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?；炷练罎B墻適應(yīng)性評價研究

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）

低彈模混凝土防滲墻由于其彈模小，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，目前尚沒有一個完全成熟的評價體系及方法。因此，針對水利工程特點，建立低彈?；炷练罎B墻適應(yīng)性評價體系，并借助多層次模糊綜合評判模型，結(jié)合工程實例加以分析。分析結(jié)果符合工程實際，表明該適應(yīng)性評價體系有效，評價方法可行，為今后水利部門對低彈?；炷练罎B墻在實際工程的適應(yīng)性評價提供了一種手段。

低彈模；防滲墻；測度評價；模糊綜合評判

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，在土石壩除險加固工程中得到了廣泛應(yīng)用［1，2］。但如何對工程中已實施的低彈模防滲墻作評價，目前尚無這方面的研究。本文根據(jù)水利工程特點，首先建立了低彈模防滲墻適應(yīng)性評價測度體系和標(biāo)準(zhǔn)，并借助模糊綜合評判法進(jìn)行分析，為管理單位、設(shè)計單位等提供一種思路和方法。

圖1 低彈?；炷练罎B墻適應(yīng)性評價測度體系Fig．1 Evaluation index system of low elasticmodulus concrete cutoff wall adaptability

表1 適應(yīng)性評價等級Table 1 Level of adaptability evaluation

1 評價測度體系構(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、獨立性、簡約性以及可操作性等原則，深入調(diào)查工程防滲墻設(shè)計、施工、檢測等情況，初步確定防滲墻適應(yīng)性測度，同時廣泛征求專家、行政管理部門以及施工單位的意見和建議，在此基礎(chǔ)上，初步建立防滲墻適應(yīng)性測度體系，如圖1所示。

各評價測度等級劃分定量表述見表1所示。

2 防滲墻適應(yīng)性評價標(biāo)準(zhǔn)

要對水利工程上的低彈?；炷练罎B墻的適應(yīng)性作出評價，首先必須對所擬定的測度特性的“優(yōu)”、“劣”狀況做出評價。測度特性和最終評價目標(biāo)評價等級數(shù)量劃分的多少，是一個涉及到已有方法、相應(yīng)規(guī)范、實踐經(jīng)驗、人類心理活動等多方面因素的問題。若等級數(shù)量劃分得過少，將不利于防滲墻適應(yīng)性狀況真實合理地反映；若等級數(shù)量劃分得過多，又會加大確定等級間界限的難度。參照國內(nèi)外各種綜合測度分級方法將防滲墻適應(yīng)性等級劃分成5個：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

考慮到各測度所起的作用不同，為了使評價結(jié)果更切合實際，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)評價因素間的相對重要性進(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應(yīng)的單位特征向量（即權(quán)向量），最后對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗，檢驗權(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評語來代表，假設(shè)有m個評語，它們構(gòu)成一個評語論域U：

式中uj代表第j個評語。

對于每一個評語，把它適當(dāng)?shù)姆殖扇舾傻燃墸院饬科渲匾某潭?，假設(shè)每個評語分成n個等級，則它們將構(gòu)成等級論域V：

式中vj代表第j個等級。

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

一個評語對所有的等級的隸屬度構(gòu)成一個模糊向量Y′，第j個評語的模糊向量可表示為

因為在m種因素中，每種因素對低彈?；炷练罎B墻適應(yīng)性標(biāo)準(zhǔn)影響程度不同，所以必須給每個評語加上適當(dāng)?shù)臋?quán)重，這些權(quán)重亦構(gòu)成一個模糊向量珟A：

即為所要得到的低彈模混凝土防滲墻適應(yīng)性分析的結(jié)果，其中yi代表低彈?；炷恋倪m應(yīng)性對第i個等級的隸屬度。

5 工程實例分析

5．1 工程概況

源口水庫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，總庫容2 390萬m3。水庫以灌溉、供水為主，兼顧發(fā)電、防洪、養(yǎng)殖等綜合利用。為保證水庫下游的防洪安全及充分發(fā)揮水庫的綜合作用，需對水庫進(jìn)行打防滲墻為主體的除險加固工程。防滲墻軸線位于壩軸線下游0．4 m，防滲墻全長480．1 m，樁號壩0＋009．3 m至壩0＋489．4 m，共分60個槽段。設(shè)計墻厚80 cm，伸入弱風(fēng)化基巖≥0．5 m，墻頂澆筑高程208．50 m。

5．2 多級模糊綜合評判模型

根據(jù)適應(yīng)性評價測度體系以及源口水庫防滲墻設(shè)計、施工、檢測等情況，對各個測度賦值，并建立如圖1的測度體系。

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”、“強度”、“抗?jié)B性”、“施工質(zhì)量”、“耐久性”、“周邊條件”、“其他”評價測度的模糊一致性矩陣R。

計算得到上述測度層各測度的權(quán)重向量：

同法計算測度層Ⅱ、測度層Ⅲ各測度權(quán)重向量。

5．2．2 模糊變換矩陣確定

根據(jù)梯型隸屬度，計算“變形模量”下一級測度“配合比（0．75）”、“混凝土原材料質(zhì)量（0．70）”、“檢測結(jié)果（0．72）”、“變形觀測資料（0．70）”可以得出模糊變換矩陣R1：

5．2．3 一級綜合評價

依據(jù)模糊綜合評價理論，對測度層Ⅱ進(jìn)行綜合

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

6 結(jié) 語

（1）通過對涉及防滲墻適應(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)性評價測度體系。

（2）采用多級模糊綜合評判法客觀地評價低彈?；炷练罎B墻適應(yīng)性，工程實例表明，該法具有很強的分辨力和較高的靈敏度，評價結(jié)果符合工程實際，也為水利部門對低彈?；炷练罎B墻在實際工程運用適應(yīng)性狀況評定提供了一種新方法。

［1］ 黃榮衛(wèi)．低彈模混凝土防滲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土石壩加固中的應(yīng)用［J］．中國農(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墻在龍游縣社陽水庫除險加固工程中的應(yīng)用［J］．浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報，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)計實例分析［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．基于模糊綜合評判的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險評估［J］．海軍工程大學(xué)學(xué)報，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

國家自然科學(xué)基金（50909066）

馬福恒（1969），男，河南項城人，高級工程師，博士，主要從事大壩安全監(jiān)控、安全評價和安全管理，（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、安全評價和安全管理，（電話）02585828145（電子信箱）LCD＿DAM＠163．com。