一種地鐵建設(shè)期間排水設(shè)施安全保護(hù)分級智能判定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種排水設(shè)施安全保護(hù)的判定方法，特別是涉及一種地鐵建設(shè)期間排 水設(shè)施安全保護(hù)分級智能判定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為緩解城市交通壓力充分利用城市地下空間，興建地鐵的城市越來越多，特別是 北京市，已經(jīng)在建和規(guī)劃多條地鐵線路。北京市軌道交通建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段，由地 鐵建設(shè)引起的排水設(shè)施不能正常安全運(yùn)行的事件越來越多。在地鐵建設(shè)工程中，難免會遇 到穿越城市排水管線的問題。在此之前對于地鐵建設(shè)期間排水管線的保護(hù)措施通常是在 不考慮排水設(shè)施自身情況和排水設(shè)施所處的環(huán)境因素以及排水設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)等級的情況下，籠 統(tǒng)的對排水管線進(jìn)行拆除、截流、改線等工程加固和改移措施，國內(nèi)的地鐵建設(shè)較多關(guān)注于 地鐵建設(shè)對地面已有建筑物的影響而對地鐵建設(shè)期間排水設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)等級的研宄較少，這種 處理措施在一定程度上存在著盲目性和經(jīng)驗(yàn)性，對排水設(shè)施的保護(hù)效果也得不到預(yù)期的效 果。
[0003] 同時(shí)，在現(xiàn)有技術(shù)中，目前國內(nèi)尚無針對排水設(shè)施安全風(fēng)險(xiǎn)分析和判斷的評估方 法，其主要難點(diǎn)在于排水設(shè)施建設(shè)年代遠(yuǎn)近差異大、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，排水設(shè)施分布廣、密度 大、同地鐵施工相關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn)因素多，2013年11月22日，青島發(fā)生因輸油管線原油泄漏 進(jìn)入排水管道引起爆炸事件，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失，因此管線的安全保護(hù)問題顯 得日益重要。2013年10月國務(wù)院頒布了《城鎮(zhèn)排水與污水處理?xiàng)l例》，其中對排水設(shè)施維 修與保護(hù)進(jìn)行了明確規(guī)定。但是由于不同個(gè)體對排水設(shè)施認(rèn)知程度不同，對規(guī)章、規(guī)范和標(biāo) 準(zhǔn)的掌握不一，導(dǎo)致對排水設(shè)施安全風(fēng)險(xiǎn)分析和判斷無法統(tǒng)一。并且，由于國內(nèi)的地鐵大多 還處于建設(shè)期，所以在地鐵建設(shè)期間對排水設(shè)施的關(guān)注度較少，更多關(guān)注的是地鐵建設(shè)對 地面建筑物的影響。同時(shí)在地鐵建設(shè)期間對排水設(shè)施的保護(hù)傳統(tǒng)上是僅僅考慮排水設(shè)施距 離地鐵施工的遠(yuǎn)近，而其他因素則考慮較少，比如排水設(shè)施自身的因素以及排水設(shè)施所處 的環(huán)境因素。
[0004] 因此，在考慮排水設(shè)施和環(huán)境因素的情況下，根據(jù)排水設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)等級并以此提出 相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)合理保護(hù)措施顯得非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種地鐵建設(shè)期間排水設(shè)施安全保 護(hù)分級智能判定方法，根據(jù)地鐵建設(shè)期間影響排水設(shè)施安全保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)因素，以及影響權(quán) 重和風(fēng)險(xiǎn)等級判定參數(shù)，根據(jù)各項(xiàng)因素在排水設(shè)施安全風(fēng)險(xiǎn)中所占權(quán)重，通過模數(shù)綜合評 判法判別不同因素下或多項(xiàng)因素組合下的排水設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)等級，并根據(jù)排水設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)等級提 供對應(yīng)的排水設(shè)施安全保護(hù)的具體措施。本發(fā)明減少了排水設(shè)施安全保護(hù)分級評價(jià)中的主 觀性，減少了計(jì)算工作量，提高了對應(yīng)的排水設(shè)施安全保護(hù)的具體措施的準(zhǔn)確性。
[0006] 為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種地鐵建設(shè)期間排水設(shè)施安全保護(hù)分級智能 判定方法，包括如下步驟：
[0007] 步驟一：確立影響排水設(shè)施安全的多個(gè)第一、二、三、四級指標(biāo)因素，對各個(gè)指標(biāo)因 素均設(shè)定預(yù)設(shè)權(quán)重值；
[0008] 步驟二：獲取待判定的排水設(shè)施中管道的多個(gè)指標(biāo)因素的實(shí)際參數(shù)；
[0009] 步驟三：對每一個(gè)一級指標(biāo)所包括的管道參數(shù)分別進(jìn)行權(quán)重計(jì)算并進(jìn)行歸一化處 理：
[0010] 步驟四：將由設(shè)定的管道參數(shù)的數(shù)值代入隸屬度函數(shù)，得到步驟二中各指標(biāo)因素 的單因素隸屬度矩陣R值；
[0011] 步驟五：進(jìn)行一級模糊綜合評判，根據(jù)最大隸屬度矩陣分別得到多個(gè)第一級指標(biāo) 因素風(fēng)險(xiǎn)等級；再進(jìn)行二級模糊綜合評判，根據(jù)最大隸屬度矩陣得到最終排水設(shè)施安全風(fēng) 險(xiǎn)的等級；
[0012] 步驟六：根據(jù)上述計(jì)算得到的排水設(shè)施安全風(fēng)險(xiǎn)的具體等級，確定對應(yīng)的排水設(shè) 置安全保護(hù)措施。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟一中，排水設(shè)施安全評價(jià)指標(biāo)中的一級指標(biāo)包 括:Al (設(shè)施自身因素），A2 (地鐵施工影響因素），A3 (環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素）；
[0014] 對于一級指標(biāo)Al (設(shè)施自身因素）其包括的二級指標(biāo)為：
[0015] Bl (管道斷面尺寸），B2 (老化狀況），B3 (結(jié)構(gòu)性缺陷），B4 (管材），B5 (接口形 式），B6 (基礎(chǔ)形式），B7 (運(yùn)行負(fù)荷）；
[0016] 其中：
[0017] Bl (管道斷面尺寸）包括的三級指標(biāo)為：Cl (管道斷面尺寸<600mm)，C2 (600mm彡 管道斷面尺寸彡1000mm)，C3(1000mm彡管道斷面尺寸彡1500mm)，C4(管道斷面尺寸 >1500mm)；
[0018] B2 (老化狀況）包括的三級指標(biāo)為：C5 (老化狀況〈25年），C56 (25年<老化狀況 < 40年），C57 (40年< 老化狀況< 50年），C58 (老化狀況>50年）；
[0019] B3(結(jié)構(gòu)性缺陷）包括的三級指標(biāo)為：C9(輕度），C10 (中度），C11 (重度）； [0020] B4(管材）包括的三級指標(biāo)為：C12(鋼筋混凝土管），C13(聚（氯）乙烯），C14(特 殊結(jié)構(gòu)）；
[0021] B5 (接口形式）包括的三級指標(biāo)為：C15 (剛性接口），C16 (柔性接口）；
[0022] B6 (基礎(chǔ)形式）包括的三級指標(biāo)為：C17 (混凝土基礎(chǔ)），C18 (砂石基礎(chǔ)）；
[0023] B7 (運(yùn)行負(fù)荷）包括的三級指標(biāo)為：C19 (零負(fù)荷），C20 (常負(fù)荷），C21 (超負(fù)荷）；
[0024] 其中：
[0025] C9 (輕度）包括的四級指標(biāo)為：Dl (腐蝕輕度），D2 (破裂輕度），D3 (變形輕度）， D4 (錯(cuò)口輕度），D5 (脫節(jié)輕度），D6 (滲漏輕度），D7 (侵入輕度）；
[0026] ClO (中度）包括的四級指標(biāo)為：D8 (腐蝕中度），D9 (破裂中度），DlO (變形中度）， Dll (錯(cuò)口中度），D12 (脫節(jié)中度），D13 (滲漏中度），D14 (侵入中度）；
[0027] Cll (重度）包括的四級指標(biāo)為：D15(腐蝕重度），D16(破裂重度），D17(變形重 度），D18 (錯(cuò)口重度），D19 (脫節(jié)重度），D20 (滲漏重度），D21 (侵入重度）；
[0028] 對于一級指標(biāo)A2 (地鐵施工影響因素）其包括的二級指標(biāo)為：
[0029] B8 (明（蓋）挖法），B9 (礦山法），BlO (盾構(gòu)法）；
[0030] 其中：
[0031] B8 (明（蓋）挖法）包括的三級指標(biāo)為：C22 (明（蓋）挖法邊緣距離），C23 (明 (蓋）挖法位置關(guān)系）；
[0032] B9(礦山法）包括的三級指標(biāo)為：C24(礦山法邊緣距離），C25(礦山法位置關(guān) 系）；
[0033] BlO (盾構(gòu)法）包括的三級指標(biāo)為：C26 (盾構(gòu)法邊緣距離），C27 (盾構(gòu)法位置關(guān) 系）；
[0034] 其中：
[0035] C22 (明（蓋）挖法邊緣距離）包括的四級指標(biāo)為：D22 (明（蓋）挖法邊緣距離= 0)，D23 (0 <明（蓋）挖法邊緣距離彡0· 4H)，D24 (0· 4 <明（蓋）挖法邊緣距離彡0· 6H)， D25 (0· 6 <明（蓋）挖法邊緣距離< I. 0H);
[0036] C23 (明（蓋）挖法位置關(guān)系）包括的四級指標(biāo)為：D26 (地鐵上順行），D27 (地鐵 下順行），D28 (地鐵上穿越），D29 (地鐵下穿越）；
[0037] C24(礦山法邊緣距離）包括的四級指標(biāo)為：D30(礦山法邊緣距離=0)，D31(0 <礦山法邊緣距離< 0. 5B)，D32 (0. 5B <礦山法邊緣距離< 1.0 B)，D33 (I. 0 <礦山法邊緣 距離 < 2. 0B);
[0038] C25(礦山法位置關(guān)系）包括的四級指標(biāo)為：D34(地鐵上順行），D35(地鐵下順 行），D36 (地鐵上穿越），D37 (地鐵下穿越）；
[0039] C26(盾構(gòu)法邊緣距離）包括的四級指標(biāo)為：D38(盾構(gòu)法邊緣距離=0)，D39(0 <盾構(gòu)法邊緣距離彡〇. 3D)，D40 (0. 3D <盾構(gòu)法邊緣距離彡0. 7D)，D41 (0. 7D <盾構(gòu)法邊緣 距離彡I. 0D);
[0040] C27(盾構(gòu)法位置關(guān)系）包括的四級指標(biāo)為：D42(地鐵上順行），D43(地鐵下順 行），D44 (地鐵上穿越），D45 (地鐵下穿越）；
[0041] 對于一級指標(biāo)A3 (環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素）其包括的二級指標(biāo)為：
[0042] Bll (地理位置），B12(地質(zhì)情況），B13(施工季節(jié)），B14(水文情況）；
[0043] 其中：
[0044] BI 1 (地理位置）包括的三級指標(biāo)為：C28 (其他位置），C29 ( -般地區(qū)），C30 (重 要地區(qū)），C31(特殊地區(qū)）；
[0045] 2 (地質(zhì)情況）包括的三級指標(biāo)為：C32 (其他），C33 (雜填土、粉質(zhì)粘土），C34 (膨 脹土、淤泥質(zhì)土），C35 (粉砂土、濕陷性土）；
[0046] B13 (施工季節(jié)）包括的三級指標(biāo)為：C36 (汛期），C37 (非汛期）；
[0047] B14 (水文情況）包括的三級指標(biāo)為：C38 (承壓水），C39 (潛水），C40 (上層滯水）；
[0048] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟二中，指標(biāo)參數(shù)包括：
[0049] Al (設(shè)施自身因素）中的Bl (管道斷面尺寸）、B2 (老化狀況）、B3 (結(jié)構(gòu)性缺陷）、 B4 (管材）、B5 (接口形式）、B6 (基礎(chǔ)形式）、B7 (運(yùn)行負(fù)荷）；
[0050] A2 (地鐵施工影響因素）中的B8 (明（蓋）挖法）或B9 (礦山法）或BlO (盾構(gòu) 法）的邊緣距離和位置關(guān)系；
[0051] A3(環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素）中的Bll (地理位置）、B12(地質(zhì)情況）、B13(施工季節(jié)）、 B14(水文情況）；
[0052] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟三中，對每一個(gè)一級指標(biāo)Al (設(shè)施自身因素）、 A2 (地鐵施工影響因素）、A3 (環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素）所包括的管道參數(shù)分別按照下式進(jìn)行權(quán)重 計(jì)算：
[0053] 管道參數(shù)的合成權(quán)重Wi = Di相對于Ci的權(quán)重*Ci相對于Bi的權(quán)重*Bi相對于 Ai的權(quán)重*Ai相對于A的權(quán)重；
[0054] 得到：
[0055] -級指標(biāo)Al (設(shè)施自身因素）下的Bl (管道斷面尺寸）、B2 (老化狀況）、B3 (結(jié)構(gòu) 性缺陷）、B4 (管材）、B5 (接口形式）、B6 (基礎(chǔ)形式）、B7 (運(yùn)行負(fù)荷）的合成權(quán)重依