大道王闸施工质量模糊综合评价

仲红星

(德州市水利局水利施工处，山东 德州 253014)

1 工程概况及研究目的

1.1 工程概况

德州市马颊河大道王闸位于德州市庆云县常家镇大道王村东马颊河干流上，始建于1968年11月，1969年9月竣工。该闸共9孔，单孔净宽10m，设计防洪流量1004m3/s，排涝流量658m3/s，现状蓄水量606万m3，主要用途是蓄水灌溉，灌溉面积5.0万亩。

2011年6月，经中国水利科学研究院核定，该闸为三类水闸，除险加固后才能达到正常运行条件。除险加固设计洪水标准为50a一遇，校核洪水标准为100a一遇。抗震设计烈度为6度。工程等别为Ⅱ等，工程规模为大(2)型，主要建筑物级别为2级。

该工程的主要建设内容为：原址改建闸室、交通桥，重建上游铺盖及下游护坦，新建翼墙，拆除恢复部分护坡，更换闸门及启闭机，增设检修门及检修桥，增设桥头堡及启闭机房，改造电气设备，完善观测设施及管理设施。

1.2 研究目的

水闸工程作为重要基础设施，在防洪排涝、工农业用水、控制水量在空间和时间的分配等方面发挥着重要的作用。水利工程的质量好坏不仅关系到能否发挥工程效益，而且具有重大的社会效益，与经济发展息息相关。

目前水利水电工程的质量评价主要依据《水利水电工程施工质量检验和评定规程》(SL176-2007)进行，将工程项目按照级别划分为单位工程、分部工程、单元工程，然后依级评定，确定施工质量等级，施工质量等级一般划分为优良、合格、不合格三个等级。这套评价体系虽然定义了“关键部位单元工程”、“主要分部工程”等概念，但是，各个因素对工程项目质量的影响程度的差异性体现不明显[1-2]。

鉴于此，以德州市马颊河大道王闸工程作为研究对象，将模糊理论与价值工程中的0-4评分法相结合建立水闸工程施工质量评价模型，采用价值工程中的0-4评分法来确定各指标的权重，通过权重的大小体现影响因素的重要性，使用模糊综合评价法给出评价结果，按照最大隶属度原则确定施工质量等级。

2 模糊综合评价方法

模糊综合评价法是通过分析研究对象，确定评价研究对象所用到的主要因素，然后建立研究对象的评判标准，对各主要影响因素进行打分，确定主要影响因素在评判标准上的隶属程度，将各影响因素的权重与其隶属度合算后即可得到研究对象的评判结果，其应用的具体步骤如下。

2.1 构造影响因素集合

对研究对象的影响因素进行分析，总结出其影响因素集合U=[U1,U2,U3……Un],n为评价因素的个数，每一级评价因素集合可以由多个次级评价因素集组成。

2.2 构造评判标准集合

根据行业习惯或者规范要求构造评判标准集合V=[V1,V2,V3……Vm],m为评判标准的个数，每个评判标准代表评价对象的一种状态，评判标准集合包括了评价对象可能出现的所有状态。以水利工程为例，质量等级一般包括三级，不合格等级的不予验收，合格等级是必须达到的等级，特别优秀的工程可评定为优良等级，水利工程的评判标准集合V=[不合格，合格，优良]。

2.3 各影响因素权重的确定

研究对象的影响因素众多，但是各种因素的影响程度不同，根据各种因素的影响程度确定其权重。0-4评分法是价值工程赋权的主要方法之一，我们将其引用至水利工程施工领域，即请水利专家或对工程熟悉的技术人员对影响施工质量的各种影响因素进行评价，按照影响因素对施工质量的重要程度两两对比，根据重要程度对影响因素赋分，根据每种影响因素的综合得分计算其权重，形成各影响因素的权重向量W=[w1,w2,…,wn]，影响因素的评判准则见表1。

表1 影响因素相对重要性评判准则

2.4 隶属度矩阵的确定

首先，通过专家打分的方式确定某一个影响因素Ui对评判标准Vj的隶属程度rij，rij可以理解为第i个要素Ui被评判为第j个等级Vj的概率，这样可以得到某个评价指标的单因素评判集合，ri=[ri1,ri2,…，rin]。例如，在某一分部工程评定中中邀请专家对其工程质量进行评价，假如有10%的专家认为其不合格，24.3%的专家认为其合格，65.7%专家认为其为优良率，则此分部工程的评判集合为r=[0.1,0.243,0.657]。然后，采用同样的方法确定同一层级指标的所有评判集合，将所有的评判集组合成一个评判矩阵,即确定了评价对象U到V的隶属度矩阵R:

(1)

2.5 模糊综合评价

将二级影响因素的权重向量Wi与其相应的评判矩阵Ri进行合算，可计算出一级指标的模糊合算集Bi：

(2)

将所有的一级指标的合算集组合，即可得到一级指标的评判矩阵为：

(3)

对一级指标采用同样的方式进行合算，可以得到整个工程施工质量的综合评价向量B，

B=W·R=[b1，b2，…，bn]

(4)

B即U对V的隶属度向量，也就是总的评判结果。

2.6 模糊综合评价结果处理

常用最大隶属度原则处理模糊综合评价的结果，即将结果向量中的最大值所对应的评价结果，作为模糊综合评价的最终结果，例如文章2.4节中的评判集合为r=[0.1,0.243,0.657]，其最大值0.657对应的评价结果为“优良”，则模糊综合评价结果为“优良”。

3 建立大道王闸施工质量指标评价体系

通过对技术标准的研究以及与水利工程施工人员的探讨，将大道王闸施工质量的评价指标划分为实体工程质量、工程外观质量以及工程资料质量3个方面。

3.1 单位工程实体工程质量

水闸工程的实体工程质量包括单元工程质量、分部工程质量和单位工程质量，以德州市水利局批复的《大道王闸除险加固工程的项目划分》为依据，将单位工程的实体施工质量作为一级指标，将其分部工程作为实体工程质量评价的二级指标。具体划分详见表2。

3.2 工程外观质量

大道王闸除险加固后，其外观质量应包括混凝土结构的观感，机电设备安装及敷设的规范与否以及厂区附属设施的整体视觉效果。工程项目结束后，由项目法人组织专家组检查外观质量，给出外观质量得分。

3.3 工程资料质量

工程资料一般包括质量评定资料、试验检测资料、变形观测资料和试运行资料。在工程完工后，由专家组根据工程资料的齐全程度、内容的准确性和资料提交的及时性等方面评分。

通过对影响影响大道王闸工程质量要素的分析，建立大道王闸工程施工质量指标评价体系见表2。

4 施工评价数据采集与分析

4.1 确定各指标评价权重

以表2中的一级指标“单位工程实体质量(U1)”为例来说明如何确定指标权重，因为大道王闸各分部工程在水闸运行过程中发挥的效益不同，首先通过对验收专家组的问卷调查，确定各个指标的重要程度，再根据表1的评分标准得到指标权重，各项指标以其符号代替,如U11代表分部工程”上游连接段”：

表2 大道王闸施工质量指标评价体系

表3 评价指标权重计算表

采用同样的方法计算可得到大道王闸施工质量各级评价指标的权重如表4所示：

表4 大道王闸除险加固工程指标权重表

即一级指标权重向量为W=[0.5，0.25，0.25]，二级指标的权重向量有两个：

单位工程实体质量的二级指标的权重向量为W1=[0.1548,0.2381,0.0714,0.1548,0.0714,0.2381,0.0714]，

工程资料质量对应的二级指标的权重向量为W3=[0.25,0.25,0.25,0.25]，

外观质量没有对应的二级指标，需对其直接打分评判，其评判集合直接参与到一级指标的模糊综合评价中去。

4.2 评判矩阵的建立

将三个一级指标，即“单位工程实体质量”、“外观质量”、“工程资料质量”分成主客观两部分打分。分部工程质量采用客观得分的方法，即其得分率直接使用施工过程中形成的的“大道王闸除险加固工程分部工程质量评定表”中的数值，具体得分率见表 5：

表5 分部工程质量评定表

表中合格率表示合格但不优良的单元所占比率。

外观质量和工程资料质量采用专家主观打分的方法，邀请验收委员会的专家根据质量评价的指标给与“优良”、“合格”或者“不合格”的评价，收集整理专家评价结果，根据各评价等级发生的频率，得到各指标评判结果，见表6。

表6 主观评分项目得分率

根据评分结果，可以得出各级指标的评判矩阵：

4.3 评判等级的计算

分部工程质量的综合评价结果为：

B1=W1·R1=[0 0.2114 0.7886]，工程资料质量的综合评价结果为：B3=W3·R3=[0 0.1163 0.8837]，因外观质量没有二级评价指标，直接采用其打分结果作为其综合评价结果，即B2=[0 0.077 0.923]

。因此，一级指标的评判矩阵为：

(5)

施工质量综合评判向量为：

(6)

综合评价结果表明，该工程施工质量的最大隶属度为0.8460(84.6%)，其所对应的质量等级为“优良”，即有84.6%的专家认为大道王闸除险加固工程为优良工程，根据最大隶属度原则，该工程等级评价为优良[3-4]。

5 结 论

结合现有规范及大道王闸的结构特点确定了施工质量评价模型，并且使用价值工程的0-4评分法确定指标权重，较为准确的反映了指标对施工质量评价的影响程度，评判等级与验收委员会所得到的评价结论一致。并且模糊综合评价法客观得分采用传统评价方法的数据，主观打分部分可与专家组验收同步进行，过程客观，可操作性强，证明了模糊综合评价法在水闸工程质量评价中的适用性，有助于更好的认识施工质量情况。