[发明专利]一种古建筑渠道排水系统健康状况的综合评估方法

摘要

一种古建筑渠道排水系统健康状况的综合评估方法，属于古代管道评估的技术领域。(1)对古建筑渠道缺陷评估之前利用现代管道探测技术收集渠道资料(渠道CAD图、机器人拍摄的照片、影像)，更加系统全面真实地摸清楚管道的构造、尺寸等基本信息。(2)对古建筑渠道缺陷进行了系统性的分类(结构性缺陷与功能性缺陷)，同时对各种缺陷进行了详细的定义说明，并且对渠道缺陷程度进行评分，确定缺陷等级，最终对古建筑渠道缺陷状况进行完整的评估。为今后对古建筑渠道排水系统缺陷评估提供参考依据。

主权项

一种古建筑渠道排水系统健康状况的综合评估方法，其特征在于，主要采用以下几个步骤：第一步，前期资料收集。在古建筑研究区域内，通过现代检测技术；勘测收集古建筑渠道现状资料；将对每根渠道缺陷部位照片进行筛选，确定每根渠道每处缺陷，并且要求在每处缺陷部位的照片数目m，m小于等于4，即0≤m≤4；第二步，针对研究区域渠道收集到的资料，将古建筑渠道缺陷分为结构性缺陷和功能性缺陷；结构性缺陷主要包括破损(PS)、支管暗接(AJ)、异物穿入(CR)三种类型，结构性缺陷用A表示，破损用A1表示，支管暗接用A2表示，异物穿入用A3表示，即A＝{A1，A2，A3}；功能性缺陷主要包括沉积(CJ)、障碍物(ZW)、垃圾(LJ)三种类型，功能性缺陷用B表示，沉积用B1表示，障碍物用B2表示，垃圾用B3表示，即B＝{B1，B2，B3}；第三步，通过对古建筑渠道六种缺陷进行定义、缺陷分级，并且对缺陷程度进行打分；结构性缺陷的定义：影响古建筑渠道结构强度和使用寿命的缺陷(如破损、支管暗接、异物穿入)。结构性缺陷可以通过维修得到改善。结构性缺陷可以表示为Aij，其中i表示渠道缺陷类型，j表示渠道缺陷类型中的缺陷级别；结构性缺陷评分可以表示为tAij，其中tAij＝{t1，t2，t3，...，tj}；(1)破损(PS)的定义：古建筑渠道的外部压力超过自身的承受力致使渠道发生变形、破裂和损坏；；主要表示形式有纵向、环向和复合3种；如果渠壁可见裂痕，形成明显间隙，但渠道的形状基本不受影响，表面轻微剥落，渠壁出现凹凸面等现象，则破损缺陷级别为1，缺陷评分分值为0.5分；即可表示为A11，tA11＝0.5；如果渠壁破裂脱落，渠道形状轻度受损，只发生变形，没有出现坍塌情况，则破损缺陷级别为2，缺陷评分分值为2分；即可表示为A12，tA12＝0.5。如果渠道表面严重剥落，内壁发生严重的破碎、脱落、坍塌等情况，则破损缺陷级别为3，缺陷评分分值为5分；即可表示为A13，tA13＝5；破损缺陷可以表示为A1j＝{A11，A12，A13},破损缺陷评分分值可以表示tA1j＝{tA11，tA12，tA13}＝{0.5,2,5}；(2)支管暗接(AJ)的定义：主干管的支管未通过检查井直接侧向接入渠道内；在此只要一个管道a插入管道b内，则称为a为b的支管暗接；如果支渠进入到主渠道内的长度不大于渠道宽度的10％，则支管暗接缺陷级别为1，缺陷评分分值为0.5分；即可表示为A21，tA21＝0.5；如果支渠进入到主渠道内的长度大于渠道宽度的10％，则支管暗接缺陷级别为2，缺陷评分分值为3分；即可表示为A22，tA22＝3；支管暗接缺陷可以表示为A2j＝{A21，A22}，破损缺陷评分分值可以表示tA2j＝{tA21，tA22}＝{0.5，3}；(3)异物穿入(CR)的定义：非古建筑渠道雨水排水系统附属设施的物体穿透渠道内壁进入渠道内；如果异物在渠道内且占用过水断面面积不大于10％，则异物穿入缺陷等级为1，缺陷评分分值为0.5分；即可表示为A31，tA31＝0.5；如果异物在渠道内且占用过水断面面积为10％～30％，则异物穿入缺陷等级为2，缺陷评分分值为2分，即可表示为A32，tA32＝2；如果异物在渠道内且占用过水断面面积大于30％，异物穿入缺陷等级为3，缺陷评分分值为5分，即可表示为A33，tA33＝5；异物穿入缺陷可以表示为A3j＝{A31，A32，A33}，破损缺陷评分分值可以表示tA3j＝{tA31，tA32，tA33}＝{0.5，2，5}；功能性缺陷的定义：影响古建筑渠道排水功能的缺陷；功能性缺陷可以表示为Bij，其中i表示渠道缺陷类型，j表示渠道缺陷类型中的缺陷级别；结构性缺陷评分可以表示为tAij，其中tBij＝{t1，t2，t3，...，tj}；(1)沉积(CJ)的定义：杂质在渠道底部沉淀淤积；如果沉积物厚度占渠道内高度的5％～15％，则沉积缺陷等级为1，缺陷评分分值为0.5分，即可表示为B11，tB11＝0.5；如果沉积物厚度占渠道内高度的15％～25％，则沉积缺陷等级为2，缺陷评分分值为2分，即可表示为B12，tB12＝2；如果沉积物厚度占渠道内高度的大于25％，则沉积缺陷等级为3，缺陷评分分值为5分；即可表示为B13，tB13＝5；沉积缺陷可以表示为B1j＝{B11，B12，B13}，破损缺陷评分分值可以表示tB1j＝{tB11，tB12，tB13}＝{0.5，2，5}；(2)障碍物(ZW)的定义：在古建筑物渠道内影响过流的阻挡物，如果渠道内过水断面损失不大于10％，则障碍物缺陷等级为1，缺陷评分分值0.1分；即可表示为B21，tB21＝0.1；如果渠道内过水断面损失10％～30％，则障碍物缺陷等级为2，缺陷评分分值2分，即可表示为B22，tB22＝2；如果渠道内过水断面损失大于30％，则障碍物缺陷等级为3，缺陷评分分值5分，即可表示为B23，tB23＝5；障碍物缺陷可以表示为B2j＝{B21，B22，B23}，破损缺陷评分分值可以表示tB2j＝{tB21，tB22，tB23}＝{0.1，2，5}；(3)垃圾(LJ)的定义：古建筑物渠道内水面上漂浮物；如果零星的漂浮物，占渠道内水平面面积不大于10％，则垃圾缺陷等级为1，缺陷评分分值0.5分，即可表示为B31，tB31＝0.5；如果较多的漂浮物，占渠道内水平面面积的10％～30％，则垃圾缺陷等级为2，缺陷评分分值3分，即可表示为B32，tB32＝3；如果大量的漂浮物，占渠道内水平面面积大于30％，则垃圾缺陷等级为3，缺陷评分分值7分，即可表示为B33，tB33＝7；垃圾缺陷可以表示为B3j＝{B31，B32，B33}，破损缺陷评分分值可以表示tB3j＝{tB31，tB32，tB33}＝{0.5，3，7}；第四步，对研究区域内渠道的结构性缺陷和功能性缺陷做出最终评分与统计渠道各类缺陷所占百分比；(1)对古建筑渠道第p根渠道结构性的最终评分TAp表示，其中渠道功能性的最终评分TBp表示，其中TAp，TBp—渠道结构性或者功能性最终评分；K0—不均匀调节系数，表示单位渠道长度的照片数目，其中K0＝0.133，单位张/m；M总—研究区域内渠道缺陷的总照片数目，单位张，L总—研究区域内渠道总长度，单位m；Lp—指的是对应第p根渠道长度，单位m；∑tAij，∑tBij—指在第p根渠道长度上各类缺陷得分；np—指第p根渠道上缺陷个数；mp—对应第p根渠道上每处缺陷部位的照片数目不超过m小于等于4，即0≤m≤4；对研究区域古建筑渠道结构性缺陷最终评分划定结构性缺陷分为三个等级，分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，结构性缺陷参数用F表示，即结构性最终评分TA＝F，当F≤1，表示渠道无或有轻微缺陷，结构状况基本不受影响，但具有潜在变坏的可能，则结构性缺陷等级为Ⅰ；当1<F≤4，表示渠道缺陷明显超过一级，渠道缺陷严重，结构状况受影响，则结构性缺陷等级为Ⅱ；当F>4，表示渠道存在重大缺陷，损坏严重或者即将导致破坏，则结构性缺陷等级为Ⅲ；对研究区域古建筑渠道功能性缺陷最终评分划定功能性缺陷分为四个等级，分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，Ⅳ表示，功能性缺陷参数用G表示，即结构性最终评分TB＝G，当G≤5，表示无或者有轻微影响，渠道运行基本不受影响，则功能性缺陷等级为Ⅰ；当5<G≤10，表示渠道过流有一定的受阻，运行受影响不大，则能性缺陷等级为Ⅱ；当10<G≤24，表示渠道过流受阻比较严重，运行受到明显影响，则功能性缺陷等级为Ⅲ；当G>24，表示渠道过流受阻很严重，即将或者已经导致运行瘫痪，则功能性缺陷等级为Ⅳ；(2)运用作图分析法，统计研究区域内古建筑重要渠道结构性缺陷和功能性缺陷中各种类型缺陷渠道数目占整个区域内总渠道数目百分比，以及分别统计分析研究区域重要渠道结构性缺陷和功能性缺陷中各缺陷等级占整个缺陷渠道数目百分比，完成区域内古建筑渠道的缺陷评估。