一种场地调查监测土壤气体的方法
【专利说明】
一、技术领域
[0001]本发明涉及一种场地土壤气体的监测方法，特别是建筑物或其它障碍物场地的污染土壤气体的监测方法。
二、【背景技术】
:
[0002]土壤气体监测包括对土壤中挥发性有机气体、氧气、二氧化碳等的监测。在场地调查初期，针对某些疑似污染或已确定污染的场地，土壤气体监测是判断该场地土壤是否被污染或初步判断土壤污染程度的重要手段之一。
[0003]目前，对于土壤气体监测，一般采用Geoprobe等专业设备采用垂直钻进方式，通过在线监测系统定性或半定量的监测土壤中的气体成分及含量。但在已有建筑物或其它障碍物(如河流、填埋场等)存在的场地上进行土壤气体监测时，往往受到某些外部条件的限制(如场地地基较厚、专业设备无法进入建筑物、不允许专业设备以垂直钻进的方式穿过障碍物等)，无法直接采用垂直钻进方式进行土壤气体监测。为此，需要一种采用水平钻进方式的专业土壤气体监测设备来监测和分析现有建筑物或其它障碍物下方指定深度的土壤气体，为是否开展进一步场地调查提供理论依据。
三、
【发明内容】
[0004]本发明目的是，提出一种监测现有建筑物或其它障碍物下方指定深度的土壤气体的方法，为是否开展进一步场地调查提供理论依据。
[0005]本发明技术方案是，一种场地调查监测土壤气体的方法，包括以下步骤:
[0006]选取建筑物或其它障碍物周边便于水平定向钻进的地点；使用水平钻具钻孔，在建筑物或其它障碍物下方进行水平钻进;钻具前段的钻头上集成导向仪和土壤气体收集和传输装置。
[0007]钻头上集成的无缆式导向仪通过无线形式与地面上的接收装置连接，以确定地下钻头的位置和深度。当钻头在土壤中水平钻进时，如出现与既定轨道相偏离的情况，可及时对钻头的位置进行调整，从而确保钻头到达土壤中的指定深度和位置。
[0008]水平钻孔时钻具前端设有钻杆导向探头以及气体监测探针，另设有在线系统，在线系统分为两部分，分别为导向仪和在线气相检测系统，钻头与在线系统连接；
[0009]钻杆导向探头能够在钻杆前进过程中水平定向，如遇到地下障碍物，可通过在地表采用与该探头相配套的导向仪在线导向，可达到水平定向取样钻进的目的；
[0010]可以通过定向钻头到达待建筑物或其它障碍物场地下方土壤包气带地层的指定位置进行土壤气体监测分析；
[0011]气体监测探针包括载气供应管路、气体回流管路和选择性渗透膜;在钻进过程中，土壤气体会透过钻头侧壁的选择性渗透膜进入气体回流管路，收集到的气体依次通过钻杆内的气体回流管路输送到在线气相检测系统，气相检测器能够对气体进行实时在线分析。
[0012]有益效果:在场地调查过程中，在一些疑似污染的场地或者是确定被污染场地的调查初期，一般采用Geoprobe等专业设备采用垂直钻进方法，监测土壤中的气体成分及含量，判断该场地土壤是否被污染。在已有建筑物或其它障碍物(如河流、填埋场等)存在的场地上进行土壤气体监测时，往往受到某些外部条件的限制(如场地地基较厚、专业设备无法进入建筑物、不允许专业设备以垂直钻进的方式穿过障碍物等)，无法直接采用垂直钻进方式进行土壤气体监测。，故可利用本发明方法中水平钻进方式的专业土壤气体监测设备来监测和分析现有建筑物或其它障碍物下方指定深度的土壤气体。本发明可以直接进行气体监测，在线实地监测现有建筑物或其他障碍物垂直下方土壤气体成分以及含量，为场地调查初期是否开展进一步场调提供理论依据，并为现场取样以及样品实验室定量分析提供依据。
【附图说明】
[0013]图1为本发明方法的示意图；
[0014]图2为本发明钻杆导向探头以及气体监测探针结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]此方法包括以下步骤:
[0016]I)选取建筑物或其它障碍物周边便于水平定向钻进的地点；
[0017]2)使用水平钻具钻孔，在建筑物或其它障碍物下方进行水平钻进;钻具前段的钻头上集成导向仪和土壤气体收集和传输装置。钻头上集成的导向仪通过无线形式与地面上的接收装置连接，以确定地下钻头的位置和深度。当钻头在土壤中水平钻进时，如出现与既定轨道相偏离的情况，可及时对钻头的位置进行调整，从而确保钻头到达土壤中的指定深度和位置。
[0018]3)水平钻孔时钻具前端设有钻杆导向探头以及气体监测探针，另设有在线系统，在线系统分为两部分，分别为导向仪和在线气相检测系统，钻头与在线系统连接；
[0019]4)钻杆导向探头能够在钻杆前进过程中水平定向，如遇到地下障碍物，可通过在地表采用与该探头相配套的导向仪在线导向，可达到水平定向取样钻进的目的；可以通过定向钻头到达待建筑物或其它障碍物场地下方土壤包气带地层的指定位置进行土壤气体监测分析；
[0020]5)气体监测探针包括载气供应管路、气体回流管路和选择性渗透膜;在钻进过程中，土壤气体会透过钻头侧壁的选择性渗透膜进入气体回流管路，收集到的气体依次通过钻杆内的气体回流管路输送到在线气相检测系统，气相检测器能够对气体进行实时在线分析，快速得到土壤气体监测结果。
[0021]图2气体监测探针示意图中，包括钻头上侧壁安装的选择性渗透膜1、钻头和钻杆内部设有气体回流管路2和载气供应管路3、气相监测系统4、导向仪5、保护外壳6、钻头7。选择性渗透膜制品贴在钻头侧壁气体回流管路外，钻头上气体经侧壁选择性渗透膜透入管内，气体回流管路将管内气体带出至气相检测器进行检测。气体回流管路壁在钻头的刃内壁，并不受力。在钻进过程中，土壤气体会透过选择性渗透膜进入气体回流管路，输送至气相检测器监测，之后将数据及时传送至在线系统中，从而能够快速得到土壤气体监测结果。
[0022]钻头上集成的无缆式导向仪模块通过无线形式与地面上的接收装置连接，以确定地下钻头的位置和深度。当钻头在土壤中水平钻进时，如出现与既定轨道相偏离的情况，可及时对钻头的位置进行调整，从而确保钻头到达土壤中的指定深度和位置。如采用雷迪RD385水平定向钻进导向模块。
[0023]在钻进过程中，钻头7向前钻进，钻进过程中，土壤气体会透过选择性渗透膜I进入气体回流管路2，由载气供应系统3输送至气相检测器监测4，之后将数据及时传送，在线系统能够快速得到土壤气体监测结果。在线系统即在线气相检测采用常规的在线气相检测器。便携式气相色谱仪具有重量轻、空间结构紧凑、易于移动位置重新安装等优点，这类仪器均自带电池和气体源，并配有样品栗、远距离或近距离交流选件、交流转换器。
[0024]载气供应管路的载气一般采用氩气，氦气或氮气。
[0025]在线系统中的在线气相检测器采用常规的便携式GC/MS。便携式气相色谱仪将质谱技术和色谱技术小型化，可现场给出土壤、水体和环境空气中未知的挥发物和半挥发物，尤其是有毒挥发性物质的鉴定结果，能够实时给出定性和半定量的结果。具有重量轻、空间结构紧凑、易于移动位置重新安装等优点，这类仪器均自带电池和气体源，并配有样品栗、远距离或近距离交流选件、交流转换器。便携式气相色谱的检测器种类有氢火焰离子化检测器(FID)、电子捕获检测器(ECD)以及光离子化检测器(PID)等。
[0026]虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属方法领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
【主权项】
1.一种场地调查监测土壤气体的方法，其特征是包括以下步骤: 选取建筑物或其它障碍物周边便于水平定向钻进的地点；使用水平钻具钻孔，在建筑物或其它障碍物下方进行水平钻进;钻具前段的钻头上集成导向仪和土壤气体收集和传输装置； 钻头上集成的导向仪通过无线形式与地面上的接收装置连接，以确定地下钻头的位置和深度；当钻头在土壤中水平钻进时，如出现与既定轨道相偏离的情况，及时对钻头的位置进行调整，从而确保钻头到达土壤中的指定深度和位置。2.根据权利要求1所述的场地调查监测土壤气体的方法，其特征是钻杆导向探头侧壁安装选择性渗透膜、钻头和钻杆内部设有气体回流管路和载气供应管路、气相监测系统、导向仪、保护外壳、钻头;选择性渗透膜制品贴在气体回流管路壁上，钻头上气体经选择性渗透膜透入管内，气体回流管路将管内气体带出至气相检测器进行检测。3.根据权利要求2所述的场地调查监测土壤气体的方法，其特征是载气供应管路的载气采用氩气，氦气或氮气。4.根据权利要求2所述的场地调查监测土壤气体的方法，其特征是水平钻孔时钻具前端设有钻杆导向探头以及气体监测探针，另设有在线系统，在线系统分为两部分，分别为导向仪和在线气相检测系统，钻头与在线系统连接； 通过定向钻头到达待建筑物或其它障碍物场地下方土壤包气带地层的指定位置进行土壤气体监测分析； 气体监测探针包括载气供应管路、气体回流管路和选择性渗透膜;在钻进过程中，土壤气体会透过钻头侧壁的选择性渗透膜进入气体回流管路，收集到的气体依次通过钻杆内的气体回流管路输送到在线气相检测系统，气相检测器能够对气体进行实时在线分析。
【专利摘要】一种场地调查监测土壤气体的方法，包括以下步骤：选取建筑物或其它障碍物周边便于水平定向钻进的地点；使用水平钻具钻孔，在建筑物或其它障碍物下方进行水平钻进；钻具前段的钻头上集成导向仪和土壤气体收集和传输装置；钻头上集成的导向仪通过无线形式与地面上的接收装置连接，以确定地下钻头的位置和深度；当钻头在土壤中水平钻进时，如出现与既定轨道相偏离的情况，及时对钻头的位置进行调整，从而确保钻头到达土壤中的指定深度和位置。
【IPC分类】G01N33/00, G01N1/22
【公开号】CN105548481
【申请号】CN201511016682
【发明人】陈政, 陈露, 王青薇, 何志超, 唐海燕, 林继康
【申请人】南京索益盟环保科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月29日