一种既有铁路陈旧挡护设施综合检测评估方法与流程

1.本发明涉及既有线维护技术领域，特别是涉及一种既有铁路陈旧挡护设施综合检测评估方法。


背景技术：

2.挡墙护坡是铁路路基的重要设施。在自然和人为因素的作用下，多数挡墙护坡在经历了一段时期的运营后破坏垮塌，造成了巨大的经济损失，同时，大量潜在的挡墙护坡病害隐患威胁着今后铁路的安全。为此，对既有线挡护设施的风险等级定期评估并做出针对性的防护措施是具有必要性的。
3.目前，现有的挡护设施的风险等级评估仅仅依赖于对挡墙和护坡结构完整性的评估，如作者张秀撰写的《既有线浆砌片石挡护工程安全评估与加固技术研究》中公开了现场调研资料及室内模型试验,梳理出影响既有线路浆砌片石挡护工程安全和质量的风险因素；运用层次分析法和综合法,建立风险评估模型,重点研究各典型风险因素对浆砌片石重力式挡墙稳定性的影响.其次,通过风险评估结合挡墙稳定性分析,确定出浆砌片石重力式挡土墙安全评估单元,参照相关规范,从定性,定量相结合的角度提出了综合安全等级的概念。但是其整个评估过程中仅仅是对挡护结构本身进行的评估，并不涉及其它因素进行评估，其评估结果具有较大的局限性，容易造成评估结果的不准确等问题。
4.为了解决上述问题，本发明提供一种既有铁路陈旧挡护设施综合检测评估方法，来解决以往的既有线铁路陈旧挡护设施风险评估不准确，不全面的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种既有铁路陈旧挡护设施综合检测评估方法，达到提高既有铁路陈旧挡护设施风险等级评估准确性的目的。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.一种既有铁路陈旧挡护设施综合检测评估方法，包括以下步骤：
8.对挡护设施结构和所述挡护设施赋存环境进行检测并得出相应的风险发生概率等级，所述概率等级包括频繁发生、可能发生、偶然发生、很少发生、极不可能发生；
9.对既有线路的行车情况进行判定并得出相应的风险发生后果等级，所述后果等级包括灾难性的、很严重的、严重的、较大的和轻微的；
10.对所述发生概率和所述后果等级进行综合评定得到总体风险等级；
11.当所述发生等级为频繁发生时，所述后果等级为灾难性的或很严重的或严重时，所述总体风险等级判定为极高，所述后果等级为较大时，所述总体风险等级判定为高度，所述后果等级为轻微时，所述总体风险等级判定为中度；
12.当所述发生等级为可能发生时，所述后果等级为灾难性的或很严重的时，所述总体风险等级判定为极高，所述后果等级为严重的或较大时，所述总体风险等级判定为高度，所述后果等级为轻微时，所述总体风险等级判定为中度；
13.当所述发生等级为偶然发生时，所述后果等级为灾难性的时，所述总体风险等级判定为极高，所述后果等级为很严重的或严重时，所述总体风险等级判定为高度，所述后果等级为较大的或轻微时，所述总体风险等级判定为中度；
14.当所述发生等级为很少发生时，所述后果等级为灾难性或很严重时，所述总体风险等级判定为高度，所述后果等级为严重的或较大时，所述总体风险等级判定为中度，所述后果等级为轻微时，所述总体风险等级判定为低度；
15.当所述发生等级为极不可能发生时，所述后果等级为灾难性或很严重的或严重时，所述总体风险等级判定为中度，所述后果等级为较大的或轻微时，所述总体风险等级判定为低度。
16.优选地，所述挡护设施和赋存环境的检测方法如下：通过现场调查、无人机遥感和无损检测相结合的方法进行检测。
17.优选地，所述挡护设施的评估指标包括挡墙类型、墙体的厚度、空洞率、砂浆饱满度、是否出现裂缝、倾斜、伸缩缝错动、滑动、下沉、表面风化、泄水孔不通、墙后积水，挡墙顶部边坡是否出现滑坡、坍塌、崩塌、错落、岩石深层蠕动，地规模、排水设施是否完整，挡墙灰尘缝宽度、通缝、瞎缝、错缝、三块片石相接处空隙内切圆直径等砌筑质量是否符合要求；赋存环境的评估指标包括边坡规模、地质环境、水文条件、诱发因素和工程措施。
18.优选地，所述风险发生概率等级的评估方法如下：
19.将所述评估指标按重要性从高到低顺序进行排序，采用重要性排序法确定权重系数γ
ij
，
[0020][0021]
式中，γ
ij
为第i个评估指标的权重系数；
[0022]
n为评估指标项数；
[0023]
m为重要性排序号，m≤n；
[0024]
根据指标分值和权重系数，按如下公式计算确定风险发生概率分值，
[0025]
p＝∑r
ij
γ
ij
[0026]
式中:p为风险分值；
[0027]rij
为评估指标的分值。
[0028]
优选地，当风险分值大于等于60时，概率等级描述为频繁发生，概率等级为5，当风险分值大于等于45小于60时，概率等级描述为可能发生，概率等级为4，当风险分值大于等于30小于45时，概率等级描述为偶然发生，概率等级为3，当风险分值大于等于15小于 30时，概率等级描述为很少发生，概率等级为2，当风险分值小于 15时，概率等级描述为极不可能发生，概率等级为1。
[0029]
优选地，所述行车情况的评估指标包括铁路设施承灾体特征、行车安全影响及抢险难易程度，所述承灾体特征包括上道概率和塌方体积，所述行车安全影响包括行车速度、行车对数、行车类型和行车环境，所述抢险难易程度包括车站备料距离、抢险材料人工搬运距离和挖机、铲车大型机械进场条件。
[0030]
优选地，后果分值的计算方法如下：
[0031]
c＝∑siγi[0032]
其中，c为后果分值，si为各评估指标的分值，yi为权重系数。
[0033]
优选地，当后果分值大于等于60时，后果等级描述为灾难性的，概率等级为5，当后果分值大于等于45小于60时，后果等级描述为很严重的，概率等级为4，当后果分值大于等于30小于45时，后果等级描述为严重的，概率等级为3，当后果分值大于等于15小于30 时，后果等级描述为较大的，概率等级为2，当后果分值小于15时，后果等级描述为轻微的，概率等级为1。
[0034]
优选地，当所述总体风险等级为极高时，接受准则为不可接受，控制策略为采取专项整治措施降低风险等级，开展灾害风险监测预警；
[0035]
当所述总体风险等级为高度时，接受准则为不期望，控制策略为采取补强整治，开展灾害风险监测；
[0036]
当所述总体风险等级为中度时，接受准则为可接受，控制策略为加强现场巡视，开展灾害风险监测；
[0037]
当所述总体风险等级为低度时，接受准则为接受，控制策略为运营维护，不需采取特别的风险控制措施。
[0038]
优选地，所述监测预警包括对地质灾害点的变形破坏过程进行跟踪监测，判断分析地质灾害点的稳定状态和变化趋势。
[0039]
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0040]
1.本发明通过对挡护设施结构、挡护设施所在地质条件进行评估得出风险发生概率等级和行车情况进行评估得到风险发生后果等级，两者综合评分保证了对既有线陈旧铁路挡护设施风险等级评定的科学性和全面性，提高了评估的准确性。
具体实施方式
[0041]
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]
本发明的目的是提供一种既有铁路陈旧挡护设施综合检测评估方法，达到提高既有铁路陈旧挡护设施风险等级评估准确性的目的。
[0043]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，对本发明作进一步详细的说明。
[0044]
一种既有铁路陈旧挡护设施综合检测评估方法，包括以下步骤：对挡护设施结构和挡护设施赋存环境进行检测并得出相应的风险发生概率等级，概率等级包括频繁发生、可能发生、偶然发生、很少发生、极不可能发生；对既有线路的行车情况进行判定并得出相应的风险发生后果等级，后果等级包括灾难性的、很严重的、严重的、较大的和轻微的；对发生概率和所述后果等级进行综合评定得到总体风险等级；
[0045]
当发生等级为频繁发生时，后果等级为灾难性的或很严重的或严重时，总体风险等级判定为极高，后果等级为较大时，总体风险等级判定为高度，后果等级为轻微时，总体风险等级判定为中度；
[0046]
当发生等级为可能发生时，后果等级为灾难性的或很严重的时，总体风险等级判定为极高，后果等级为严重的或较大时，总体风险等级判定为高度，后果等级为轻微时，总
体风险等级判定为中度；
[0047]
当发生等级为偶然发生时，后果等级为灾难性的时，总体风险等级判定为极高，后果等级为很严重的或严重时，总体风险等级判定为高度，后果等级为较大的或轻微时，总体风险等级判定为中度；
[0048]
当发生等级为很少发生时，后果等级为灾难性或很严重时，总体风险等级判定为高度，后果等级为严重的或较大时，总体风险等级判定为中度，后果等级为轻微时，总体风险等级判定为低度；
[0049]
当发生等级为极不可能发生时，后果等级为灾难性或很严重的或严重时，总体风险等级判定为中度，后果等级为较大的或轻微时，总体风险等级判定为低度；本发明通过对挡护设施结构、挡护设施所在地质条件进行评估得出风险发生概率等级和行车情况进行评估得到风险发生后果等级，两者综合评分保证了对既有线陈旧铁路挡护设施风险等级评定的科学性和全面性，提高了评估的准确性。
[0050]
进一步的，挡护设施和赋存环境的检测方法如下：通过现场调查、无人机遥感和无损检测相结合的方法进行检测。
[0051]
进一步的，所述挡护设施的评估指标包括挡墙类型、墙体的厚度、空洞率、砂浆饱满度、是否出现裂缝、倾斜、伸缩缝错动、滑动、下沉、表面风化、泄水孔不通、墙后积水，挡墙顶部边坡是否出现滑坡、坍塌、崩塌、错落、岩石深层蠕动，地规模、排水设施是否完整，挡墙灰尘缝宽度、通缝、瞎缝、错缝、三块片石相接处空隙内切圆直径等砌筑质量是否符合要求；赋存环境的评估指标包括边坡规模、地质环境、水文条件、诱发因素和工程措施。
[0052]
进一步的，风险发生概率等级的评估方法如下：
[0053]
将评估指标按重要性从高到低顺序进行排序，采用重要性排序法确定权重系数γ
ij
，
[0054][0055]
式中，γ
ij
为第i个评估指标的权重系数；
[0056]
n为评估指标项数；
[0057]
m为重要性排序号，m≤n；
[0058]
根据指标分值和权重系数，按如下公式计算确定风险发生概率分值，
[0059]
p＝∑r
ij
γ
ij
[0060]
式中：p为风险分值；
[0061]rij
为评估指标的分值。
[0062]
参考表1，当风险分值大于等于60时，概率等级描述为频繁发生，概率等级为5，当风险分值大于等于45小于60时，概率等级描述为可能发生，概率等级为4，当风险分值大于等于30小于45时，概率等级描述为偶然发生，概率等级为3，当风险分值大于等于15 小于30时，概率等级描述为很少发生，概率等级为2，当风险分值小于15时，概率等级描述为极不可能发生，概率等级为1。
[0063]
表1
[0064]
风险分值p概率等级描述概率等级p≥60频繁发生5
45≤p＜60可能发生430≤p＜45偶然发生315≤p＜30很少发生2p＜15极不可能发生1
[0065]
参考表2，行车情况的评估指标包括铁路设施承灾体特征、行车安全影响及抢险难易程度，承灾体特征包括上道概率和塌方体积，行车安全影响包括行车速度、行车对数、行车类型和行车环境，抢险难易程度包括车站备料距离、抢险材料人工搬运距离和挖机、铲车大型机械进场条件；后果分值的计算方法如下：
[0066]
c＝∑siγi[0067]
其中，c为后果分值，si为各评估指标的分值，yi为权重系数。
[0068]
表2
[0069]
[0070]
[0071]
[0072][0073]
参考表3，当后果分值大于等于60时，后果等级描述为灾难性的，概率等级为5，当后果分值大于等于45小于60时，后果等级描述为很严重的，概率等级为4，当后果分值大于等于30小于45时，后果等级描述为严重的，概率等级为3，当后果分值大于等于15小于30时，后果等级描述为较大的，概率等级为2，当后果分值小于 15时，后果等级描述为轻微的，概率等级为1。
[0074]
表3
[0075][0076]
进一步的，当所述总体风险等级为极高时，接受准则为不可接受，控制策略为采取专项整治措施降低风险等级，开展灾害风险监测预警；
[0077]
当总体风险等级为高度时，接受准则为不期望，控制策略为采取补强整治，开展灾害风险监测；
[0078]
当总体风险等级为中度时，接受准则为可接受，控制策略为加强现场巡视，开展灾害风险监测；
[0079]
当总体风险等级为低度时，接受准则为接受，控制策略为运营维护，不需采取特别的风险控制措施。
[0080]
进一步的，监测预警包括对地质灾害点的变形破坏过程进行跟踪监测，判断分析地质灾害点的稳定状态和变化趋势。
[0081]
参考表4，总体风险等级判定如下。
[0082]
表4
[0083][0084]
以广西地区一处铁路正线挡护设施为例进行说明：
[0085]
对挡护设施结构和挡护设施赋存环境进行检测并得出相应的风险发生概率等级：
[0086]
其中，边坡规模包括山体高度、防护高度以及防护坡形坡率；地质条件包括地质岩性和破体结构，水文条件包括地下水和地表水；诱发因素包括降水匹配度、外部环境、冻胀春融等特殊现象、病害分、工程措施的适宜性和排水工程状态。
[0087]
参考表5。
[0088]
如下
[0089]
所示：
[0090]
表5
[0091]
[0092]
[0093]
[0094]
[0095]
[0096]
[0097]
[0098]
[0099][0100]
表6
[0101][0102]
p
r1
＝100-(20*4+25*1+20*1+20*2+15*2)/5＝100-195/5＝57
[0103]
因为60》p
r1
≥40，因此护坡技术状况等级为三级(较差)。
[0104]
由表5可知n＝13，根据公式：
[0105][0106]
可得表7如下：
[0107]
表7
[0108]
重要性序号γ
ij
10.14792920.13609530.1242640.11242650.10059260.08875770.07692380.06508990.053254100.04142110.029586120.017751130.005917
[0109]
根据公式p＝∑r
ij
γ
ij
，
[0110]
得出p为61.4，
[0111]
因此p
r2
＝5
[0112]
根据公式：p＝[w1*p
r1
+w2*p
r2
]＝[40％*3+60％*5]＝4
[0113]
根据表1得出，风险发生概率为4级，即可能发生；
[0114]
对既有线路的行车情况进行判定并得出相应的风险发生后果等级：
[0115]
其中，评估指标包括：上道概率、体积、行车速度、行车对数、行车类型、行车环境、车站备料距离、抢险材料人工搬运距离以及大型机械进程条件。参考表8。
[0116]
如下
[0117]
所示：
[0118]
表8
[0119]
[0120]
[0121]
[0122]
[0123][0124]
根据公式c＝∑siγi进行计算得出c＝65.395；
[0125]
根据表3得出风险后果等级为5，后果等级描述为灾难性的；
[0126]
根据表4评估出总体风险等级为极高。
[0127]
根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
[0128]
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。