[发明专利]一种用于管廊结构健康状态的多元综合定量检测方法

说明书

本发明涉及一种用于管廊结构健康状态的多元综合定量检测方法，首先利用各类监测传感器、三维激光扫描等检测技术及数据，建立了针对检测区段所有分节管廊沉降、断面转动、表面裂损、变形缝张开及渗漏水的各病害指标，可科学表征所有分节管廊某一类病害的平均水平与各分节病害的差异水平；其次，基于各病害指标与多元因素评价理论，建立了针对检测区段各类病害的多元综合定量评价指标，并通过将多元综合定量评价指标与指标允许值进行对比，实现了检测区段管廊结构整体健康状态的全面综合定量评判，可有效提升管廊运维管理与病害防控的信息化与科学化水平。

技术领域

本发明属于地下综合管廊运营与维护领域，特别涉及一种用于管廊结构健康状态的多元综合定量检测方法。

背景技术

目前，地下综合管廊多采用明挖现浇工艺进行建造，待其修建完毕将埋藏于城市地下，短则几公里，长则数十公里，沿其长度方向一般会设置多道结构变形缝，将管廊结构沿全线分为多节。而且，由于管廊内部长期处于近乎封闭的状态，穿越的地层条件也是复杂多变，愈来愈多的地下综合管廊在不良地层条件、地表交通振动荷载、周边施工作业及地下水侵蚀等各种因素影响下，在其运营过程中也不可避免的会出现非均匀沉降、结构裂损、变形缝张开、渗漏水等病害问题，对地下综合管廊的正常使用及安全运营带来严重威胁。

目前，关于城市地下综合管廊的结构健康运维，是管廊行业目前发展趋势之一，但目前在其结构健康状态检测评价技术方面，尚存在以下问题需要解决：

(1)地下综合管廊修建完毕后，沿其线路长度方向，为一包含若干分节的狭长型地下结构，每一分节内均会可能存在非均匀沉降、断面转动、表面裂损、变形缝张开、渗漏水等病害问题，如何对沿线全长范围内所有分节管廊结构的整体健康状态进行检测并进行科学评价，涉及多个分节，也涉及多方面病害影响，这是一个复杂的系统性问题，如何对包含多方面因素影响的该系统问题进行科学评价，这涉及评价学相关理论，但目前尚缺少成套针对沿线全长区段范围管廊整体健康状态的科学检测评价方法；

(2)对于沿线全长范围管廊的所有分节，在进行某一类病害问题检测时，必然有些分节是在病害允许值范围内的，而有些分节是存在病害问题的，如何基于检测数据与病害分节数量，建立科学的针对所有分节的病害评价指标，并有效反映某一类病害问题的平均水平与各分节病害的差异水平，这在目前现有常规检测技术中也是尚缺失并需建立的；比如，以三个分节管廊为例，分两种工况讨论，工况1中第1、2、3节管廊沉降值分别为1mm，3mm与5mm，工况2中第1、2、3节管廊沉降值分别为2mm，3mm与4mm，两种工况对应的平均沉降值均为3mm，但显然工况1由于各分节沉降差异更大，对管廊结构运维安全更不利，因此必须通过某一类病害的平均水平与差异水平进行组合表征病害程度更合理；

(3)由于某一长度范围区段管廊结构整体健康状态是一个涉及多方面病害影响、多个分节影响的系统性问题，常规检测技术针对某一类结构病害进行检测后，往往仅仅将某一局部位置的检测数据与允许值进行对比，来评判是否存在病害问题，不涉及其他分节，也难以对某一分节内的不同种类病害进行综合评价，这对沿线管廊结构整体健康状态检测而言存在一定的片面性；

(4)在检测手段方面，目前常规技术多基于传统检测方式进行实施，比如在结构裂缝检测时，多采用裂缝仪、角度尺进行量测，这对于沿线全长管廊结构而言，具有检测效率低、劳动强度大等问题，关于检测技术手段的自动化与智能化水平尚需进一步提高。

综上，由于影响沿线全长范围地下综合管廊正常使用的因素复杂多样，管廊存在的病害种类也相当繁多，关于如何保障管廊结构的整体健康状态将是一个复杂的综合多方面的系统性问题，应进一步围绕健康状态检测手段与评价方法进行深入研究，以科学指导地下综合管廊的病害治理与防控。

发明内容