CN108009712A - 一种覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法，根据一般岩溶塌陷发生的主要影响因素与运营高速公路岩溶塌陷的诱因结合，进行一级指标、二级指标、三级指标的划分，确定各级指标的权重系数，并分别对相应级别指标的表征因子赋值评价分数，并计算各级指标的加权和，将加权和进行相加得到危险性评价值，数值越高表示运营高速公路岩溶塌陷的危险性越大，评价方法简便、科学、针对性强，可为岩溶区高速公路道路运营安全监测及管理奠定可靠基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种综合评价方法，尤其涉及一种覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法。
背景技术
在岩溶区的道路工程，在运营过程中有可能发生岩溶塌陷，塌陷的发生会对道路的安全运营带来极大的影响，甚至造成人民生命财产的损失。现有技术中，采用地质雷达监测法、地质剖面沉降监测法、InSar监测法、时域反射(TDR)同轴电缆监测法、基于岩溶管道裂隙水(气)压力监测的触发因素监测、光纤传感监测法等方法进行岩溶塌陷区危险性监测，成本高且预警影响因素较多；而现有的塌陷危险性评价系统，专门针对岩溶区运营道路塌陷危险性评价的并没有，多数是针对未建区在可研或初勘阶段的塌陷危险性评价且评价指标系统性不足、局限性大。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种用于覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法。
为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是，一种覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法，包括以下步骤：
(1)确定用于描述覆盖型岩溶区塌陷危险性评价的一级指标，并确定各一级指标的权重系数；
(2)对所述一级指标进行分级直至最末级指标，并确定各级指标的权重系数；
(3)确定运营高速公路岩溶塌陷的危险性评价指标，将确定的指标划分至上述分级指标中，并确定权重系数；
(4)对最末级指标的表征因子赋值评价分数；
(5)计算各级权重系数与对应的表征因子评价分数的加权和，将得到的加权和进行相加得到危险性评价值，完成覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价。
优选地，步骤(1)中，描述覆盖型岩溶区塌陷危险性评价的一级指标包括岩溶发育条件、覆盖层条件、水文地质条件、地貌单元及构造。
优选地，所述岩溶发育条件包括岩溶发育程度与溶洞充填两个二级指标；所述岩溶发育程度的表征因子分为弱发育、中等发育、强发育和极强发育；所述溶洞充填分为溶洞充填情况和充填物性质两个三级指标。
优选地，所述覆盖层条件包括覆盖层厚度和覆盖层性质两个二级指标；所述覆盖层厚度分为四个厚度层表征因子，分别对每层赋值评价分数。
优选地，所述水文地质条件分为水位波动、地下水位变幅和地下水开采或工程影响三个二级指标；所述水位波动又分为地下水在基岩面以上、地下水在基岩面以下波动两个三级指标；所述地下水开采或工程影响又分为地下水开采或工程影响、路基形式两个三级指标，其中路基形式为步骤(3)中运营高速公路岩溶塌陷的危险性评价指标。
优选地，所述地貌单元及构造分为地貌单元、地质构造两个二级指标，所述地貌单元的表征因子为地貌部位；所述地质构造的表征因子为构造发育情况。
优选地，步骤(5)中，覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法为，将评价区域划分为栅格，计算各栅格中的各级指标的权重系数与对应的表征因子评价分数的加权和，并将各栅格中的加权和进行相加得到覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价指数，数值越大，表示危险性越大。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法，根据一般岩溶塌陷发生的主要影响因素与运营高速公路岩溶塌陷的诱因结合，进行一级指标、二级指标、三级指标的划分，确定各级指标的权重系数，并分别对相应级别指标的表征因子赋值评价分数，并计算各级指标的加权和，将加权和进行相加得到危险性评价值，数值越高表示运营高速公路岩溶塌陷的危险性越大，评价方法简便、科学、针对性强，可为岩溶区高速公路道路运营安全监测及管理奠定可靠基础。
附图说明
图1是本发明实施例的危险性评价方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种用于覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法，包括以下步骤：
(1)确定用于描述覆盖型岩溶区塌陷危险性评价的一级指标，并确定各一级指标的权重系数；
具体地，描述覆盖型岩溶区塌陷危险性评价的一级指标包括岩溶发育条件、覆盖层条件、水文地质条件、地貌单元及构造；权重系数为Wi(i＝1、2、3、4)，权重系数值分别为0.2、0.3、0.4、0.1；
(2)对所述一级指标进行分级直至最末级指标，并确定各级指标的权重系数；
具体地，所述岩溶发育条件包括岩溶发育程度与溶洞充填两个二级指标；所述覆盖层包括覆盖层厚度和覆盖层性质两个二级指标；所述水文地质条件分为水位波动、地下水位变幅和地下水开采或工程影响三个二级指标；所述地貌单元及构造分为地貌单元、地质构造两个二级指标；各级指标的权重系数为Wijk(i＝1、2、3、4，j＝1、2、3，k＝1、2)；
(3)确定运营高速公路岩溶塌陷的危险性评价指标，将确定的指标划分至上述分级指标中，并确定权重系数；
运营高速公路主要风险在于路基处可能发生的岩溶塌陷，一方面，当路基经过岩溶排泄区等部位时，岩溶水文地质条件复杂，岩溶塌陷危险性高；另一方面，路基填筑可能影响土洞的稳定性，从而导致岩溶塌陷；因此，在岩溶塌陷危险性评价评价指标体系中一级指标“水文条件”的二级指标“地下水开采或工程影响”中增加路基形式；
(4)对最末级指标的表征因子赋值评价分数；
具体地，所述表征因子的评价分数表示为Fijk(i＝1、2、3、4，j＝1、2、3，k＝1、2)；分别见表1～4；
表1 一级指标“岩溶发育条件”的分级及表征因子评价分数表
表2 一级指标“覆盖层条件”的分级及表征因子评价分数表
表3 一级指标“水文地质条件”的分级及表征因子评价分数表
路基形式的影响主要根据路基与线路相交关系、填筑高度与土洞的覆盖层厚度的关系确定；
1)当线路与地下水径流方向平行，且路基填筑高度＜土洞上覆覆盖层厚度时，赋值为0；
2)当线路与地下水流场斜交或路基填筑高度＜土洞上覆覆盖层厚度时，赋值为1～3，两个因素叠加时取大值；
3)当线路与地下水径流正交，或路基填筑高度＞土洞上覆覆盖层厚度时，赋值为3～5，两个因素叠加时取大值；
根据具体工程实践，一般情况，地下水开采和工程影响不会同时存在，因此，该二级指标赋值≤5；若两者同时存在，考虑风险因素的累计效应，其赋值可＞5；
岩溶路段地下水在路基填筑前后的变化是一级指标“水文条件”赋值的重要因素，当由于施工引起水文条件强烈变化时，取最大赋值评价分数；
水文条件强烈变化的情况包括：在路线两侧200m范围内原有泉水消失或新增新的泉水、路基一侧水位上升发生沼泽化；换填法处理时，可根据换填情况调整二级指标“覆盖层性质”的评价分数；强夯法处理时，可根据强夯效果调整二级指标“溶洞充填情况”和“覆盖层性质”的评价分数；钻孔注浆法处理，经检验注浆效果良好时，可将根据场地条件计算岩溶塌陷危险性评价分数；
表4 一级指标“地貌单元及构造”的分级及表征因子评价分数表
(5)计算各级权重系数与对应的表征因子评价分数的加权和，将得到的加权和进行相加得到危险性评价值，完成覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价。
计算上述表1～4各栅格中的各级指标的权重系数与对应的表征因子评价分数的加权和，并将各栅格中的加权和进行相加得到覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价指数D，
其中，D为危险性评价指数，其数值越大，表示危险性越大。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)确定用于描述覆盖型岩溶区塌陷危险性评价的一级指标，并确定各一级指标的权重系数；
(2)对所述一级指标进行分级直至最末级指标，并确定各级指标的权重系数；
(3)确定运营高速公路岩溶塌陷的危险性评价指标，将确定的指标划分至上述分级指标中，并确定权重系数；
(4)对最末级指标的表征因子赋值评价分数；
(5)计算各级权重系数与对应的表征因子评价分数的加权和，将得到的加权和进行相加得到危险性评价值，完成覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价。
2.根据权利要求1所述的一种覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法，其特征是，步骤(1)中，描述覆盖型岩溶区塌陷危险性评价的一级指标包括岩溶发育条件、覆盖层条件、水文地质条件、地貌单元及构造。
3.根据权利要求2所述的一种覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法，其特征是，所述岩溶发育条件包括岩溶发育程度与溶洞充填两个二级指标；所述岩溶发育程度的表征因子分为弱发育、中等发育、强发育和极强发育；所述溶洞充填分为溶洞充填情况和充填物性质两个三级指标。
4.根据权利要求2所述的一种覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法，其特征是，所述覆盖层条件包括覆盖层厚度和覆盖层性质两个二级指标；所述覆盖层厚度分为四个厚度层表征因子。
5.根据权利要求2所述的一种覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法，其特征是，所述水文地质分为水位波动、地下水位变幅和地下水开采或工程影响三个二级指标；所述水位波动又分为地下水在基岩面以上、地下水在基岩面以下波动两个三级指标；所述地下水开采或工程影响又分为地下水开采或工程影响、路基形式两个三级指标，其中路基形式为步骤(3)中运营高速公路岩溶塌陷的危险性评价指标。
6.根据权利要求2所述的一种覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法，其特征是，所述地貌单元及构造分为地貌单元、地质构造两个二级指标，所述地貌单元的表征因子为地貌部位；所述地质构造的表征因子为构造发育情况。
7.根据权利要求1所述的一种覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法，其特征是，步骤(5)中，覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价方法为，将评价区域划分为栅格，计算各栅格中的各级指标的权重系数与对应的表征因子评价分数的加权和，并将各栅格中的加权和进行相加得到覆盖型岩溶区运营高速公路岩溶塌陷危险性评价指数，
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其中，D为危险性评价指数，Wijk为各级指标对应的权重系数，Fijk为各级指标对应表征因子的评价分数。
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