改进的AHP对连拱隧道渗漏水病害的影响评价

吴华伟

【摘要】随着社会的发展，人们在连拱隧道漏水病害这方面也逐渐的重视了起来，曾有国外的专家也会因此类型的事件而研究出了AHP（层次分析法），而如今的现实生活中这种方法已经不能够满足于现在的建筑状况，而是利用了改进的AHP对连拱隧道渗水漏水的这种病害进行了分析和评价，这种方法是通过渗水病害的因素，测出每一个因素的权重，然后系统可以将权重计算排序，从而分析出连拱隧道渗漏水的主要因素。这样就可以有针对性的去解决问题，所以改进的AHP是对连拱隧道渗漏水病害是有着积极的作用的，也是符合客观事实的，这也为分析渗水病害的影响提供了新的思考方向。

【关键词】 改进层次分析法（AHP）;连拱隧道;渗漏水病害;权重

在连拱隧道中渗水漏水的因素有很多，往往这些因素都是互相影响的，其中环境的复杂程度是决定的主要因素，这种连拱隧道在自身中就有很多的缺陷限制，这种自身的缺陷导致相当严重的渗水漏水的病害，就国内对于连拱隧道的渗水漏水病害所研究上来说是远远不够的;针对连拱隧道所影响的因素大小的研究也微乎其微;对施工后所产生的漏水渗水的危害程度研究不够;对其研究后的分析结果研究广泛，这篇文章针对连拱隧道的渗水漏水的因素进行了较好的研究，在研究分析渗漏水研究方面和预测其权重的大小有着积极的作用。

1、改进层次分析法的优点

层次分析法简称AHP，是指将与决策有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的決策方法。而针对于层次分析法进行了改进，是在散乱的基础上对AHP进行了改进，这种改进的AHP改善了以前的层次分析法的弊端，例如将传统的层次分析法的矩阵的一致性问题的判断进行了改善，这种方式可以让计算结果更精确，收敛速度更快，本文正是运用了这种方法对连拱隧道的各种病害进行了分析和评价。

层次分析法的特点是将目标和需要解决的方案，运用此方法将各个问题进行划分，总共分为了三个层次。第一层为目标层（G），第二层为准则层（C），第三层为方案层（P）具体如图1所示，然后将各个层面的数据进行两两比较，最终得到一组数据为P1～Pm，然后针对这组数据可以针对G层进行分析，从而可以得到比较完美的方案，这种方式是从上到下的分析组合结构，但是在权重的分配上是与这不同的，所以我们需要对层次分析法进行改进。

2、改进的层次分析法步骤解析

经过改进的层级分析法一共可以分成四步进行。

第一步：首先明确问题在哪，然后在针对问题构建一个指标体系，我们要对所面临的问题有一个确切的认知，要确定其范围、问题中所有的因素及之间的联系、为什么要解决这个问题等等，然后在对每一个因素中的联系进行计算，最后将每个层次都建立一个评价指标的体系。

第二步：要建立一个矩阵能够进行有效的判定，在构建矩阵时要设定同一层次需要进行标的数据，然后将其中任意的两组数据进行重要权重比较，然后根据每个重要程度的不同在构建一个判断矩阵，这样我们就确定了那组数据才是最重要的数据。我们将此构建成的判断矩阵称之为M。

第三步：在判断矩阵M完成后，我们就可以利用图2公式求出其中的最大特征值λmax，满足图2公式的最大λ的值。

然后我们将算出的λmax带进到图3的齐次方程，然后经过计算得到了λmax的对应特征向量W={x1，x2，…，xn}。

经过图3的公式计算后我们可以得到每一个因素的权重大小，这就是层次单排序。然后用一致性的指标来对其衡量不一致的程度。

第四步：进行所有层次的总的排列和各个组合的一致性检验。层次的总排序就是将最下面那层的每个指标的权重进行分析计算，这成为总排序。而在经过了层次的单排序后，我们得到的判断矩阵M已经具有了一致性，所以我们在改进的AHP中是不需要对其进行一致性的检验的。因层次单排序后的判断矩阵具有一致性，因此，改进后的层次总排序无需进行一致性检验。

3、高速公路连拱隧道渗漏水病害影响因素分析

3.1隧道渗漏水病害概况

为了进一步了解高速公路连拱隧道中渗漏水病害会有哪些影响，通过查阅各种资料通过比对和分析我们可以发现，在大部分的高速公路中连拱隧道中都有着渗漏水的病害，但是它们的渗漏的方式是各种各样的，我们将所有的数据进行比对、归纳、分析其漏水的位置，我们将其现象分成了下面几种类型：（1）中隔墙渗漏水;（2）拱腰渗漏水;（3）拱脚渗漏水;（4）拱顶渗漏水。

我们针对上述渗水漏水的情况影响的因素进行了汇总，一共总结出了18种因素。连拱隧道结构形式B15、中隔墙防排水B35、防水板破坏B11、排水系统堵塞B33、三缝施工B11、防水材料的选取B31、衬砌及支护结构施工B12、设计不当B14、隧道结构防水失效B34、浅埋B24、裂隙及裂隙水b44、孔隙连通及孔隙水b43、地下水腐蚀性b41、围岩破碎b42、混凝土施工B13、偏压B23、隧址区降雨B21、地表水B22。

3.2模型的计算与应用

建立层次结构模型

我们根据所有搜集的数据进行分析，建立了如图4的层次结构模型。

然后我们可以根据得到的数据构建出各层次中所有的判断矩阵，并且计算出总的权重排序，详见图5。

我们通过上述的结果和分析比对可以看出隔墙渗水是最严重的因素，这种因素的出现第一点是因为隔墙自身就存在着聚到的漏洞和缺陷;另一点就是其他的一些次要因素也在影响着高速公路连拱隧道的渗漏水情况的发生，最后由于这两点共同作用产生了这种现象的发生。

结语：

综上所述，高速公路连拱隧道的渗漏水的情况大部分是因为自身的缺陷和工程在建设中选取的地质条件比较差而引起的，各方面因素的影响让这种渗漏水的危害特别严重，连拱隧道自身缺陷以及隧址区工程水文地质条件复杂性等特点，使得其渗漏水病害十分重，本文在调研的基础上对连拱隧道渗漏水的类型进行了划分。我们通过了运用改进的AHP方法针对国内的连拱隧道所面临的渗漏因素进行了有力的分析，这也给我们应该主要攻克连拱隧道渗漏水病害等问题提供了新的方向。

参考文献：

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