浆砌片石挡墙安全评估标准研究

张秀 魏永幸

摘要：本文综合了既有线挡墙安全等级划分的现状，提出了挡墙安全评估四级分级法；并考虑浆砌片石挡墙的特殊性，在传统的安全评估单元中新增了自然因素与外部环境项，针对新的评估单元引入定性与定量评估相结合的综合评估方法，提出了综合安全等级的概念。综合安全评估法较传统的定性安全评估方法更细致全面，具有量化标准，对于挡墙安全评估具有参考性和指导意义。

关键词：安全评估；浆砌片石挡墙；综合评估方法；综合安全等级；量化标准

中图分类号：1 文献标识码： 文章编号：

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

既有线路挡护工程事关运营安全，是保证线路正常运营的一道安全屏障。鉴于石料资源丰富、取材方便，浆砌片石挡墙在以往的挡护工程中得以广泛使用。目前，国内外有关安全评估和安全等级标准方面的资料都较为系统、广泛，行业性和针对性都不强，在既有浆砌片石挡墙方面安全评估的工作更是少之又少。本文针对浆砌片石挡墙，提出了安全评估标准。

1既有挡墙安全性等级划分

在具体进行安全评估工作之前，首先应确定安全等级的划分。汇总前人研究资料[1]-[4]，参照《铁路路基支挡结构设计规范》[5]（TB10025-2006）等资料，在进行了充分的权衡考虑后，本文将挡墙安全等级划分为以下四级：稳定、基本稳定、欠稳定、不稳定，如表1所示。

稳定：挡墙整体稳定性和局部稳定性均符合规范要求；Kc≥1.3，K0≥1.6。

基本稳定：从肉眼观察，挡墙不存在裂缝、外鼓、错台等明显缺陷；墙身尺寸经测量容许误差在允许范围内（一般<30cm）；墙体经地质雷达监测无空隙带或空洞存在；边坡稳定无滑动迹象，无地质灾害等安全隐患；1.2≤Kc<1.3，1.4≤K0<1.6。挡墙或边坡基本稳定，近期可不用处理或仅需勾缝、抹面等微处理，但应加强监测，防微杜渐，防患于未然。

欠稳定：从外观上看，挡墙裂缝发育；墙身尺寸经测量和设计值相比有明显误差，一般为30～50cm；墙体背后基本密实，从总体上看，局部病害并未对行车造成影响；1.0≤Kc<1.2，1.2≤K0<1.4。此类挡墙在实际工点中往往占有较大比例，从短期来看，挡墙尚可继续使用，但因处于欠稳定状态，已呈现出病变趋势，一旦有诱因发生其病害将发展较快甚至随时濒危。此类挡墙应慎重对待，及时整治已有病害；必要时作进一步细致勘察并补强加固。

不稳定：从外观上看，挡墙已经出现较大变形，挡墙局部开裂、鼓肚或错台外移；墙身尺寸经测量和设计值相差较大，一般超过50cm；墙体经地质雷达检测有明显空洞或空隙带；Kc<1.0，K0<1.2，挡墙处于不稳定或临界状态。此类挡墙病症明显，急需采取强有力的措施整治加固，以尽早恢复行车安全。

2 安全评估单元

查阅现有相关资料，可知传统上针对重力式挡墙将安全评估单元分为：挡墙检测要素（包括病变特征要素、实体检测要素）和分析验算要素两部分，结合本文所依托的项目《既有线维护技术研究-铁路既有线支挡护病害整治对策研究》，根据各铁路局所返回的调研资料，考虑到浆砌片石材料易受环境因素等影响，本文在评估单元中增加了自然因素与外部环境项。

1.自然因素与外部环境作为评估大项A，总分值为240。由于自然因素与外部环境的不确定性，实地检测也无法测得真实数据，故邀请本行业专家结合各评估要素的出现频率及后果严重程度赋予相应分值，打分区间如表2所示。

2.将挡土墙的外观检测、实体检测数据进行汇总，根据其特征进行归类与评分。其中，大多评分项要根据现场实地测得，需間接计算，计算方法见表3。

注：（1）表中B1代表B项目中的第一个评估单元，B11代表B项目中的第一个评估单元下属的第一个子项分值，其余依此类推；

（2）“/”指该单元不需实测，若挡墙出现此类病害，直接赋予表最后一列所示分值。

3.根据挡土墙实体检测及墙后土体勘测的数据，利用土压力理论进行分析计算[6]，得出挡土墙的抗滑与抗倾覆稳定性系数Kc、K0。

3 安全评估标准

3.1安全评估单元权重

以往的安全评估标准（定性评估）多是将挡墙病害特征要素和实体监测要素等安全评估单元一一进行评分，多项评估采用单项评估单元分值简单相累加的方法进行评估。考虑到各因素对评估结果的影响有大有小，此处针对挡墙定性评估引入权重α的概念，即分别赋予自然因素与外部环境A、病变特征要素B、实体检测要素C三大项目对应的权重系数αA、αB、αC，同理对下属的底层指标赋予权重，如αA1、αA2…αAi；其余以此类推[7]。权重的大小代表了该项目对于整个评价体系的重要程度，故权重也称为重要性系数。设计的权重表格如表4所示。

3.2 定性评估与定量评估相结合的综合评估方法

本文采用定性安全评估与定量安全评估相结合的综合评估方法。定性综合评估标准和定量评估标准如表5所示。单项评估安全等级值取决于挡墙病变特征要素B和实体检测要素C中各子项分值的最大值Max（Bi，Ci）；多项评估总分值计算公式如下：

将定性与定量评估结果所对应等级进行比较，分别取较高级别（最危险等级）作为定性评估与定量评估各自的安全等级，并分别量化为1～4四个安全等级值。分值越大，表明挡墙所处安全等级越低，挡墙越危险；反之分值越小，表明挡墙所处安全等级越高，挡墙越安全。

3.3 综合安全等级

考虑到定性评估和定量评估得到的挡墙安全等级可能存在一定差别（定性评估主观性较强，评估结果因人而异），某些情况下两个结果难免会存有较大差别，例如某挡墙根据上述方法进行定性与定量评估，定性与定量安全等级分值结果分别为1和4，对应的挡墙安全等级悬殊，分别为不稳定与稳定，此时若遵循常规保守选取，偏危险考虑的原则，最终确定挡墙为不稳定状态，确定过程较为武断，结果的准确性有待商榷，也会显得较为保守，其后的加固措施成本代价相应也会加大，故此处提出“综合安全等级”的概念。分别把定性评估与定量评估安全等级值作为挡土墙综合安全等级值R的横、纵列，最终安全等级值采用1-7分制量化的风险值（见表6），即为综合安全等级值R，并按R值所处的区间划分挡土墙的稳定状态与安全等级（见表7）。安全分值越低，挡墙越危险，对应区间颜色越深；反之分值越高，挡墙越安全，对应区间颜色越浅。综合评估方法能有效解决定性评估与定量评估二者结果悬殊造成最终安全等级难以确定的问题，降低主观因素对评估结果的影响。

4 结论

借鉴既有研究文献资料，遵循相关规范，本文针对既有线浆砌片石挡墙安全评估单元进行汇总、分类与评分，提出了浆砌片石挡墙安全评估分级标准，总结出适合其安全评估方法。

安全评估单元评分标准和安全等级划分标准是在综合参照了前人评估的基础之上提出的；为避免定性评估和定量评估得到的挡墙安全等级可能存在较大差别而造成难以合理确定安全等级的弊端，本文提出了综合安全等级的概念。综合安全评估法具有量化标准、较传统评估方法考虑的因素更细致、全面，对既有挡护工程安全评估具有指导意义。

参考文献

[1]万国环.既有线挡土墙安全性评估探讨.路基工程[J]，2003，05期.

[2]周琪.既有线挡土墙安全性综合评估方法的应用.工程质量[J]，2011，09期.

[3]杨昊，钟志明.重力式挡土墙质量检测与安全评估方法[J].中国地质灾害与防治学报.2011.

[4]王根龙，巫冬妹，伍法权，常中华，和海芳.三峡水库秭归县楚都大道高切坡安全评估[J].中国地质灾害与防治学报，2007，03期.

[5]铁道第二勘察设计院.铁路路基支挡结构设计规范（TB10025-2006）[S].中国铁道出版社.

[6]康旺东.基于地质雷达无损检测技术的挡土墻质量评定及研究[D].中南大学硕士学位论文，2012..

[7]刘自远，刘成福.综合评价中指标权重系数确定方法探讨[J].中国卫生质量管理，2006，02期.