[發明專利]一種基于簇井的土壤透氣率真空抽提分層測試方法

在審

• 申請號: 202010024532.4
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111141655A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 石劍寒;易樹平;劉玉梅
• 申請（專利權）人: 深圳市南科環保科技有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 深圳市徽正知識產權代理有限公司 44405
• 代理人: 盧杏艷

1.一種基于簇井的土壤透氣率真空抽提分層測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)分析測試地塊的水文地質資料：所述水文地質資料包括土層巖性特性、地下水文特性，確定目標測試土層及抽提土層深度；

2)建井：在土壤包氣帶建立抽提井和監測井，包括如下步驟：

a.定位：抽提井布設1口，在以抽提井為圓心的圓周方向上均勻布設若干口監測井，且各監測井距抽提井的徑向距離不同；

b.鉆孔：抽提井和監測井的建立均采用機械鉆機鉆孔，所述抽提井和監測井的孔徑、孔深相同，所述孔深大于抽提土層的埋深；

c.安裝井管：井管由白管和篩管組成，從上至下依次為白管、篩管、白管，白管與篩管固定連接并相互連通，篩管外壁包裹有細紗網；抽提井內安裝一根井管，所述井管的中心與鉆孔中心線重疊，長度與抽提井的深度一致，根據抽提土層深度設置篩管的長度及位置；監測井采用簇井結構，即一個鉆孔內并列且等距安裝多根井管，所述監測井內的各井管的管徑、篩管的長度相同，井管的數量根據土層屬性分布設置，各井管的長度不大于各目標測試土層的埋深，篩管分別位于目標測試土層內，以確保土層的代表性；

d.裝填濾料和封井材料：抽提井和監測井均采用潔凈的石英砂作為濾料，采用膨潤土及膨潤土漿作為封井材料；所述濾料至少覆蓋篩管的長度，所述膨潤土填充在濾料層上，所述膨潤土泥漿填充在膨潤土上，一直填充至另一根井管的篩管底部或與地面平齊，確保有效阻隔水流和氣流；

e.砌筑井臺：井口處使用混凝土固定井管，混凝土澆筑一直從地面到膨潤土泥漿回填上部；

3)設備連接：通過鋼絲軟管或者PVC管將抽提井的井管與真空泵連接，并在抽提井和監測井內的各井管的管頭安裝有氣壓表，在抽提井的井管的管頭安裝有氣體流量計；

4)氣相抽提與氣流監測：開啟真空泵，使待測區土體內產生負壓，驅動土壤間隙內氣體流動，一定時間后，氣流達到穩定狀態，抽提井內的井管的氣體表、氣體流量計讀數基本保持不變，記錄抽提井內的井管氣壓表、氣體流量計讀數以及各監測井內井管的氣壓表讀數；

5)土壤透氣率計算：根據下式計算不同距離不同深度的土層土壤監測點位的土壤透氣率：

式中：K_a為土壤透氣率，量綱為m²；Q_v為抽提井內井管的氣體流量，量綱為m³/s；μ_a為空氣粘滯系數，量綱為Pa·s，取1.83×10^-5Pa·s；b為抽提井內井管的篩管長度，即抽提土層厚度，量綱為m；R₁為抽提井內井管的內半徑，量綱為m；R₂為監測井中心距抽提井中心的距離，量綱為m；P₁為抽提井內井管的絕對氣體壓力，量綱為Pa；P₂為距離抽提井R₂點位處監測井內井管的絕對氣體壓力，量綱為Pa。

2.根據權利要求1所述基于簇井的土壤透氣率真空抽提分層測試方法，其特征在于，所述土層巖性特性至少包括土層屬性分布、土層的層底埋深、粒徑分布，所述地下水文特性至少包括地下水類型、埋深、地下水滲透系數。

3.根據權利要求1所述基于簇井的土壤透氣率真空抽提分層測試方法，其特征在于，所述抽提井和監測井的孔徑不小于200mm。

4.根據權利要求1所述基于簇井的土壤透氣率真空抽提分層測試方法，其特征在于，所述井管采用PVC材質，所述白管與篩管之間采用螺紋或者管套連接，所述篩管預先由激光切割濾縫，濾縫寬度為0.5mm。

5.根據權利要求1所述基于簇井的土壤透氣率真空抽提分層測試方法，其特征在于，所述抽提井井內井管的管徑為63mm以上。

6.根據權利要求1所述基于簇井的土壤透氣率真空抽提分層測試方法，其特征在于，所述監測井內的各井管的管徑不超過50mm，井管與井管之間、井管與孔壁之間距離不小于10mm。

7.根據權利要求1所述基于簇井的土壤透氣率真空抽提分層測試方法，其特征在于，所述監測井內的各井管的的篩管長度為100-200mm。