全液壓直推式土壤取樣鉆機設計與實驗研究

高玉林，張新，姚堅毅，王瑜，孫懿琨

(1.中國地質大學(北京)工程技術學院，北京 100083；2.自然資源部深部地質鉆探技術重點實驗室，北京 100083；3.中交天和機械設備制造有限公司，江蘇常熟 215557；4.中交公路規劃設計院有限公司，北京 100010)

0 前言

全球環境日益惡化，人類的生存與發展條件受到了很大影響，包括我國在內的世界多個國家陸續出臺了相關政策進行環境治理。我國土壤和地下水污染嚴重，土壤、地下水污染防治工作起步較晚，工作基礎薄弱，土壤污染防治體系尚未形成，技術及裝備較為缺乏，高效鉆進、高質量取樣一直是我國污染土勘察的主要難題之一。

準確的污染場地調查是進行環境修復的前提條件。當前土壤、地下水鉆探取樣主要有回轉取樣、振動取樣和直推式取樣3種形式。與傳統回轉鉆進方式相比，全液壓直推式土壤取樣鉆機在鉆進過程中，遇到地層阻力較小時，給進油缸產生靜壓力推動動力頭沿滑軌向下運動，推動取樣裝置無回轉地進入地層；當地層阻力較大或者無法靜壓進尺時，動力頭產生沖擊力，配合靜壓入土的方式快速鉆進取樣。鉆機取樣鉆進采用直推和沖擊的方式剪切地層取樣，具有成本低、取心率高、鉆進速度快、對樣品無擾動及無泥漿液循環的特點，是淺層土壤地層取樣的有效方法。

目前國內環境取樣鉆機功能單一，回轉扭矩小，難以滿足取樣和水井建井監測的需求；機器笨重造成運輸不便、轉場效率低；鉆進能力不足，造成取樣深度淺，特別是較硬地層鉆進能力差。……