層次分析法在水電工程高邊坡風險評估中的應用

石小慶黃倩花

（1.陜西鐵路工程職業技術學院，陜西渭南 714000；2.陜西渭南高新區建設工程質量安全監督站，陜西渭南 714000）

層次分析法在水電工程高邊坡風險評估中的應用

石小慶1黃倩花2

（1.陜西鐵路工程職業技術學院，陜西渭南 714000；2.陜西渭南高新區建設工程質量安全監督站，陜西渭南 714000）

某大型水電工程左岸高邊坡工程規模巨大，左岸基礎地質條件非常復雜，邊坡的安全穩定對整個主體工程的安全順利施工有嚴重的影響，左岸邊坡的安全穩定性問題不容忽視。利用層次分析法構建遞階層次結構，采用專家打分法給每個影響因子主觀賦值，最后計算出高邊坡加固前后的風險評價值，對高邊坡加固前后進行風險評價。

層次分析法 高邊坡 風險

1 引言

常見的邊坡穩定分析方法主要有極限平衡理論、有限單元法、模糊綜合評價法、灰色聚類評價法、可靠度分析法、神經網絡法、塑性極限分析等評價方法，這些評價方法各有所長，但都存在一定程度的缺陷和局限性，有的算法過于復雜，有的可操作性不強，有的誤差過大。而層次分析法是一種定性與定量分析相結合的多目標決策分析方法，將復雜的問題分解成多個組成因素，通過建立遞階層次結構，將復雜的指標進行分級分類，建立層次分析圖，能較全面的涵蓋影響邊坡穩定性的因素，對高邊坡進行風險評價，能較大程度的克服以上方法的缺陷，簡化計算。

2 層次分析法在某水電工程左岸高邊坡風險評估中的應用

2.1 高邊坡風險因素識別及權重值估計

（1）左岸高邊坡風險因素層次模型的建立。高邊坡風險評價的層次結構模型以左岸高邊坡總風險作為第一層，第二層由巖體質量、地應力、水因素、邊坡形態、地震和其他因素6個因素組成，并進一步細分成為第三層共20個因子項。左岸高邊坡層次結構模型見圖1。

（2）根據層次結構模型，對風險因素進行評價。

首先對模型中的各個指標因素賦權。如，總目標層 A=（B1，B2，B3，B4，B5，B6），通過咨詢數位專門研究該水電站左岸高邊坡的專家，根據風險標度規定進行取值，可得判斷矩陣B為：

表1 某水電站左岸高邊坡風險因子權重值及評估值

然后利用和法求取各個因素的權重值，得權重向量：

得出 CR =0. 068＜0.1，滿足一致性要求。

同理，巖體質量 B1= （C11，C12，C13，C14），其判斷矩陣B1為：求其權重向量為：

且 λmax=5.231，得出 CR =0 .052＜0.1，滿足一致性要求。

水因素 B2= （C21，C22，C23），其判斷矩陣 B2為：

求其權重向量為： W2=（0.6 23，0.137，0.240）。且 λmax=3.018，得出 CR =0. 016＜0.1，滿足一致性要求。

地應力因素 B3= （C31，C32），其判斷矩陣B3為：

求其權重向量為： W3=（0.8 33，0.167）。且 λmax=2，得出CR =0＜0.1，滿足一致性要求。

邊坡結構形態因素 B4= （C41，C42，C43，C44，C45），其判斷矩陣B4為：

求其權重向量為： W4=（0.1 14，0.052，0.189，0.189，0.457）。且λmax=5.086，得出 CR =0. 019＜0.1，滿足一致性要求。

地震因素 B5= （C51，C52，C53），其判斷矩陣B5為：

求其權重向量為： W5=（0.6 33，0.260，0.106）。且 λmax=3.039，得出 CR =0. 033＜0.1，滿足一致性要求。

其他因素 B6= （C61，C62，C63），其判斷矩陣 B6為：

求其權重向量為： W6=（0.7 24，0.193，0.083）。且 λmax=3.066，得出 CR =0. 057＜0.1，滿足一致性要求。

將兩層因素相對權重綜合計算后得到各因素相對于總目標層的綜合權重值，見表1。

其中風險因素的各個指標的具體評估值根據對左岸邊坡的現場勘察和各項因素試驗實測值進行評價。

2.2 左岸高邊坡風險值等級

因此加固前邊坡風險值：

R=0.343×5.07+0.066×5.38+0.179×5.83+0.317× 6.65+0.059×5.63+0.035×4.92=5.8

根據風險值等級劃分標準，加固前，基于風險值的邊坡風險等級為Ⅱ級。

加固后邊坡風險值：

R=0.343×5.07+0.066×5.38+0.179×2.83+0.317× 2.68+0.059×5.27+0.035×3.47=3.9

根據風險值等級劃分標準，加固后，基于風險值的邊坡風險等級為Ⅳ級。

可見，加固前左岸高邊坡風險較大，這樣風險因素一旦發生不利于邊坡穩定的變化，邊坡總風險就會進一步惡化而發生邊坡災害事故。而加固后，邊坡風險值明顯減小，進一步加強了邊坡的穩定性，因此對進行邊坡加固和治理是必須的。

3 結語

（1）層次分析法能將復雜的高邊坡問題進行分層次的、擬定量的、規范化的處理，充分考慮各個方面的影響因素，使評價結果更能反映實際情況，計算簡單，便于推廣，實際應用價值大。

（2）根據層次分析法，加固后的高邊坡風險值明顯小于加固前的，因此對邊坡進行加固和治理是必須的。