漿砌片石擋墻安全評估標準研究

張秀 魏永幸

摘要：本文綜合了既有線擋墻安全等級劃分的現狀，提出了擋墻安全評估四級分級法；并考慮漿砌片石擋墻的特殊性，在傳統的安全評估單元中新增了自然因素與外部環境項，針對新的評估單元引入定性與定量評估相結合的綜合評估方法，提出了綜合安全等級的概念。綜合安全評估法較傳統的定性安全評估方法更細致全面，具有量化標準，對于擋墻安全評估具有參考性和指導意義。

關鍵詞：安全評估；漿砌片石擋墻；綜合評估方法；綜合安全等級；量化標準

中圖分類號：1 文獻標識碼： 文章編號：

Abstract： In this paper， the present situation of safety grade division of existing retaining wall is synthesized and Four level hierarchical method is supposed. Considering the partcularity of the mortar rubble retaining wall，natural factors and external environmental elements are added in the traditonal safety assessment units. The comprehensive evaluation method that combined qualitative and quantitative analysis and the concept of comprehensive security level are put forward here to evaluate the new units.The new comprehensive evaluation method with quantitative criteria is more detailed and comprehensive， which has reference and guiding significance to evaluate the safety of retaining wall.

Key words： safety assessment；mortar rubble retaining wall； comprehensive evaluation method； comprehensive level of security； quantitative criteria.

0 引言

既有線路擋護工程事關運營安全，是保證線路正常運營的一道安全屏障。鑒于石料資源豐富、取材方便，漿砌片石擋墻在以往的擋護工程中得以廣泛使用。目前，國內外有關安全評估和安全等級標準方面的資料都較為系統、廣泛，行業性和針對性都不強，在既有漿砌片石擋墻方面安全評估的工作更是少之又少。本文針對漿砌片石擋墻，提出了安全評估標準。

1既有擋墻安全性等級劃分

在具體進行安全評估工作之前，首先應確定安全等級的劃分。匯總前人研究資料[1]-[4]，參照《鐵路路基支擋結構設計規范》[5]（TB10025-2006）等資料，在進行了充分的權衡考慮后，本文將擋墻安全等級劃分為以下四級：穩定、基本穩定、欠穩定、不穩定，如表1所示。

穩定：擋墻整體穩定性和局部穩定性均符合規范要求；Kc≥1.3，K0≥1.6。

基本穩定：從肉眼觀察，擋墻不存在裂縫、外鼓、錯臺等明顯缺陷；墻身尺寸經測量容許誤差在允許范圍內（一般<30cm）；墻體經地質雷達監測無空隙帶或空洞存在；邊坡穩定無滑動跡象，無地質災害等安全隱患；1.2≤Kc<1.3，1.4≤K0<1.6。擋墻或邊坡基本穩定，近期可不用處理或僅需勾縫、抹面等微處理，但應加強監測，防微杜漸，防患于未然。

欠穩定：從外觀上看，擋墻裂縫發育；墻身尺寸經測量和設計值相比有明顯誤差，一般為30～50cm；墻體背后基本密實，從總體上看，局部病害并未對行車造成影響；1.0≤Kc<1.2，1.2≤K0<1.4。此類擋墻在實際工點中往往占有較大比例，從短期來看，擋墻尚可繼續使用，但因處于欠穩定狀態，已呈現出病變趨勢，一旦有誘因發生其病害將發展較快甚至隨時瀕危。此類擋墻應慎重對待，及時整治已有病害；必要時作進一步細致勘察并補強加固。

不穩定：從外觀上看，擋墻已經出現較大變形，擋墻局部開裂、鼓肚或錯臺外移；墻身尺寸經測量和設計值相差較大，一般超過50cm；墻體經地質雷達檢測有明顯空洞或空隙帶；Kc<1.0，K0<1.2，擋墻處于不穩定或臨界狀態。此類擋墻病癥明顯，急需采取強有力的措施整治加固，以盡早恢復行車安全。

2 安全評估單元

查閱現有相關資料，可知傳統上針對重力式擋墻將安全評估單元分為：擋墻檢測要素（包括病變特征要素、實體檢測要素）和分析驗算要素兩部分，結合本文所依托的項目《既有線維護技術研究-鐵路既有線支擋護病害整治對策研究》，根據各鐵路局所返回的調研資料，考慮到漿砌片石材料易受環境因素等影響，本文在評估單元中增加了自然因素與外部環境項。

1.自然因素與外部環境作為評估大項A，總分值為240。由于自然因素與外部環境的不確定性，實地檢測也無法測得真實數據，故邀請本行業專家結合各評估要素的出現頻率及后果嚴重程度賦予相應分值，打分區間如表2所示。

2.將擋土墻的外觀檢測、實體檢測數據進行匯總，根據其特征進行歸類與評分。其中，大多評分項要根據現場實地測得，需間接計算，計算方法見表3。

注：（1）表中B1代表B項目中的第一個評估單元，B11代表B項目中的第一個評估單元下屬的第一個子項分值，其余依此類推；

（2）“/”指該單元不需實測，若擋墻出現此類病害，直接賦予表最后一列所示分值。

3.根據擋土墻實體檢測及墻后土體勘測的數據，利用土壓力理論進行分析計算[6]，得出擋土墻的抗滑與抗傾覆穩定性系數Kc、K0。

3 安全評估標準

3.1安全評估單元權重

以往的安全評估標準（定性評估）多是將擋墻病害特征要素和實體監測要素等安全評估單元一一進行評分，多項評估采用單項評估單元分值簡單相累加的方法進行評估。考慮到各因素對評估結果的影響有大有小，此處針對擋墻定性評估引入權重α的概念，即分別賦予自然因素與外部環境A、病變特征要素B、實體檢測要素C三大項目對應的權重系數αA、αB、αC，同理對下屬的底層指標賦予權重，如αA1、αA2…αAi；其余以此類推[7]。權重的大小代表了該項目對于整個評價體系的重要程度，故權重也稱為重要性系數。設計的權重表格如表4所示。

3.2 定性評估與定量評估相結合的綜合評估方法

本文采用定性安全評估與定量安全評估相結合的綜合評估方法。定性綜合評估標準和定量評估標準如表5所示。單項評估安全等級值取決于擋墻病變特征要素B和實體檢測要素C中各子項分值的最大值Max（Bi，Ci）；多項評估總分值計算公式如下：

將定性與定量評估結果所對應等級進行比較，分別取較高級別（最危險等級）作為定性評估與定量評估各自的安全等級，并分別量化為1～4四個安全等級值。分值越大，表明擋墻所處安全等級越低，擋墻越危險；反之分值越小，表明擋墻所處安全等級越高，擋墻越安全。

3.3 綜合安全等級

考慮到定性評估和定量評估得到的擋墻安全等級可能存在一定差別（定性評估主觀性較強，評估結果因人而異），某些情況下兩個結果難免會存有較大差別，例如某擋墻根據上述方法進行定性與定量評估，定性與定量安全等級分值結果分別為1和4，對應的擋墻安全等級懸殊，分別為不穩定與穩定，此時若遵循常規保守選取，偏危險考慮的原則，最終確定擋墻為不穩定狀態，確定過程較為武斷，結果的準確性有待商榷，也會顯得較為保守，其后的加固措施成本代價相應也會加大，故此處提出“綜合安全等級”的概念。分別把定性評估與定量評估安全等級值作為擋土墻綜合安全等級值R的橫、縱列，最終安全等級值采用1-7分制量化的風險值（見表6），即為綜合安全等級值R，并按R值所處的區間劃分擋土墻的穩定狀態與安全等級（見表7）。安全分值越低，擋墻越危險，對應區間顏色越深；反之分值越高，擋墻越安全，對應區間顏色越淺。綜合評估方法能有效解決定性評估與定量評估二者結果懸殊造成最終安全等級難以確定的問題，降低主觀因素對評估結果的影響。

4 結論

借鑒既有研究文獻資料，遵循相關規范，本文針對既有線漿砌片石擋墻安全評估單元進行匯總、分類與評分，提出了漿砌片石擋墻安全評估分級標準，總結出適合其安全評估方法。

安全評估單元評分標準和安全等級劃分標準是在綜合參照了前人評估的基礎之上提出的；為避免定性評估和定量評估得到的擋墻安全等級可能存在較大差別而造成難以合理確定安全等級的弊端，本文提出了綜合安全等級的概念。綜合安全評估法具有量化標準、較傳統評估方法考慮的因素更細致、全面，對既有擋護工程安全評估具有指導意義。

參考文獻

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[3]楊昊，鐘志明.重力式擋土墻質量檢測與安全評估方法[J].中國地質災害與防治學報.2011.

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[5]鐵道第二勘察設計院.鐵路路基支擋結構設計規范（TB10025-2006）[S].中國鐵道出版社.

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