农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制技术

汪家丽

(霍邱县排灌管理总站，安徽 六安 237400)

0 引 言

在农田水利灌溉防渗渠道施工管理中，受到施工环境和施工材料制约因素的影响，需要进行农田水利灌溉防渗渠道施工质量的优化控制，结合沥青、集料和混合料的材料参数的优化控制分析，建立符合施工质量管理的规范化控制模型，通过施工质量的变异性参数分析，采用模型参数优化和线性规划的方法，进行农田水利灌溉防渗渠道施工质量的动态规划控制，分析农田水利灌溉防渗渠道的材料含量、混合料密度、空隙特征参数分析，进行农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制[1]。研究施工质量控制模型，对提高施工质量水平、节省工程开销方面具有重要意义。

对农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制是建立在对施工质量参数动态分析和预测基础上，通过质量图模型参数分析，结合稳定度指标参数分析，实现施工质量参数控制。当前，对农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制方法主要有基于QC(质量控制)/QA(质量保证〉(Quality Contro1/Quality Assurance)控制的施工质量控制技术[2]、基于AHP层次化分析的农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制技术等[3-5]，通过创建算法，在多机操作的情况下计算出压实参数，实现施工控制优化，但传统方法进行农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制的动态管理能力不好。

针对上述问题，本文提出基于层次分析法的农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制技术。首先进行农田水利灌溉防渗渠道施工质量分布参数检测，进行施工质量控制图模型分析，对农田水利灌溉防渗渠道施工质量分布数据的形态特征和离散程度进行量化指标分析，实现农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制优化设计，最后进行实验测试，展示了本文方法在提高农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制能力方面的优越性能。

1 施工质量控制的模型对象及参数

1.1 施工质量控制模型对象

基于数理统计分析方法，建立农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制的对象参数模型，采用实证数据特征分析，建立生产过程的质量监控和数据分析模型，通过提取农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制的约束参量模型，在完善施工质量管理体系下，分析农田水利灌溉防渗渠道施工质量相关的施工材料、投资、人为因素，结合相似度特征检验分析[6]，采用随机抽样检测的方法，进行农田水利灌溉防渗渠道施工的相关性检测和控制图模型参数分析。农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制图由控制上限(UCL)和控制下限(LCL)及中心线(CL)组成，见图1。

图1 农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制图

图1中，中心线CL代表产品质量特性值的平均值。根据图1中3条控制界限的位置分布，构建农田水利灌溉防渗渠道施工质量过程控制的非线性徐变关系模型[7]，采用控制对象图模型参数，得到农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制的正态分布模型，用a表示施工质量控制的相关系数，f(a)表示控制约束函数，采用平均值和极差控制图使f3(a)≤af(a)>f2(a)，则农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制的判决条件为：

1)f有一周期点，通过各因素序列几何形状的相似程度判断，得到{p|p为f的周期}=Z+。

2)存在灰关联决策函数分布集合S⊂I-P(f)，满足：

其中，P(f)≜{x|x为f的周期点}，针对因素分析、优势分析及综合评价，得到的f(x)为质量控制输出的全部周期点集合。如果从x0开始，在影响因素的共同作用下，按照迭代方程xn+1=f(xn)迭代，得到农田水利灌溉防渗渠道施工质量分布区域经过k次迭代后输出的最优控制组合点为x0，即x0=fk(x0)，根据统计f(x)的周期点，得到k则是f(x)的周期。根据上述判断条件，采用主成分分析和逐次迭代，进行农田水利灌溉防渗渠道施工质量评价[8]。

1.2 农田水利灌溉防渗渠道施工质量因素评价

通过控制原材料、生产过程优化及平整度变异特征分析方法，通过控制原材料质量因素，优化生产过程[9]，采用层次结构分析的方法，通过各因素序列几何形状，得到灰关联差异信息空间统计特征量为Qs，输出的平均值〈Qs〉，采用标准差和变异系数分析，并与Q0比较，构建农田水利灌溉防渗渠道施工质量因素的偏差分析模型，用偏差σs来表示抵抗剪切变形参数。〈Qs〉一定时，偏差σs越大，通过对农田水利灌溉防渗渠道施工的黏度及结构应力参数分析[10]，在显著度S水平下，得到致密程度和沥青质量性能的指标表征模型。各标段的渠道施工层次结构评价函数满足：

(1)

式中：〈Qs〉为N批次施工质量统计数据的判别统计量值的均值；σs为N批次施工质量统计数据的评价偏差，即

(2)

(3)

根据上述模型结构设计，建立农田水利灌溉防渗渠道施工质量因素评价模型，结合质量对比分析及稳定性检验分析，进行施工质量的控制和动态评价[11]。

2 农田水利灌溉防渗渠道施工质量检验评估

采用层次结构分析的方法进行施工质量控制图模型分析，对农田水利灌溉防渗渠道施工质量分布数据的形态特征和离散程度进行量化指标分析，采用Sigma检验方法[12]，通过各因素序列几何形状的相似程度检验，建立以Qs值的概率分布统计分析模型，分析施工质量的状态特征分布。概率密度函数为：

(4)

其中：

(5)

通过关联度分析的方法，将农田水利灌溉防渗渠道施工质量因素建立起数值联系[13]，见图2。

图2 农田水利灌溉防渗渠道施工质量因素建立起数值联系分布曲线

图2中，描述的是p(Qs)～(Qs)曲线，S为描述施工过程中存在的质量问题的概率特征值，当S大到使Qs的分布远离Q0，或者说Q0应在Qs大部分分布之外，农田水利灌溉防渗渠道施工质量评价模型表现为一个正态分布p(Qs)，Q0完全在p(Qs)分布之外，得到农田水利灌溉防渗渠道施工质量的置信度为95%。在统计检验中，拒绝施工验收的概率为α=5%，得到的Q0与〈Qs〉之差超过某一临界值Qc，进度、成本、质量管控的统计特征量满足p(|Q0-〈Qs〉|>Qc)≤0.05，即Q0只在p(Qs)面积不到5%的阴影部分才与Qs无差别，此时施工质量控制输出满足显著度水平。

采用层次分析方法，对农田水利灌溉防渗渠道施工质量分布数据的形态特征和离散程度进行量化指标分析[14]，在图2中，进度管控下施工质量有效性评价的概率2.5%。对于标准正态分布(σs=0,〈Qs〉=0)应有：

(6)

式中：z2=-z1为拒绝区域与虚假设成立的所谓置信区间的交界处，z2=-z1=1.96。

根据项目的计划和工期，结合BIM技术，建立农田水利灌溉防渗渠道施工质量评价的模型参数。采用可视化模拟的方法，得到：

|〈Qs〉-Qc|/σs=z1=1.96≈2.00

由此可得施工质量控制的判据：

1)S≥2.00 虚假设以95%概率不成立，农田水利灌溉防渗渠道施工质量满足施工标准。

2)S<2.00 虚假设成立，原数据是线性的，农田水利灌溉防渗渠道施工质量不满足合格标准。

由此得到农田水利灌溉防渗渠道施工质量评价的统计检验模型[15]。实现流程见图3。

图3 农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制实现流程

3 实验测试分析

在实证检验中，采用SPSS统计分析软件，进行农田水利灌溉防渗渠道施工质量评价和控制。施工现场模拟图见图4。

图4 农田水利灌溉防渗渠道施工现场模拟图

农田水利灌溉防渗渠道长度为12 km，路基宽度为2 m，各标段面层结构为细粒式改性沥青混凝土 SMA-13，在下面层为密级配沥青稳定碎石 ATB-25，封土层为热熔橡胶沥青碎石封层。见图5。

图5 农田水利灌溉防渗渠道施工结构类型

根据上述实验参数设定，进行施工质量控制的技术参数指标优化，见表1。

表1 施工技术参数优化

根据上述参数优化结果，进行农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制，得到控制收敛曲线，见图6。分析图6可知，本文方法提高了农田水利灌溉防渗渠道质量水平，质量效益的增量比传统方法提升24.7%和25.5%，控制稳定性较好。

图6 控制收敛曲线

4 结 语

采用模型参数优化和线性规划的方法进行农田水利灌溉防渗渠道施工质量的动态规划控制，本文提出基于层次分析法的农田水利灌溉防渗渠道施工质量控制技术，在完善施工质量管理体系下，分析农田水利灌溉防渗渠道施工质量相关因素，采用主成分分析和逐次迭代进行农田水利灌溉防渗渠道施工质量评价。结果表明，采用本文方法进行农田水利灌溉防渗渠道质量控制的收敛性较好。