一种柔性衬套法及其治理监测并治理污染场地的方法技术

本发明专利技术提供一种柔性衬套以及结合柔性衬套的污染场地监测方法，监测井布设柔性衬套即通过在钻空中布设不透水的圆柱形套筒对钻孔进行密封，对污染场地土体的渗透系数、污染物特征进行监测；根据监测所得的结果选择相应类型的竖向屏障，在污染场地采用竖向阻隔技术进行处理；处理期间继续利用柔性衬套技术监测污染场地及其周围土体的修复和阻截效果，并根据实际需要注入药液进行修补。本发明专利技术可以通过柔性衬套技术有效监测污染场地的污染物特征，并且能够实时观察场地周围土体中污染物浓度和渗透系数的变化，提高污染场地的修复效果。提高污染场地的修复效果。提高污染场地的修复效果。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性衬套法及其治理监测并治理污染场地的方法


[0001]本专利技术涉及污染场地控制与治理
，具体涉及一种柔性衬套法及其治理监测并治理污染场地的方法。

技术介绍

[0002]随着社会和经济的进步，工业和农业不断发展，同时产生的土壤污染问题也越来越严重。工业生产过程中产生的废物废气经降雨后遗留在土壤中的铬、镍等重金属污染，农业生产过程中由于农药的使用在土壤中留下的多环芳烃、氯代烃等有毒有害物质，都是当前存在的不可避免的土壤问题。污染物在土壤中的扩散和运移是较为复杂的过程，包括扩散作用、对流作用、吸附作用等，且易收到化学场、温度场的多场耦合作用。因此土壤污染在空间上的影响范围较大，各类问题往往出现连锁反应，造成地下水、大气等其他生态环境的破坏，故对其进行治理是必不可少的。
[0003]对各类污染场地的治理中，原位修复是其中的主要手段。而针对原位修复周期长，彻底修复难度大的特点，竖向隔离技术作为一种风险管控与修复手段被提出。在竖向屏障施工过程中，由于各深度土层中水的交叉流动，在污染场地内很容易交叉污染，造成污染程度加剧的问题。为了进行密封，前期监测中一般采用膨润土密封的办法处理钻孔，但实际上膨润土会对待修复场地造成一定污染。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种柔性衬套以及结合柔性衬套的污染场地监测方法，监测井布设柔性衬套即通过在钻空中布设不透水的圆柱形套筒对钻孔进行密封，对污染场地土体的渗透系数、污染物特征进行监测；根据监测所得的结果选择相应类型的竖向屏障，在污染场地采用竖向阻隔技术进行处理；处理期间继续利用柔性衬套技术监测污染场地及其周围土体的修复和阻截效果，并根据实际需要注入药液进行修补。本专利技术可以通过柔性衬套技术有效监测污染场地的污染物特征，并且能够实时观察场地周围土体中污染物浓度和渗透系数的变化，提高污染场地的修复效果。具体技术方案如下：
[0005]柔性衬套，包括不透水的柔性材料制成的圆柱形套筒，圆柱形套筒布置在钻空中，在钻空内形成严密的密封层；在圆柱形套筒外壁上每隔一段距离设置外侧透水且内侧密封的环状的隔段，隔段通过软管与圆柱形套筒底部的暂存区连接；圆柱形套筒内通过导气管与空气动力装置连通；暂存区内设有取样管，对暂存区取样。
[0006]本专利技术将一种新的地下水采样技术——柔性衬套技术，应用在竖向屏障的施工过程中。采用柔性衬套技术可以有效地查清污染场地土体的渗透系数和污染物特征，并防止交叉污染和微量污染物泄露。在圆柱形套筒中每隔一段距离设置外侧透水且内侧密封的环状隔段，取样时待测污染场地中的地下水流入隔段，通过隔段中的软管进入圆柱形套筒底部的暂存区，暂存区内有两根导管即导气管和取样管，通过气压原理和向下的止回阀，将地下水样品导入地面的取样瓶当中。在进行污染场地监测时，根据前期的场地信息在周围布
置好柔性衬套，较为准确地测出场地土体的渗透系数与污染物特征。根据所得监测结果制定竖向屏障、活性PRB反应墙和曝气法相结合的具体施工方案，同时在外侧继续布置柔性衬套。在施工过程中监测周围土地的污染物浓度，判断是否发生污染物泄露或竖向屏障的击穿。利用柔性衬套技术所测得的数据作为施工前的依据以及施工时的实时监测结果。
[0007]为此，提出结合柔性衬套技术的污染场地监测方法。在施工中采用柔性衬套技术不仅可以对钻孔进行暂时性的密封，也可以通过监测向下扩张的衬套从孔洞中的下落速度，利用得到的衬套降速数据和压力表读数计算出污染场地土层的渗透系数(岩层为透水系数，土层为水力传导性系数)。另外对柔性衬套技术取样得到的地下水进行分析可以得到相应的污染物特征，根据这些结果可以确定出适合目标场地的竖向屏障类型，达到更好的修复效果。具体技术方案为：
[0008]一种利用柔性衬套监测并治理污染场地的方法，具体步骤包括：
[0009](1)确定施工位置，钻取孔洞，布设监测井，进行柔性衬套安装，所述柔性衬套的内衬为不透水的圆柱形套筒；
[0010](2)根据孔洞横截面积A和衬套下放速度v计算得到渗流量Q，再根据渗流长度
△
L，压差
△
P计算得到渗透系数K值，确定施工地的水文地址特征；
[0011](3)取样分析污染物浓度和种类；
[0012](4)确定竖向屏障类型和修复药液，进行施工；
[0013](5)施工期间监测得到实时K值、Q值、污染物浓度和种类，并据此调整修复药液进行修复。
[0014]进一步地，所述渗流量Q＝v
·
A＝(kA
·
△
P)/(μ
△
L)，μ为流体动力粘度，所述渗流长度
△
L＝L
‑
L_1，L为钻取孔洞的总深度，L1为下放衬套长度；所述渗透系数K＝kρg/μ＝kg/η，k为渗透率，ρ为流体密度，g为重力加速度，μ为动力粘度，η为运动粘度，η＝μ/ρ。
[0015]进一步地，在柔性衬套中放置监测仪器和传感器，实时监测污染场地周围土体状况，分析竖向阻隔运行状况，判断是否发生阻隔局部击穿，若发现污染物则通过套筒注入药剂进行修补。
[0016]进一步地，所述
△
P根据衬套检测仪器得到。
[0017]进一步地，所述药液包括膨润土浆液、氯化钙和海藻酸。
[0018]进一步地，步骤(3)取样时所述导气管和取样管通过气压原理和向下的止回阀将流体样品导入地面取样瓶中。
[0019]进一步地，所述柔性衬套防止基岩裂隙中的液体在孔洞中流动造成液压的交叉联动。
[0020]进一步地，所述柔性衬套防止交叉联动而引起的交叉污染。
[0021]进一步地，步骤(4)所述施工还可结合活性PRB反应墙和曝气法施工。
[0022]相对于单独使用竖向屏障、曝气法、活性PRB反应墙，修复过程中结合柔性衬套技术的污染场地监测方法，可以有效地观察到地下水、污染物特征，同时可以了解地下的裂隙分布状况。竖向屏障施工时，这些因素可能会导致污染物处理效果的降低。另外，了解地下的裂隙以及地下水分布情况，也有利于选择合适的施工工程机械。总之，在竖向屏障修复污染场地的过程中，结合柔性衬套技术对污染场地进行监测，相对于一般的竖向屏障施工方法，有其独特的优势和创新点，是提高污染场地修复效果的一种可靠的方法。
[0023]本专利技术的有益之处在于：柔性衬套是实现钻孔快速密封的可行技术，本专利技术将竖向屏障施工与柔性衬套技术相结合，有效的防止施工过程中的交叉污染，并可以提供污染场地土体的渗透系数和污染物特征，且防止了施工过程中产生的二次污染。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的柔性衬套结构示意图。
[0025]图2为实施例污染场地监测点位布置图。
[0026]图3为实施例检测水层分析剖析系统组件图。
[0027]图4为实施例假想衬套降速曲线图。
[0028]图5为实施例施工示意图。
[0029]图中，1
‑
导气管；2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.柔性衬套，其特征在于，包括不透水的柔性材料制成的圆柱形套筒，圆柱形套筒布置在钻空中，在钻空内形成严密的密封层；在圆柱形套筒外壁上每隔一段距离设置外侧透水且内侧密封的环状的隔段，隔段通过软管与圆柱形套筒底部的暂存区连接；圆柱形套筒内通过导气管与空气动力装置连通；暂存区内设有取样管，对暂存区取样。2.一种利用权利要求1所述柔性衬套监测并治理污染场地的方法，其特征在于，具体步骤包括：(1)确定施工位置，钻取孔洞，布设监测井，进行柔性衬套安装，所述柔性衬套的内衬为不透水的圆柱形套筒；(2)根据孔洞横截面积A和衬套下放速度v计算得到渗流量Q，再根据渗流长度
△
L，压差
△
P计算得到渗透系数K值，确定施工地的水文地址特征；(3)取样分析污染物浓度和种类；(4)确定竖向屏障类型和修复药液，进行施工；(5)施工期间监测得到实时K值、Q值、污染物浓度和种类，并据此调整修复药液进行修复。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述渗流量Q＝v
·
μ为流体动力粘度，所述渗流长度
△
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙新坡，毕钰璋，杜延军，庹先国，傅贤雷，伍浩良，温嘉明，郭毅，宋静艳，司马卫平，刘文方，丁泽浩，
申请(专利权)人：必照岩土科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：