CN103426137B - 一种排水管道缺陷定量化综合评估方法 - Google Patents
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Abstract
一种排水管道缺陷定量化综合评估方法,对排水管道的不同缺陷类型分别进行严重程度分级,缺陷类型包括结构性缺陷和功能性缺陷,每种缺陷分为轻微、中等、严重和紧急四个等级,根据缺陷类型及分级结果,对排水管道整体状况进行评价,将排水管道分为不同的缺陷等级,由此得出对管道进行养护的优先次序,本发明考虑多种缺陷对管道不同性能的影响,综合评价管道密封性、稳定性、功能性及整体状况,并进行定量化表征,因指标数值范围可控,该方法能够有效地比较不同管道缺陷状况,弥补了国内在污水管道评价技术领域的不足。
Description
技术领域
本发明涉及一种排水管道的缺陷评估方法,特别涉及一种排水管道缺陷定量化综合评估方法。
背景技术
近年来随着我国城镇化进程的加快,城市排水管网建设发展迅速,虽然我国设计规范规定,排水管道的设计使用年限为50年以上,但是随着使用时间的增加,管道出现缺陷的可能性将增加。在我国某些城市,已发生了因严重的排水管道缺陷而造成的损失或事故,如渗漏引起地陷、堵塞引起污水外冒与污染、地下水内渗引起污水厂运行不正常等。为避免发生事故,应对排水管道进行定期检测和状况评估,并由此制定管道维护方案,以延长管道寿命。
管道闭路电视(Closed Circuit Television,CCTV)管道检测技术因其能够详实地记录大多数管道缺陷的状态、精准地锁定缺陷所在位置而被国内外广泛接受。目前针对该技术,许多国家及国内城市都提出了相应的评价标准,但这些评价标准均缺乏同时考虑多种缺陷(包括结构性及功能性缺陷)的定量化综合评估指标,使得不同管道的健康状况之间缺乏可比性,对城市排水管网管理的指导意义不大。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种排水管道缺陷定量化综合评估方法,综合考虑多种不同类型的管道缺陷,采用层次分析法确定其相应的权重,采用模糊综合评价法计算出管段的定量评价结果。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种排水管道缺陷定量化综合评估方法,包括如下步骤:
步骤一,对排水管道的不同缺陷类型分别进行严重程度分级,所述缺陷类型包括结构性缺陷和功能性缺陷,所述结构性缺陷包括变形、裂缝、断裂/坍塌、表面腐蚀/破损、突出接口/穿管、接口损坏、接口错位/脱节和支管暗接/错接共计八种类型,所述功能性缺陷包括树根突入、管壁附着物、管底沉积物、其他障碍物、土壤进入、地下水内渗和污水外渗共计七种类型,每种缺陷分为轻微、中等、严重和紧急四个等级,每种缺陷的严重程度表示为Ri=(ri1ri2ri3ri4),rij表示一段管道第i种缺陷隶属于第j个等级的程度,rij≤1;
步骤二,根据所述缺陷类型及分级结果,对排水管道整体状况进行评价:
(1)确定因素集U=(Ut,Us,Uf),式中Ut为排水管道密封性,包括裂缝、断裂/坍塌、接口损坏、接口错位/脱节、支管暗接/错接、树根突入、土壤进入、其他障碍物、地下水内渗和污水外渗共计十种管道缺陷:Ut=(utC,utB/C,L,utR);US为排水管道稳定性,包括变形、裂缝、断裂/坍塌、表面腐蚀/破损、接口损坏、接口错位/脱节、支管暗接/错接、土壤进入、地下水内渗和污水外渗共计十种管道缺陷:Us=(usD,usC,…,usE);Uf为排水管道功能性,包括变形、断裂/坍塌、表面腐蚀/破损、突出接口/穿管、接口错位/脱节、支管暗接/错接、树根突入、管壁附着物、管底沉积物、其他障碍物、土壤进入和地下水内渗共计十二种管道缺陷:Uf=(ufR,ufAD,…,ufSD);
(2)确定评价集V=(轻微,中等,严重,紧急);
(3)计算因素权重集其中为排水管道密封性权重, 为排水管道稳定性权重, 为排水管道功能性权重,
(4)综合评判结果表明一段排水管道中针对于某种特性的缺陷的严重程度分布结果,式中,ai表示第i种缺陷相应权重;
(5)根据综合评判结果计算得到排水管道密封性评价结果 排水管道稳定性评价结果 排水管道功能性评价结果 Ht、Hs、Hf分别表示排水管道密封性、稳定性和功能性综合指数,ni表示排水管道发生的能够影响第i种性能的缺陷数量,bi1、bi2、bi3、bi4分别表示排水管道第i种性能缺陷隶属于轻微、中等、严重和紧急的程度;
(6)排水管道综合评价指标H=AtHt+AsHs+AfHf,式中,At表示管道第i种性能缺陷权重集;
步骤三,H值越靠近1,则代表欲评价排水管道与单位紧急缺陷管道越相似,根据H的值,将排水管道分为不同的缺陷等级,由此得出对管道进行养护的优先次序,具体如下:
(1)如果0<H≤0.25,则表示管道轻微缺陷,暂不采取措施,仅在一年内再次对管道进行检测;
(2)如果0.25<H≤0.5,则表示管道中等缺陷,应在半年内安排管道的局部养护措施;
(3)如果0.5<H≤0.75,则表示管道严重缺陷,应在三个月内采取养护措施;
(4)如果H>0.75,则表示管道紧急缺陷,应立即采取养护/抢救措施。
与现有技术相比,本发明考虑多种缺陷对管道不同性能的影响,综合评价管道密封性、稳定性、功能性及整体状况,并进行定量化表征,因指标数值范围可控,该方法能够有效地比较不同管道缺陷状况,弥补了国内在污水管道评价技术领域的不足。
附图说明
附图是本发明排水管道缺陷状况评价涉及内容及其层次关系图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
1、排水管道缺陷与其严重程度分级方法
排水管道内可能发生的缺陷类型众多,包括变形(Deformation)、裂缝(Cracks)、断裂/坍塌(Break/Collapse)、表面腐蚀/破损(Surface Corrosion/Damage)、突出接口/穿管(Intruding Connection)、接口损坏(Joint Damage)、接口错位/脱节(DisplacedJoint/Opened Joint)和支管暗接/错接(Unauthorized/Misconnected Branch)等结构性缺陷,及树根突入(Roots)、管壁附着物(Attachment)、管底沉积物(Settled deposit)、其他障碍物(Other obstacles)、土壤进入(Ingress of Soil)、地下水内渗(GroundwaterInfiltration)和污水外渗(Exfiltration)等功能性缺陷。每一种排水管道缺陷根据严重程度的不同,可分成若干严重等级。缺陷的严重程度包括4个等级:轻微、中等、严重和紧急,每种缺陷的严重程度表示成一个或多个等级的模糊分布形式,
Ri=(ri1ri2ri3ri4)
式中,rij表示一段管道第i种缺陷隶属于第j个等级的程度,rij≤1。缺陷可能完全属于某一个等级,也可能分布于两个相邻的缺陷等级之间。缺陷的定义及分级方法如下:
1)变形(Deformation)
定义:排水管道横断面的原有形状受到了改变,如由圆形变成了椭圆状、管道局部发生凹陷等。变形一般发生在柔性管道,如各种塑料管道。
分级:排水管道的变形可以用变形率来表示:
式中do为排水管道的原有直径,dmin为变形后排水管道的最小直径。
AD1、AD2、AD3、AD4分别表示轻微、中等、严重和紧急变形的隶属程度,其隶属函数可用分段函数表示:x表示变形率ηD
2)裂缝(Cracks)
定义:排水管道的结构在外部压力超过其自身的承受力时发生破坏,从而出现裂缝。根据裂缝的方向可分为纵向裂缝、环向裂缝和复合型裂缝。
分级:由于视差的影响,现有的排水管道闭路电视无法实现对裂缝的量化检测,因此也无法通过精确的量化的方式对裂缝严重程度的进行分级。本方法利用简单的量化方法,并对缺陷进行描述,对裂缝的缺陷程度进行了分级,如表1所示。
表1裂缝缺陷程度的分级
3)断裂/坍塌(Break/Collapse)
定义:排水管道的结构受到严重破损而导致管道结构出现严重开裂、有断裂碎片掉落的情况。当断裂程度非常严重时,排水管道的结构强度完全消失,造成坍塌。
分级:断裂/坍塌的严重程度可用以下式子表示:
式中θB为断裂/坍塌部分的弧长占排水管道的整个圆周对应的角度。
断裂/坍塌对排水管道结构影响较大,属于严重的排水管道缺陷。在进行缺陷程度分级时,不包含轻微这个等级,一旦排水管道有断裂/坍塌的情况发生,其缺陷等级至少为中等。AB2、AB3、AB4分别表示中等、严重和紧急断裂/坍塌的隶属程度,其隶属函数可用分段函数表示:x表示断裂/坍塌率ηB
4)表面腐蚀/破损(Surface Corrosion/Damage)
定义:排水管道内表面受到化学腐蚀或物理磨损的破坏。
分级:对于表面腐蚀/破损,通过排水管道闭路电视无法得到量化缺陷的信息,本方法通过对缺陷进行描述,对表面腐蚀/破损的缺陷程度进行了分级,如表2所示。
表2表面腐蚀/破损缺陷程度的分级
5)突出接口/穿管(Intruding Connection)
定义:突出接口是指在排水管道干管中,在支管的接入口处有突出部分,使得干管的有效横截面积减少。穿管是指在排水管道中的任意位置有其他管道横穿该管道,不仅破坏管道的结构,同时也减少排水管道的有效横截面积。
分级:突出接口可用下式来衡量:
式中,LI为支管在干管中突出的长度,d为干管的直径。
根据上式,可知穿管是突出接口的极限形式,因此穿管也可用上式子来描述。
AIC1、AIC2、AIC3、AIC4分别表示轻微、中等、严重和紧急突出接口的隶属程度,其隶属函数可用分段函数表示:x表示接口突出率ηI
6)接口损坏(Joint Damage)
定义:接口出现裂缝和密封材料松脱,其分级方法如表3所示。
表3接口损坏缺陷程度的分级
7)接口错位/脱节(Displaced Joint/Opened Joint)
定义:接口错位是指由于埋设时的疏忽、或是因管道沉降而导致两根管道的接口偏离,不能正常连接。脱节是指两根管道在水平方向上结合不紧密,有松开的情况。
分级:接口错位可用倍壁厚来表示:
式中,g为接口错位宽度,t为排水管道的壁厚。接口脱节可直接用两段排水管道之间的空隙宽度w来衡量。
ADJ1、ADJ2、ADJ3、ADJ4分别表示轻微、中等、严重和紧急接口错位的隶属程度,其隶属函数可用分段函数表示:x表示接口错位率ηDJ
AOJ1、AOJ2、AOJ3、AOJ4分别表示轻微、中等、严重和紧急接口脱节的隶属程度,其隶属函数可用分段函数表示:x表示接口脱节率ηOJ
8)支管暗接/错接(Unauthorized/Misconnected Branch)
定义:不明的支管直接侧向接入主管或是雨/污管之间有错接,使得管道中水量增加或水质产生变化。
分级:支管暗接/错接主要考量接入干管中的支管类型,不涉及任何量化的表达方式。分级标准如表4所示。
表4支管暗接/错接缺陷程度的分级
9)树根突入(Roots)
定义:树根或其他植物根自然生长进入排水管道中(主要在接口处),破坏管道的结构并减少管道的有效横截面积。
分级树根突入可用下式进行量化:
式中,AR为树根所占的横截面积,A为排水管道原有的横截面积。
AR1、AR2、AR3、AR4分别表示轻微、中等、严重和紧急树根入侵的隶属程度,其隶属函数可用分段函数表示:x表示树根突入率ηR
10)管壁附着物(Attached Deposits)
定义:排水管道管壁上附着了某种物质而导致管段有效横截面积减少。附着物包括了结垢、油脂、有机物等。
分级:管壁附着物可用下式进行量化:
式中,AAD为管壁附着物所占的横截面积,A为排水管道原有的横截面积。
AAD1、AAD2、AAD3、AAD4分别表示轻微、中等、严重和紧急管壁附着物的隶属程度,其隶属函数可用分段函数表示:x表示管壁附着率ηAD
11)管底沉淀物(Settled Deposits)
定义:管污水道底部由于某种物质的沉淀而影响其水力条件。沉淀物包括碎石、泥沙、水泥等。
分级:管底沉淀物可用下式进行量化:
式中,ASD为管底沉淀物所占的横截面积,A为排水管道原有的横截面积。
ASD1、ASD2、ASD3、ASD4分别表示轻微、中等、严重和紧急管底沉淀物的隶属程度,其隶属函数可用分段函数表示:x表示管底沉淀率ηSD
12)其他障碍物(Other Obstacles)
定义:排水管道内含有的杂物,能够使管道有效横截面积减少,如砖石、建筑垃圾、树枝、破损管道的碎片等。
分级:其他障碍物可用下式进行量化:
式中,AOS为障碍物所占的横截面积,A为排水管道原有的横截面积。
AOO1、AOO2、AOO3、AOO4分别表示轻微、中等、严重和紧急其他障碍物的隶属程度,其隶属函数可用分段函数表示:x表示ηOS
13)土壤进入(Ingress of Soil)
定义:排水管道中由于破裂、脱节等其他缺陷而使得外部土壤进入,使得污水中泥沙量增加,甚至沉积或堆积在管道内部,同时造成管道外部的土质发生松动。土壤进入可用下式进行量化:
式中,AIS为土壤堆积所占的横截面积,A为排水管道原有的横截面积。
AIS1、AIS2、AIS3、AIS4分别表示轻微、中等、严重和紧急土壤进入的隶属程度,其隶属函数可用分段函数表示:x表示ηIS
14)地下水内渗(Infiltration)
定义:地下水因管道结构发生缺陷进入排水管道内部,使得污水被稀释、管道内水量增加。
分级:不同等级地下水内渗程度如表5所示。
表5地下水内渗缺陷程度的分级
15)污水外渗(Exfiltration)
定义:排水管道内污水因管道缺陷而渗漏至管道外部,对管段周围环境造成冲刷与污染。
分级:不同等级污水外渗程度表6所示。
表6污水外渗缺陷程度的分级
2、管道整体状况评价
排水管道缺陷状况的评价应考虑管道的三种要求:密封性(tightness,t)、稳定性(stability,s)及功能性(function,f)。排水管道的密封性是指管道结构是否完好、是否受到外来破坏等原因,从而导致外来物质进入管道或内在物质流出管道的可能性;管道的稳定性主要考量排水管道在未来的一段时间限内,是否能稳定运行,会不会发生严重缺陷而导致管网***崩溃;而管道的功能性主要考量管道的基本功能,即输送污水能力。15种排水管道缺陷对排水管道的密封性、稳定性和功能性的影响分别不同,部分缺陷甚至对排水管道三种性能都会有影响,因此在评价时应对这三种管道性能进行单独判断。各个排水管道缺陷对管道的三种特性造成的影响如表7所示。
表7排水管道缺陷类型对管道密封性、稳定性、功能性的影响
○有影响;╳无影响
本方法通过模糊综合评判模型及层次分析法,建立了排水管道缺陷状况评价体系。建立的评价方法涉及的内容与其层次关系如附图所示:
根据层次关系,将各个涉及因素按综合评判模型形式表达:
1)因素集U,
U=(Ut,Us,Uf)
式中Ut为排水管道密封性,包括裂缝、断裂/坍塌、树根突入等10种管道缺陷:
Ut=(utC,utB/C,…,utR)
Us为排水管道稳定性,包括变形、裂缝、污水外渗等10种管道缺陷:
Us=(usD,usC,…,usE)
Uf为排水管道功能性,包括树根突入、管壁附着物、管底沉积物等12种管道缺陷:
Uf=(ufR,ufAD,…,ufSD)
2)评价集V,
V=(轻微,中等,严重,紧急)
3)因素权重集
通过层次分析法中的两两比较方法来求得因素权重集由于排水管道缺陷对于排水管道的不同特性有不同的影响,因此需要分别求出缺陷对排水管道密封性、稳定性和功能性的权重。
对于排水管道的密封性缺陷状况评价共涉及了10种管道缺陷,缺陷对排水管道密封性的影响的两两比较判断如表8所示。
表8密封性的两两比较判别表
根据表8,做判断矩阵
矩阵At的λmax=10.71,计算CI与CR(当n=10,CR的值取1.49),可得CI=0.079,CR=0.053。一致性比例CR计算结果小于0.1,代表判断矩阵的一致性符合要求。求出判断矩阵最大特征值对应的特征向量,即各个缺陷相应的权重:
对于排水管道的稳定性缺陷状况评价共涉及了10种管道缺陷,缺陷对排水管道稳定性的影响的两两比较判断如表9所示。
表9稳定性的两两比较判别表
矩阵As的λmax=10.99,计算CI与CR(当n=10,CR的值取1.49),可得CI=0.111,CR=0.074。一致性比例CR计算结果小于0.1,代表判断矩阵的一致性符合要求。求出判断矩阵最大特征值对应的特征向量,即可得到各个缺陷相应的权重:
对于排水管道的功能性缺陷状况评价共涉及了12种管道缺陷,缺陷对排水管道稳定性的影响的两两比较判断如表10所示。
表10功能性的两两比较判别表
矩阵Af的λmax=12.78,计算CI与CR(当n=12,CR的值取1.54),可得CI=0.071,CR=0.046。一致性比例CR计算结果小于0.1,代表判断矩阵的一致性符合要求。通过求出判断矩阵最大特征值对应的特征向量,即可得到各个缺陷相应的权重。
在实际情况中,一段排水管道较少会同时发生如管道缺陷状况评价所涵盖的10种至12种缺陷。为了计算方便,在评价时仅需将实际发生的缺陷对应于密封性、稳定性和功能性的权重进行归一即可。
4)综合评判
将一段排水管道中发生的对应于第i种排水管道性能的ni个缺陷,用一个ni×4阶的模糊矩阵来表示,即得到对第i种性能的评判矩阵:
由权重与评判矩阵,取“普通加法与乘法合成算子”可得到综合评判结果:
式中,
表明一段排水管道中针对于某种特性的缺陷的严重程度分布结果。
5)评判指标的处理
对于综合评判得到的结果,本方法利用加权平均法来对评判指标进行处理:将bj归一化,以bj作为权数,对各个备择元素vj进行加权平均,取此平均值作为评判结果,即
在本方法中,备择元素vj为文字描述,即轻微、中等、严重和紧急。因此,需要将评价集里的vj进行量化,在此仍是利用层次分析法来给出其权重值。针对管道发生缺陷的4种严重等级,其两两比较判定矩阵如下:
表11管道缺陷等级的两两比较判定矩阵
根据表11做矩阵,
矩阵A的λmax=4.081,根据式4-10与式4-11计算CI与CR(当n=4,CR的值取0.9),可得CI=0.027,CR=0.03。一致性比例CR计算结果小于0.1,代表判断矩阵的一致性符合要求。通过求出判断矩阵最大特征值对应的特征向量,即可得到缺陷等级相应的权重。
A严重程度=(0.047,0.105,0.257,0.591)
根据上述的权重向量,赋予每一缺陷严重等级相应的分数:轻微为47、中等为105、严重为257、紧急为591。则评判结果可表示为:
vi=47bi1+105bi2+257bi3+591bi4
上式子表示在某段排水管道发生的所有缺陷的平均健康状况,由于在计算过程中的归一化处理,使得缺陷总数的影响被屏蔽了,为了得到准确的健康状况评价,应将缺陷总数列入到计算式子中。同时,在仅发生1个管道缺陷时,排水管道缺陷状况的极限情况为
即完全属于紧急。此时该管道得到的分值应为591,为方便比较,将每次计算结果除以591,从而得到欲评价排水管道与单位紧急管段的比值。因此,最终的计算结果可表示为:
其中ni为欲评价的排水管道内与第i种管道特性相关的缺陷总数。
6)排水管道缺陷状况综合指数
以上计算得到的Ht,Hs,Hf分别表示了排水管道密封性、稳定性及功能性的评价结果。然而,在实际应用中,将一个排水管道的评价结果分别用三种指标来表示较不直观,同时也难以与其他排水管道进行比较。因此,需要由Ht,Hs,Hf求出排水管道综合评价指标H。
这样得出了对应于排水管道的密封性、稳定性和功能性的排水管道缺陷的权重。假设一段排水管道内发生了方法中列出的所有缺陷,则该段管道的密封性、稳定性、和功能性对整段排水管道的影响各占得比例应该是一样的。将向量归一化,如表12所示。
表12H值范围与建议采取的措施
根据表12,在对排水管道进行综合评价时,根据排水管道内出现的各种缺陷类型,将其对应于密封性、稳定性和功能性的权重分别进行加和,由此得到At,As,Af,将At,As,Af归一,则排水管道综合评价指标可用下式表示:
H=AtHt+AsHs+AfHf
由此计算得到排水管道综合评价指标H,其值越靠近1(在缺陷数较多时或缺陷中含有紧急程度缺陷时可能会大于1),则代表欲评价排水管道与单位紧急缺陷管道越相似。根据H的值,可将排水管道分为不同的缺陷等级,由此得出对管道进行养护的优先次序,具体如表13所示。
表13H值范围与建议采取的措施
Claims (1)
1.一种排水管道缺陷定量化综合评估方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一,对排水管道的不同缺陷类型分别进行严重程度分级,所述缺陷类型包括结构性缺陷和功能性缺陷,所述结构性缺陷包括变形、裂缝、断裂/坍塌、表面腐蚀/破损、突出接口/穿管、接口损坏、接口错位/脱节和支管暗接/错接共计八种类型,所述功能性缺陷包括树根突入、管壁附着物、管底沉积物、其他障碍物、土壤进入、地下水内渗和污水外渗共计七种类型,每种缺陷分为轻微、中等、严重和紧急四个等级,每种缺陷的严重程度表示为Rj=(ri1,ri2,ri3,ri4),rij表示一段管道第i种缺陷隶属于第j个等级的程度,rij≤1,ri1为一段管道第i种缺陷隶属于第1个等级的程度,ri2为一段管道第i种缺陷隶属于第2个等级的程度,ri3为一段管道第i种缺陷隶属于第3个等级的程度,ri4为一段管道第i种缺陷隶属于第4个等级的程度;
步骤二,根据所述缺陷类型及分级结果,对排水管道整体状况进行评价:
(1)确定因素集U=(Ut,Us,Uf),式中Ut为排水管道密封性,包括裂缝、断裂/坍塌、接口损坏、接口错位/脱节、支管暗接/错接、树根突入、土壤进入、其他障碍物、地下水内渗和污水外渗共计十种管道缺陷:Ut=(utC,utB/C,...,utR),式中的utC,utB/C,...,utR为排水管道密封性因素,表示上述十种缺陷;Us为排水管道稳定性,包括变形、裂缝、断裂/坍塌、表面腐蚀/破损、接口损坏、接口错位/脱节、支管暗接/错接、土壤进入、地下水内渗和污水外渗共计十种管道缺陷:Us=(usD,usC,...,usE),usD,usC,...,usE为排水管道稳定性因素,表示上述十种缺陷;Uf为排水管道功能性,包括变形、断裂/坍塌、表面腐蚀/破损、突出接口/穿管、接口错位/脱节、支管暗接/错接、树根突入、管壁附着物、管底沉积物、其他障碍物、土壤进入和地下水内渗共计十二种管道缺陷:Uf=(ufR,ufAD,...,ufSD),ufR,ufAD,...,ufSD为排水管道功能性因素,表示上述十二种因素;
(2)确定评价集V=(轻微,中等,严重,紧急);
(3)计算因素权重集其中为排水管道密封性权重, 为排水管道稳定性权重, 为排水管道功能性权重,
(4)综合评判结果表明一段排水管道中针对于某种特性的缺陷的严重程度分布结果,式中,bi1、bi2、bi3、bi4分别表示排水管道第i种性能缺陷隶属于轻微、中等、严重和紧急的程度,为第i种特性的权重,为第i种特性缺陷的严重程度;
(5)根据综合评判结果计算得到排水管道密封性评价结果排水管道稳定性评价结果排水管道功能性评价结果Ht、Hs、Hf分别表示排水管道密封性、稳定性和功能性综合指数,ni表示排水管道发生的能够影响第i种性能的缺陷数量,bi1、bi2、bi3、bi4分别表示排水管道第i种性能缺陷隶属于轻微、中等、严重和紧急的程度;
(6)排水管道综合评价指标H=AtHt+AsHs+AfHf,式中,At表示管道密封性缺陷的权重集,As表示管道稳定性缺陷的权重集,Af表示管道功能性缺陷的权重集;
步骤三,H值越靠近1,则代表欲评价排水管道与单位紧急缺陷管道越相似,根据H的值,将排水管道分为不同的缺陷等级,由此得出对管道进行养护的优先次序,具体如下:
(1)如果0<H≤0.25,则表示管道轻微缺陷,暂不采取措施,仅在一年内再次对管道进行检测;
(2)如果0.25<H≤0.5,则表示管道中等缺陷,应在半年内安排管道的局部养护措施;
(3)如果0.5<H≤0.75,则表示管道严重缺陷,应在三个月内采取养护措施;
(4)如果H>0.75,则表示管道紧急缺陷,应立即采取养护/抢救措施;
所述各种类型的缺陷分级标准如下:
(1)变形,用变形率表示,do为排水管道的原始直径,dmin为变形后排水管道的最小直径;AD1、AD2、AD3、AD4分别表示轻微、中等、严重和紧急变形的隶属程度,分级标准参照如下函数:x表示变形率ηD
(2)裂缝,分级标准如下:
管道出现细裂纹,裂纹长度在环向上不超过0.25个圆周或在纵向上不超过0.5m,为轻微;
管道出现明显裂纹,裂纹长度在环向上不超过0.5个圆周或在纵向上不超过1.0m,为中等;
管道出现裂缝,裂缝长度在环向上不超过0.5个圆周或在纵向上不超过1.0m,为严重;
管道明显开裂,裂缝长度在环向上扩及整个圆周(环向)或在纵向上超过2.0m,为紧急;
(3)断裂/坍塌,用断裂/坍塌率表示,θB为断裂/坍塌部分的圆弧所在管道圆周对应的角度,AB2、AB3、AB4分别表示中等、严重和紧急断裂/坍塌的隶属程度,分级标准参照如下函数:x表示断裂/坍塌率ηB
(4)表面腐蚀/破损,分级标准如下:
表面发黑或表面粗糙,为轻微;
表面轻微剥落,管壁出现明显凹凸面,为中等;
表面剥落,露出卵石或钢筋,为严重;
卵石或钢筋完全显露,为紧急;
(5)突出接口/穿管,用接口突出率表示,LI为支管在干管中突出的长度,d为干管的直径,AIC1、AIC2、AIC3、AIC4分别表示轻微、中等、严重和紧急突出接口的隶属程度,分级标准参照如下函数:x表示接口突出率ηI
(6)接口损坏,分级标准如下:
接口出现细裂纹,密封材料可见,为轻微;
接口出现裂缝,密封材料局部松脱大于45°,为中等;
接口出现严重裂缝,密封材料局部松脱大于90°,为严重;
接口局部断开,密封材料松脱大于180°,为紧急;
(7)接口错位/脱节,用接口错位率表示,g为接口错位距离,t为污水管道的壁厚,ADJ1、ADJ2、ADJ3、ADJ4分别表示轻微、中等、严重和紧急接口错位的隶属程度,各个等级的接口错位的隶属函数可用分段函数表示:x表示接口错位率ηDJ
AOJ1、AOJ2、AOJ3、AOJ4分别表示轻微、中等、严重和紧急接口脱节的隶属程度,隶属函数可用分段函数表示:x表示接口脱节率ηOJ
(8)支管暗接/错接,分级标准如下:
雨水支管接入污水干管,为中等;
未明污水支管接入污水干管中,为严重;
污水支管接入雨水干管,为紧急;
(9)树根突入,用树根突入率表示,AR为树根所占的横截面积,A为排水管道原有的横截面积,AR1、AR2、AR3、AR4分别表示轻微、中等、严重和紧急树根入侵的隶属程度,分级标准参照如下函数:x表示树根突入率ηR
(10)管壁附着物,用管壁附着率表示,AAD为树根所占的横截面积,A为排水管道原有的横截面积,AAD1、AAD2、AAD3、AAD4分别表示轻微、中等、严重和紧急管壁附着物的隶属程度,分级标准参照如下函数:x表示管壁附着率ηAD
(11)管底沉淀物,用管底沉淀率表示,ASD为树根所占的横截面积,A为排水管道原有的横截面积,ASD1、ASD2、ASD3、ASD4分别表示轻微、中等、严重和紧急管底沉淀物的隶属程度,分级标准参照如下函数:x表示管底沉淀率ηSD
(12)其他障碍物,用表示,AOS为树根所占的横截面积,A为排水管道原有的横截面积,AOO1、AOO2、AOO3、AOO4分别表示轻微、中等、严重和紧急其他障碍物的隶属程度,分级标准参照如下函数:x表示ηOS
(13)土壤进入,用表示,AIS为树根所占的横截面积,A为排水管道原有的横截面积,AIS1、AIS2、AIS3、AIS4分别表示轻微、中等、严重和紧急土壤进入的隶属程度,分级标准参照如下函数:x表示ηIS
(14)地下水内渗,分级标准如下:
缺陷处有滴水现象,为轻微;
地下水形成细流进入排水管道,为中等;
地下水形成水流进入排水管道,为严重;
地下水形成水柱进入排水管道,为紧急;
(15)污水外渗,分级标准如下:
局部外渗,污水通过渗漏流出管道,为中等;
大量外渗,污水冲刷管道周围土壤,造成凹洞,为严重;
污水完全外漏,污水冲刷管道周围,造成凹洞,为紧急。
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