權(quán)利要求書： 1.一種用于土壤及地下水污染的原位修復(fù)注射設(shè)備，包括鉆機(jī)和注射泵，注射泵與鉆機(jī)連接，其特征在于，鉆機(jī)包括工作架體、沖擊動(dòng)力頭、聲頻動(dòng)力頭、橫移油缸、橫移板、滑動(dòng)組件和主缸；所述主缸與工作架體鉸接；所述沖擊動(dòng)力頭和聲頻動(dòng)力頭固定在橫移板上，橫移板通過橫移油缸與滑動(dòng)組件連接；所述滑動(dòng)組件與主缸連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于土壤及地下水污染的原位修復(fù)注射設(shè)備，其特征在于，所述沖擊動(dòng)力頭和聲頻動(dòng)力頭在橫移板上呈左右形式布置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于土壤及地下水污染的原位修復(fù)注射設(shè)備，其特征在于，所述沖擊動(dòng)力頭和聲頻動(dòng)力頭通過螺栓組固定在橫移板上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于土壤及地下水污染的原位修復(fù)注射設(shè)備，其特征在于，所述橫移油缸的一端與橫移板鉸接，另一端與滑動(dòng)組件固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于土壤及地下水污染的原位修復(fù)注射設(shè)備，其特征在于，所述滑動(dòng)組件設(shè)置在工作架體上，并通過螺栓組與主缸連接，主缸帶動(dòng)滑動(dòng)組件沿工作架體上下移動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于土壤及地下水污染的原位修復(fù)注射設(shè)備，其特征在于，所述滑動(dòng)組件上設(shè)有導(dǎo)向槽，所述工作架體上設(shè)有與導(dǎo)向槽配合的導(dǎo)軌。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于土壤及地下水污染的原位修復(fù)注射設(shè)備，其特征在于，所述注射泵設(shè)有行走輪。

說明書： 一種用于土壤及地下水污染的原位修復(fù)注射設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型具體涉及一種用于基巖等復(fù)雜地層下層土壤及地下水污染的原位修復(fù)注射設(shè)備，屬于環(huán)境修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)[0002] 一般來說，土壤和地下水中的污染物主要分為有機(jī)物和重金屬污染，如重金屬(Pb、As、Cr等)、總石油烴、多氯聯(lián)苯、農(nóng)藥等，這些污染物通常表現(xiàn)為高毒性、高致癌性、難

以自然降解，更為嚴(yán)重的是，揮發(fā)性及半揮發(fā)性有機(jī)污染物、可溶性重金屬(如六價(jià)鉻)會從

不飽和區(qū)域遷移至深層飽和區(qū)域，對地下水資源構(gòu)成威脅，因此必須采取合理技術(shù)手段治

理修復(fù)受污染的土壤和地下水。目前，污染場地常用的修復(fù)方法為原位修復(fù)和異位修復(fù)，而

針對污染深度大、難開挖的有機(jī)物污染場地，越來越傾向于采用原位修復(fù)技術(shù)。

[0003] 目前，大多數(shù)原位修復(fù)技術(shù)均需采用原位化學(xué)藥劑注射，比如原位化學(xué)氧化技術(shù)需要注射過硫酸鈉等氧化劑，原位化學(xué)還原技術(shù)需要原位注射零價(jià)鐵等還原劑，原位生物

修復(fù)也需向地下注射生物激活劑等試劑。無論是粘性土層、粉性土層還是砂性土層的污染

場地，均可根據(jù)需要選用原位化學(xué)藥劑注射的方式修復(fù)可被氧化或還原的有機(jī)或無機(jī)污染

物、可被好氧或厭氧生物降解的有機(jī)污染物以及可被穩(wěn)定化的重金屬污染物等。

[0004] 常用的注射修復(fù)技術(shù)主要分為注射井注射、直推注射及高壓旋噴注射技術(shù)。由于技術(shù)本身因素及土壤污染現(xiàn)狀(早期偷排擊穿巖層或是某些污染物歷史悠久經(jīng)沉積已透過

巖層)，因此當(dāng)遇到某些極端地層條件(靠近基巖)時(shí)，往往會阻礙注射修復(fù)的進(jìn)行。比如注

射井注射修復(fù)，當(dāng)靠近基巖時(shí)，由于液壓壓力不足，往往無法鉆穿基巖部分；同時(shí)，當(dāng)?shù)貕K污

染復(fù)雜，不同深度污染物、濃度不同時(shí)，該方法分層注射復(fù)雜，無法精準(zhǔn)注射。高壓旋噴注射

技術(shù)，當(dāng)靠近基巖時(shí)，無法鉆穿基巖；同時(shí)，其對土壤擾動(dòng)性較大，對地層破壞性較強(qiáng)，易發(fā)

生塌孔。

[0005] 直接推進(jìn)注射技術(shù)適用于污染物在不同的深度分層分布、一次注射難以滿足污染物的去除要求或者其所在的位置不適合安裝注射井的污染場地，適用于污染土壤和地下水

中的重金屬類(如六價(jià)鉻)、氯代有機(jī)物、石油烴、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、酚類、甲基叔丁基

醚(MTBE)、含氯有機(jī)溶劑、多環(huán)芳烴及農(nóng)藥等大部分有機(jī)物的修復(fù)處理。注射壓力可控、靈

活性強(qiáng)、不會產(chǎn)生返漿現(xiàn)象，同時(shí)可以和高分辨原位檢測工具聯(lián)用，精確定位需要注射的深

度，減少藥劑量，提高注射效率。但與注射井注射及高壓旋噴注射相同，利用直推注射修復(fù)，

當(dāng)靠近基巖時(shí)，注射鉆頭易發(fā)生折斷，無法鉆穿基巖部分。

實(shí)用新型內(nèi)容

[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型提供一種用于基巖等復(fù)雜地層下層土壤及地下水污染的原位修復(fù)注射設(shè)備。

[0007] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：[0008] 一種用于土壤及地下水污染的原位修復(fù)注射設(shè)備，包括鉆機(jī)和注射泵，注射泵與鉆機(jī)連接，鉆機(jī)包括工作架體、沖擊動(dòng)力頭、聲頻動(dòng)力頭、橫移油缸、橫移板、滑動(dòng)組件和主

缸；所述主缸與工作架體鉸接；所述沖擊動(dòng)力頭和聲頻動(dòng)力頭固定在橫移板上，橫移板通過

橫移油缸與滑動(dòng)組件連接；所述滑動(dòng)組件與主缸連接。

[0009] 進(jìn)一步地，所述沖擊動(dòng)力頭和聲頻動(dòng)力頭在橫移板上呈左右形式布置。[0010] 進(jìn)一步地，所述沖擊動(dòng)力頭和聲頻動(dòng)力頭通過螺栓組固定在橫移板上。[0011] 進(jìn)一步地，所述橫移油缸的一端與橫移板鉸接，另一端與滑動(dòng)組件固定連接。[0012] 進(jìn)一步地，所述滑動(dòng)組件設(shè)置在工作架體上，并通過螺栓組與主缸連接，主缸帶動(dòng)滑動(dòng)組件沿工作架體上下移動(dòng)。

[0013] 進(jìn)一步地，所述滑移組件上設(shè)有導(dǎo)向槽，所述工作架體上設(shè)有與導(dǎo)向槽配合的導(dǎo)軌。

[0014] 進(jìn)一步地，所述注射泵設(shè)有行走輪。[0015] 相比現(xiàn)有設(shè)備，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：[0016] (1)更好的地層適應(yīng)性?，F(xiàn)有的原位注射修復(fù)鉆機(jī)在基巖附近注射時(shí)常會遇到鉆頭折斷、無法鉆穿等一系列問題，導(dǎo)致該處污染土壤無法進(jìn)行修復(fù)注射，阻礙修復(fù)進(jìn)程。本

實(shí)用新型改進(jìn)后的設(shè)備，解決了基巖下方原位注射的難題，拓寬了原位修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用范

圍，提高了其對復(fù)雜地層的適應(yīng)性。

[0017] (2)更高的修復(fù)效率。本實(shí)用新型的設(shè)備解決了基巖類復(fù)雜地層下方土壤及地下水的原位注射的難題。利用聲頻鉆在最難鉆進(jìn)地層仍可取得連續(xù)鉆進(jìn)的優(yōu)勢，在基巖等復(fù)

雜地層中開辟一條注射通道，之后通過橫移油缸切換沖擊動(dòng)力頭，修復(fù)藥劑可以沿注射通

道通過直推注射到達(dá)指定的污染深度，與污染土壤及地下水充分接觸反應(yīng)。與鋼索沖擊鉆

等地勘鉆機(jī)相比，修復(fù)效率顯著提升，并在一定程度上改善了修復(fù)效果。

[0018] (3)更高的經(jīng)濟(jì)效益。基于同樣的地層問題，相比于實(shí)施其他幾種修復(fù)技術(shù)(比如傳統(tǒng)地勘鉆進(jìn)+高壓旋噴修復(fù)技術(shù))的設(shè)備，本實(shí)用新型設(shè)備實(shí)施的修復(fù)方法成本較低，修

復(fù)效率較高，具有較高的社會經(jīng)濟(jì)效益。

[0019] (4)更低的二次污染。本實(shí)用新型的鉆進(jìn)和直推注射擾動(dòng)性較小，不需泥漿輔助鉆進(jìn)，且通道一旦形成，立即使用膨潤土封孔，阻隔了污染的擴(kuò)散與下滲，能夠有效地防控二

次污染。

附圖說明[0020] 圖1是本實(shí)用新型設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021] 圖2是圖1的后視圖。[0022] 圖3是本實(shí)用新型設(shè)備在基巖等堅(jiān)硬地層注射通道建設(shè)的示意圖。[0023] 圖4是本實(shí)用新型設(shè)備實(shí)施直推注射工藝的示意圖。[0024] 圖中：1為工作架體；2為沖擊動(dòng)力頭；3為聲頻動(dòng)力頭；4為橫移油缸；5為橫移板；6為滑動(dòng)組件；7為主缸；8為外套管；9為非固結(jié)土壤；10為基巖類復(fù)雜地層(礫石或卵石層)；

11為直推注射鉆桿；12為注射泵。

具體實(shí)施方式[0025] 附圖非限制性的公開了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

[0026] 本實(shí)用新型的注射設(shè)備包括鉆機(jī)和注射泵12，鉆機(jī)通過掛架運(yùn)輸注射泵12，到達(dá)場地之后，可人力將注射泵抬12到地上，注射泵12自帶行走輪，根據(jù)需要推到適當(dāng)位置。本

實(shí)施例注射泵12為液壓驅(qū)動(dòng)的注射泵，動(dòng)力來自于鉆機(jī)，注射泵12通過快換接頭及與鉆機(jī)

連接。

[0027] 如圖1和2所示，本實(shí)施例的鉆機(jī)包括工作架體1、沖擊動(dòng)力頭2、聲頻動(dòng)力頭3、橫移油缸4、橫移板5、滑動(dòng)組件6和主缸7。其中，主缸7通過鉸接的方式與工作架體1連接。沖擊動(dòng)

力頭2和聲頻動(dòng)力頭3通過螺栓組固定在橫移板5上，橫移板5通過橫移油缸4與滑動(dòng)組件6連

接?；瑒?dòng)組件6設(shè)置在工作架體1上，并通過螺栓組與主缸7連接，在滑動(dòng)組件6上設(shè)有導(dǎo)向

槽，工作架體1上設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)向槽與導(dǎo)軌配合，主缸7可帶著滑動(dòng)組件6沿工作架體1上下移

動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)沖擊動(dòng)力頭2和聲頻動(dòng)力頭3沿著工作架體1上下移動(dòng)。

[0028] 橫移油缸4的一端與橫移板5鉸接，另一端與滑動(dòng)組件6固定連接。沖擊動(dòng)力頭2和聲頻動(dòng)力頭3在橫移板上呈左右布置形式。通過橫移油缸4切換兩種動(dòng)力頭的工作模式。

[0029] 實(shí)施例[0030] 某地區(qū)某工廠在進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評估后發(fā)現(xiàn)其所在地塊土壤及地下水存在石油烴及多環(huán)芳烴污染，由于地層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且調(diào)查后發(fā)現(xiàn)污染物已滲透至基巖以下，

常用的修復(fù)注射方法無法穿透基巖進(jìn)行注射，因此采用本實(shí)用新型的注射設(shè)備對該地塊進(jìn)

行修復(fù)。該設(shè)備修復(fù)實(shí)施方法主要分為以下兩個(gè)步驟：一是利用聲頻動(dòng)力頭3開拓一條注射

通道；二是通過沖擊動(dòng)力頭2將修復(fù)藥劑通過注射通道達(dá)到指定污染深度，與土壤及地下水

充分接觸，從而達(dá)到修復(fù)的目的。

[0031] 首先，根據(jù)前期場地詳細(xì)調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)論，確定該場地的修復(fù)范圍、修復(fù)深度及修復(fù)目標(biāo)值，并在場地內(nèi)確定注射點(diǎn)位坐標(biāo)及深度。之后，根據(jù)場地污染物的種類及濃

度，確定合適的修復(fù)藥劑及用量。

[0032] 在基巖或礫石卵石等堅(jiān)硬地層存在的點(diǎn)位架設(shè)本實(shí)用新型的注射設(shè)備，如圖3所示，利用聲頻動(dòng)力頭3產(chǎn)生可以調(diào)節(jié)的高頻振動(dòng)力和低速回轉(zhuǎn)作用，再加上向下的壓力，高

頻振動(dòng)力、低速回轉(zhuǎn)、下壓三者結(jié)合在一起使鉆頭切入巖土，進(jìn)行回轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆進(jìn)鉆探施工，

直至穿透基巖，到達(dá)指定深度地層。

[0033] 邊向外套管(護(hù)壁)內(nèi)填充膨潤土和清潔水，邊提升外套管，直至地面處。待膨潤土固化完成，即完成注射通道建設(shè)。

[0034] 如圖4所示，在注射通道上方架設(shè)本實(shí)用新型注射設(shè)備，將選定的修復(fù)藥劑稀釋或溶解，在注射泵12的作用下通過直推注射鉆桿11將藥劑注射至指定深度，注射藥劑通過自

身的流動(dòng)以及地下水的帶動(dòng)，與污染地下水充分接觸，從而達(dá)到土壤及地下水污染修復(fù)的

目的。