水利工程低彈?；炷练罎B墻適應(yīng)性評(píng)價(jià)研究

馬福恒，華偉南，劉成棟，向 衍（．南京水利科學(xué)研究院，南京 009；．浙江省水利水電工程質(zhì)量與安全監(jiān)督管理中心，杭州 30009）

水利工程低彈模混凝土防滲墻適應(yīng)性評(píng)價(jià)研究

馬福恒1，華偉南2，劉成棟1，向 衍1
（1．南京水利科學(xué)研究院，南京 210029；2．浙江省水利水電工程質(zhì)量與安全監(jiān)督管理中心，杭州 310009）

低彈?；炷练罎B墻由于其彈模小，與周圍變形能夠較好協(xié)調(diào)，在許多水利工程中得到應(yīng)用，但由于工作條件較為復(fù)雜，其適應(yīng)性影響因素較多，目前尚沒(méi)有一個(gè)完全成熟的評(píng)價(jià)體系及方法。因此，針對(duì)水利工程特點(diǎn)，建立低彈?；炷练罎B墻適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系，并借助多層次模糊綜合評(píng)判模型，結(jié)合工程實(shí)例加以分析。分析結(jié)果符合工程實(shí)際，表明該適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系有效，評(píng)價(jià)方法可行，為今后水利部門對(duì)低彈模混凝土防滲墻在實(shí)際工程的適應(yīng)性評(píng)價(jià)提供了一種手段。

低彈模；防滲墻；測(cè)度評(píng)價(jià)；模糊綜合評(píng)判

防滲體系以其結(jié)構(gòu)重要性、技術(shù)復(fù)雜性、投資比重大等因素，在水利工程中占有重要位置。在土石壩樞紐工程中，防滲體系關(guān)系到地基的穩(wěn)定、大壩的安危，許多大壩失事大都由于防滲體系遭到破壞或失效，因此備受關(guān)注。作為水利工程防滲體系的主體部分，低彈?；炷练罎B墻的效果較為可靠，近幾年，在土石壩除險(xiǎn)加固工程中得到了廣泛應(yīng)用［1，2］。但如何對(duì)工程中已實(shí)施的低彈模防滲墻作評(píng)價(jià)，目前尚無(wú)這方面的研究。本文根據(jù)水利工程特點(diǎn)，首先建立了低彈模防滲墻適應(yīng)性評(píng)價(jià)測(cè)度體系和標(biāo)準(zhǔn)，并借助模糊綜合評(píng)判法進(jìn)行分析，為管理單位、設(shè)計(jì)單位等提供一種思路和方法。

圖1 低彈?；炷练罎B墻適應(yīng)性評(píng)價(jià)測(cè)度體系Fig．1 Evaluation index system of low elasticmodulus concrete cutoff wall adaptability

表1 適應(yīng)性評(píng)價(jià)等級(jí)Table 1 Level of adaptability evaluation

1 評(píng)價(jià)測(cè)度體系構(gòu)建

影響低彈模混凝土防滲墻適應(yīng)性的因素［3－5］是多方面的，應(yīng)全方位綜合考慮，為此，遵循全面性、代表性、獨(dú)立性、簡(jiǎn)約性以及可操作性等原則，深入調(diào)查工程防滲墻設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)等情況，初步確定防滲墻適應(yīng)性測(cè)度，同時(shí)廣泛征求專家、行政管理部門以及施工單位的意見(jiàn)和建議，在此基礎(chǔ)上，初步建立防滲墻適應(yīng)性測(cè)度體系，如圖1所示。

各評(píng)價(jià)測(cè)度等級(jí)劃分定量表述見(jiàn)表1所示。

2 防滲墻適應(yīng)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

要對(duì)水利工程上的低彈?；炷练罎B墻的適應(yīng)性作出評(píng)價(jià)，首先必須對(duì)所擬定的測(cè)度特性的“優(yōu)”、“劣”狀況做出評(píng)價(jià)。測(cè)度特性和最終評(píng)價(jià)目標(biāo)評(píng)價(jià)等級(jí)數(shù)量劃分的多少，是一個(gè)涉及到已有方法、相應(yīng)規(guī)范、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、人類心理活動(dòng)等多方面因素的問(wèn)題。若等級(jí)數(shù)量劃分得過(guò)少，將不利于防滲墻適應(yīng)性狀況真實(shí)合理地反映；若等級(jí)數(shù)量劃分得過(guò)多，又會(huì)加大確定等級(jí)間界限的難度。參照國(guó)內(nèi)外各種綜合測(cè)度分級(jí)方法將防滲墻適應(yīng)性等級(jí)劃分成5個(gè)：完全適應(yīng)、較適應(yīng)、基本適應(yīng)、弱適應(yīng)、不適應(yīng)，定量表示為［1，0．8］、（0．8，0．6］、（0．6，0．5］、（0．5，0．4］、（0．4，0］。

3 權(quán)重集確定

考慮到各測(cè)度所起的作用不同，為了使評(píng)價(jià)結(jié)果更切合實(shí)際，必須賦予不同的權(quán)重。本文采取AHP確定權(quán)重［6］，即先根據(jù)評(píng)價(jià)因素間的相對(duì)重要性進(jìn)行標(biāo)度，再根據(jù)標(biāo)度構(gòu)建判斷矩陣，利用方根法求出判斷矩陣的最大特征值及其對(duì)應(yīng)的單位特征向量（即權(quán)向量），最后對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)權(quán)重是否合理，若不合理則調(diào)整判斷矩陣，直到具有滿意的一致性為止，具有滿意一致性的判斷矩陣所確定的權(quán)向量就是所求權(quán)重。

4 評(píng)判模型

適應(yīng)性受到多種因素的影響，我們把每一種因素用一個(gè)評(píng)語(yǔ)來(lái)代表，假設(shè)有m個(gè)評(píng)語(yǔ)，它們構(gòu)成一個(gè)評(píng)語(yǔ)論域U：

式中uj代表第j個(gè)評(píng)語(yǔ)。

對(duì)于每一個(gè)評(píng)語(yǔ)，把它適當(dāng)?shù)姆殖扇舾傻燃?jí)，以衡量其重要的程度，假設(shè)每個(gè)評(píng)語(yǔ)分成n個(gè)等級(jí)，則它們將構(gòu)成等級(jí)論域V：

式中vj代表第j個(gè)等級(jí)。

由于適應(yīng)性程度和適應(yīng)性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)都具有不確定性，所以用隸屬度來(lái)確定分級(jí)界限更為合理。設(shè)vj和vj＋1為相鄰2級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，且vj＞vj＋1，則vj級(jí)隸屬函數(shù)為vj＋1級(jí)隸屬函數(shù)為

一個(gè)評(píng)語(yǔ)對(duì)所有的等級(jí)的隸屬度構(gòu)成一個(gè)模糊向量Y′，第j個(gè)評(píng)語(yǔ)的模糊向量可表示為

因?yàn)樵趍種因素中，每種因素對(duì)低彈?；炷练罎B墻適應(yīng)性標(biāo)準(zhǔn)影響程度不同，所以必須給每個(gè)評(píng)語(yǔ)加上適當(dāng)?shù)臋?quán)重，這些權(quán)重亦構(gòu)成一個(gè)模糊向量珟A：

即為所要得到的低彈?；炷练罎B墻適應(yīng)性分析的結(jié)果，其中yi代表低彈模混凝土的適應(yīng)性對(duì)第i個(gè)等級(jí)的隸屬度。

5 工程實(shí)例分析

5．1 工程概況

源口水庫(kù)位于浙江省武義縣境內(nèi)的熟溪上游，原攔河壩為黏土心墻砂壤土壩殼土石壩，壩高40．5 m，總庫(kù)容2 390萬(wàn)m3。水庫(kù)以灌溉、供水為主，兼顧發(fā)電、防洪、養(yǎng)殖等綜合利用。為保證水庫(kù)下游的防洪安全及充分發(fā)揮水庫(kù)的綜合作用，需對(duì)水庫(kù)進(jìn)行打防滲墻為主體的除險(xiǎn)加固工程。防滲墻軸線位于壩軸線下游0．4 m，防滲墻全長(zhǎng)480．1 m，樁號(hào)壩0＋009．3 m至壩0＋489．4 m，共分60個(gè)槽段。設(shè)計(jì)墻厚80 cm，伸入弱風(fēng)化基巖≥0．5 m，墻頂澆筑高程208．50 m。

5．2 多級(jí)模糊綜合評(píng)判模型

根據(jù)適應(yīng)性評(píng)價(jià)測(cè)度體系以及源口水庫(kù)防滲墻設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)等情況，對(duì)各個(gè)測(cè)度賦值，并建立如圖1的測(cè)度體系。

5．2．1 權(quán)重集確定

根據(jù)改進(jìn)的0．1～0．9標(biāo)度法建立“變形模量”、“強(qiáng)度”、“抗?jié)B性”、“施工質(zhì)量”、“耐久性”、“周邊條件”、“其他”評(píng)價(jià)測(cè)度的模糊一致性矩陣R。

計(jì)算得到上述測(cè)度層各測(cè)度的權(quán)重向量：

同法計(jì)算測(cè)度層Ⅱ、測(cè)度層Ⅲ各測(cè)度權(quán)重向量。

5．2．2 模糊變換矩陣確定

根據(jù)梯型隸屬度，計(jì)算“變形模量”下一級(jí)測(cè)度“配合比（0．75）”、“混凝土原材料質(zhì)量（0．70）”、“檢測(cè)結(jié)果（0．72）”、“變形觀測(cè)資料（0．70）”可以得出模糊變換矩陣R1：

5．2．3 一級(jí)綜合評(píng)價(jià)

依據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)理論，對(duì)測(cè)度層Ⅱ進(jìn)行綜合

按照最大隸屬度原則（［0．163］），源口水庫(kù)大壩低彈?；炷练罎B墻在實(shí)際運(yùn)用中適應(yīng)程度屬于較適應(yīng)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明該工程低彈?；炷练罎B墻可以滿足工程實(shí)際需要，但其配合比仍可進(jìn)一步優(yōu)化。

6 結(jié) 語(yǔ)

（1）通過(guò)對(duì)涉及防滲墻適應(yīng)性的各影響因素進(jìn)行分析，認(rèn)為變形模量、強(qiáng)度、抗?jié)B性、施工質(zhì)量、耐久性、周邊條件、墻身及墻厚等是低彈?；炷练罎B墻在水利工程適應(yīng)性的主要影響因素，在此基礎(chǔ)上建立了防滲墻適應(yīng)性評(píng)價(jià)測(cè)度體系。

（2）采用多級(jí)模糊綜合評(píng)判法客觀地評(píng)價(jià)低彈?；炷练罎B墻適應(yīng)性，工程實(shí)例表明，該法具有很強(qiáng)的分辨力和較高的靈敏度，評(píng)價(jià)結(jié)果符合工程實(shí)際，也為水利部門對(duì)低彈?；炷练罎B墻在實(shí)際工程運(yùn)用適應(yīng)性狀況評(píng)定提供了一種新方法。

［1］ 黃榮衛(wèi)．低彈?；炷练罎B墻在土石壩工程中的應(yīng)用［J］．大壩與安全，2006，（3）：50－54．（HUANG Rongwei．Application of low elastic modulus concrete antiseepage wall in embankment dams［J］．Dam＆Safety，2006，（3）：50－54．（in Chinese））

［2］ 李煊明．塑性混凝土墻在病險(xiǎn)土石壩加固中的應(yīng)用［J］．中國(guó)農(nóng)村水利水電，2009，（6）：79－81．（LIXuanming．Research on the application of plastic concrete walls to the reinforcementof dangerous earthrockfill dams in fujian province［J］．China RuralWater and Hydropower，2009，（6）：79－81．（in Chinese））

［3］ 周土香．低彈?；炷练罎B墻在龍游縣社陽(yáng)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用［J］．浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2007，（3）：23－25．（ZHOU Tuxiang．Application of low elastic modulus concrete impervious core in Sheyang Dam Mand［J］．Journal of Zhejiang Water Conservancy and Hydropower College，2007，（3）：23－25．（in Chinese））

［4］ 尉高洋．低彈?；炷练罎B墻設(shè)計(jì)實(shí)例分析［J］．水利水電技術(shù)，2006，（5）：51－53．（WEIGaoyang．Analysis on design of impervious coremade of concrete with lower elastic modulus［J］．Water Resources and HydropowerEngineering，2006，（5）：51－53．（in Chinese））

［5］ 江 影．防滲墻混凝土的特性及其性能研究［J］．浙江水利科技，1998，（3）：3－4．（JIANG Ying．Characteristics of impervious wall concrete and its performance research［J］．Zhejiang Hydrotechnics，1998，（3）：3－4．（in Chinese））

［6］ 陳天平，張新源，鄭連清．基于模糊綜合評(píng)判的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［J］．海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（3）：39－ 41．（CHEN Tianping，ZHANG Xinyuan，ZHENG Lianqing．Network security risk assessmentbased on fuzzy integrated judgment［J］．Journal of Naval University of Engineering，2009，（3）：39－41．（in Chinese） ）

（編輯：曾小漢）

Adaptability Evaluation of Low Elastic M odulus Hydraulic Concrete Cutoff Wall

MA Fuheng1，HUANWeinan2，LIU Chengdong1，XIANG Yan1
（1．Nanjing Hydraulic Research Institute，Nanjing 210029，China；2．Zhejiang Administrative Center of Water Conservancy and Hydropower Engineering Quality and Safety Surveillance Hangzhou 310009，China）

Owing to its small elasticmodulus and the better surrounding deformation coordination，the low elastic modulus cutoff wall has been applied in a number of water conservancy projects．With themore complex working conditions and more adaptive evaluation factors，there is currently no a fullmature evaluation method．Thus，from the hydraulic characteristics an adaptability evaluation system of low elastic modulus concrete cutoffwallwas established，and，an example was analyzed usingmultilevel fuzzy comprehensive evaluationmodel．The results indicated that this is an adaptive and effective evaluation system，its analytic results coincide with engineering practice．themethod provides ameans of adaptation evaluation for the future water sector．

low elastic modulus；cutoffwall；measure；fuzzy comprehensive evaluation

TV223．42

A

1001－5485（2010）07－0069－04

20090915；

20091201

國(guó)家自然科學(xué)基金（50909066）

馬福恒（1969），男，河南項(xiàng)城人，高級(jí)工程師，博士，主要從事大壩安全監(jiān)控、安全評(píng)價(jià)和安全管理，（電話）02585828186（電子信箱）mfh8918＠163．com

劉成棟（1979），男，工程師，博士，主要從事大壩安全監(jiān)控、安全評(píng)價(jià)和安全管理，（電話）02585828145（電子信箱）LCD＿DAM＠163．com。