本實用新型涉及地下水鑒定采樣系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化地下水單井多層鑒定采樣系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于在復(fù)雜場地高精度調(diào)查、場地地下污染識別鑒定、地下污染物分析等行業(yè)，能夠滿足在單井中采集到不同深度層位的地下水污染樣品，達到區(qū)分不同地下水污染程度和范圍的目的。

背景技術(shù)：

地下水監(jiān)測井是一種常用的場地地下水環(huán)境評估的工程方式，是掌握地下水動態(tài)變化特征、評估地下水資源、調(diào)查地下水污染、開展地下水監(jiān)測等工作的重要措施。地下水監(jiān)測井為地下水分析檢測提供樣品采集平臺，地下水監(jiān)測井的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量的優(yōu)劣，決定了地下水樣品分析結(jié)果的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性、關(guān)聯(lián)性和完整性。單井多層取樣監(jiān)測井已有較多的實用新型和應(yīng)用先例，例如上個世紀90年代出現(xiàn)的蜂巢井，在外井中通過分層插入內(nèi)井、分層填入濾料和密封填料的方式，又稱“蜂巢式監(jiān)測井”，內(nèi)井中放置潛水泵、自吸泵進行機械采樣，或采用人工貝勒管進行人工采集；又如近年來加拿大Solinst公司研發(fā)的CTM系統(tǒng)，通過改進監(jiān)測井內(nèi)PVC井管的制作工藝，在一個PVC井管內(nèi)設(shè)計多個過水通道，每個過水通道單獨流通一層含水層，并監(jiān)測該層含水層的水位和水質(zhì)。

隨著場地環(huán)境調(diào)查行業(yè)的發(fā)展，對于異質(zhì)性高、地層數(shù)量較多的場地地層特征，污染調(diào)查的精度要求越來越高，尤其是垂向上對地下水的污染范圍更是需要科學有效的識別、判定以及鑒定。對場地地下水污染深度的鑒定，通常根據(jù)水位深度、水質(zhì)狀況來作為判斷依據(jù)，因此地下水監(jiān)測井采樣平臺的差異決定了污染調(diào)查判斷依據(jù)的辨識度，以及調(diào)查結(jié)果的有效性。

技術(shù)的應(yīng)用通常都伴隨行業(yè)的發(fā)展變化而不斷更新。上述單井多層采樣井的成井工藝大多采用傳統(tǒng)的成孔后裝入井管的施工方法，雖然適用于水位監(jiān)測、水文地質(zhì)參數(shù)的測定等行業(yè)，但是在針對復(fù)雜地下水污染類型、小尺度污染場的垂向污染分布識別問題時，常因成孔建井過程中，鉆探成孔時間長、含水層污染物的交叉污染、成井后的上層含水層地下水沿著鉆孔壁面越流進入下層含水層，與下層含水層地下水混勻，造成污染到達深度識別困難而產(chǎn)生調(diào)查結(jié)果誤判；其次，單井多層監(jiān)測井在施工過程還可能因為管井的限制，造成單孔內(nèi)井管密集，尤其是上層含水層孔內(nèi)井管數(shù)量多、井管間空間狹小造成封堵填料填裝不嚴實，含水層之間地下水在鉆孔內(nèi)部發(fā)生越流，造成污染物在含水層間穿透，難以區(qū)分含水層層位水質(zhì)水位等參數(shù)；再次，調(diào)查階段成井過程如發(fā)生穿透越流現(xiàn)象，反而造成上層污染物在垂向上向更深地層擴散，造成污染范圍擴大、程度加劇的風險。因此，上述技術(shù)無論是成井工藝或是實際施工等都可能造成污染物地下交叉污染、污染深度確定，或?qū)嶋H施工困難等問題，進而造成污染責任難以厘清、后續(xù)污染場地整治改善較難開展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點或不足，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種模塊化地下水單井多層鑒定采樣系統(tǒng)，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、安裝便捷、成本較低、可重復(fù)利用，能夠單井直接貫入對不同含水層進行采樣，并且能夠避免含水層間的穿透越流，保證檢測數(shù)據(jù)的完整性和有效性。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型具有如下構(gòu)成：

一種模塊化地下水單井多層鑒定采樣系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括至少二個由下至上依次安裝的采樣模塊，每一采樣模塊包括主管、內(nèi)置于主管的次管、下封堵層和上封堵層；所述主管包括由下至上依次相連接的開縫主管、止水主管和主管盲管，開縫主管中部的管壁上開設(shè)有槽縫，止水主管的外部包裹有吸水膨脹材料；所述次管包括次管濾管和次管盲管，次管濾管的管壁上設(shè)有濾縫；下封堵層、次管濾管和上封堵層由下至上依次安裝于開縫主管的內(nèi)部，次管濾管于槽縫的位置處；次管主管、開縫主管、下封堵層和上封堵層所圍成的空腔內(nèi)，填充有濾料；所述次管濾管的上端連接有至少一根次管盲管，次管盲管向上延伸至最上端采樣模塊的主管盲管的頂部；本采樣模塊的上封堵層以及上方的所有采樣模塊的下封堵層和上封堵層上，均設(shè)有供次管盲管穿過的通孔。

所述開縫主管與止水主管之間、止水主管與主管盲管之間、以及下采樣模塊的主管盲管與上采樣模塊的開縫主管之間，均以螺紋連接方式可拆卸連接。

所述次管濾管與次管盲管之間、以及相鄰的次管盲管之間，均以螺紋連接方式可拆卸連接。

該系統(tǒng)還包括一錐形鉆頭，該錐形鉆頭安裝于最下端采樣模塊的開縫主管的下端。

所述錐形鉆頭的上端與開縫主管的下端之間，以螺紋連接方式可拆卸連接。

該系統(tǒng)還包括一承壓頂蓋，施工時，該承壓頂蓋以螺紋連接方式可拆卸地安裝于主管盲管的上端。

所述承壓頂蓋的下端面內(nèi)嵌有一橡膠實心緩沖塞。

所述開縫主管的槽縫的外部包裹有濾網(wǎng)。

最下端采樣模塊的次管濾管的下端連接有一帶有底蓋的次管盲管，下封堵層上設(shè)有供該次管盲管穿過的通孔。

所述下封堵層和上封堵層通過螺釘固定于開縫主管，開縫主管的管壁上設(shè)有供螺釘穿過的螺釘孔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的模塊化地下水單井多次鑒定采樣系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：

（1）采用單井直接貫入成井方法，由下至上依次逐級安裝采樣模塊，可以避免鉆孔成井過程中過多的地層擾動。

（2）針對不同的含水層，一個采樣模塊對應(yīng)一層含水層，采用開縫主管內(nèi)次管濾管的上下方均安裝有封堵層和止水主管的外壁裝有吸水膨脹材料的設(shè)計，在每一隔水層之間形成內(nèi)外一體的止水結(jié)構(gòu)，有效地避免了含水層間的穿透越流現(xiàn)象和污染垂向上范圍擴大的風險，確保了在每個采樣模塊采集的地下水不會互相混勻、交叉污染，達到污染深度識別鑒定、取樣分析的目的，從而保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性和有效性。

（3）采用模塊化的組裝方式，管材預(yù)制，規(guī)格可根據(jù)場地情況進行調(diào)節(jié)，種類豐富多樣；成井安裝方便、快速，所有部件安裝操作均在地面以上空間完成，隨預(yù)先設(shè)定的貫入深度安裝模塊部件，隨貫隨裝，操作簡明。

（4）主管內(nèi)安裝作為地下水流通的次管過程中，封堵材料的選用可根據(jù)場地實際情況，如場地污染物類型、地層深度等進行調(diào)整，施工操作靈活性高。

（5）材料在完成多層含水層的監(jiān)測取樣工作后拔出，主管可重復(fù)回收利用，降低了材料成本。

附圖說明

圖1：本實用新型模塊化地下水單井多層鑒定采樣系統(tǒng)的分解安裝示意圖。

圖2：本實用新型模塊化地下水單井多層鑒定采樣系統(tǒng)的應(yīng)用實例示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。

如圖1和圖2所示，一種模塊化地下水單井多層鑒定采樣系統(tǒng)，包括至少二個由下至上依次安裝的采樣模塊、錐形鉆頭40和承壓頂蓋50，每一采樣模塊包括主管、內(nèi)置于主管的次管、濾料31、下封堵層32和上封堵層33。本實施例中，針對含有三層含水層的地層，采用由三個采樣模塊構(gòu)成的單井鑒定采樣系統(tǒng)。

所述主管包括由下至上依次相連接的開縫主管11、止水主管12和主管盲管13，下采樣模塊的主管盲管13與上采樣模塊的開縫主管11相連接；開縫主管11中部的管壁上開設(shè)有多個槽縫111，槽縫111的縫隙原則上不大于濾料的粒徑，如縫隙大于濾料的粒徑，需在槽縫111的外部包裹濾網(wǎng)，以防止濾料31的向外流出；止水主管12的外部包裹有吸水膨脹材料121，防止含水層之間的超流混勻現(xiàn)象，避免污染垂向上范圍擴大的風險。

所述次管包括次管濾管21和次管盲管22；次管濾管21的管壁上設(shè)有多個濾縫211；下封堵層32、次管濾管21和上封堵層33由下至上依次安裝于開縫主管11的內(nèi)部，次管濾管21位于槽縫111的位置處；次管濾管21、開縫主管11、下封堵層32和上封堵層33所圍成的空腔內(nèi)，填充有濾料31。次管濾管21的上端連接有至少一根次管盲管22，次管盲管22向上延伸至最上端采樣模塊的主管盲管13的頂部；本采樣模塊的上封堵層33、以及上方的所有采樣模塊的下封堵層32和上封堵層33上，均設(shè)有供次管盲管22穿過的通孔。

每個采樣模塊通過在開縫主管11內(nèi)位于次管濾管21上下方的空間內(nèi)均安裝有封堵層、次管濾管上端的次管盲管延伸至最上端采樣模塊的主管盲管的頂部、以及止水主管外部包裹吸水膨脹材料的設(shè)計，在每一個隔水層之間形成內(nèi)外一體的止水結(jié)構(gòu)，有效地避免了含水層間的穿透越流現(xiàn)象和污染垂向上范圍擴大的風險，確保了在每個采樣模塊采集的地下水不會互相混勻、交叉污染，達到污染深度識別鑒定、取樣分析的目的，從而保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性和有效性。

上述采樣模塊的安裝過程為：在開縫主管11內(nèi)先安裝下封堵層32，然后在下封堵層32內(nèi)裝入次管盲管22；次管盲管22的上端連接次管濾管21，同時在次管濾管21與開縫主管11之間的環(huán)形空腔內(nèi)填入濾料31，濾料31的高度遮蓋住次管濾管21；在次管濾管21的上部安裝至少一根次管盲管22和上封堵層33；然后在開縫主管11的上端安裝止水主管12，此時通過螺釘112將下封堵層32和上封堵層33固定在開縫主管11上；最后，根據(jù)現(xiàn)場地層厚度的，選擇相應(yīng)長度尺寸的主管盲管13，并安裝在止水主管12的上端，這樣一個完整的采樣模塊即安裝完成。

具體實施例中，下封堵層32和上封堵層32通過螺釘112固定于開縫主管11，開縫主管11的管壁上設(shè)有供螺釘112穿過的螺釘孔。最下端采樣模塊的次管濾管21的下端連接有一帶有底蓋的次管盲管22，下封堵層32上設(shè)有供該次管盲管22穿過的通孔。

上述主管的各部件之間以及次管的各部件之間，均采用可拆卸連接方式的模塊式組裝方式，成井安裝方便快捷，隨預(yù)先設(shè)定的貫入深度安裝模塊部件。

開縫主管11與止水主管12之間、止水主管12與主管盲管13之間、以及下采樣模塊的主管盲管13與開縫主管11之間，均以螺紋連接方式可拆卸連接，具體為：開縫主管11、止水主管12和主管盲管13的下端均設(shè)有外螺紋接口，上端均設(shè)有內(nèi)螺紋接口。

次管濾管21與次管盲管22之間、以及相鄰的次管盲管22之間，均以螺紋連接方式可拆卸連接，具體為：次管濾管21和次管盲管22的下端均設(shè)有外螺紋接口，上端均設(shè)有內(nèi)螺紋接口。

錐形鉆頭40為實心鉆頭，安裝于最下端采樣模塊的開縫主管11的下端；錐形鉆頭40的上端與開縫主管11的下端之間，以螺紋連接方式可拆卸連接，具體為：錐形鉆頭40的上端設(shè)有與開縫主管11下端的外螺紋接口相匹配的內(nèi)螺紋接口。

承壓頂蓋50用于施工時保護主管內(nèi)的次管，施工時，安裝于主管盲管13的頂部；承壓頂蓋50的下端面內(nèi)嵌有一橡膠實心緩沖塞51，用以在直接貫入的施工過程中保護主管內(nèi)的次管免受壓力脅迫。承壓頂蓋50的下端與主管盲管13的上端之間，以螺紋連接方式可拆卸連接，具體為：承壓頂蓋50的下端設(shè)有與主管盲管13上端的內(nèi)螺紋接口相匹配的外螺紋接口。

圖2示出了本實用新型模塊化地下水單井多層鑒定采用系統(tǒng)的應(yīng)用實例，其中，61為地面，62為潛水含水層，63為第一隔水層，64為第二含水層，65為第二隔水層，66為第三含水層，67為隔水底板，A為潛水含水層出水及采樣，B為第二含水層出水及采樣，C為第三含水層出水及采樣。

采用由下至上逐級安裝各含水層對應(yīng)的采樣模塊的方法，形成一個采用直接貫入成井的井管系統(tǒng)，施工過程為：

（1）首先在地面61上安裝底部的錐形鉆頭40和針對第三含水層66的采樣模塊，然后安裝好承壓頂蓋50，通過壓力直接貫入至地面61。

（2）卸下承壓頂蓋50，然后在地面61上安裝針對第二含水層64的的采樣模塊，再裝上承壓頂蓋50，通過直接貫入施工再壓入地面61。

（3）卸下承壓頂蓋50，然后在地面61上再安裝針對潛水含水層62的采樣模塊，然后裝上承壓頂蓋50以及直接貫入，直至每個采樣模塊中主管的開縫主管11都在預(yù)定的各個含水層內(nèi)。

根據(jù)本實施例的教導，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完全可實現(xiàn)其它本實用新型保護范圍內(nèi)的技術(shù)方案。