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(jì)防洪流量1004m3/s，排澇流量658m3/s，現(xiàn)狀蓄水量606萬(wàn)m3，主要用途是蓄水灌溉，灌溉面積5.0萬(wàn)畝。

2011年6月，經(jīng)中國(guó)水利科學(xué)研究院核定，該閘為三類水閘，除險(xiǎn)加固后才能達(dá)到正常運(yùn)行條件。除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)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(jì)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(jí)別為2級(jí)。

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(cè)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(shí)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(huì)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(píng)價(jià)主要依據(jù)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)和評(píng)定規(guī)程》(SL176-2007)進(jìn)行，將工程項(xiàng)目按照級(jí)別劃分為單位工程、分部工程、單元工程，然后依級(jí)評(píng)定，確定施工質(zhì)量等級(jí)，施工質(zhì)量等級(jí)一般劃分為優(yōu)良、合格、不合格三個(gè)等級(jí)。這套評(píng)價(jià)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(gè)因素對(duì)工程項(xiàng)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(duì)象，將模糊理論與價(jià)值工程中的0-4評(píng)分法相結(jié)合建立水閘工程施工質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，采用價(jià)值工程中的0-4評(píng)分法來(lái)確定各指標(biāo)的權(quán)重，通過(guò)權(quán)重的大小體現(xiàn)影響因素的重要性，使用模糊綜合評(píng)價(jià)法給出評(píng)價(jià)結(jié)果，按照最大隸屬度原則確定施工質(zhì)量等級(jí)。

2 模糊綜合評(píng)價(jià)方法

模糊綜合評(píng)價(jià)法是通過(guò)分析研究對(duì)象，確定評(píng)價(jià)研究對(duì)象所用到的主要因素，然后建立研究對(duì)象的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各主要影響因素進(jìn)行打分，確定主要影響因素在評(píng)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(duì)象的評(píng)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(duì)研究對(duì)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(píng)價(jià)因素的個(gè)數(shù)，每一級(jí)評(píng)價(jià)因素集合可以由多個(gè)次級(jí)評(píng)價(jià)因素集組成。

2.2 構(gòu)造評(píng)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(píng)判標(biāo)準(zhǔn)集合V=[V1,V2,V3……Vm],m為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)數(shù)，每個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)代表評(píng)價(jià)對(duì)象的一種狀態(tài)，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)集合包括了評(píng)價(jià)對(duì)象可能出現(xiàn)的所有狀態(tài)。以水利工程為例，質(zhì)量等級(jí)一般包括三級(jí)，不合格等級(jí)的不予驗(yàn)收，合格等級(jí)是必須達(dá)到的等級(jí)，特別優(yōu)秀的工程可評(píng)定為優(yōu)良等級(jí)，水利工程的評(píng)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(duì)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(píng)分法是價(jià)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(qǐng)水利專家或?qū)こ淌煜さ募夹g(shù)人員對(duì)影響施工質(zhì)量的各種影響因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，按照影響因素對(duì)施工質(zhì)量的重要程度兩兩對(duì)比，根據(jù)重要程度對(duì)影響因素賦分，根據(jù)每種影響因素的綜合得分計(jì)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(píng)判準(zhǔn)則見(jiàn)表1。

表1 影響因素相對(duì)重要性評(píng)判準(zhǔn)則

2.4 隸屬度矩陣的確定

首先，通過(guò)專家打分的方式確定某一個(gè)影響因素Ui對(duì)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)Vj的隸屬程度rij，rij可以理解為第i個(gè)要素Ui被評(píng)判為第j個(gè)等級(jí)Vj的概率，這樣可以得到某個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的單因素評(píng)判集合，ri=[ri1,ri2,…，rin]。例如，在某一分部工程評(píng)定中中邀請(qǐng)專家對(duì)其工程質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，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(píng)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(jí)指標(biāo)的所有評(píng)判集合，將所有的評(píng)判集組合成一個(gè)評(píng)判矩陣,即確定了評(píng)價(jià)對(duì)象U到V的隸屬度矩陣R:

(1)

2.5 模糊綜合評(píng)價(jià)

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

(2)

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

(3)

對(duì)一級(jí)指標(biāo)采用同樣的方式進(jìn)行合算，可以得到整個(gè)工程施工質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)向量B，

B=W·R=[b1，b2，…，bn]

(4)

B即U對(duì)V的隸屬度向量，也就是總的評(píng)判結(jié)果。

2.6 模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果處理

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

3 建立大道王閘施工質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)體系

通過(guò)對(duì)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(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為實(shí)體工程質(zhì)量、工程外觀質(zhì)量以及工程資料質(zhì)量3個(gè)方面。

3.1 單位工程實(shí)體工程質(zhì)量

水閘工程的實(shí)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(xiǎn)加固工程的項(xiàng)目劃分》為依據(jù)，將單位工程的實(shí)體施工質(zhì)量作為一級(jí)指標(biāo)，將其分部工程作為實(shí)體工程質(zhì)量評(píng)價(jià)的二級(jí)指標(biāo)。具體劃分詳見(jiàn)表2。

3.2 工程外觀質(zhì)量

大道王閘除險(xiǎn)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(jué)效果。工程項(xiàng)目結(jié)束后，由項(xiàng)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(píng)定資料、試驗(yàn)檢測(cè)資料、變形觀測(cè)資料和試運(yùn)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(shí)性等方面評(píng)分。

通過(guò)對(duì)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(píng)價(jià)體系見(jiàn)表2。

4 施工評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)采集與分析

4.1 確定各指標(biāo)評(píng)價(jià)權(quán)重

以表2中的一級(jí)指標(biāo)“單位工程實(shí)體質(zhì)量(U1)”為例來(lái)說(shuō)明如何確定指標(biāo)權(quán)重，因?yàn)榇蟮劳蹰l各分部工程在水閘運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮的效益不同，首先通過(guò)對(duì)驗(yàn)收專家組的問(wèn)卷調(diào)查，確定各個(gè)指標(biāo)的重要程度，再根據(jù)表1的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得到指標(biāo)權(quán)重，各項(xiàng)指標(biāo)以其符號(hào)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(píng)價(jià)體系

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算表

采用同樣的方法計(jì)算可得到大道王閘施工質(zhì)量各級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重如表4所示：

表4 大道王閘除險(xiǎn)加固工程指標(biāo)權(quán)重表

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

單位工程實(shí)體質(zhì)量的二級(jí)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(duì)應(yīng)的二級(jí)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(méi)有對(duì)應(yīng)的二級(jí)指標(biāo)，需對(duì)其直接打分評(píng)判，其評(píng)判集合直接參與到一級(jí)指標(biāo)的模糊綜合評(píng)價(jià)中去。

4.2 評(píng)判矩陣的建立

將三個(gè)一級(jí)指標(biāo)，即“單位工程實(shí)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(guò)程中形成的的“大道王閘除險(xiǎn)加固工程分部工程質(zhì)量評(píng)定表”中的數(shù)值，具體得分率見(jiàn)表 5：

表5 分部工程質(zhì)量評(píng)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(qǐng)驗(yàn)收委員會(huì)的專家根據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo)給與“優(yōu)良”、“合格”或者“不合格”的評(píng)價(jià)，收集整理專家評(píng)價(jià)結(jié)果，根據(jù)各評(píng)價(jià)等級(jí)發(fā)生的頻率，得到各指標(biāo)評(píng)判結(jié)果，見(jiàn)表6。

表6 主觀評(píng)分項(xiàng)目得分率

根據(jù)評(píng)分結(jié)果，可以得出各級(jí)指標(biāo)的評(píng)判矩陣：

4.3 評(píng)判等級(jí)的計(jì)算

分部工程質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為：

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

。因此，一級(jí)指標(biāo)的評(píng)判矩陣為：

(5)

施工質(zhì)量綜合評(píng)判向量為：

(6)

綜合評(píng)價(jià)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(duì)應(yīng)的質(zhì)量等級(jí)為“優(yōu)良”，即有84.6%的專家認(rèn)為大道王閘除險(xiǎn)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(jí)評(píng)價(jià)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(diǎn)確定了施工質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，并且使用價(jià)值工程的0-4評(píng)分法確定指標(biāo)權(quán)重，較為準(zhǔn)確的反映了指標(biāo)對(duì)施工質(zhì)量評(píng)價(jià)的影響程度，評(píng)判等級(jí)與驗(yàn)收委員會(huì)所得到的評(píng)價(jià)結(jié)論一致。并且模糊綜合評(píng)價(jià)法客觀得分采用傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法的數(shù)據(jù)，主觀打分部分可與專家組驗(yàn)收同步進(jìn)行，過(guò)程客觀，可操作性強(qiáng)，證明了模糊綜合評(píng)價(jià)法在水閘工程質(zhì)量評(píng)價(jià)中的適用性，有助于更好的認(rèn)識(shí)施工質(zhì)量情況。