T-SHDZ 002-2024 低滲透污染場(chǎng)地壓裂增滲協(xié)同修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

T/SHDZ002-2024低滲透污染場(chǎng)地壓裂增滲協(xié)同修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)StandardforCollaborativeFracturing-EnhancedPermeabilitywithInjectionandExtractionRemediationTechnologyinLow-PermeabilityContaminatedSites2024-10-31發(fā)布2024-11-15實(shí)施上海市地質(zhì)學(xué)會(huì)發(fā)布 1 2 4 4 4 5 5 6 7 7 7 9 9 9 1 2 4 43.2Applicableconditionsforsoilfracturing 43.3Applicableconditionsforcollaborativefracturingandex 53.4Applicableconditionsforcollaborativefracturingandinject 53.5Potentialsecondaryco 64Generalrequirements 7 74.2Constitutionoftheproject 75Designoftechnology 9 95.2Designrequirementsfo 96Instrumentsandsup 7Constructionandoperationsandm 7.2Constructionand 7.3Operationandm 8.2Detectionoftargetcontaminants 8.3Remediationeff AppendixADeterminationsofdesignparametersforcollaborativefracturing-enhancedpermeabilitywithinjectionandextractionremediationtechnol AppendixBCasestudyofcollaborativefracturing-enhancedpermeabilitywithinjectionandextractionremediationtechnologyinlow-permeabilitycontaminat Listofquotedstandards Explanationofprovisions 2.0.1污染土壤ContaminatedSoil2.0.2低滲透場(chǎng)地LowPermeabilitySite2.0.3黏土Clay2.0.5非水相液體Non-aqueousPhaseLiquid,NAPL2.0.6揮發(fā)性有機(jī)化合物VolatileOrganicCompo2.0.8壓裂Fracturing2.0.9壓裂支撐劑FractureProppant用于支撐人造裂縫的、具有一定強(qiáng)度的固體顆粒物質(zhì)，如天然石英砂和燒結(jié)陶粒。2.0.10砂液比RatioofSandtoLiquid2.0.11壓裂增滲Fracturing-EnhancedPermeability2.0.12表面活性劑Surfactant2.0.13增溶Solubility-Enhanced2.0.14氧化修復(fù)OxidationRemediation2.0.15多相抽提MultiphaseExt2.0.16影響半徑RadiusofInfluence,ROI2.0.17天然氧化劑需求量NaturalOxygenDemand,NOD2.0.18協(xié)同修復(fù)CollaborativeRemediationTechnology3.1一般規(guī)定3.1.1本標(biāo)準(zhǔn)中的壓裂增滲協(xié)同修復(fù)技術(shù)分為壓裂增滲強(qiáng)化抽提協(xié)同修復(fù)技術(shù)和壓裂3.1.7壓裂增滲效果可以通過原位取樣檢驗(yàn)，或通過原位抽/注水試驗(yàn)測(cè)定。3.2壓裂增滲技術(shù)適用條件3.2.2當(dāng)單個(gè)抽提井的影響范圍小于2.0m、氣3.2.4壓裂增滲技術(shù)涉及的支撐劑類型、壓裂井構(gòu)造、土層破裂壓力等參數(shù)可參考T/CSER006等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。3.2.5壓裂增滲技術(shù)宜采取方格形、三角形等群井修復(fù)方式，以提高單位面積內(nèi)修復(fù)效果的均勻性，在低滲透污染場(chǎng)地中壓裂增滲協(xié)同修復(fù)技術(shù)的影響范圍應(yīng)比傳統(tǒng)抽/注修復(fù)工藝提升95%以上。3.2.6壓裂增滲技術(shù)作業(yè)適用于各類低滲透污染場(chǎng)地，但是針對(duì)不同的污染情況需要預(yù)防由壓裂作業(yè)引發(fā)的有害氣體逸散等不同類型二次污染，應(yīng)在壓裂增滲過程中密切監(jiān)測(cè)地表、大氣和相鄰監(jiān)測(cè)井中的污染物擴(kuò)散情況，并提前制定合理應(yīng)急管理方案。3.3壓裂增滲強(qiáng)化抽提協(xié)同修復(fù)技術(shù)適用條件3.3.1壓裂增滲強(qiáng)化抽提協(xié)同修復(fù)技術(shù)是在原位壓裂增滲的基礎(chǔ)上，采用多相抽提技術(shù)抽取地下污染區(qū)域的土壤氣體和液體到地面進(jìn)行后續(xù)處理，從而控制場(chǎng)地中污染物濃度的協(xié)同修復(fù)技術(shù)。3.3.2本技術(shù)的適用條件可參照表3.3.1：1234563.4壓裂增滲強(qiáng)化氧化協(xié)同修復(fù)技術(shù)適用條件1處理四氯乙烯、三氯乙烯、三氯乙烷、多1處理總石油烴、菲、芘、多氯聯(lián)苯、重金3.5潛在二次污染2污染物的具體形式一般包括土壤或地下水中揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物及2污染物一般包括土壤或地下水中目標(biāo)污染物及其降解產(chǎn)物、未反應(yīng)的氧化劑殘2不同的目標(biāo)污染物在修復(fù)過程中會(huì)因修復(fù)技術(shù)的差異產(chǎn)生不同的中間產(chǎn)物，中4.1一般規(guī)定4.1.1修復(fù)工程應(yīng)因地制宜、科學(xué)合理，遵從技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)適用和環(huán)境安全的原則。4.1.2低滲透污染場(chǎng)地壓裂增滲協(xié)同修復(fù)工程應(yīng)以實(shí)際的壓裂增滲技術(shù)的修復(fù)效果為基礎(chǔ)，其壓裂增滲后的影響范圍、地層滲透系數(shù)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)需求。在此基礎(chǔ)上聯(lián)合強(qiáng)化抽提技術(shù)或強(qiáng)化氧化技術(shù)進(jìn)行后續(xù)修復(fù)，整個(gè)修復(fù)工程建4.1.3修復(fù)后土壤或地下水中目標(biāo)污染物含量4.2工程構(gòu)成1根據(jù)抽提動(dòng)力提供方式的差異，抽提系統(tǒng)可以分為單泵抽提系統(tǒng)和雙泵抽提系3相分離系統(tǒng)是根據(jù)抽出污染物的性質(zhì)差異，實(shí)現(xiàn)抽出污染物的氣-液分離和NAPL-水分離的裝置。4污染物后處理系統(tǒng)包括廢氣處理設(shè)備和廢水處理設(shè)備，用于分離后的氣相和液3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：監(jiān)測(cè)井、數(shù)據(jù)記錄儀、環(huán)境指標(biāo)測(cè)試儀、數(shù)據(jù)管理和分析軟件5.1一般規(guī)定5.1.1修復(fù)工藝設(shè)計(jì)應(yīng)遵循成熟可靠、經(jīng)濟(jì)適用、安全節(jié)能、操作5.2工藝設(shè)計(jì)要求5.2.1壓裂增滲協(xié)同修復(fù)技術(shù)的工藝流程見圖5.2.1。1壓裂井的直徑應(yīng)結(jié)合實(shí)際注射桿的制造工藝設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件和2壓裂井的數(shù)量應(yīng)根據(jù)污染范圍和單井影響半徑確定，且需要綜合考慮后續(xù)的抽3壓裂單井的影響半徑應(yīng)根據(jù)中試結(jié)果確定，黏土層的單井設(shè)計(jì)影響半徑宜介于4單井內(nèi)的壓裂增滲豎向注射間距應(yīng)與井中設(shè)備的注射段長度相匹配，并結(jié)合中5支撐劑粒徑應(yīng)根據(jù)泵的密封性能確定，硬質(zhì)顆粒類型可為人造高強(qiáng)度陶?；蚴⑸?。根據(jù)中試試驗(yàn)結(jié)果，可將人造高強(qiáng)度陶粒與相同粒徑的石英砂按不同比例混合，7單次壓裂注射參數(shù)應(yīng)與地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)的泵送壓力和流量上限相匹配，并結(jié)合設(shè)與水文地質(zhì)條件和中試試驗(yàn)確定，抽提泵可選擇液環(huán)式、旋轉(zhuǎn)葉片泵或旋轉(zhuǎn)活塞3抽提井的數(shù)量應(yīng)根據(jù)污染范圍和單井影響半徑確定，單井影響半徑應(yīng)在壓裂增4抽提井管底的放置深度應(yīng)由水位降深和污染物類型確定，地塊含非水相重液污6抽提井濾管段應(yīng)覆蓋污染深度，可采用切縫式，切縫應(yīng)根據(jù)地層特性和濾料粒9建議使用閘閥或蝶閥等閥門調(diào)節(jié)流量和真空度，也可使用其他滿足耐久性設(shè)計(jì)1表面活性劑的選擇應(yīng)綜合考慮土壤組成和特性、污染物類型和性質(zhì)以及表面活2氧化劑的注入壓力決定氧化劑的擴(kuò)散距離，注入壓力可通過公式進(jìn)行初步計(jì)算2倍左右，其他類似的原位注入修復(fù)方法亦4土壤的異質(zhì)性會(huì)顯著減小氧化劑的影響半徑，在實(shí)際工程中，需要通過中試試5.2.6用于強(qiáng)化氧化修復(fù)的氧化劑類型選擇：3過氧化氫的注入質(zhì)量濃度宜介于3.0%~35.0%之間，為了維持氧化劑溶液中亞6過硫酸鈉的使用需配合相應(yīng)的催化劑以達(dá)到活化的目的。常用的催化方式有加7添加碳酸鈉至過硫酸鈉溶液中可以有效緩沖酸堿度，碳酸鈉的適宜劑量為過硫9小試試驗(yàn)應(yīng)針對(duì)初步篩選技術(shù)體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和關(guān)鍵參數(shù)，確定不同的技術(shù)或1修復(fù)過程中產(chǎn)生的廢氣，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)污染物種類及濃度，選擇活性炭吸附等技2應(yīng)對(duì)施工過程產(chǎn)生的廢水進(jìn)行收集和處理，處理后的廢水應(yīng)根據(jù)其最終去向依4污染土壤暫存、養(yǎng)護(hù)區(qū)應(yīng)采取防滲、防沖刷措6.1一般規(guī)定6.1.4修復(fù)裝置應(yīng)選用抗腐蝕材料制6.2工藝設(shè)備6.2.2高壓注入設(shè)備應(yīng)滿足注入最大壓力大6.2.4多介質(zhì)混輸系統(tǒng)的藥劑輸送速率宜大于3m3/h，藥劑攪拌速度宜大于506.2.6抽提系統(tǒng)應(yīng)滿足單井液體抽提速率大于0.06m3/h，單井氣體抽提速率大6.2.10通風(fēng)系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)的主要用電負(fù)荷為380/220V，負(fù)荷等級(jí)為二6.2.12高壓配電裝置、繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置、過電壓保護(hù)和接地、照明設(shè)6.3輔助材料6.3.2PVC井管連接采用O型封圈或PTFE膠布纏繞。6.3.3對(duì)于無法自然成井的工況或者抽提井的沉砂段，需要盡可能采用具有化6.3.6所有設(shè)備中的金屬連接管件應(yīng)采用304/317.1一般規(guī)定7.1.1低滲透污染場(chǎng)地壓裂增滲協(xié)同修復(fù)工程的施工應(yīng)符合國家和行業(yè)相應(yīng)專項(xiàng)工程施工規(guī)范、施工程序及管理文件的要求。7.1.2設(shè)備、材料、器件等應(yīng)符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，有產(chǎn)品的合格證書、產(chǎn)品性能檢測(cè)報(bào)告。主要材料應(yīng)有進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)報(bào)告。7.1.3施工除遵守相關(guān)的施工技術(shù)規(guī)范以外，還應(yīng)遵守國家的質(zhì)量、勞動(dòng)安全及衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、消防等強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。7.1.4施工中采用的工程技術(shù)文件、承包合同文件對(duì)施工質(zhì)量驗(yàn)收的要求不得低于國家相關(guān)專項(xiàng)工程規(guī)范的規(guī)定。7.2施工與調(diào)試7.2.3在鉆井修復(fù)過程中，應(yīng)選擇適宜的施工方式以防止地下污染物的遷移和1按照設(shè)備安裝說明和要求確定安裝位置，安裝的設(shè)備應(yīng)穩(wěn)定可靠，符合2工程安裝、施工完成后應(yīng)首先對(duì)相關(guān)儀器儀表進(jìn)行校驗(yàn)，然后根據(jù)工藝3整體調(diào)試要求：各項(xiàng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)7.2.6調(diào)試階段應(yīng)對(duì)工程進(jìn)行不少于連續(xù)72h的性能試2攪拌泵的最大轉(zhuǎn)速、變頻可靠性以及5藥劑注入設(shè)備的注入壓力、流量7.3運(yùn)行與維護(hù)7.3.2各工種、崗位應(yīng)根據(jù)工藝特征和具體要求制定相應(yīng)的安全操作規(guī)程和質(zhì)7.3.6應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)存控制系統(tǒng)暫存的各生產(chǎn)工藝參數(shù)如壓力、流7.3.7應(yīng)制定有關(guān)設(shè)備的定期7.3.8維護(hù)人員應(yīng)根據(jù)技術(shù)要求與規(guī)范對(duì)工程設(shè)備開展定期檢查，維護(hù)和更換8.1一般規(guī)定8.2目標(biāo)污染物檢測(cè)8.3修復(fù)效果評(píng)估8.3.1綜合分析運(yùn)行期內(nèi)各介質(zhì)定期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，開展修復(fù)效果評(píng)估。9.1一般規(guī)定9.1.2工程業(yè)主或施工單位應(yīng)定期對(duì)勞動(dòng)者進(jìn)行勞動(dòng)安全與職9.1.4為保障勞動(dòng)安全和職業(yè)安全，應(yīng)按照HJ25.9.1.5應(yīng)根據(jù)國家及地方的相關(guān)法律法規(guī)制定應(yīng)急預(yù)案，有效應(yīng)對(duì)意9.2安全9.2.1低滲透污染場(chǎng)地壓裂增滲協(xié)同修復(fù)技術(shù)的設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)維應(yīng)符合GB9.2.2在壓裂增滲強(qiáng)化氧化協(xié)同修復(fù)技術(shù)和壓裂增滲強(qiáng)化氧化協(xié)同修復(fù)技術(shù)的9.2.4工程的受壓容器應(yīng)按壓力容器設(shè)計(jì)9.2.5低滲透污染場(chǎng)地壓裂增滲協(xié)同修復(fù)工程應(yīng)該設(shè)置安全警示線、設(shè)備啟動(dòng)9.2.10所有相關(guān)作業(yè)人員應(yīng)持證上崗，正確穿戴個(gè)人勞動(dòng)防護(hù)用品，并定期體9.2.11裝置現(xiàn)場(chǎng)需設(shè)安全防護(hù)措施和警示標(biāo)識(shí)，并制定火災(zāi)、爆炸、自然災(zāi)害9.3應(yīng)急管理9.3.1壓裂增滲協(xié)同修復(fù)工程可能發(fā)生的事故包括運(yùn)行事故、安全事故和環(huán)境理措施的應(yīng)急預(yù)案，發(fā)生事故時(shí)應(yīng)立即采取相應(yīng)9.3.2應(yīng)急處理措施內(nèi)容至少應(yīng)包括重要設(shè)備或系統(tǒng)故障應(yīng)急處理措施、事故9.3.3應(yīng)制定相應(yīng)的應(yīng)急監(jiān)測(cè)預(yù)案以應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的突發(fā)環(huán)境事件，A.1壓裂增滲強(qiáng)化抽提協(xié)同修復(fù)工藝參數(shù)確定方法A.1.1可基于中試試驗(yàn)，確定液相和氣相抽提井的影響半徑，并結(jié)合工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件和污染物分布等因素確定壓裂Δh——抽提井內(nèi)水位降深（mK——含水層滲透系數(shù)（m/s壓裂地層的滲透系數(shù)可由原位抽水試驗(yàn)確Qw——地下水抽提速率（m3/sRw——抽提井半徑（mPr——距離抽提井r（m）處的監(jiān)測(cè)井壓力（PaPw——抽提井內(nèi)壓力（PaA.1.4在中試試驗(yàn)之前可采用如下經(jīng)驗(yàn)公式初步設(shè)計(jì)低滲污染場(chǎng)地壓裂增滲強(qiáng)率呈先增加后波動(dòng)的趨勢(shì)，因此建議kf/k>100。原位抽提半徑的50%~80%。污染物去除率比值：污染物去除率比值：P/PL=L=0.5R;R=5mL=L=0.6R;R=5mL=L=0.7R;R=5mL=L=0.8R;R=5m建議值裂縫間距S＞1.75m0.40.81.21.6裂縫間距S(m)裂縫間距裂縫間距Sf(m)2.22.01.21.00.80.6345678抽提半徑R(m)A.1.8經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，表面活性劑增溶解吸有助于提升壓裂增滲強(qiáng)化抽提協(xié)同修復(fù)效果，并且當(dāng)表面活性劑濃度為臨界膠束濃度時(shí)，十二烷基硫酸鈉、吐溫80A.2壓裂增滲強(qiáng)化氧化協(xié)同修復(fù)工藝參數(shù)確定方法A.2.1壓裂低滲透場(chǎng)地的氧化注入井影Pinj和氧化劑濃度/污染物濃度比m呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，如下：影響半徑,r(m)976543210注入壓力,Pinj(MPa)影響半徑,r(m)86420lgKlgKh(m/s)影響半徑,r(m)lgKhlgKh(m/s)86420 1986420lgKh(m/s)9lgKh(m/s)965 1 6 RR=E.ln(σ2)+F，RR=G.ln(ls)+S(a)RR=E*ln(σ2)+F0.30.2預(yù)測(cè)曲線模擬數(shù)據(jù)RR=E*ln(σ2)+F0.30.2預(yù)測(cè)曲線l/s=l/sEF0.225.2648.220.327.1658.380.428.5065.600.529.5471.190.630.3975.76方差σ20.50σ2=0.50σ2=1.250.750.2514.1138.95σ2GS0.2514.1138.950.250.5023.2366.110.7527.4182.791.0028.6293.061.2529.7699.630.00.10.20.30.40.50.60.7有效相關(guān)長度l/s注入效率折減率RR(%)注入效率折減率RR(%)(b)0注入效率折減率RR(%)注入效率折減率RR(%)(b)0400注入效率折減率注入效率折減率(%)(1.75,0.7,93%)(1.25,0.5,77%)10%30%50%有效相關(guān)長度有效相關(guān)長度l/s0.5600.5600.4400.4400.3 0.3 (0.75,0.3,49%)2000.100.250.500.751.001.251.501.752.00方差σ2Yvs，Yo=?O.ln(X)+QS——模型參數(shù)，可通過圖A.2.4查表；604020SY=R*XSY=R*XtRS300.4430.651900.5541803.9480.4621803.9480.462預(yù)測(cè)曲線36011.930.31965030.310.181650d360d180d90d30d氧化劑注入濃度（mol/m3）ttOQ3022.1484.08 9022.0484.6718022.2685.80 36022.4486.12 65022.3887.18360d預(yù)測(cè)曲線模擬數(shù)據(jù)90d30dY=-O*ln(X)+Q650d180d氧化劑注入濃度（mol/m3）污染場(chǎng)地體積修復(fù)率（%）氧化劑利用率（%）(b)1006040污染場(chǎng)地體積修復(fù)率（%）氧化劑利用率（%）(b)100604020m后續(xù)流程依此類推。壓裂增滲協(xié)同修復(fù)工藝設(shè)備如圖B.2所示。裂增滲協(xié)同修復(fù)技術(shù)，其流程如下：1）啟動(dòng)壓裂增滲系統(tǒng)，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式，利用高壓管路向封隔器中注入清水使得井中的膠筒起脹。2）一般認(rèn)為清水1為便于在執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)條文時(shí)區(qū)別4）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的用詞，采用“應(yīng)按……執(zhí)行”。3《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》GB5《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》23《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》G26《油氣回收處理設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》G27《化工設(shè)備、管道防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》29《建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》HJ30《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》HJ31《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》HJ32《污染地塊風(fēng)險(xiǎn)管控與土壤修復(fù)效果評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》HJ233《突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》HJ58935《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)術(shù)語》HJ636《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》JGJ38《建筑工程地質(zhì)勘探與取樣技術(shù)規(guī)程》JGJ/T39《低滲透地層污染土壤氣液驅(qū)動(dòng)原位壓裂修復(fù)技術(shù)規(guī)范》T/CSET/SHDZ002-2024 3.2Applicableconditionsforsoilfracturing 3.3Applicableconditionsforcollaborativefracturingandex 413.4Applicableconditionsforcollaborativefracturingandinject 4Generalrequirements 4.2Constitutionoftheproject 5Designoftechnology 5.2Designrequirementsfo 6Instrumentsandsup 7Constructionandoperationsandm 7.2Constructionand 7.3Operationandm 8.2Detectionoftargetpollutant 8.3Remediationeff 1.0.2本條概述了低滲透污染場(chǎng)地壓裂增滲協(xié)同修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的全部內(nèi)容和適用范圍。全和健康。對(duì)于施工和調(diào)試環(huán)節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)提供了系統(tǒng)指導(dǎo)，涵蓋了施工準(zhǔn)備、工藝實(shí)施、3.1一般規(guī)定抽提等多種手段，適用于多種有機(jī)污染物的修復(fù)：含氣態(tài)有機(jī)物，如揮發(fā)性有機(jī)物3.2壓裂增滲技術(shù)適用條件著提升原位注入技術(shù)的修復(fù)效率，由此建議當(dāng)中試試驗(yàn)得出的單井注入影響范圍小于3.2.2單個(gè)抽提井的水力影響面積可由影響半徑（R）計(jì)算得到，影響半徑由場(chǎng)地地層經(jīng)驗(yàn)，單井影響半徑根據(jù)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件的不同在0.75m~7.5m之間選取。而壓裂增滲的影響半徑一般超過2.0m，因此當(dāng)中試試驗(yàn)得此采取群井壓裂修復(fù)方式，以提高單位面積內(nèi)修復(fù)