一种地铁建设期间排水设施安全保护分级智能判定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种排水设施安全保护的判定方法，特别是涉及一种地铁建设期间排 水设施安全保护分级智能判定方法。
【背景技术】
[0002] 为缓解城市交通压力充分利用城市地下空间，兴建地铁的城市越来越多，特别是 北京市，已经在建和规划多条地铁线路。北京市轨道交通建设已经进入快速发展阶段，由地 铁建设引起的排水设施不能正常安全运行的事件越来越多。在地铁建设工程中，难免会遇 到穿越城市排水管线的问题。在此之前对于地铁建设期间排水管线的保护措施通常是在 不考虑排水设施自身情况和排水设施所处的环境因素以及排水设施风险等级的情况下，笼 统的对排水管线进行拆除、截流、改线等工程加固和改移措施，国内的地铁建设较多关注于 地铁建设对地面已有建筑物的影响而对地铁建设期间排水设施风险等级的研宄较少，这种 处理措施在一定程度上存在着盲目性和经验性，对排水设施的保护效果也得不到预期的效 果。
[0003] 同时，在现有技术中，目前国内尚无针对排水设施安全风险分析和判断的评估方 法，其主要难点在于排水设施建设年代远近差异大、结构形式复杂，排水设施分布广、密度 大、同地铁施工相关的安全风险因素多，2013年11月22日，青岛发生因输油管线原油泄漏 进入排水管道引起爆炸事件，给人民生命财产造成严重损失，因此管线的安全保护问题显 得日益重要。2013年10月国务院颁布了《城镇排水与污水处理条例》，其中对排水设施维 修与保护进行了明确规定。但是由于不同个体对排水设施认知程度不同，对规章、规范和标 准的掌握不一，导致对排水设施安全风险分析和判断无法统一。并且，由于国内的地铁大多 还处于建设期，所以在地铁建设期间对排水设施的关注度较少，更多关注的是地铁建设对 地面建筑物的影响。同时在地铁建设期间对排水设施的保护传统上是仅仅考虑排水设施距 离地铁施工的远近，而其他因素则考虑较少，比如排水设施自身的因素以及排水设施所处 的环境因素。
[0004] 因此，在考虑排水设施和环境因素的情况下，根据排水设施风险等级并以此提出 相应的经济合理保护措施显得非常必要。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种地铁建设期间排水设施安全保 护分级智能判定方法，根据地铁建设期间影响排水设施安全保护的风险因素，以及影响权 重和风险等级判定参数，根据各项因素在排水设施安全风险中所占权重，通过模数综合评 判法判别不同因素下或多项因素组合下的排水设施风险等级，并根据排水设施风险等级提 供对应的排水设施安全保护的具体措施。本发明减少了排水设施安全保护分级评价中的主 观性，减少了计算工作量，提高了对应的排水设施安全保护的具体措施的准确性。
[0006] 为此，本发明的一个目的在于提出一种地铁建设期间排水设施安全保护分级智能 判定方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤一：确立影响排水设施安全的多个第一、二、三、四级指标因素，对各个指标因 素均设定预设权重值；
[0008] 步骤二：获取待判定的排水设施中管道的多个指标因素的实际参数；
[0009] 步骤三：对每一个一级指标所包括的管道参数分别进行权重计算并进行归一化处 理：
[0010] 步骤四：将由设定的管道参数的数值代入隶属度函数，得到步骤二中各指标因素 的单因素隶属度矩阵R值；
[0011] 步骤五：进行一级模糊综合评判，根据最大隶属度矩阵分别得到多个第一级指标 因素风险等级；再进行二级模糊综合评判，根据最大隶属度矩阵得到最终排水设施安全风 险的等级；
[0012] 步骤六：根据上述计算得到的排水设施安全风险的具体等级，确定对应的排水设 置安全保护措施。
[0013] 根据本发明的一个实施例，在步骤一中，排水设施安全评价指标中的一级指标包 括:Al (设施自身因素），A2 (地铁施工影响因素），A3 (环境风险因素）；
[0014] 对于一级指标Al (设施自身因素）其包括的二级指标为：
[0015] Bl (管道断面尺寸），B2 (老化状况），B3 (结构性缺陷），B4 (管材），B5 (接口形 式），B6 (基础形式），B7 (运行负荷）；
[0016] 其中：
[0017] Bl (管道断面尺寸）包括的三级指标为：Cl (管道断面尺寸<600mm)，C2 (600mm彡 管道断面尺寸彡1000mm)，C3(1000mm彡管道断面尺寸彡1500mm)，C4(管道断面尺寸 >1500mm)；
[0018] B2 (老化状况）包括的三级指标为：C5 (老化状况〈25年），C56 (25年<老化状况 < 40年），C57 (40年< 老化状况< 50年），C58 (老化状况>50年）；
[0019] B3(结构性缺陷）包括的三级指标为：C9(轻度），C10 (中度），C11 (重度）； [0020] B4(管材）包括的三级指标为：C12(钢筋混凝土管），C13(聚（氯）乙烯），C14(特 殊结构）；
[0021] B5 (接口形式）包括的三级指标为：C15 (刚性接口），C16 (柔性接口）；
[0022] B6 (基础形式）包括的三级指标为：C17 (混凝土基础），C18 (砂石基础）；
[0023] B7 (运行负荷）包括的三级指标为：C19 (零负荷），C20 (常负荷），C21 (超负荷）；
[0024] 其中：
[0025] C9 (轻度）包括的四级指标为：Dl (腐蚀轻度），D2 (破裂轻度），D3 (变形轻度）， D4 (错口轻度），D5 (脱节轻度），D6 (渗漏轻度），D7 (侵入轻度）；
[0026] ClO (中度）包括的四级指标为：D8 (腐蚀中度），D9 (破裂中度），DlO (变形中度）， Dll (错口中度），D12 (脱节中度），D13 (渗漏中度），D14 (侵入中度）；
[0027] Cll (重度）包括的四级指标为：D15(腐蚀重度），D16(破裂重度），D17(变形重 度），D18 (错口重度），D19 (脱节重度），D20 (渗漏重度），D21 (侵入重度）；
[0028] 对于一级指标A2 (地铁施工影响因素）其包括的二级指标为：
[0029] B8 (明（盖）挖法），B9 (矿山法），BlO (盾构法）；
[0030] 其中：
[0031] B8 (明（盖）挖法）包括的三级指标为：C22 (明（盖）挖法边缘距离），C23 (明 (盖）挖法位置关系）；
[0032] B9(矿山法）包括的三级指标为：C24(矿山法边缘距离），C25(矿山法位置关 系）；
[0033] BlO (盾构法）包括的三级指标为：C26 (盾构法边缘距离），C27 (盾构法位置关 系）；
[0034] 其中：
[0035] C22 (明（盖）挖法边缘距离）包括的四级指标为：D22 (明（盖）挖法边缘距离= 0)，D23 (0 <明（盖）挖法边缘距离彡0· 4H)，D24 (0· 4 <明（盖）挖法边缘距离彡0· 6H)， D25 (0· 6 <明（盖）挖法边缘距离< I. 0H);
[0036] C23 (明（盖）挖法位置关系）包括的四级指标为：D26 (地铁上顺行），D27 (地铁 下顺行），D28 (地铁上穿越），D29 (地铁下穿越）；
[0037] C24(矿山法边缘距离）包括的四级指标为：D30(矿山法边缘距离=0)，D31(0 <矿山法边缘距离< 0. 5B)，D32 (0. 5B <矿山法边缘距离< 1.0 B)，D33 (I. 0 <矿山法边缘 距离 < 2. 0B);
[0038] C25(矿山法位置关系）包括的四级指标为：D34(地铁上顺行），D35(地铁下顺 行），D36 (地铁上穿越），D37 (地铁下穿越）；
[0039] C26(盾构法边缘距离）包括的四级指标为：D38(盾构法边缘距离=0)，D39(0 <盾构法边缘距离彡〇. 3D)，D40 (0. 3D <盾构法边缘距离彡0. 7D)，D41 (0. 7D <盾构法边缘 距离彡I. 0D);
[0040] C27(盾构法位置关系）包括的四级指标为：D42(地铁上顺行），D43(地铁下顺 行），D44 (地铁上穿越），D45 (地铁下穿越）；
[0041] 对于一级指标A3 (环境风险因素）其包括的二级指标为：
[0042] Bll (地理位置），B12(地质情况），B13(施工季节），B14(水文情况）；
[0043] 其中：
[0044] BI 1 (地理位置）包括的三级指标为：C28 (其他位置），C29 ( -般地区），C30 (重 要地区），C31(特殊地区）；
[0045] 2 (地质情况）包括的三级指标为：C32 (其他），C33 (杂填土、粉质粘土），C34 (膨 胀土、淤泥质土），C35 (粉砂土、湿陷性土）；
[0046] B13 (施工季节）包括的三级指标为：C36 (汛期），C37 (非汛期）；
[0047] B14 (水文情况）包括的三级指标为：C38 (承压水），C39 (潜水），C40 (上层滞水）；
[0048] 根据本发明的一个实施例，在步骤二中，指标参数包括：
[0049] Al (设施自身因素）中的Bl (管道断面尺寸）、B2 (老化状况）、B3 (结构性缺陷）、 B4 (管材）、B5 (接口形式）、B6 (基础形式）、B7 (运行负荷）；
[0050] A2 (地铁施工影响因素）中的B8 (明（盖）挖法）或B9 (矿山法）或BlO (盾构 法）的边缘距离和位置关系；
[0051] A3(环境风险因素）中的Bll (地理位置）、B12(地质情况）、B13(施工季节）、 B14(水文情况）；
[0052] 根据本发明的一个实施例，在步骤三中，对每一个一级指标Al (设施自身因素）、 A2 (地铁施工影响因素）、A3 (环境风险因素）所包括的管道参数分别按照下式进行权重 计算：
[0053] 管道参数的合成权重Wi = Di相对于Ci的权重*Ci相对于Bi的权重*Bi相对于 Ai的权重*Ai相对于A的权重；
[0054] 得到：
[0055] -级指标Al (设施自身因素）下的Bl (管道断面尺寸）、B2 (老化状况）、B3 (结构 性缺陷）、B4 (管材）、B5 (接口形式）、B6 (基础形式）、B7 (运行负荷）的合成权重依