冲击式钻机在污染场地调查中的应用

苗淼 马延龙

摘 要：污染场地的治理形势日趋严俊。为准确、高效的做好污染场地的调查，本文以GK-180型钻机为例，以其操作方便快捷的特点，介绍了在不同地层不同污染类型的场地调查过程中，使用不同的取样器，以实际经验指导污染场地调查的钻探工作实践。

关键词：污染场地;GK-180型钻机;取样器

中图分类号：X508     文献标志码：A

引言

污染场地是指因堆积、储存、处理、处置或其他方式（如迁移）承载了有害物质的，对人体健康和环境产生危害或具有潜在风险的空间区域，包括土壤和地下水[1]。随着我国工业的迅猛发展和矿产资源的无序开采，导致土壤污染非常严重。为切实加强土壤污染防治，逐步改善土壤环境质量，我国于2016年颁布了《土壤污染防治行动计划》;2019年发布了《建设用地土壤污染状况调查技术导则（HJ 25.1—2019）》、《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》（HJ25.2-2-19）等一系列导则，目的为保障人体健康，保护生态环境，加强建设用地环境保护监督管理，规范建设用地土壤污染状况调查。

污染场地调查通常分三个阶段进行：即污染源识别、采样分析、风险评估，其中采样分析是污染场地调查的关键环节。污染场地具有污染物迁移深度大、空间分布离散性大、污染物种类多、土壤和地下水可能同时受到不同程度的污染。因此，查明污染源、污染范圍、污染物种类等是污染场地调查工作的重点，为推动土壤环境风险管控，保障人居环境安全具有重要意义。然而土壤和地下水的污染状况只能通过钻探取样才能查明，本文基于相关文献资料和实际工程经验，梳理了冲击式钻机在不同土层性质和不同类型污染场地调查中的应用，以指导其在污染场地调查中的推广。

1污染场地调查钻探采样质量要求

污染场地钻进取样过程中，应选择无浆液钻进，全程套管跟进，防止钻孔坍塌和上下层交叉污染;不同样品采集之间应对钻头和钻杆进行清洗。每次钻进深度宜为50 cm～150 cm，岩芯平均采取率一般不小于70%，其中，粘性土及完整基岩的岩芯采取率不应小于85%，砂土类地层的岩芯采取率不应小于65%，碎石土类地层岩芯采取率不应小于50%，强风化、破碎基岩的岩芯采取率不应小于40%。

在钻进取样过程中，尽量保持土壤的物理原状性和化学原状行，防止原状土被扰动，污染物发生挥发、排气、氧化还原反应等。污染场地钻进取样的质量要求与地块需要检测的项目有关，对于需要测定污染土壤的物理和水力性质的样品，需采集原状土;对于需要测定挥发性有机物的样品，必须保证土壤未扰动;对于重金属和半挥发性样品时，应尽量保持土壤的原状性。

2冲击式钻进取样技术

污染场地钻进取样，在钻机的选择方面应能够在相应的土体类型中实施顺利钻进且能保障土样不被污染和扰动，本文以GK-180型钻机为例进行探讨。钻机参数见表1.

GK-180型钻机能自由切换冲击与回旋钻进，且操作方便，工作原理采用机械传动，设计的传动系统能满足钻机工作对转速、转矩的要求，具有高效的传动效率，减少无用功率的消耗。在野外工作中，利用自带的履带装置，可以快速移动点位，操作方便快捷，应用液压系统，便于安装，且能保障装配精度;所使用的钻具易于加工，成本低。

3不同类型场地的钻进取样方法

污染场地调查钻探取样与地质钻探取样不同，要求在钻进过程中必须是无浆液，除遇水泥地面开孔可以使用回旋钻探，添加纯净水。开孔完成后，在钻进过程中不能添加冲洗液和冷却试剂，且不能采取回旋的方式钻进。针对不同的场地类型和采集样品种类的不同，应配备不同的取样器，常见的取样器见图1.

3.1封闭式取样器

该取样器口径有Φ146mm、Φ127mm、Φ108mm三种，长度50～60cm，管削的长度10～15cm。根据采样深度和样品量的不同，可随意更换。封闭式取样器主要适用于采集重金属和半挥发性有机物土壤样品。对于不同性质的地层均可达到采样要求，特别对于采集淤泥中的土壤样品优于其他采样器。

3.2常规取样器

此类取样器的口径与封闭式一样，可以根据不同的土层情况进行更换。该取样器与封闭式的不同在于侧壁开了两条缝，缝隙的宽度3～5cm，目的是便于采集挥发性有机物土壤样品，当取土器提升至地表，可以迅速完成挥发性有机物土壤样品的采集，最大限度的保障所采集的样品代表土壤真实状况。该取样器适用于各种不同的地层不同污染类型场地的土壤样品采集。

3.3半合管取样器

该取样器是在前两种取样器的基础上进行改造，在取样器的内部加装一个半合管，目的是便于采集原状土中的挥发性有机物、半挥发性有机物和重金属。加装半合管的取样器适合粉质黏土、粉土、粉砂土等含碎石较少得土壤，对于表层土壤以下为卵、砾石层，砾径大于5cm，土壤含量低于20%的地层不适用，容易造成半合管发生卷曲。该取样器适用于有机污染场地的土壤样品采集。

4 结论及建议

4.1在污染场地调查过程中，GK-180型钻机完全满足采样要求，根据不用的土壤性质、不同的采样要求，进行更换取样器。

4.2 GK-180型钻机能高效、快捷的完成采样点位的转移，有助于提高工作效率。

4.3由于在污染场地调查过程中，污染状况、施工条件、地层条件等各不相同，应根据实际情况选择合适的取样器。

参考文献：

[1]李广贺，李发生，张旭，等.污染场地环境风险评价与修复技术体系[M].北京：中国环境科学出版社，2010：5-8.

通讯作者：

马延龙，男，水工环高级工程师，甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院。