本發(fā)明屬于環(huán)境巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種隔離污染的土壤采樣方法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化水平得到不斷提高，環(huán)境污染卻日益嚴(yán)重，嚴(yán)重破壞生態(tài)系統(tǒng)，影響了人類的生活質(zhì)量和身體健康。在污染場(chǎng)地再開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，為預(yù)防和控制土壤與地下水污染而引發(fā)的建設(shè)場(chǎng)地生態(tài)事故和建設(shè)工程安全事故，全面而準(zhǔn)確的場(chǎng)地調(diào)查顯得十分重要。

目前，污染場(chǎng)地調(diào)查主要依靠30型鉆機(jī)、百米鉆機(jī)以及Geoprobe鉆機(jī)等設(shè)備，在鉆設(shè)過(guò)程中，上述設(shè)備可能會(huì)將表層或淺層的污染帶入深層，沒(méi)有做到污染隔離，在場(chǎng)地調(diào)查過(guò)程中需要進(jìn)行大面積鉆探取樣，如果不采取有效的措施進(jìn)行分段隔離，會(huì)使場(chǎng)地中污染擴(kuò)散，部分區(qū)域產(chǎn)生二次污染。

而在現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行場(chǎng)地調(diào)查工作的過(guò)程中很少能做到污染隔離，有效的隔離有利于調(diào)查的準(zhǔn)確性及對(duì)環(huán)境的保護(hù)，所以亟需一種防止二次污染的污染場(chǎng)地鉆探方法，該方法的發(fā)明有利于保障場(chǎng)地調(diào)查工作的準(zhǔn)確性及有效防止場(chǎng)地調(diào)查過(guò)程中的交叉污染，有效控制調(diào)查過(guò)程中造成的污染擴(kuò)散，并快速有效的實(shí)現(xiàn)水土采樣的一體化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種隔離污染的土壤采樣方法，該土壤采樣方法通過(guò)在內(nèi)管取樣器取土過(guò)程中設(shè)置外套管進(jìn)行隔離，從而有效避免取樣過(guò)程中的交叉污染，提高土壤樣品的檢測(cè)真實(shí)性。

本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成：

一種隔離污染的土壤采樣方法，其特征在于所述土壤采樣方法包括以下步驟：將一外套管壓入至土體中的取樣深度以上位置，清空所述外套管中的土體；將一內(nèi)管取樣器置入所述外套管中并深入至取樣深度進(jìn)行取土，之后將所述外套管壓入至取樣深度，上提所述內(nèi)管取樣器至地面并取出土壤樣品。

地面上設(shè)置有一土壤采樣平臺(tái)系統(tǒng)，所述土壤采樣平臺(tái)系統(tǒng)包括可移動(dòng)式平臺(tái)，所述可移動(dòng)式平臺(tái)上設(shè)置有兩組豎向設(shè)置的液壓油缸裝置，兩組所述液壓油缸裝置之間通過(guò)水平橫梁連接，所述水平橫梁上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置上同軸可拆卸式安裝有所述外套管以及位于所述外套管中的鉆桿。

在所述外套管壓入土體的過(guò)程中，所述水平橫梁及其上的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置跟隨所述液壓油缸裝置下降，以將向下的壓力傳導(dǎo)至所述外套管上驅(qū)動(dòng)其向下壓入土體中。

在清空所述外套管中土體的過(guò)程中，所述鉆桿前端部安裝有清土機(jī)構(gòu)，所述清土機(jī)構(gòu)為與所述外套管內(nèi)壁面相適配的內(nèi)管取樣器或具有螺旋葉片的鉆頭，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)所述鉆桿上的所述清土機(jī)構(gòu)向下鉆進(jìn)至所述外套管底端部，之后反向旋轉(zhuǎn)上提所述清土機(jī)構(gòu)以清空所述外套管中的土體。

所述內(nèi)管取樣器為壓入式取樣器，包括一中空的取土筒體，所述取土筒體的前端部具有錐形取土口、后端部具有螺紋桿，所述螺紋桿用于同驅(qū)動(dòng)其鉆進(jìn)的鉆桿進(jìn)行可拆卸式連接，所述取土筒體的外徑與所述外套管內(nèi)徑相適配，其中，所述取土筒體內(nèi)壁面上貼合設(shè)置有一薄型卷筒。

所述內(nèi)管取樣器為螺旋式取樣器，包括一中空的取土筒體，所述取土筒體的前端部具有錐形取土口、后端部具有螺紋桿，所述螺紋桿用于同驅(qū)動(dòng)其鉆進(jìn)的鉆桿進(jìn)行可拆卸式連接，其中，所述取土筒體外壁面上具有螺旋葉片，所述螺旋葉片的外徑與所述外套管的內(nèi)徑相適配，所述取土筒體內(nèi)壁面上貼合設(shè)置有一薄型卷筒。

所述水平橫梁上設(shè)置有限位托架，所述限位托架安裝于所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置的正下方，所述限位托架上具有與所述外套管相適配的導(dǎo)向孔；當(dāng)需要接長(zhǎng)所述外套管時(shí)，解除所述外套管與所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置之間的連接，在所述液壓油缸裝置驅(qū)動(dòng)下所述水平橫梁上升，將下一節(jié)所述外套管自下而上穿入所述導(dǎo)向孔，在所述外套管外壁上設(shè)置卡接裝置以使其臨時(shí)承托于所述導(dǎo)向孔上，之后完成所述外套管與所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置之間的連接。

所述可移動(dòng)式平臺(tái)上具有可供所述外套管以及所述鉆桿穿越的通孔。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，土壤采樣方法操作簡(jiǎn)便快速，可實(shí)現(xiàn)土壤分層采樣時(shí)有效的污染隔離，避免污染物擴(kuò)散對(duì)周邊土體以及取樣深度內(nèi)的土體產(chǎn)生二次污染。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中將外套管壓入至土體中取樣深度以上位置的示意圖；

圖2為本發(fā)明中將外套管中土體進(jìn)行清空的示意圖；

圖3為本發(fā)明中將內(nèi)管取樣器鉆進(jìn)至取樣深度位置進(jìn)行土壤取樣的示意圖；

圖4為本發(fā)明中將外套管壓入至土體中取樣深度位置的示意圖；

圖5為本發(fā)明中將內(nèi)管取樣器中所采土壤樣品上提取出的示意圖；

圖6為本發(fā)明中土壤采樣平臺(tái)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明中外套管進(jìn)行接長(zhǎng)時(shí)的局部放大示意圖；

圖8為本發(fā)明中土壤采樣平臺(tái)系統(tǒng)上設(shè)置有兩根水平橫梁的示意圖；

圖9為本發(fā)明中螺旋式內(nèi)管取樣器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明中壓入式內(nèi)管取樣器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：

如圖1-10，圖中標(biāo)記1-20分別為：鉆桿1、內(nèi)管取樣器2、外套管3、取土筒體4、螺旋葉片5、錐形取土口6、液壓油缸裝置7、升降桿8、固定套筒9、連接套筒10、水平橫梁11、旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12、限位托架13、操控臺(tái)14、動(dòng)力裝置15、可移動(dòng)式平臺(tái)16、油壓管線接口17、履帶18、卡接裝置19、螺紋桿20。

實(shí)施例1：本實(shí)施例具體涉及一種隔離污染的土壤采樣方法，具體包括以下的步驟：

（1）如圖6所示，在土壤和地下水采樣點(diǎn)的地面上設(shè)置一套土壤采樣平臺(tái)系統(tǒng)，該套土壤采樣平臺(tái)系統(tǒng)具有可移動(dòng)式平臺(tái)16，可移動(dòng)式平臺(tái)16通過(guò)履帶18實(shí)現(xiàn)在場(chǎng)地上的自由移動(dòng)走行；在該可移動(dòng)式平臺(tái)16上豎向設(shè)置有兩組間隔一定距離的液壓油缸裝置7，兩組液壓油缸裝置7之間通過(guò)水平橫梁11連接，也就是說(shuō)，水平橫梁11可隨液壓油缸裝置7作同步升降；

此外，在水平橫梁11上固定設(shè)置有一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12可直壓或旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)；旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12上具有不同的安裝位，能夠在其上可拆卸式安裝外套管3以及鉆桿1，為使前述的外套管3和鉆桿1能夠從可移動(dòng)式平臺(tái)16上方順利貫入到下方土體中，在可移動(dòng)式平臺(tái)16上相應(yīng)開(kāi)設(shè)有一可供貫穿的通孔（圖中未示出），該通孔位于旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12的正下方；

前述的液壓油缸裝置7以及旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12分別通過(guò)壓力管線與安裝在可移動(dòng)式平臺(tái)16上的操控臺(tái)14和動(dòng)力裝置15相連接，操控臺(tái)15用于發(fā)送操作指令，而動(dòng)力裝置15則根據(jù)操作指令向液壓油缸裝置7或旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12提供相應(yīng)的動(dòng)力；

（2）如圖1、6所示，在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12上同軸安裝鉆桿1和外套管3，鉆桿1位于外套管3中并處于最小行程，且在鉆桿1的前端部安裝有內(nèi)管取樣器2；控制液壓油缸裝置7下壓從而經(jīng)水平橫梁11帶動(dòng)外套管3壓入至土體中取樣深度的以上位置；

（3）如圖2、6所示，待外套管3壓入至土體中取樣深度的以上位置后，液壓油缸裝置7停止工作，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12，通過(guò)鉆桿1帶動(dòng)內(nèi)管取樣器2向下鉆進(jìn)至外套管3的底端，之后內(nèi)管取樣器2再反向旋轉(zhuǎn)上提帶出土體，待內(nèi)管取樣器2上提至最小行程后，使旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12與外套管3上端部解除連接，通過(guò)液壓油缸裝置7帶動(dòng)水平橫梁11及其上的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12和內(nèi)管取樣器2上提，當(dāng)內(nèi)管取樣器2完全脫出外套管3后，將其所帶出的土體進(jìn)行清空，使外套管3中的土體被完全清除；之后再次通過(guò)液壓油缸裝置7帶動(dòng)水平橫梁11及其上的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12和內(nèi)管取樣器2下降，并使外套管3的上端部再次與旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12連接鎖定；

當(dāng)然，除了利用本實(shí)施例中的內(nèi)管取樣器2進(jìn)行土體清除之外，也可以直接在鉆桿1的前端部設(shè)置帶有螺旋葉片的鉆頭進(jìn)行土體清除；

（4）如圖3、4、6、9所示，待完成對(duì)外套管3內(nèi)的土體清空作業(yè)之后，液壓油缸裝置7停止工作，再次啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12，通過(guò)鉆桿1帶動(dòng)內(nèi)管取樣器2向下鉆進(jìn)至土體中的取樣深度，向下鉆進(jìn)過(guò)程中，取樣深度范圍內(nèi)的土體進(jìn)入內(nèi)管取樣器2的取土筒體4中，也就是說(shuō)，內(nèi)管取樣器2完成土壤取樣；之后，啟動(dòng)液壓油缸裝置7下壓外套管3直至取樣深度位置；

（5）如圖5、6所示，待外套管3壓入至取樣深度以后，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12，鉆桿1回旋上提內(nèi)管取樣器2，待內(nèi)管取樣器2上提至最小行程后，使旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12與外套管3上端部解除連接，通過(guò)液壓油缸裝置7帶動(dòng)水平橫梁11及其上的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12和內(nèi)管取樣器2上提，當(dāng)內(nèi)管取樣器2完全脫出外套管3后，將內(nèi)管取樣器2從鉆桿1上拆卸下，并從內(nèi)管取樣器2中將土壤樣品取出；

（6）如圖6、7、8所示，接長(zhǎng)外套管3以及鉆桿1的長(zhǎng)度，重復(fù)步驟（2）-（5）直至不同取樣深度的土壤樣品全部取樣完成；在外套管3接長(zhǎng)的過(guò)程中，在水平橫梁11上設(shè)置有限位托架13，限位托架13可以是如圖8、9所示的形式，也可以是如圖10所示的水平橫梁形式，限位托架13設(shè)置于旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12的正下方，其上開(kāi)設(shè)有導(dǎo)孔（圖中未示出）供外套管3穿行；將第一節(jié)外套管3與旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12解除連接，并通過(guò)液壓油缸裝置7驅(qū)動(dòng)水平橫梁11上升一定高度，之后將第二節(jié)外套管3自下而上穿入導(dǎo)孔，并通過(guò)在外套管3的外壁面上設(shè)置卡接裝置19使其臨時(shí)承托于限位托架13導(dǎo)孔的緣部上，從而便于第二節(jié)外套管3同第一節(jié)外套管3之間的連接以及同旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置12之間的連接。

如圖9、10所示，本實(shí)施例中的內(nèi)管取樣器2可以是采用高強(qiáng)度鋼材的螺旋式取樣器或壓入式取樣器，且采用的是兩片合頁(yè)式結(jié)構(gòu)，以便于上提后將取土筒體4對(duì)開(kāi)把土樣完整取出；如圖9所示，螺旋式取樣器包括中空的取土筒體4，取土筒體4的前端部具有錐形取土口6、后端部具有螺紋桿20，錐形取土口6可有利于在土體中鉆進(jìn)和取土，螺紋桿20則用于同鉆桿1之間的螺紋連接，其中，在取土筒體4的外壁面上設(shè)置有螺旋葉片5，螺旋葉片5的外徑同外套管3的內(nèi)壁面相適配，螺旋葉片5除了便于鉆進(jìn)之外，還能夠在回旋上提過(guò)程中將土體從外套管3中帶出；且在使用前，還可以在取土筒體4的內(nèi)壁面上貼合設(shè)置一薄型卷筒（圖中未示出），該薄型卷筒可以是由無(wú)污染且耐腐蝕的材質(zhì)組成，例如是由一鐵皮卷曲而成，在取土過(guò)程中，土樣將進(jìn)入取土筒體4中的薄型卷筒中，當(dāng)拆開(kāi)取土筒體4取土樣時(shí)，只需將薄型卷筒的鐵皮展開(kāi)即可，通過(guò)薄型卷筒的設(shè)置可避免土體粘附于取土筒體4的內(nèi)壁上，減少了對(duì)于取土筒體4的清洗工作。如圖10所示，壓入式取樣器包括中空的取土筒體4，取土筒體4的前端部具有錐形取土口6、后端部具有螺紋桿20，取土筒體4的外徑同外套管3的內(nèi)壁面相適配，所有外套管3中的土體均可通過(guò)取土筒體4取出。

如圖6所示，本實(shí)施例中的液壓油缸裝置7包括固定套筒9、升降桿8以及連接套筒10，其中，固定套筒9豎向固定安裝于可移動(dòng)式平臺(tái)16上，升降桿8安裝在固定套筒9中作豎直方向上的升降運(yùn)動(dòng)，而連接套筒10則套裝于固定套筒9的外側(cè)并與升降桿8的頂端相固定，其中，連接套筒10和固定套筒9的形狀不唯一，可以是圓形或方形，水平橫梁11的兩端具體連接固定在連接套筒10的外壁面上。升降桿8底端的油壓管線接口17用于連接油壓管線，以通過(guò)油壓管線依次同控制裝置14和動(dòng)力裝置15相連接。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中外套管3在土體中分步下壓到取樣深度的目的在于防止將上層的污染帶至取樣深度范圍內(nèi)的土體中，具體原因?yàn)椋涸趯⑼馓坠?壓入土體的過(guò)程中，外套管3的內(nèi)壁與管內(nèi)土體之間將會(huì)產(chǎn)生一條細(xì)小的縫隙，在對(duì)外套管3中的土體進(jìn)行清除的過(guò)程中，鉆桿1上的機(jī)油等污染液體將會(huì)順該縫隙向下滲流；若直接將外套管3一次性壓入至取樣深度范圍內(nèi)的話，那么在對(duì)取樣深度上方的土體進(jìn)行清除的過(guò)程中，鉆桿1上的機(jī)油以及上方土體中的污染液體將會(huì)沿著該縫隙留到取樣深度范圍內(nèi)的土體中，造成待取樣土體的二次污染，影響檢測(cè)結(jié)果；因此本實(shí)施例中將外套管3分兩步壓入到取樣深度，第一次壓入到取樣深度以上位置，這樣上部的機(jī)油和污染液體無(wú)法快速滲流到下方取樣深度范圍內(nèi)的土體中。

本實(shí)施例中土壤采樣方法的有益效果為：（1）通過(guò)外套管的設(shè)置，可隔離污染，阻斷內(nèi)外水力聯(lián)系，防止定深取土過(guò)程中管內(nèi)所產(chǎn)生的污染物（例如鉆桿上的機(jī)油等）擴(kuò)散到管外土體中影響地下水，造成二次污染；（2）外套管的分步下壓能夠確保上部土體中的污染物不會(huì)擴(kuò)散到下部取樣深度范圍內(nèi)的土體中；（3）外套管能夠在采樣過(guò)程中提供穩(wěn)定的護(hù)壁作用，防止孔洞坍塌。