1.本发明涉及一种污染地块土壤原状取样装置及其取样方法，属于污染地块环境调查取样以及岩土工程勘察土壤原状取样技术领域。
背景技术：2.在污染地块环境监测中需要对现场的土壤用取土器进行采样检测, 目前常用的取土器为薄壁取土器，薄壁取土器由取样头和薄壁管组成，主要结构为单一单向球阀，压入取土器时，残土和浆液沿单向阀排出。该种取土器，一般用于工程地质中的原状土采样，进行土体的物理和水力性质试验。而污染地块的土壤采样，除要保持土体的物理原状性，即进行土体的部分物理和水力性质试验外，重点是保持土体的化学原状性，即进行污染物的成分及含量的试验。因此，目前常用的薄壁取土器应用于污染地块的土体采样，存在的主要问题是：土样在采取及提取过程中，由于取样器没有及时密封，土样容易产生地层间的交叉污染，且容易被扰动，发生挥发、排气、微生物作用、氧化还原反应等，失去了土样的化学原状性，而薄壁取土器取样主要靠管壁摩阻，土样也容易移动和脱落，取样效率较低。
技术实现要素：3.本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种在采样时及时、就地密封的污染地块土壤原状取样装置及其取样方法，可防止土样在采取过程中，不同地层间土样交叉污染、土样被扰动而失去化学原状性及易移动脱落等现象的发生。
4.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种污染地块土壤原状取样装置，包括外管、内管、开闭销以及联动杆，所述的内管通过上部取样管的连接螺纹轴同轴套装固定在所述的外管内，所述的开闭销固定在闭锁阀阀芯的螺孔内，并安置在外管的弧形通槽内，通过上下闭锁阀的联动杆将上下闭锁阀的阀芯并接成一体，使双阀同时开闭联动；当内管受样土顶压提升，上下闭锁阀上的开闭销在外管的弧形槽滑动，上下闭锁阀的阀芯转动90度，上下闭锁阀联动打开，样土进入取样管；当取样完成后，提升外管，内管由于自身和土样的重力作用，上下闭锁阀的阀芯转动90度联动关闭。
5.进一步，所述的外管为上部封闭、下部敞口的管状结构，上部设有连接钻杆的法兰以及与内管相配的方孔，下部管端边缘环向布设若干切削刀头。
6.进一步，所述的外管在中段直管部位以中轴面对称设有与开闭销相配的、可滑动的弧形通槽。
7.进一步，所述的外管的上部封闭法兰设有溢流外泄孔。
8.进一步，所述的内管由上部取样管、上闭锁阀、中部取样管、下闭锁阀、下部取样管顺序串联连接而成。
9.进一步，所述的上部取样管一端封闭，一端敞口，封闭端设有单向阀和连接螺纹轴，敞口端设有与上闭锁阀相接的外螺纹。
10.进一步，所述的上部取样管的封闭端的连接螺纹轴端头设有外螺纹，与外管相配段为可传递运动或动力的方轴；封闭端盖上设有所述单向阀的进口和排泄孔。
11.进一步，所述的下部取样管一端设有与下闭锁阀相接的外螺纹，另一端管端边缘环向布设若干切削刀。
12.进一步，所述的闭锁阀由阀座和阀芯相配组成，所述的阀芯为中间径向开孔的圆柱体，两端设有安装开闭销的螺纹孔。
13.一种污染地块土壤原状取样方法，采用污染地块土壤原状取样装置，包括以下步骤：步骤1：将污染地块土壤原状取样装置的外管法兰与钻机钻杆连接，取样装置内管处于低位，确认上下闭锁阀关闭；步骤2：通过钻机钻杆下放污染地块土壤原状取样装置至采样标高位置；步骤3：将污染地块土壤原状取样装置贯入土层取样，内管的下部取样管受样土顶压提升，上下闭锁阀的开闭销在外管弧形槽滑动，上下闭锁阀阀芯转动90度后上下闭锁阀联动打开，样土进入取样管中部及上部，残土和浆液通过上部取样管的单向阀排出，完成取样；步骤4：上提钻杆带动污染地块土壤原状取样装置的外管上升，内管由于自身和土样的重力作用，上下闭锁阀阀芯转动90度联动关闭，中间取样管内的土样被上下闭锁阀封闭；步骤5：拆卸钻杆与污染地块土壤原状取样装置连接后，拆去闭锁阀的开闭销以及内管与外管连接的螺母，将内管从外管内取出；步骤6：将上部取样管及下部取样管从上下闭锁阀处拆卸分离；步骤7：对各段取样管使用封口或尺寸匹配封盖进行封装，送试验室进行检测，中部取样管在试验采集时或进行封装后开启上下闭锁阀。
14.本发明的有益效果是：本发明的污染地块土壤原状取样装置及其取样方法，采用内外套管设置，外套管起到护管的作用，内管为取样管，避免被取样的土体受到扰动；取样前内管由于重力而处于外管偏下位置，此时上下闭锁阀关闭；到达取样标高时取样器压人土体，内管受样土顶压提升，上下闭锁阀的开闭销在外管弧形槽滑动，上下闭锁阀阀芯转动90度，上下闭锁阀联动打开，样土进入取样管；取样完成后，提升外管，内管由于自身和土样的重力作用，上下闭锁阀阀芯转动90度联动关闭，中间取样管内的土样被上下闭锁阀所封闭为完全原状土，成为不受任何外界干扰和污染的原状土样，实现土样的物理和化学性状的原状；取样管分段设置，可将取样土体分层，形成独立的取样体，且取样完成后，只要取下上下闭锁阀的开闭销，三段的取样管就很容易取出，取样效率高。
15.本发明的污染地块土壤原状取样装置及其取样方法，适合各湖泊水系的底质土样的取样，也适用于粘性土、粉土为主的污染地块的土壤取样。而遇较硬地层或有机腐质，可利用内外管下端合金钻头旋转切削取样。
16.本发明由于取样管及时、就地密封，避免了土样在地层间产生交叉污染，且取样管双端密封，取样土样没有被扰动，避免了土样发生挥发、排气、微生物作用、氧化还原反应等现象，保持了土样的物理、化学原状性，且采用组合式取样管，采样方法简便，土样独立分
层，采样效率高。
附图说明
17.图1为本发明的污染地块土壤原状取样装置闭锁阀关闭状态的结构示意图；图2为本发明的污染地块土壤原状取样装置闭锁阀开启状态的结构示意图；图3为本发明的污染地块土壤原状取样装置外管的结构示意图；图4为本发明的污染地块土壤原状取样装置外管的主视剖面示意图；图5为本发明的污染地块土壤原状取样装置外管的a-a剖面示意图；图6为本发明的污染地块土壤原状取样装置上部取样管的剖面示意图；图7为本发明的污染地块土壤原状取样装置闭锁阀的结构示意图；附图标记说明：100－外管；101－法兰；102－外泄孔；103－方孔；104－中管；105－弧形槽；106－刀头；200－内管；210－上部取样管；211－螺纹；212－方轴； 213－排口；214－单向阀； 215－进口；216－外螺纹；220－下部取样管； 221－外螺纹；222－切削刀；230－闭锁阀；231－阀芯；232－阀座；240－中部取样管； 3－开闭销； 4－联动杆。
具体实施方式
18.为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
19.如图1至图7所示，本发明的污染地块土壤原状取样装置，包括外管100、内管200、闭锁阀的开闭销3以及上下闭锁阀的联动杆4。内管200通过上部取样管210的连接螺纹轴211同轴套装固定在外管100内。开闭销3固定在闭锁阀230的阀芯231的螺孔内，并安置在外管100的弧形通槽105内，通过上下闭锁阀的联动杆4将上下闭锁阀230的阀芯231并接，使双阀同时开闭联动。
20.如图3、图4所示，外管100，为上部封闭、下部敞口的管状结构。上部设有连接钻杆的法兰101以及与内管200相配的方孔103，下部管端边缘环向布设若干切削刀头106。
21.如图3、图4所示，外管100，中段直管104适当部位以中轴面对称设有与所述的闭锁阀230开闭销4相配的、可滑动的弧形通槽105。
22.优选地，外管100，上部封闭法兰101设溢流外泄孔102。
23.如图1、图2所示，内管200由上部取样管210、上闭锁阀230、中部取样管240、下闭锁阀230、下部取样管220顺序串联连接而成。
24.如图5所示，上部取样管210一端封闭，一端敞口，封闭端设有单向阀214和连接螺纹轴212，敞口端设有与上闭锁阀230相接的外螺纹216。
25.进一步的，封闭端的连接螺纹轴端头设有外螺纹211，与外管100相配段为可传递运动或动力的方轴212；封闭端盖上设有所述单向阀214的进口215和排泄孔213。
26.如图6所示，下部取样管220-一端设有与下闭锁阀230相接的外螺纹221，另一端管端边缘环向布设若干切削刀222。
27.如图7所示，闭锁阀230由阀座232和阀芯231相配组成。所述的阀芯231为中间径向开孔的圆柱体，两端设有安装开闭销3的螺纹孔。
28.本发明污染地块土壤原状取样方法，采用污染地块土壤原状取样装置，包括以下
步骤：步骤1：参见图1，将本污染地块土壤原状取样装置外管100法兰101与钻机钻杆连接，取样装置内管200处于低位，确认上下闭锁阀230关闭；步骤2：参见图1，通过钻机钻杆下放本污染地块土壤原状取样装置至采样标高位置；步骤3：参见图2、图3、图4，图7取样装置贯入土层取样，内管200的下部取样管220受样土顶压提升，上下闭锁阀230的开闭销3在外管弧形槽105滑动，上下闭锁阀阀芯231转动90度，上下闭锁阀230联动打开，样土进入取样管中部240及上部210，通过上部取样管210的单向阀214排出非取样部分，完成取样；步骤4：参见图1，上提钻杆带动取样器外管100上升，内管200由于自身和土样的重力作用，上下闭锁阀阀芯231转动90度联动关闭，中间取样管240内的土样被上下闭锁阀230封闭；步骤5：参见图1，拆卸钻杆与内管200连接后，拆去闭锁阀230的开闭销3以及内管200与外管100连接的螺母，将内管200从外管100内取出；步骤6：参见图1，将上部取样管210及下部取样管220从上下闭锁阀230处拆卸分离；步骤7：对上部取样管210、220、240使用封口或尺寸匹配封盖进行封装，送试验室进行检测。中部取样管240在试验采集时或进行封装后方可开启上下闭锁阀230。
技术特征：1.一种污染地块土壤原状取样装置，其特征在于：包括外管、内管、开闭销以及联动杆，所述的内管通过上部取样管的连接螺纹轴同轴套装固定在所述的外管内，所述的开闭销固定在闭锁阀阀芯的螺孔内，并安置在外管的弧形通槽内，通过上下闭锁阀的联动杆将上下闭锁阀的阀芯并接成一体，使双阀同时开闭联动；当内管受样土顶压提升，上下闭锁阀上的开闭销在外管的弧形槽滑动，上下闭锁阀的阀芯转动90度，上下闭锁阀联动打开，样土进入取样管；当取样完成后，提升外管，内管由于自身和土样的重力作用，上下闭锁阀的阀芯转动90度联动关闭。2.根据权利要求1所述的污染地块土壤原状取样装置，其特征在于：所述的外管为上部封闭、下部敞口的管状结构，上部设有连接钻杆的法兰以及与内管相配的方孔，下部管端边缘环向布设若干切削刀头。3.根据权利要求2所述的污染地块土壤原状取样装置，其特征在于：所述的外管在中段直管部位以中轴面对称设有与开闭销相配的、可滑动的弧形通槽。4.根据权利要求2所述的污染地块土壤原状取样装置，其特征在于：所述的外管的上部封闭法兰设有溢流外泄孔。5.根据权利要求1所述的污染地块土壤原状取样装置，其特征在于：所述的内管由上部取样管、上闭锁阀、中部取样管、下闭锁阀、下部取样管顺序串联连接而成。6.根据权利要求5所述的污染地块土壤原状取样装置，其特征在于：所述的上部取样管一端封闭，一端敞口，封闭端设有单向阀和连接螺纹轴，敞口端设有与上闭锁阀相接的外螺纹。7.根据权利要求6所述的污染地块土壤原状取样装置，其特征在于：所述的上部取样管的封闭端的连接螺纹轴端头设有外螺纹，与外管相配段为可传递运动或动力的方轴；封闭端盖上设有所述单向阀的进口和排泄孔。8.根据权利要求5所述的污染地块土壤原状取样装置，其特征在于：所述的下部取样管一端设有与下闭锁阀相接的外螺纹，另一端管端边缘环向布设若干切削刀。9.根据权利要求1所述的污染地块土壤原状取样装置，其特征在于：所述的闭锁阀由阀座和阀芯相配组成，所述的阀芯为中间径向开孔的圆柱体，两端设有安装开闭销的螺纹孔。10.一种污染地块土壤原状取样方法，采用权利要求1-9任一所述的污染地块土壤原状取样装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将污染地块土壤原状取样装置的外管法兰与钻机钻杆连接，取样装置内管处于低位，确认上下闭锁阀关闭；步骤2：通过钻机钻杆下放污染地块土壤原状取样装置至采样标高位置；步骤3：将污染地块土壤原状取样装置贯入土层取样，内管的下部取样管受样土顶压提升，上下闭锁阀的开闭销在外管弧形槽滑动，上下闭锁阀阀芯转动90度后上下闭锁阀联动打开，样土进入取样管中部及上部，残土和浆液通过上部取样管的单向阀排出，完成取样；步骤4：上提钻杆带动污染地块土壤原状取样装置的外管上升，内管由于自身和土样的重力作用，上下闭锁阀阀芯转动90度联动关闭，中间取样管内的土样被上下闭锁阀封闭；步骤5：拆卸钻杆与污染地块土壤原状取样装置连接后，拆去闭锁阀的开闭销以及内管与外管连接的螺母，将内管从外管内取出；步骤6：将上部取样管及下部取样管从上下闭锁阀处拆卸分离；
步骤7：对各段取样管使用封口或尺寸匹配封盖进行封装，送试验室进行检测，中部取样管在试验采集时或进行封装后开启上下闭锁阀。
技术总结本发明涉及一种污染地块土壤原状取样装置及其取样方法，该装置包括外管、内管、开闭销以及联动杆，所述的内管通过上部取样管的连接螺纹轴同轴套装固定在所述的外管内，开闭销固定在闭锁阀阀芯的螺孔内，并安置在外管的弧形通槽内，通过上下闭锁阀的联动杆将上下闭锁阀的阀芯并接成一体，使双阀同时开闭联动。本发明由于取样管及时、就地密封，避免了土样在地层间产生交叉污染，且取样管双端密封，取得的土样没有被扰动，避免了土样发生挥发、排气、微生物作用、氧化还原反应等现象，保持了土样的物理、化学原状性，且采用组合式取样管，取样方法简便，土样独立分层，取样效率高。取样效率高。取样效率高。
技术研发人员：乔华山 崔永高 缪俊发 陆建生 谭志峰
受保护的技术使用者：上海广联环境岩土工程股份有限公司
技术研发日：2022.05.20
技术公布日：2022/7/5
