基于多目标的大体积混凝土施工温控方案评价体系研究

王光英

一、概述

大体积混凝土施工要求较高，工艺流程复杂，控制大体积混凝土的内部温升和温度应力，减少或避免温度裂缝产生是大体积混凝土施工温控方案研究的关键技术问题之一。本文针对大体积混凝土施工温控，探讨基于多目标优化方法，综合考量工期目标、经济目标、环境目标等，构建温控方案评价体系，对选择合适的温控方案具有一定的参考意义。

二、温控方案评价特点

温控方案的评价是参照一定的标准，对不同温控方案的优劣性进行评判的过程。由于大体积混凝土施工过程中影响因素较多，不仅要考虑温控效果，还需要考虑工程投资、施工工期、环境影响、风险控制等多个因素，是一个复杂的系统评价工程，具体特点如下:

（一）整体性

大体积混凝土温控施工涉及投资、工期、技术、效果、风险、环境影响等多因素，各部分因素可能相互矛盾，也可能相互依存，是一个复杂而又整体的工程系统，在进行温控方案评价时应充分考虑多方面因素，建立整体评价体系。

（二）评价指标复杂

温控方案的评价需要从整体考虑经济效益、工期时间、技术科学性、温控效果、风险管控和环境影响，这些方面所涉及的指标包括定性指标和定量指标，定量指标可以通过查阅文献、规范或仿真技术进行实现，但定性指标难以用确切的数据表示，需要通过专家评分法等方式进行转化定量，并对专家打分进行数据统计分析校验。

（三）数据收集困难

大体积混凝土温控方案评价需要收集大量的定性评价数据，收集评价数据难度较大，且数据搜集过程中人为因素或认知因素会引起数据产生较大误差，影响对温控方案的整体评价。

（四）缺乏系统的评价方法和实例

温控方案的评价是多目标评价体系，针对大体积混凝土的温控方案评价多局限于离散的研究成果，尚未形成系统的科学评价方法，也未形成可行的应用实例。

三、温控方案评价内容

大体积混凝土的温控方案评价过程中，需要依据多目标的关系构建相应的评价体系，确定合理的评价指标进行评价，给出相应结论。

基于多目标的大体积混凝土温控方案评价内容包括：

（1）根据大体积混凝土浇筑的特点，得到温控措施的经济、工期、技术、效果、风险和环境的特征，构建评价体系，确定评价指标。

（2）对于拟采用的温控方案，采用定性与定量相结合的方法确定评价指标系数。

（3）利用评价方法，对评价方案进行系统评价，得出评价结论。

（4）评价流程顺序为：明确评价对象→分析选取评价因子→建立评价指标体系→选择评价方法→确定指标权重→确定综合评判方法→综合评判。

四、温控方案评价体系构建

（一）构建原则

评价指标的优劣关系到评价质量的好坏。在选取评价指标时，建议遵循下列原则：

1.概括性原则。所选评价指标应有较强的代表性，且范围要广，对多种温控措施都要适用。

2.层次性原则。对于复杂的评价对象，应当根据研究系统的结构和逻辑，进行分层，使指标体系结构清晰，为确定各评价指标的权重提供方便。

3.定性与定量结合原则。坚持定性指标与定量指标相结合的原则，可以减少只有定性指标评价的主观性和某些定量指标缺少数据支持而产生的误差，使评价结果更加准确。

（二）评价指标确定

结合大体积混凝土施工特点及工程要求，在选择评价指标时可以从经济合理性、工期节省性、技术科学性、效果可靠性、风险管控性、环境影响性等方面进行确定。

1.经济合理性。主要考量不同方案的工程投资，其中工程投资费用的构成有诸多分类，为了便于评价，在经济合理性方面选择材料成本、人工成本、机械成本、措施成本等四个指标。其中材料成本是温控方案所需要耗费的材料费用，例如加冰、冷却水管材料等费用；人工成本和机械成本，是指温控方案所需要耗费的人工或机械的费用；措施成本是温控方案所引起的措施费用。

2.工期节省性。主要考量不同方案的工期时间，根据其耗费时间的不同，将其分为人工耗费时间和机械耗费时间。

3.技术科学性。主要考量不同方案的技术可行性、可靠性和施工难易程度，主要从施工方技术人员储备和技术掌握水平进行综合考量。

4.效果可靠性。主要考量不同方案的施工效果，包括温控效果和混凝土浇筑质量，例如采用拌和制冷等有可能会造成冰块未完全融化，对混凝土的质量产生一定影响。

5.风险管控性。主要考量不同方案的施工风险以及风险的可控程度，例如采用现有的成熟技术，其风险会相对较小。

6.环境影响性。主要考量不同方案对环境的影响，例如施工中产生的废料废渣对环境的影响等。

（三）评价体系构建

根据上述评价指标的确定，评价体系的准则层包括经济合理性、工期节省性、技术科学性、效果可靠性、风险管控性、环境影响性等6个方面，指标层包括材料成本、人工成本、机械成本、措施成本、人工时间等15 个指标，具体评价体系见图1 所示。

图1 温控方案评价体系图

五、结论

大体积混凝土的温控方案涉及经济、工期、技术等多方面因素，根据概括性、层次性原则和定性指标与定量指标相结合的原则，应当科学选取评价指标体系，综合考虑温控方案的经济合理性、工期节省性、技术科学性、效果可靠性、风险管控性、环境影响性等，基于多目标优化方法，构建系统科学的温控方案评价体系，实现对大体积混凝土温控方案的合理评价，从而指导温控方案的优选确定■