
全断面取芯钻进应采用有加压装置的钻机，钻进可采用单管或双管单动岩芯钻具，宜采用低速慢钻，钻速宜控制在60r/min以内，钻进压力宜控制在3kN-6kN。
钻孔开孔后，应注意观测地下水位，遇水后应及时停钻，待地下水在孔底渗出后采取水样。
所述护管通过或锤击、或震动、或静压的方式进行埋设。
所述指定深度是指所述污染场地内的多个指定深度，在所述污染场地内由浅至深依次完成每个指定深度的钻进鉴别土层或取样后，同步跟进埋设直径大于钻孔孔径、长度可达当前深度的所述护管，实现所述钻孔从孔口至所述当前指定深度之间的地下水钻孔孔周土的隔离。
多个所述护管的首尾相连接，满足于当前钻进深度至所述钻孔的孔口范围内钻孔孔周水和土均被护管所隔离，而不致影响到下一钻进深度范围的地下水和土的要求。
在埋入所述护管之后，清除进入所述护管内的残土。
清理完毕护管内的残土进行下一回次钻进前，应采用清水清洗钻具。
在完成取样后，向所述护管内灌注填充物以封堵钻孔。
填充物可采用专门配置的泥浆，如水分配比适宜的水泥浆、粘土或者将掺有膨润土的粉煤灰与水按一定的比例拌合调制而成，满足封孔所需的稠度和低渗透性，注浆后应起到防止钻孔成为污染扩散通道的作用。灌注采用专用注浆设备从孔底往上逐步注满钻孔。
采用静力或振动方式慢速上提拔除护管，需注意控制上提速度，以保证将泥浆留置在钻孔内形成柱状密封体，封堵钻孔，防止钻孔成为上部污染物质扩散的通道。
对于重金属污染场地，螺旋钻具或其他取土器都应使用不锈钢材质的。
本发明的优点是：有利于保障场地调查工作的准确性及有效防止场地调查过程中的交叉污染，有效控制调查过程中造成的污染扩散，可真实反映场地不同深度处的实际污染情况；施工方便、装置简单、便于操作、适于推广。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的结构示意图Ⅰ；
图3为本发明的结构示意图Ⅱ；
图4为本发明的结构示意图Ⅲ。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-4所示，图中标记1-5分别表示为：污染场地1、钻孔2、第一节护管3、第二节护管4、第三节护管5。
实施例：本实施例中在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法将结合模拟实例进行说明。模拟实例如下所述：根据资料分析，某污染场地1可能存在有机污染，需要采集该污染场地1中0-0.5m，1-2m和3-4m这三个指定深度范围的土壤作为土样，对土样的监测因子为：pH、TPH、VOC和SVOC。由于VOC取样时要避免扰动，因此现场采样需要采用原状土取土器，采用钻机进行钻孔操作。
钻探方法按照如图1所示的步骤实施，图中的1-4步骤，是个反复循环实施的过程（除非钻孔已达到最终深度——即终孔深度），各步骤具有如下说明：
1）先采集表层土，由于0-0.5m这一指定深度较浅，可直接使用原状土取土器来取出污染场地1上部的0-0.5m处的土壤。在具体操作时，技术人员打开原状土取土器，从中间采集样品，装入特定采样瓶中。
当采集完0-0.5m处的土样后，将第一护管3通过或锤击、或振动、或静压的方式埋设到当前的钻进深度，第一护管3的直径略大于0-0.5m处取土所开的孔的孔径，同时第一护管3的长度应可达指定深度，即第一护管3的长度应等于或略大于0.5m（多余部分可外露地表），如图2所示。这样一来，0-0.5m深度范围内的孔周土被第一护管3所隔离所遮挡，如此便可避免0-0.5m深度范围内的土壤在后续的钻孔、采样操作中散落到更深处的土层之中造成交叉污染，同时影响污染监测的准确性，无法反映污染场地1的真实污染情况。
2）采用螺旋钻具或其他取土器清理当前0-0.5m深度范围内进入到第一护管3内的残土，该残土是从孔壁进入略大于开孔孔径的第一护管3之间的残余土体。
3）清理完毕第一护管3内的残土之后，在利用钻机进行1-2m深度的钻进之前，应用清水清洗钻机的钻具，避免钻具上带有残土影响监测的准确性。
4）利用钻机进行钻进，钻具从第一护管3中穿过并进入孔底土体，从孔底0.5m处向下钻进至2m处形成钻孔2，在此过程中，也可利用原状土取土器取出1-2m指定深度范围内的土壤作为土样。此时，由于0-0.5m深度范围内的土壤被第一护管3所隔离，因此在钻机的钻进过程中，0-0.5m深度范围内的孔周土和地下水不会往下散落，也就不会对1-2m深度范围产生交叉污染。
5）污染场地1内1-2m深度范围内的土壤取样完成后，将第二护管4与第一护管3首尾连接，通过或锤击、或振动、或静压的方式植入钻孔底部，即加长后的护管（护管3加护管4）深入到地下2m处。而第二护管4与第一护管3相连接，其埋设必须满足于指定深度至钻孔2的孔口之间所有的钻孔孔周土均被隔离的要求，也就是说相连接的第二护管4和第一护管3的连续长度需大于2m，此时第一护管3的长度等于或略大于0.5m，因此第二护管4的长度可为1.5m左右，第一护管3位于1.5-2m深度范围处，第二护管4位于0-1.5m深度范围处，如图3所示。那么这样一来，0-2m深度范围内的孔周土被第一护管3和第二护管4所隔离所遮挡，如此便可避免0-2m深度范围内的土壤在后续的钻孔、采样操作中散落到更深处的土层之中造成交叉污染，影响污染监测的准确性，无法反映污染场地1的不同深度处的真实污染情况。
6）重复步骤2）、3），即对护管内的残土进行清理，对钻具进行清洗。
7）与采集1.5-2m深度范围内土壤的方法一样，采集3-4m深度范围内的土壤。如图4所示，第一护管3长度为0.5m，位于3.5-4m深度范围内，第二护管4长度为1.5m，位于2-3.5m深度范围内，第三护管5长度为2m，位于0-2m深度范围内。
8）当三组指定深度范围内的土壤全部采集完之后，即钻孔终孔后，拌制专门配置的泥浆从孔底往上逐步注满钻孔，泥浆满足封孔所需的稠度和低渗透性，注浆的作用是防止钻孔成为污染扩散通道的作用。
9）采用静力或振动方式慢速上提拔除护管，注意需控制上提速度，以保证将泥浆留置在钻孔内形成柱状密封体，封堵钻孔，防止上部污染通过钻孔形成二次污染的通道。
本实施例在具体实施时：第一护管3与第二护管4、第二护管4和第三护管5之间可设置连接头，从而在埋设时利用连接头使两两护管之间相互连接固定，在提高护管的结构强度、稳定性从而提高对孔周土隔离效果的同时，还在拔除护管时实现整体拔除，便于施工。
当需要采集污染场地1之中大于三个的指定深度范围，可依照上述描述，由浅至深依次完成每个指定深度的取样后，均埋设直径大于钻孔孔径、长度不大于最大指定深度的护管，使钻孔2的孔口至最大指定深度之间的孔周土被隔离。护管的数量与指定深度范围的数量相匹配，多个护管实现首尾相连接，满足于最大指定深度至钻孔2的孔口之间孔周土均被护管所隔离的要求。
钻探可采用螺纹钻具或岩芯管回旋钻进的方式，在粘性土层中钻进应采取不添加钻进液的干钻方式，提钻应慢速。采用螺纹钻具钻进，宜少钻多提，每回次钻进深度不宜大于0.5m。
全断面取芯钻进应采用有加压装置的钻机，钻进可采用单管或双管单动岩芯钻具，宜采用低速慢钻，钻速宜控制在60r/min以内，钻进压力宜控制在3kN-6kN。
钻孔开孔后，应注意观测地下水位，遇水后应及时停钻，待地下水在孔底渗出后采取水样。
泥浆可以采用如水分配比适宜的水泥浆、粘土或者将掺有膨润土的粉煤灰与水按一定的比例拌合调制而成，满足封孔所需的稠度和低渗透性。灌注采用专用注浆设备从孔底往上逐步注满钻孔。
对于重金属污染场地，螺旋钻具或其他取土器都应使用不锈钢材质的，避免仪器腐蚀。

Claims (7)

1.一种在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法，涉及污染场地内通过钻探，在指定深度钻进鉴别土层或取样，其特征在于：在所述污染场地的指定深度钻进鉴别土层或取样完成后，通过在钻孔中植入直径大于其孔径、长度可达当前钻进深度的护管，从而将从所述钻孔的孔口至当前深度之间的地下水和孔周土实施隔离。
2.根据权利要求1所述的一种在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法，其特征在于：所述护管通过或锤击、或振动、或静压方式进行埋设。
3.根据权利要求1所述的一种在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法，其特征在于：所述指定深度是指所述污染场地内的多个指定深度，在所述污染场地内由浅至深依次完成每个指定深度的钻进鉴别土层或取样后，同步跟进埋设直径大于钻孔孔径、长度可达当前深度的所述护管，实现所述钻孔从孔口至所述当前指定深度之间的地下水和钻孔孔周土的隔离。
4.根据权利要求3所述的一种在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法，其特征在于：多个所述护管首尾相连接，满足于最大指定深度至所述钻孔的孔口之间所述钻孔孔周地下水和土均被护管所隔离的要求。
5.根据权利要求1所述的一种在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法，其特征在于：在埋入所述护管之后，清除从孔壁进入所述护管内的残土。
6.根据权利要求1所述的一种在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法，其特征在于：在完成整个钻孔钻进或取样后，向所述护管内自下而上灌注填充物以封堵钻孔。
7.根据权利要求1所述的一种在污染场地勘察中防止二次污染的钻探方法，其特征在于：在钻孔中灌注填充物后，采用静力或震动方式将护管从钻孔中拔除。
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