《污染場(chǎng)地原位修復(fù)直推鉆進(jìn)-噴-注一體 化裝備操作指南》編制說(shuō)明

《污染場(chǎng)地原位修復(fù)直推鉆進(jìn)-噴/注一體

化裝備操作指南》

（征求意見(jiàn)稿）

編制說(shuō)明

《污染場(chǎng)地原位修復(fù)直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備操作指南》

編制組

2024年3月

編制說(shuō)明

1工作簡(jiǎn)況

1.1任務(wù)來(lái)源

為貫徹《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國(guó)土壤污

染防治法》《中華人民共和國(guó)水污染防治法》《地下水管理?xiàng)l例》，

提高污染場(chǎng)地修復(fù)工程質(zhì)量，保障土壤、地下水環(huán)境安全。依托國(guó)家

重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“有色金屬采選冶聚集區(qū)遺留污染場(chǎng)地生物修復(fù)技

術(shù)（2020YFC1807600，執(zhí)行期：2020年11月至2024年10月，項(xiàng)目

總經(jīng)費(fèi)4576萬(wàn)元）”，江蘇大地益源環(huán)境修復(fù)有限公司、中國(guó)地質(zhì)

大學(xué)（北京）、南京貽潤(rùn)環(huán)境科技有限公司、中南大學(xué)、中山大學(xué)、

桂潤(rùn)環(huán)境科技股份有限公司聯(lián)合針對(duì)有色金屬采選冶聚集區(qū)遺留場(chǎng)

地復(fù)雜地形、污染物分布和土層特征，基于重金屬和選冶有機(jī)物協(xié)同

治理的生物或礦物基材料特性及多種劑型，開(kāi)發(fā)了越野行走-鉆角調(diào)

節(jié)-噴注一體的原位鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備；經(jīng)修復(fù)材料劑型與復(fù)雜地

形、工況與一體化裝備的適配性研究后，并且在典型場(chǎng)地上通過(guò)中試

論證最優(yōu)及極限操作條件。

為了進(jìn)一步將研究成果進(jìn)行發(fā)掘和轉(zhuǎn)換，并且對(duì)同類功能設(shè)備的

制造的應(yīng)用加以規(guī)范，編制本文件。本文件規(guī)定了直推鉆進(jìn)-噴/注一

體化裝備的功能、技術(shù)、材質(zhì)指標(biāo)要求，工況及藥劑劑型適配性測(cè)試

方法，以及適用場(chǎng)景、工程程序及操作規(guī)范。

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編制說(shuō)明

1.2工作過(guò)程

1.2.1工作分工

本指南由中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)歸口。

本指南起草單位：江蘇大地益源環(huán)境修復(fù)有限公司、中國(guó)地質(zhì)大

學(xué)（北京）、南京貽潤(rùn)環(huán)境科技有限公司、中南大學(xué)、中山大學(xué)、桂

潤(rùn)環(huán)境科技股份有限公司。

本指南主要起草人：?jiǎn)螘煼?、崔衛(wèi)華、陳亮、葛傳芹、李曉瑩、

吳克寧、王英濱、李夢(mèng)珂、朱水清、張左右、楊振峰、王杰燚、胡嘉

朋、尹業(yè)新、賀治國(guó)、晁元卿、湯葉濤、張燕、涂方祥。

1.2.2工作過(guò)程

1.2022年9月，成立指南編制專家組

1)邀請(qǐng)多位國(guó)內(nèi)修復(fù)材料原位注射裝備領(lǐng)域的行業(yè)專家組成咨

詢、評(píng)審專家組，對(duì)本團(tuán)標(biāo)的編寫工作給予指導(dǎo)；

2)邀請(qǐng)同行業(yè)企業(yè)共同參與指南訂制，集思廣益。

2.調(diào)研：對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)指南、技術(shù)規(guī)范的全面調(diào)研、研讀，參考

學(xué)習(xí)；

3.2022年9月至12月，實(shí)地考察、測(cè)試、監(jiān)測(cè)：實(shí)地考察此直

推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備在復(fù)雜工況下的技術(shù)性能表現(xiàn)、極限操作條

件，以及對(duì)不同劑型藥劑的兼容性；進(jìn)入執(zhí)行中試、承擔(dān)中小規(guī)模的

示范工程；

2

編制說(shuō)明

4.2023年9月至2024年9月，團(tuán)標(biāo)編寫、評(píng)審與定稿：預(yù)計(jì)在

評(píng)審專家組的三輪評(píng)審會(huì)及單獨(dú)指導(dǎo)下，本團(tuán)標(biāo)經(jīng)過(guò)多輪次修改，先

后形成初稿、征求意見(jiàn)稿、發(fā)布稿，正式對(duì)行業(yè)發(fā)布，擴(kuò)大影響力。

1.3必要性分析

在國(guó)內(nèi)有關(guān)土壤和地下水原位修復(fù)的工程技術(shù)及裝備,特別是原

位修復(fù)功能材料注入技術(shù)及裝備的研究相對(duì)缺乏，與世界先進(jìn)裝備比

起來(lái)還比較落后。最近些年，國(guó)內(nèi)參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，將建筑行業(yè)在地基

和隧道工程中常用的高壓旋噴技術(shù)用于土壤和地下水原位修復(fù)功能

材料的注入，但這個(gè)技術(shù)顯然不適合在地形地貌復(fù)雜的采選冶聚集區(qū)

污染場(chǎng)地上應(yīng)用,其缺陷一是修復(fù)試劑的注入量和注入速率在目標(biāo)注

射的深度區(qū)間內(nèi)不能根據(jù)地層特性和污染物濃度的垂直分布而進(jìn)行

調(diào)整，導(dǎo)致修復(fù)材料在目標(biāo)修復(fù)區(qū)域內(nèi)的分布缺乏針對(duì)性;二是在注

射過(guò)程中地面冒漿嚴(yán)重，造成修復(fù)材料浪費(fèi)，也易引起二次污染:三

是高壓旋噴設(shè)備龐大、重、機(jī)動(dòng)性極差，不勝任在采選冶集聚區(qū)的復(fù)

雜地形地貌場(chǎng)地上工作。至今為止，與采選冶集聚區(qū)復(fù)雜地形地貌、

工況，高、低滲透性復(fù)雜地層、各種不同理化性質(zhì)的修復(fù)材料均兼容

的鉆進(jìn),噴/注一體化的原位注入裝備在國(guó)內(nèi)尚屬空白。

綜上所述，集多重功能于一身的直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備在國(guó)

內(nèi)屬首次研制，國(guó)內(nèi)尚無(wú)對(duì)應(yīng)的技術(shù)指南規(guī)范，制定指南對(duì)同類功能

設(shè)備的制造的應(yīng)用加以規(guī)范，有助于技術(shù)研發(fā)的持續(xù)健康發(fā)展和同類

設(shè)備的規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。

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編制說(shuō)明

2指南編制原則和確定指南主要內(nèi)容

2.1編制依據(jù)

本文件引用了下列文件或其中的條款。凡是未注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB36600土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控指南

（試行）

GB/T14848地下水質(zhì)量指南

HJ610環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境

HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

HJ494水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)

HJ25.1建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則

HJ25.2建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則

2.2編制原則

科學(xué)性原則：對(duì)修復(fù)場(chǎng)地進(jìn)行全面調(diào)查，收集相關(guān)資料，綜合考

慮修復(fù)場(chǎng)地的水文地質(zhì)特性、空間分布情況、工程地質(zhì)等因素，選取

對(duì)應(yīng)的修復(fù)材料、注入方式等，進(jìn)行技術(shù)可行性評(píng)估，制定合理修復(fù)

方案。

可行性原則：制定的修復(fù)方案需合理可行，在前期場(chǎng)地示范工作

的基礎(chǔ)上，針對(duì)修復(fù)場(chǎng)地中污染物的性質(zhì)、污染程度、范圍及對(duì)人體

健康和生態(tài)環(huán)境造成的危害，進(jìn)行注射藥劑和工況適配性測(cè)試，評(píng)估

鉆進(jìn)噴注一體化原位修復(fù)方案的可行性。若評(píng)估結(jié)果為可行，合理選

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編制說(shuō)明

擇注入藥劑，因地制宜制定修復(fù)方案，使修復(fù)目標(biāo)可達(dá)，修復(fù)工程切

實(shí)可行。

安全性原則：制定污染地下水鉆進(jìn)噴注一體化原位修復(fù)方案要確

保場(chǎng)地修復(fù)工程實(shí)施安全，防止對(duì)施工人員、周邊人群健康及環(huán)境產(chǎn)

生危害和二次污染。

協(xié)調(diào)性原則：編制過(guò)程結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)已頒布實(shí)施的相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則、

指南，且與國(guó)內(nèi)相關(guān)政策法律法規(guī)、技術(shù)導(dǎo)則規(guī)范等文件相協(xié)調(diào)。

2.3確定指南主要內(nèi)容的論據(jù)

指南針對(duì)有色金屬采選冶聚集區(qū)遺留場(chǎng)地復(fù)雜地形、污染物分布

和土層特征，規(guī)定了越野行走-鉆角調(diào)節(jié)-噴注一體的原位鉆進(jìn)-噴/注

一體化裝備在原位修復(fù)、風(fēng)險(xiǎn)管控工程應(yīng)用中對(duì)其功能、技術(shù)、材質(zhì)

的指標(biāo)要求，規(guī)定了工況及藥劑劑型適配性測(cè)試方法、適用場(chǎng)景、工

作程序及操作規(guī)范。

指南的制定填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)裝備及對(duì)應(yīng)的技術(shù)規(guī)范/指南的空白，

為此類復(fù)雜、挑戰(zhàn)的污染場(chǎng)地的原位修復(fù)提供了技術(shù)支撐，促進(jìn)科技

進(jìn)步，并對(duì)于經(jīng)濟(jì)、高效、綠色地修復(fù)污染場(chǎng)地，降低場(chǎng)地的環(huán)境風(fēng)

險(xiǎn)具有重要意義。

指南的實(shí)施有助于為同類設(shè)備提供技術(shù)指南，提高復(fù)雜污染場(chǎng)地

修復(fù)工程質(zhì)量，保障修復(fù)場(chǎng)地附近的環(huán)境安全，保障生命安全，促進(jìn)

周邊地區(qū)可持續(xù)發(fā)展。

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編制說(shuō)明

2.4裝備關(guān)鍵部件及技術(shù)要求

原位修復(fù)直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備由噴/注一體化主機(jī)、藥劑配

置及注入系統(tǒng)總成、外置供電設(shè)備三部分組成。噴/注一體化主機(jī)由

設(shè)備自帶動(dòng)力系統(tǒng)提供動(dòng)力，設(shè)備運(yùn)行功率在30~74kw之間。主要

包括液壓行走組件、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、底盤組件、操作臺(tái)、后托架、翻轉(zhuǎn)、

鐘擺功能組件、探測(cè)組件。其中探測(cè)組件包括高頻液壓沖擊錘、螺旋

鉆、卷?yè)P(yáng)桅桿、機(jī)頭擺動(dòng)缸。本指南對(duì)關(guān)鍵部件性能和部分部件的材

質(zhì)等都做出了要求，同時(shí)對(duì)設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)也給予了建議范圍，為此

設(shè)備制造者和使用者提供了參考，同時(shí)規(guī)范了同類設(shè)備的使用。

3主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）的分析、綜述報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論

證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果

（1）集越野行走、鉆角可調(diào)、中高滲透地層低壓注射、低滲透

地層水力壓裂/氣動(dòng)壓裂/高壓霧化噴射四大功能于一身的直推鉆進(jìn)-

噴/注一體化裝備屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，國(guó)內(nèi)外尚未有對(duì)應(yīng)的指南、規(guī)范，本

團(tuán)體指南是針對(duì)此裝備的首個(gè)技術(shù)規(guī)范；

（2）本指南對(duì)比國(guó)內(nèi)外其它原位注射技術(shù)的情況如下：

直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備在現(xiàn)有直推注射裝備的基礎(chǔ)上研制，

適合于采選冶集聚區(qū)復(fù)雜地形地貌，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，裝備可在平地和坡度

小于15度的緩坡上運(yùn)行正常，注射傾角可調(diào)范圍偏離垂直方向不低

于30°，藥劑注射影響半徑最大值不低于1.5m，最高噴/注壓力不低

于20MPa，最深噴注深度不低于15m，最高噴/注流量不低于100

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編制說(shuō)明

L/min。裝備規(guī)模、能力及注入速度不低于國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有水平，整體水

平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備在污染場(chǎng)地修復(fù)應(yīng)用中對(duì)比

同類設(shè)備的優(yōu)勢(shì)見(jiàn)表1。

表1直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備在污染場(chǎng)地修復(fù)應(yīng)用中對(duì)比同類設(shè)備的優(yōu)勢(shì)

直推鉆進(jìn)-噴/注一體化

對(duì)比直推鉆進(jìn)噴注一體化設(shè)備優(yōu)勢(shì)

設(shè)備創(chuàng)新點(diǎn)

①對(duì)中、高滲透地層的藥劑注射增加了

氣流包裹、霧化功能；

GeoProbe直推注射②通過(guò)水力/氣動(dòng)壓裂-霧化噴射實(shí)現(xiàn)對(duì)

低滲透地層的適應(yīng)性，顯著提升藥劑作

用范圍和效能。

①對(duì)地層擾動(dòng)小；

②針對(duì)低滲透地層的藥劑傳輸效果更

佳，影響半徑更大；

低滲地層：

③靶向、定位注射：在不同的目標(biāo)深度

水力壓裂+氣動(dòng)壓裂+霧

位置，可實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同地層條件、污染

化噴射模式高壓旋噴

特征優(yōu)化調(diào)整注射方式、注射量，實(shí)現(xiàn)

精準(zhǔn)注入；

④避免了高壓旋噴裝備龐大笨重，機(jī)動(dòng)

性差，難以在采選冶遺留場(chǎng)地復(fù)雜工況、

地貌下工作的弊端。

中高滲地層：

①將此兩項(xiàng)國(guó)外獨(dú)立應(yīng)用的技術(shù)集于一

低壓霧化注射模式

身；

②避免了先鉆孔、安裝套管、借助雙封

隔器等復(fù)雜操作，以及某些特種裝備不

水力壓裂、氣動(dòng)壓裂

易得的問(wèn)題，實(shí)施更快捷、高效、低成

本；

③兼具的對(duì)中高滲透地層的適用性是水

力壓裂、氣動(dòng)壓裂所不具備的。

（3）本指南的相關(guān)發(fā)明專利“修復(fù)藥劑強(qiáng)化原位直推噴注鉆具及

噴注方法”申請(qǐng)（申請(qǐng)?zhí)?02210627951.6）已于2022年6月6日

受理。

目前檢索出的專利主要關(guān)于藥劑噴注設(shè)備的發(fā)明專利和實(shí)用新

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編制說(shuō)明

型專利很多，但是對(duì)于能適應(yīng)復(fù)雜工況下的復(fù)合污染情況，并且能集

越野行走、鉆角可調(diào)、中高滲透地層低壓注射、低滲透地層水力壓裂

/氣動(dòng)壓裂/高壓霧化噴射四大功能于一身的直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝

備，沒(méi)有檢索到相關(guān)的專利。

4采用國(guó)際指南的程度與水平的簡(jiǎn)要說(shuō)明

4.1鉆進(jìn)-噴/注一體化原位修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀

近兩年，國(guó)內(nèi)針對(duì)土壤和地下水污染場(chǎng)地的鉆進(jìn)-注入-監(jiān)測(cè)一體

化的智能地下水修復(fù)裝備的研發(fā)才剛剛開(kāi)始。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)，

在土壤和地下水修復(fù)領(lǐng)域已積累了豐富的原位修復(fù)工程經(jīng)驗(yàn)。直推鉆

機(jī)Geoprobe已用于眾多場(chǎng)地的土壤和地下水原位修復(fù)功能材料注入，

但是這些場(chǎng)地的污染地層介質(zhì)往往都是中、高滲透性的砂質(zhì)、粉砂、

粉土等，而對(duì)于低滲透地層，比如國(guó)內(nèi)南方多見(jiàn)的黏土地層，直推注

射的影響半徑非常有限。此外，Geoprobe鉆機(jī)更適宜在平整場(chǎng)地上

移動(dòng)，越野性能不強(qiáng),一般不具有傾角注射功能。對(duì)于低滲透性的含

水介質(zhì)，往往用壓裂技術(shù)(水力壓裂或氣動(dòng)壓裂)來(lái)注入原位修復(fù)功能

材料，美國(guó)還曾出現(xiàn)Ferox注射(氣動(dòng)壓裂+霧化注射)技術(shù)，在鉆孔

內(nèi)采用雙封隔器的形式實(shí)施，強(qiáng)化藥劑傳輸。壓裂以及藥劑霧化注射

技術(shù)用于修復(fù)藥劑的原位傳輸在國(guó)內(nèi)還鮮有實(shí)踐,就更談不上將這些

先進(jìn)的注射技術(shù)與直推技術(shù)/裝備相結(jié)合。

4.2國(guó)內(nèi)外關(guān)于鉆進(jìn)-噴/注一體化、原位修復(fù)指南情況

1.美國(guó)州際技術(shù)與監(jiān)管委員會(huì)(ITRC)優(yōu)化注入策略和原位修

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編制說(shuō)明

復(fù)性能團(tuán)隊(duì)在2020年就主流原位修復(fù)注入技術(shù)的提出過(guò)一個(gè)技術(shù)規(guī)

范，從一些關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上對(duì)各類原位注入裝備提出了相應(yīng)要求。

2.美國(guó)海軍設(shè)施工程司令部在2003年就Ferox注射技術(shù)（屬于

氣動(dòng)壓裂技術(shù)）對(duì)美國(guó)加利福尼亞州舊金山亨特斯角造船廠污染區(qū)治

理示范工程進(jìn)行了效果和成本評(píng)估，但是沒(méi)有形成相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。

3.美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)署的原位修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀報(bào)告

（EPA542-K-94-005）介紹了水力壓裂和氣動(dòng)壓裂兩項(xiàng)技術(shù)及應(yīng)用案

例。對(duì)于直推鉆進(jìn)-噴注一體化裝備這類集合式的設(shè)備目前國(guó)內(nèi)和國(guó)

際上沒(méi)對(duì)應(yīng)的指南。

5指南主要內(nèi)容說(shuō)明

5.1工作程序與內(nèi)容說(shuō)明

本指南編制過(guò)程中系統(tǒng)調(diào)研了關(guān)于污染場(chǎng)地原位修復(fù)直推鉆進(jìn)-

噴/注一體化裝備的相關(guān)案例和資料，分析總結(jié)我國(guó)污染場(chǎng)地直推鉆

進(jìn)-噴/注一體化原位修復(fù)實(shí)施在修復(fù)方案設(shè)計(jì)、修復(fù)工程實(shí)施和修復(fù)

效果自評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境保護(hù)措施的要求，結(jié)合修復(fù)場(chǎng)地實(shí)際情況，

結(jié)合修復(fù)工程實(shí)際需求，明確修復(fù)工程的具體的工作程序，明確原位

修復(fù)直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備的操作步驟以及使用前的預(yù)備操作以

及使用后的監(jiān)測(cè)步驟和收尾等工作方式和技術(shù)應(yīng)用方法。

綜上，本指南將工作程序定義為三個(gè)階段：調(diào)查與方案制定、噴

注施工和噴注效果。本指南基本構(gòu)建了鉆進(jìn)-噴/注一體化設(shè)備原位修

復(fù)工程實(shí)施的全部工作流程。

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編制說(shuō)明

5.2調(diào)查與方案制定說(shuō)明

通過(guò)對(duì)修復(fù)場(chǎng)地進(jìn)行全面調(diào)查，在確定修復(fù)場(chǎng)地土壤及地下水污

染狀況調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告的基礎(chǔ)上，根據(jù)修復(fù)場(chǎng)地的綜合地形地貌，

區(qū)域氣候、水文地質(zhì)條件等綜合因素，結(jié)合修復(fù)目標(biāo)污染物的分布特

點(diǎn)以及污染物對(duì)人體健康和周圍環(huán)境的影響，初步選擇合適的修復(fù)藥

劑以及裝備注射方法等噴注方案。

5.3噴注施工說(shuō)明

在噴注實(shí)施之前，需要使用噴/注一體化裝備樣機(jī)研究此裝備與

多種生物基、礦物基修復(fù)材料及劑型(包括粉劑、乳化液、水劑等)的

適配性，測(cè)試各種注射介質(zhì)(稀泥漿、懸濁液、乳化液、水溶液等)在

典型或代表性形態(tài)下對(duì)噴/注性能的影響規(guī)律，優(yōu)化裝備針對(duì)不同劑

型的注射介質(zhì)的最佳操作條件。

同時(shí)在通過(guò)收集修復(fù)場(chǎng)地的水文地質(zhì)，地貌地形的資料之后，研

究此噴/注一體化裝備在修復(fù)場(chǎng)地的實(shí)施的適應(yīng)性；研究典型工況下

的噴/注或霧化功能的選擇、切換模式及效果，并最小化修復(fù)藥劑地

面冒漿現(xiàn)象；重點(diǎn)研究在典型工況下，不同劑型的適宜噴/注操作參

數(shù)及影響半徑(范圍)，為后續(xù)此一體化裝備正式注射做好準(zhǔn)備。

根據(jù)污染場(chǎng)地原位修復(fù)直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備及操作規(guī)范，

原位修復(fù)分為中高滲透地層低壓噴/注模式，低滲透地層水力壓裂-低

壓噴/注模式和中低滲透地層氣動(dòng)壓裂模式三種方式，修復(fù)過(guò)程可分

為鉆進(jìn)和噴射兩個(gè)過(guò)程。水平鉆進(jìn)針對(duì)面狀污染或埋深小于10m的

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編制說(shuō)明

淺層污染區(qū)域，將鉆機(jī)桅桿調(diào)整到預(yù)定的入土角，然后沿著設(shè)計(jì)的軌

跡進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆進(jìn)到預(yù)定深度，之后進(jìn)行修復(fù)藥劑噴注。

5.4噴注效果監(jiān)