黃遠洪

(中科信德建設(shè)有限公司，四川 成都 610057)

1 概 述

在國家相關(guān)政策的支持下，裝配式建筑得到迅速推廣，在建筑領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在水利工程領(lǐng)域，裝配式建筑也處于高速發(fā)展期，在農(nóng)業(yè)灌區(qū)工程中裝配式水閘的設(shè)計及施工有效推動了工程施工進度[1]。與傳統(tǒng)水利工程施工技術(shù)相比，裝配式水閘對施工技術(shù)、施工環(huán)節(jié)設(shè)計提出了新的要求，因此對其施工環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)的問題或事故風(fēng)險因素進行識別，建立行之有效的安全風(fēng)險評價體系，對裝配式水閘施工過程中參建方的行為進行約束和指導(dǎo)，有效降低施工事故，變得尤為重要。

裝配式水閘在施工過程中與傳統(tǒng)水閘工程相比，在施工工藝設(shè)計、施工技術(shù)要求、施工過程風(fēng)險等諸多環(huán)節(jié)存在差異。主要是傳統(tǒng)水閘施工現(xiàn)場管理粗放，而裝配式水閘施工過程中要嚴格把控構(gòu)件的質(zhì)量、構(gòu)件的節(jié)點連接型式，保證構(gòu)件的結(jié)構(gòu)安全及穩(wěn)定性。

裝配式建筑在水利工程中的應(yīng)用極大促進了水利工程尤其是灌區(qū)水利工程的的轉(zhuǎn)型升級。陳龍等[2]基于層析分析法分析了裝配式建筑施工過程中的風(fēng)險因素和評價體系，指出了該方法可通過定性與定量相結(jié)合的方式對施工風(fēng)險進行分析。程灝等[3]通過G1—熵權(quán)—獨立性權(quán)的分析評價方法對裝配式建筑中施工質(zhì)量的五個方面及對應(yīng)的20種風(fēng)險因素進行確定，對風(fēng)險等級進行了定義，方法合理可靠，數(shù)據(jù)準確性高。

裝配式水閘是未來水利工程領(lǐng)域的重要應(yīng)用工程，目前尚未建立裝配式水閘施工的評價體系，對該類工程安全風(fēng)險評價研究較少。本文通過構(gòu)建熵權(quán)—層次分析法評價體系，確定評價指標，對指標進行賦值，對主客觀權(quán)重進行整合分析，從而對裝配式水閘施工安全風(fēng)險進行綜合評價。

2 研究方法

2.1 TOPSIS綜合評價方法

利用A=(A1，A2，…，Am)集合進行測試，B=(B1，B2，…，Bn)集合展開訓(xùn)練，以W=(wij)m×n為權(quán)重矩陣[4]。

(1)

通過建立安全風(fēng)險評價標準矩陣[式(2)]，對矩陣W=(wij)m×n作無量綱處理，消除各指標的不同從屬性，從而對各評價指標比對。

(2)

對處理后的矩陣vij乘以各安全風(fēng)險評價標準指標對應(yīng)的權(quán)重值ωj，最終矩陣r即為可進行判斷的評價決策矩陣。

rij=wjvij

(3)

(4)

(5)

將定義的貼近度ξi作為裝配式水閘施工安全風(fēng)險評價標準，公式如下：

(6)

2.2 權(quán)重確定方法

2.2.1 客觀權(quán)重確定

熵是從熱力學(xué)中引出的概念，其結(jié)合信息理念，在評價體系中廣泛應(yīng)用。作為客觀的賦值方式，其對裝配式水閘施工安全風(fēng)險評價指標權(quán)重進行確定，并對理論值進行修正，評價相對客觀準確[5-6]。

將裝配式水閘施工安全風(fēng)險評價指標矩陣X=(xij)m×n進行歸一化處置，形成修正后的矩陣B=(Bij)m×n。

(7)

式中xmax——j指標最大值；

xmin——j指標最小值。

水閘施工安全風(fēng)險評價指標j熵值

(8)

其中

客觀權(quán)重對應(yīng)向量β=(β1，β2，…，βn)，即

(9)

2.2.2 主觀權(quán)重確定

本文評價裝配式水閘施工安全風(fēng)險評價指標權(quán)重利用層次分析法，具體流程見圖1。研究過程中，邀請裝配式建筑施工領(lǐng)域及水利工程領(lǐng)域?qū)＜?，通過調(diào)研及因素篩選確定評價指標體系，通過問卷調(diào)查的方式，由相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍︼L(fēng)險評價指標權(quán)重優(yōu)先順序進行確定。調(diào)查采用信件或郵件進行，調(diào)查過程中專家評價結(jié)果及意見均采用匿名方式，并且專家之間互不溝通交流，保證調(diào)查數(shù)據(jù)的獨立性。領(lǐng)域內(nèi)專家根據(jù)工程經(jīng)歷經(jīng)驗及學(xué)術(shù)背景，對評價指標體系中各對應(yīng)指標的重要性進行對比，確定其優(yōu)先次序，并賦分，作為確定矩陣及指標權(quán)重值的重要依據(jù)。計算采用matlab2019b進行。

圖1 層次分析法的流程分析

2.2.3 綜合權(quán)重計算

本研究裝配式水閘施工安全風(fēng)險評價指標綜合權(quán)重由下式確定：

(10)

式中ωj——裝配式水閘施工安全風(fēng)險評價指標綜合權(quán)重；

ωbj——風(fēng)險評價指標客觀權(quán)重；

ωaj——風(fēng)險評價指標主觀權(quán)重。

2.3 裝配式水閘施工安全風(fēng)險評價體系構(gòu)建

裝配式水閘施工安全風(fēng)險評價體系構(gòu)建，主要通過專家咨詢、文獻查閱、施工資料調(diào)研等方法，進行對比、驗證，找出指標體系中包含的影響裝配式水閘施工安全的關(guān)鍵指標，結(jié)果見表1。

表1 非明挖施工質(zhì)量評價指標體系構(gòu)建

3 數(shù)據(jù)分析與結(jié)果

3.1 主成分分析法

該方法主要是通過對已有指標體系進行篩選，得到具有代表性的指標。在經(jīng)過分析得到的指標中進行檢驗，主要包含Bartlett’s球狀檢驗及Kaiser-Meyer-Olkin檢驗，檢驗得到的數(shù)據(jù)變量及矩陣方程式是否符合，如果Bartlett’s球狀檢驗值小于0.06，Kaiser-Meyer-Olkin檢驗值大于0.6，則篩選出來的數(shù)據(jù)是合理的。具體分析數(shù)據(jù)見表2。

表2 主成分分析方差

經(jīng)計算Kaiser-Meyer-Olkin檢驗數(shù)據(jù)為0.636，Bartlett’s球狀檢驗數(shù)據(jù)為3.65×10-26，均滿足假設(shè)要求，符合主成分分析法篩選條件。由表2可知，成分1～4累積總值為96.365%，經(jīng)過對比分析本研究選擇材料質(zhì)量選擇、施工培訓(xùn)次數(shù)、預(yù)制構(gòu)件關(guān)鍵節(jié)點強度驗收合格率、當?shù)匮b配式工程技術(shù)發(fā)展水平、河道水流條件作為評價指標。

表3 主成分分析成分得分系數(shù)矩陣

3.2 權(quán)重及綜合評價

本文主要研究對象為灌區(qū)工程裝配式水閘施工項目，對該系列項目進行分析，表2各評價指標數(shù)據(jù)確定的指標選擇項，作為權(quán)重分析對象，結(jié)合熵權(quán)法、層次分析法確定各項指標對應(yīng)的綜合權(quán)重及施工安全評價等級，計算結(jié)果見表4、表5。

表4 各項指標權(quán)重確定

表5 施工安全風(fēng)險評價分級

根據(jù)TOPSIS綜合評價方法，利用式2～6對灌區(qū)工程裝配式水閘施工項目各項指標權(quán)重值矩陣進行處理，可得該系列項目2010—2020年施工安全風(fēng)險評價指標相對貼近度值，計算結(jié)果見表6。2010—2014年灌區(qū)裝配式水閘施工安全風(fēng)險評價等級為中等，2015—2019年施工安全風(fēng)險評價等級為良好，2020年施工安全風(fēng)險評價等級為優(yōu)，表明公司的灌區(qū)裝配式水閘施工安全等級呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。

表6 施工安全風(fēng)險評價等級

4 結(jié) 語

本文基于熵權(quán)—層次分析法對裝配式水閘施工安全風(fēng)險評價進行研究，并以公司灌區(qū)實際工程為例，對工程2010—2020年的施工安全風(fēng)險進行評價，2010—2014年灌區(qū)裝配式水閘施工安全風(fēng)險評價等級為中等，2015—2019年施工安全風(fēng)險評價等級為良好，2020年施工安全風(fēng)險評價等級為優(yōu)，在灌區(qū)裝配式水閘施工過程中安全等級逐漸提高，技術(shù)逐漸成熟，該技術(shù)具有較好的推廣價值。