基于層次分析法某大壩混凝土配合比優(yōu)選與施工

張海燕

（山西澤城西安水電有限公司，山西 太原 030002）

1 混凝土配合比優(yōu)選

層次分析法（簡(jiǎn)稱AHP），是一種針對(duì)海量要素進(jìn)行劃分層次權(quán)重的決策分析法。將與決策有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等要件，進(jìn)行定性和定量分析。能將復(fù)雜的眾多影響因素的優(yōu)選問(wèn)題，分解、重組成一個(gè)有序的遞階層次結(jié)構(gòu)，為決策者提供決策參考[1]。這種方法可用于決策分析、方案比較、指標(biāo)權(quán)重確定等。

根據(jù)某混凝土面板堆石壩的混凝土功能、施工條件和混凝土工程造價(jià)等因素選定混凝土拌和性能、力學(xué)性能、耐久性、經(jīng)濟(jì)性為具體準(zhǔn)則，選用層次分析法對(duì)面板混凝土壩所用混凝土的配合比進(jìn)行優(yōu)選。

2 混凝土配合比層次分析法

2.1 建立混凝土遞階層次結(jié)構(gòu)

以混凝土所在大壩結(jié)構(gòu)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，根據(jù)混凝土性能相互間的關(guān)系，將各項(xiàng)混凝土性能指標(biāo)分成5個(gè)層次。

最高層是目標(biāo)層，是混凝土所要達(dá)到的規(guī)范使用目標(biāo)O。中間層的兩個(gè)準(zhǔn)則層，一是混凝土的經(jīng)濟(jì)性、和易性、力學(xué)性能、耐久性等工程指標(biāo)A；二是混凝土工程細(xì)化指標(biāo)B。第4層為評(píng)價(jià)混凝土細(xì)化指標(biāo)的量化指標(biāo)U，其中包括混凝土性能的具體指標(biāo)數(shù)值，如抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的單位（計(jì)算機(jī)建模分析量與單位要分層分析）第5層為混凝土的21種配合比方案層P。混凝土性能的簡(jiǎn)化遞階層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 建立評(píng)價(jià)矩陣

評(píng)價(jià)矩陣，是將混凝土配合比目標(biāo)層中的所有影響因素，（指標(biāo)）建立評(píng)價(jià)矩陣，首先評(píng)價(jià)兩兩指標(biāo)之間的重要性程度，再計(jì)算某一影響因素綜合權(quán)重Wi。根據(jù)某水庫(kù)大壩混凝土指標(biāo)遞階層次結(jié)構(gòu)，如圖1。用準(zhǔn)則層A的四項(xiàng)指標(biāo)，建立目標(biāo)層O的判斷矩陣，矩陣簡(jiǎn)化為表1。

圖1 綜合評(píng)價(jià)遞階層次結(jié)構(gòu)示意圖

表1 準(zhǔn)則層A對(duì)上一層次目標(biāo)層O的判斷矩陣

2.3 層次指標(biāo)排序

計(jì)算上一層具體指標(biāo)的重要性，通過(guò)其下層聯(lián)系的各要素指標(biāo)矩陣，計(jì)算其重要性次序，稱為層次指標(biāo)排序。判斷矩陣指標(biāo)層一致性檢驗(yàn)及權(quán)重值。

（1）拌和性能。拌和性能判斷矩陣指標(biāo)層一致性檢驗(yàn)及權(quán)重值見(jiàn)表2。

表2 拌和性能判斷矩陣指標(biāo)層一致性檢驗(yàn)及權(quán)重值

（2）力學(xué)性能。力學(xué)性能判斷矩陣指標(biāo)層一致性檢驗(yàn)及權(quán)重值見(jiàn)表3。

表3 力學(xué)性能判斷矩陣指標(biāo)層一致性檢驗(yàn)及權(quán)重值

（3）耐久性能。耐久性能判斷矩陣指標(biāo)層一致性檢驗(yàn)及權(quán)重值見(jiàn)表4。

表4 耐久性能判斷矩陣指標(biāo)層一致性檢驗(yàn)及權(quán)重值

（4）最終權(quán)重。層次總排序，是計(jì)算每一層所有混凝土評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)上一層目標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分配。由最下一層向上計(jì)算，直至最上層[3]。

2.4 配比優(yōu)選

混凝土各項(xiàng)性能的影響要素不同，且各項(xiàng)性能指標(biāo)存在明顯層次關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系，在客觀選取各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上應(yīng)用層次分析法綜合評(píng)價(jià)各配比方案的優(yōu)劣程度，對(duì)混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)選，形成多目標(biāo)優(yōu)化決策，最終選出混凝土最優(yōu)配比方案。

3 大壩混凝土澆筑施工

3.1 攔河閘壩段混凝土

攔河閘壩段混凝土主要包括：閘底板混凝土、閘墩混凝土、左岸箱式擋墻混凝土以及右岸重力壩段混凝土等。

3.1.1 閘底板混凝土澆筑

閘底板混凝土澆筑厚度為4.5～8m，長(zhǎng)32m，寬29m。閘底板混凝土根據(jù)導(dǎo)流方案分兩期進(jìn)行澆筑，一期進(jìn)行閘壩段1—6孔閘底板混凝土和左岸箱式擋墻混凝土澆筑，二期進(jìn)行閘壩段7—9孔閘底板混凝土和右岸重力壩段混凝土澆筑。

閘壩段底板混凝土澆筑，擬根據(jù)閘壩段設(shè)計(jì)分縫情況，分區(qū)塊跳倉(cāng)澆筑。閘壩段底板的混凝土澆筑厚度大，澆筑倉(cāng)的面積也大，其中最大倉(cāng)面為32m×29m，混凝土總體積約4180m3。每塊閘底板分四層進(jìn)行澆筑，第一層澆筑齒墻及底板下部50cm，采用泵送入倉(cāng)；第二層、第三層澆筑1.5m，澆筑至抗沖磨混凝土底部，采用常態(tài)混凝土，汽車(chē)直接入倉(cāng)，分層分臺(tái)階澆筑，由高頻振搗器振搗密實(shí)，第四層澆底板上部50cm厚抗沖磨混凝土。

3.1.2 閘墩混凝土澆筑

攔河閘閘墩長(zhǎng)32m，厚2m，最大高度為19.2m，混凝土擬分次分層進(jìn)行澆筑，每次澆筑高度不大于2m，每層鋪料厚度不大于50cm，混凝土由混凝土泵車(chē)直接泵送入倉(cāng)，倉(cāng)內(nèi)軟抽振搗器振搗密實(shí)。

3.1.3 箱式擋墻及扶壁式擋墻混凝土澆筑

箱式擋墻及扶壁式擋墻分為底板和墻體混凝土，底板厚度為1.2m，一次分層澆筑成型，每層鋪料厚度為60cm，軟軸振搗器振搗密實(shí)；墻體厚度為0.8m，墻高約10m，混凝土分次分層進(jìn)行澆筑，每次澆筑高度不大于2m，每層鋪料厚度不大于50cm，混凝土由混凝土泵車(chē)直接泵送入倉(cāng)，倉(cāng)內(nèi)軟抽振搗器振搗密實(shí)。

表5 性能最終權(quán)重

3.1.4 右岸重力壩段混凝土

右岸重力壩段混凝土主要包括：上下游壩面混凝土、壩體內(nèi)部混凝土等，分層澆筑，澆筑高度2m/層，各部位同時(shí)、同步澆筑。

堆石壩體混凝土澆筑方量、倉(cāng)面均大，采用分層、分條帶澆筑。條帶平行壩軸線設(shè)置，條帶寬度2.0m，每層澆筑厚度分別為0.6m、0.7m，最大條帶混凝土方量約26m3。拌和系統(tǒng)生產(chǎn)能力及入倉(cāng)能力均能滿足澆筑要求。根據(jù)施工總體安排，混凝土熟料采用混凝土罐車(chē)運(yùn)輸，混凝土泵車(chē)泵送入倉(cāng)（或用HB-T60型混凝土泵輸送入倉(cāng)），軟抽振搗器振搗密實(shí)。

3.1.5 門(mén)槽、胸墻等混凝土澆筑

門(mén)槽、胸墻等混凝土同樣由混凝土罐車(chē)運(yùn)輸，混凝土泵車(chē)泵送入倉(cāng)。每次澆筑高度不大于2m，每層鋪料厚度不大于50cm，軟軸振搗器進(jìn)行振搗密實(shí)。

3.2 消能工程混凝土

消能工程混凝土包括：消力池底板、擋墻混凝土。

底板混凝土厚1.5m，單塊長(zhǎng)30m，寬29m，分縫同攔河閘壩段底板分縫相同。分塊跳倉(cāng)進(jìn)行澆筑，分層一次澆筑成型，每層鋪料厚度為0.5m，混凝土泵車(chē)泵送入倉(cāng)。

擋墻混凝土分為底板和墻體混凝土，底板一次澆筑成型，墻體分次分層澆筑成型，每次澆筑高度不大于2m，混凝土同樣由混凝土泵車(chē)泵送入倉(cāng)。

3.3 電站工程混凝土

電站工程混凝土主要包括引水箱涵混凝土、電站側(cè)墻、閘墩等混凝土?；炷寥雮}(cāng)全部采用混凝土泵車(chē)入倉(cāng)，混凝土分次分層澆筑，一次澆筑高度為2m，每層鋪料厚度不大于50cm。