[發明專利]涵洞非開挖修復技術的優選方法

在審

• 申請號: 202110887887.0
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113971303A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 金赫;P.R.卡利安;徐姝;林明仙
• 申請（專利權）人: 九江學院;P.R.卡利安
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;E01F5/00
• 代理公司: 山東重諾律師事務所 37228
• 代理人: 王鵬里

本發明提出一種涵洞非開挖修復技術的優選方法，包括以下步驟：S1、獲取需要修復的涵洞的故障種類，并根據故障種類進行情況分析，確定嚴重程度和修復種類；S2、根據涵洞的故障種類的嚴重程度和修復種類對應的選擇相應的非開挖修復技術，并根據非開挖修復技術獲取影響涵洞修復的主要因素；S3、根據選擇的非開挖修復技術以及對應的主要因素，通過層次分析法(AHP)和Monte?Carlo方法，量化出主要因素對應的修復等級及修復權重；S4、根據修復等級及修復權重確定出數值，得出優選方案。本發明科學、經濟有效的、且使用方便的為涵洞非開挖修復技術提供優選指引。

技術領域

本發明屬于市政工程管道檢測及修復領域，尤其涉及一種涵洞非開挖修復技術的優選方法。

背景技術

涵洞是一種管道，主要是為了使公路順利通過水渠不妨礙交通而修建于道路和路堤下的排水孔道。涵洞的結構設計需支撐地面覆蓋土和車輛所帶來的荷載，以及來自水流而產生的內部液壓荷載。國內有數千萬個涵洞，主要由市政工程或交通運輸部負責維護和管理。由于涵洞從地表看不到其內部破損情況，因此它們通常會被忽略，直到發生道路塌陷或洪水泛濫等重大事故才能發現和緊急修復。目前，國內許多涵洞已達到設計使用壽命，并處于嚴重老化狀態，甚至面臨即將破損的狀態。國內有許多由于涵洞破損所導致道路坍塌給機動車駕駛者造成重大事故的報道。除了這些安全隱患以外，涵洞破損還造成了由于突發事故而導致的緊急修復、交通擁堵以及道路封閉等原因所造成的嚴重的經濟損失。但是，與橋梁和公路等較完善的管理體系相比，現今市政工程及政府部門尚缺乏緊急情況下有效的涵洞維護和管理系統。

國內通常是當地政府及水利系統負責地下管道系統的規劃、建設、維護和運營。國內公路和路堤下面鋪設有成千上萬的涵洞，而這些涵洞已安裝數十年，基本已達到設計使用壽命。2020年國內防汛形勢嚴峻復雜，比如緊7月份一個月，江西省贛北贛中遭遇集中大暴雨襲擊，多站點相繼超過保證水位，甚至超過歷史最高水位，大多數涵洞嚴重破壞，無法正常起到排水作用，造成鄱陽湖流域發生超歷史大洪水，給人民生命財產安全和經濟社會發展帶來嚴重威脅和影響。導致這次水災的主要原因是地下涵洞的老化，以及降雨量超過涵洞的承載量，同時缺乏較完善的地下涵洞維護系統。假如有較完善的，科學的地下涵洞維護系統，定期對地下涵洞進行檢測和評估，并對需要修復的涵洞優選科學有效的非開挖修復技術，就能大幅度減少每年因暴雨或洪水而造成的對國家和人民的財產損失。

雖然國內市政部門設有涵洞管理方法，但這種管理方法主要還是由經驗為主的目測法和人工修復方法為主。但是由于自然環境條件的限制(通常野生動物搭巢或隱藏在涵洞中)，尤其在洪水等自然災害破壞過程中人工地檢測和修復涵洞是非常困難的。因此，需要一種科學的非開挖涵洞修復指引。美國對涵洞的修復技術的研究已有30余年，但如今很多州還是使用經驗為主的目測法，只有少數較發達的州，比如加利福尼亞州、俄亥俄州、德克薩斯州等，使用較先進的涵洞檢測技術。而且即便檢測出需要修復的涵洞，也沒有任何研究機構對這些需要修復的涵洞提出科學有效的修復指引。

國內有很多關于涵洞修復技術的研究，但是大部分研究都局限于特定檢測和修復技術的改造和改進，或者簡單地進行了對比，并未把所有常用的修復技術總結，提供科學的優選指引。

國外有許多關于涵洞非開挖修復指引的研究。Thornton通過層次分析法(AHP)設計了一套多因素決策分析等級法，該方法主要用于在特定環境條件下選擇適用的涵洞非開挖修復技術。選擇的修復技術包括內內襯法、噴漿法、翻轉法，折疊管內襯法、以及機械制螺旋纏繞法。該方法雖然使用多因素分析法計算出每個修復技術的評估分數并進行比較，但是沒有把每個修復技術跟相應的故障種類連接起來。Hollingshead and Tullis總結了部分內襯法、噴漿法、翻轉法，折疊管內襯法、以及機械制螺旋纏繞法等涵洞修復技術的定義、安裝方法、以及優點和缺點，并為選擇適合的修復技術提供了相關信息。Hunt設計了一套關于涵洞修理、替換、以及進一步預測運行狀態的決策方法。Matthews設計了一種決策流程圖。該流程圖適用于在考慮到水流容量、結構容量、以及支撐荷載等三個因素的前提下選擇一種最優的涵洞修復技術。