仲紅星

(德州市水利局水利施工處，山東 德州 253014)

1 工程概況及研究目的

1.1 工程概況

德州市馬頰河大道王閘位于德州市慶云縣常家鎮(zhèn)大道王村東馬頰河干流上，始建于1968年11月，1969年9月竣工。該閘共9孔，單孔凈寬10m，設(shè)計防洪流量1004m3/s，排澇流量658m3/s，現(xiàn)狀蓄水量606萬m3，主要用途是蓄水灌溉，灌溉面積5.0萬畝。

2011年6月，經(jīng)中國水利科學(xué)研究院核定，該閘為三類水閘，除險加固后才能達(dá)到正常運行條件。除險加固設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為50a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100a一遇?？拐鹪O(shè)計烈度為6度。工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大(2)型，主要建筑物級別為2級。

該工程的主要建設(shè)內(nèi)容為：原址改建閘室、交通橋，重建上游鋪蓋及下游護(hù)坦，新建翼墻，拆除恢復(fù)部分護(hù)坡，更換閘門及啟閉機(jī)，增設(shè)檢修門及檢修橋，增設(shè)橋頭堡及啟閉機(jī)房，改造電氣設(shè)備，完善觀測設(shè)施及管理設(shè)施。

1.2 研究目的

水閘工程作為重要基礎(chǔ)設(shè)施，在防洪排澇、工農(nóng)業(yè)用水、控制水量在空間和時間的分配等方面發(fā)揮著重要的作用。水利工程的質(zhì)量好壞不僅關(guān)系到能否發(fā)揮工程效益，而且具有重大的社會效益，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)。

目前水利水電工程的質(zhì)量評價主要依據(jù)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗和評定規(guī)程》(SL176-2007)進(jìn)行，將工程項目按照級別劃分為單位工程、分部工程、單元工程，然后依級評定，確定施工質(zhì)量等級，施工質(zhì)量等級一般劃分為優(yōu)良、合格、不合格三個等級。這套評價體系雖然定義了“關(guān)鍵部位單元工程”、“主要分部工程”等概念，但是，各個因素對工程項目質(zhì)量的影響程度的差異性體現(xiàn)不明顯[1-2]。

鑒于此，以德州市馬頰河大道王閘工程作為研究對象，將模糊理論與價值工程中的0-4評分法相結(jié)合建立水閘工程施工質(zhì)量評價模型，采用價值工程中的0-4評分法來確定各指標(biāo)的權(quán)重，通過權(quán)重的大小體現(xiàn)影響因素的重要性，使用模糊綜合評價法給出評價結(jié)果，按照最大隸屬度原則確定施工質(zhì)量等級。

2 模糊綜合評價方法

模糊綜合評價法是通過分析研究對象，確定評價研究對象所用到的主要因素，然后建立研究對象的評判標(biāo)準(zhǔn)，對各主要影響因素進(jìn)行打分，確定主要影響因素在評判標(biāo)準(zhǔn)上的隸屬程度，將各影響因素的權(quán)重與其隸屬度合算后即可得到研究對象的評判結(jié)果，其應(yīng)用的具體步驟如下。

2.1 構(gòu)造影響因素集合

對研究對象的影響因素進(jìn)行分析，總結(jié)出其影響因素集合U=[U1,U2,U3……Un],n為評價因素的個數(shù)，每一級評價因素集合可以由多個次級評價因素集組成。

2.2 構(gòu)造評判標(biāo)準(zhǔn)集合

根據(jù)行業(yè)習(xí)慣或者規(guī)范要求構(gòu)造評判標(biāo)準(zhǔn)集合V=[V1,V2,V3……Vm],m為評判標(biāo)準(zhǔn)的個數(shù)，每個評判標(biāo)準(zhǔn)代表評價對象的一種狀態(tài)，評判標(biāo)準(zhǔn)集合包括了評價對象可能出現(xiàn)的所有狀態(tài)。以水利工程為例，質(zhì)量等級一般包括三級，不合格等級的不予驗收，合格等級是必須達(dá)到的等級，特別優(yōu)秀的工程可評定為優(yōu)良等級，水利工程的評判標(biāo)準(zhǔn)集合V=[不合格，合格，優(yōu)良]。

2.3 各影響因素權(quán)重的確定

研究對象的影響因素眾多，但是各種因素的影響程度不同，根據(jù)各種因素的影響程度確定其權(quán)重。0-4評分法是價值工程賦權(quán)的主要方法之一，我們將其引用至水利工程施工領(lǐng)域，即請水利專家或?qū)こ淌煜さ募夹g(shù)人員對影響施工質(zhì)量的各種影響因素進(jìn)行評價，按照影響因素對施工質(zhì)量的重要程度兩兩對比，根據(jù)重要程度對影響因素賦分，根據(jù)每種影響因素的綜合得分計算其權(quán)重，形成各影響因素的權(quán)重向量W=[w1,w2,…,wn]，影響因素的評判準(zhǔn)則見表1。

表1 影響因素相對重要性評判準(zhǔn)則

2.4 隸屬度矩陣的確定

首先，通過專家打分的方式確定某一個影響因素Ui對評判標(biāo)準(zhǔn)Vj的隸屬程度rij，rij可以理解為第i個要素Ui被評判為第j個等級Vj的概率，這樣可以得到某個評價指標(biāo)的單因素評判集合，ri=[ri1,ri2,…，rin]。例如，在某一分部工程評定中中邀請專家對其工程質(zhì)量進(jìn)行評價，假如有10%的專家認(rèn)為其不合格，24.3%的專家認(rèn)為其合格，65.7%專家認(rèn)為其為優(yōu)良率，則此分部工程的評判集合為r=[0.1,0.243,0.657]。然后，采用同樣的方法確定同一層級指標(biāo)的所有評判集合，將所有的評判集組合成一個評判矩陣,即確定了評價對象U到V的隸屬度矩陣R:

(1)

2.5 模糊綜合評價

將二級影響因素的權(quán)重向量Wi與其相應(yīng)的評判矩陣Ri進(jìn)行合算，可計算出一級指標(biāo)的模糊合算集Bi：

(2)

將所有的一級指標(biāo)的合算集組合，即可得到一級指標(biāo)的評判矩陣為：

(3)

對一級指標(biāo)采用同樣的方式進(jìn)行合算，可以得到整個工程施工質(zhì)量的綜合評價向量B，

B=W·R=[b1，b2，…，bn]

(4)

B即U對V的隸屬度向量，也就是總的評判結(jié)果。

2.6 模糊綜合評價結(jié)果處理

常用最大隸屬度原則處理模糊綜合評價的結(jié)果，即將結(jié)果向量中的最大值所對應(yīng)的評價結(jié)果，作為模糊綜合評價的最終結(jié)果，例如文章2.4節(jié)中的評判集合為r=[0.1,0.243,0.657]，其最大值0.657對應(yīng)的評價結(jié)果為“優(yōu)良”，則模糊綜合評價結(jié)果為“優(yōu)良”。

3 建立大道王閘施工質(zhì)量指標(biāo)評價體系

通過對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究以及與水利工程施工人員的探討，將大道王閘施工質(zhì)量的評價指標(biāo)劃分為實體工程質(zhì)量、工程外觀質(zhì)量以及工程資料質(zhì)量3個方面。

3.1 單位工程實體工程質(zhì)量

水閘工程的實體工程質(zhì)量包括單元工程質(zhì)量、分部工程質(zhì)量和單位工程質(zhì)量，以德州市水利局批復(fù)的《大道王閘除險加固工程的項目劃分》為依據(jù)，將單位工程的實體施工質(zhì)量作為一級指標(biāo)，將其分部工程作為實體工程質(zhì)量評價的二級指標(biāo)。具體劃分詳見表2。

3.2 工程外觀質(zhì)量

大道王閘除險加固后，其外觀質(zhì)量應(yīng)包括混凝土結(jié)構(gòu)的觀感，機(jī)電設(shè)備安裝及敷設(shè)的規(guī)范與否以及廠區(qū)附屬設(shè)施的整體視覺效果。工程項目結(jié)束后，由項目法人組織專家組檢查外觀質(zhì)量，給出外觀質(zhì)量得分。

3.3 工程資料質(zhì)量

工程資料一般包括質(zhì)量評定資料、試驗檢測資料、變形觀測資料和試運行資料。在工程完工后，由專家組根據(jù)工程資料的齊全程度、內(nèi)容的準(zhǔn)確性和資料提交的及時性等方面評分。

通過對影響影響大道王閘工程質(zhì)量要素的分析，建立大道王閘工程施工質(zhì)量指標(biāo)評價體系見表2。

4 施工評價數(shù)據(jù)采集與分析

4.1 確定各指標(biāo)評價權(quán)重

以表2中的一級指標(biāo)“單位工程實體質(zhì)量(U1)”為例來說明如何確定指標(biāo)權(quán)重，因為大道王閘各分部工程在水閘運行過程中發(fā)揮的效益不同，首先通過對驗收專家組的問卷調(diào)查，確定各個指標(biāo)的重要程度，再根據(jù)表1的評分標(biāo)準(zhǔn)得到指標(biāo)權(quán)重，各項指標(biāo)以其符號代替,如U11代表分部工程”上游連接段”：

表2 大道王閘施工質(zhì)量指標(biāo)評價體系

表3 評價指標(biāo)權(quán)重計算表

采用同樣的方法計算可得到大道王閘施工質(zhì)量各級評價指標(biāo)的權(quán)重如表4所示：

表4 大道王閘除險加固工程指標(biāo)權(quán)重表

即一級指標(biāo)權(quán)重向量為W=[0.5，0.25，0.25]，二級指標(biāo)的權(quán)重向量有兩個：

單位工程實體質(zhì)量的二級指標(biāo)的權(quán)重向量為W1=[0.1548,0.2381,0.0714,0.1548,0.0714,0.2381,0.0714]，

工程資料質(zhì)量對應(yīng)的二級指標(biāo)的權(quán)重向量為W3=[0.25,0.25,0.25,0.25]，

外觀質(zhì)量沒有對應(yīng)的二級指標(biāo)，需對其直接打分評判，其評判集合直接參與到一級指標(biāo)的模糊綜合評價中去。

4.2 評判矩陣的建立

將三個一級指標(biāo)，即“單位工程實體質(zhì)量”、“外觀質(zhì)量”、“工程資料質(zhì)量”分成主客觀兩部分打分。分部工程質(zhì)量采用客觀得分的方法，即其得分率直接使用施工過程中形成的的“大道王閘除險加固工程分部工程質(zhì)量評定表”中的數(shù)值，具體得分率見表 5：

表5 分部工程質(zhì)量評定表

表中合格率表示合格但不優(yōu)良的單元所占比率。

外觀質(zhì)量和工程資料質(zhì)量采用專家主觀打分的方法，邀請驗收委員會的專家根據(jù)質(zhì)量評價的指標(biāo)給與“優(yōu)良”、“合格”或者“不合格”的評價，收集整理專家評價結(jié)果，根據(jù)各評價等級發(fā)生的頻率，得到各指標(biāo)評判結(jié)果，見表6。

表6 主觀評分項目得分率

根據(jù)評分結(jié)果，可以得出各級指標(biāo)的評判矩陣：

4.3 評判等級的計算

分部工程質(zhì)量的綜合評價結(jié)果為：

B1=W1·R1=[0 0.2114 0.7886]，工程資料質(zhì)量的綜合評價結(jié)果為：B3=W3·R3=[0 0.1163 0.8837]，因外觀質(zhì)量沒有二級評價指標(biāo)，直接采用其打分結(jié)果作為其綜合評價結(jié)果，即B2=[0 0.077 0.923]

。因此，一級指標(biāo)的評判矩陣為：

(5)

施工質(zhì)量綜合評判向量為：

(6)

綜合評價結(jié)果表明，該工程施工質(zhì)量的最大隸屬度為0.8460(84.6%)，其所對應(yīng)的質(zhì)量等級為“優(yōu)良”，即有84.6%的專家認(rèn)為大道王閘除險加固工程為優(yōu)良工程，根據(jù)最大隸屬度原則，該工程等級評價為優(yōu)良[3-4]。

5 結(jié) 論

結(jié)合現(xiàn)有規(guī)范及大道王閘的結(jié)構(gòu)特點確定了施工質(zhì)量評價模型，并且使用價值工程的0-4評分法確定指標(biāo)權(quán)重，較為準(zhǔn)確的反映了指標(biāo)對施工質(zhì)量評價的影響程度，評判等級與驗收委員會所得到的評價結(jié)論一致。并且模糊綜合評價法客觀得分采用傳統(tǒng)評價方法的數(shù)據(jù)，主觀打分部分可與專家組驗收同步進(jìn)行，過程客觀，可操作性強(qiáng)，證明了模糊綜合評價法在水閘工程質(zhì)量評價中的適用性，有助于更好的認(rèn)識施工質(zhì)量情況。