何京濤

(遼寧西北供水有限責(zé)任公司清河分公司，遼寧 鐵嶺 112300)

近年來，水利工程建設(shè)得到了快速的發(fā)展，工程投資顯著增加，工程質(zhì)量管理越來越引起監(jiān)管部門的重視，特別是對事中與事后監(jiān)管更為重要。水利工程具有工藝復(fù)雜、參建方多、投資額大以及建設(shè)周期長等特征，因此建設(shè)過程中具有較強(qiáng)的復(fù)雜性與動態(tài)性風(fēng)險(xiǎn)管理特征。在項(xiàng)目建設(shè)全過程中，質(zhì)量監(jiān)管部門實(shí)現(xiàn)分階段采取重點(diǎn)監(jiān)管措施并實(shí)時(shí)掌握質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)演變趨勢，已成為目前亟需解決的問題。所以，對水利工程各階段質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)從政府監(jiān)管的視角進(jìn)行評價(jià)，并識別出工程項(xiàng)目重點(diǎn)部位和主要風(fēng)險(xiǎn)因子，對于提高監(jiān)管效率和工程建設(shè)質(zhì)量具有重要意義[1- 2]。

目前，國內(nèi)外許多學(xué)者利用多種理論方法評價(jià)了工程建設(shè)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，而涉及水利工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)的研究相對較少且具有一定的局限性，主要體現(xiàn)在如下方面：基于業(yè)主視角的工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)較多，并且風(fēng)險(xiǎn)管理指標(biāo)體系的針對性較差；還未形成較為系統(tǒng)、成熟的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法。水利工程質(zhì)量評價(jià)通常缺乏歷史數(shù)據(jù)的支撐，并且項(xiàng)目具有較大的不確定性，因此對于很多因素只能利用專家咨詢法評價(jià)，而無法做出定量的判斷。為了追求自身利益的最大化，施工企業(yè)通常會隱瞞真實(shí)的施工狀況，從而使得監(jiān)管人員無法獲得系統(tǒng)、可靠的有效信息。目前，AHP法、模糊數(shù)學(xué)法以及蒙特卡羅法為工程質(zhì)量評價(jià)的常用方法，Dikmen等[3]綜合運(yùn)用模糊識別法與圖表法對項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)等級進(jìn)行了客觀評價(jià)；Einstein等[4]以隧道成本控制為例，利用計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)建了硬巖隧道模擬模型；Tam等[5]利用模糊層次矩陣對風(fēng)險(xiǎn)因子影響程度進(jìn)行排序，并識別了影響工程安全的關(guān)鍵性因素；姜樹元等[6]基于效用理論描述了風(fēng)險(xiǎn)程度，并提出了風(fēng)險(xiǎn)度量方法；付金強(qiáng)等[7]綜合考慮了稅收、總成本費(fèi)用，利用蒙特卡羅法對工程投資風(fēng)險(xiǎn)及影響因素進(jìn)行了評價(jià)；趙棟等[8]基于AHP法和“安全”理念構(gòu)建了模糊評價(jià)模型，綜合評價(jià)了工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

鑒于此，本文在總結(jié)分析水利工程管理規(guī)定和相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，建立了開工前與建設(shè)實(shí)施兩個(gè)階段水利工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系，通過建立科學(xué)、有效的多階段風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法研究工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)問題，并利用群體決策AHP灰色系統(tǒng)法識別了重點(diǎn)監(jiān)管項(xiàng)目和部位，然后以典型案例驗(yàn)證了指標(biāo)體系和評價(jià)方法的科學(xué)性、適用性。

1 構(gòu)建水利工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系

1.1 初始質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)因素分析

根據(jù)已有研究，可將市政、交通、調(diào)水、河道以及大壩等工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)因素劃分為項(xiàng)目內(nèi)、外兩個(gè)層面，主要包括管理、技術(shù)、社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與政治6個(gè)方面。這種分類方式涉及范圍較廣，且比較全面，但是未考慮工程質(zhì)量與各類因素之間的影響作用。結(jié)合質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)形成的機(jī)理，影響工程實(shí)體質(zhì)量的直接影響因素為設(shè)計(jì)、施工的技術(shù)類因素；而管理類因素主要是通過影響個(gè)人、參建單位以及約束條件等對工程造成間接性影響，而社會、經(jīng)濟(jì)、政治和環(huán)境等是通過影響管理類因素對工程造成影響[9]。根據(jù)國內(nèi)外重大水利工程、相關(guān)學(xué)者代表性觀點(diǎn)、各省水利工程建設(shè)質(zhì)量以及國家重點(diǎn)控制大型水利工程等資料數(shù)據(jù)，并參考建設(shè)質(zhì)量檢測報(bào)告對水利工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)劃分為三大類別。然后通過分析施工現(xiàn)場安全防護(hù)、工程實(shí)體質(zhì)量、質(zhì)量行為以及質(zhì)量體系識別了風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。參考了質(zhì)量監(jiān)督管理人員的意見，并采取專家座談的方式最終確定了初始質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)前，由于機(jī)構(gòu)人員有限、監(jiān)管項(xiàng)目較多等情況，使得各省質(zhì)量監(jiān)督管理部門無法對所有工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)全面的監(jiān)管。利用大數(shù)據(jù)理論方法并充分借鑒以往經(jīng)驗(yàn)，選取質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)典型指標(biāo)構(gòu)建多階段評價(jià)體系，在項(xiàng)目開工前、建設(shè)實(shí)施中利用質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)預(yù)測和提示項(xiàng)目可能發(fā)生的方向，對于提高監(jiān)管效率和工程質(zhì)量具有重要意義。對工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)從建設(shè)程序上可以劃分為初始設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、施工準(zhǔn)備、生產(chǎn)準(zhǔn)備、建設(shè)實(shí)施以及竣工驗(yàn)收6個(gè)階段風(fēng)險(xiǎn)[10]。

綜上分析，本文注重分析技術(shù)與管理類風(fēng)險(xiǎn)，不對政治風(fēng)險(xiǎn)做深入的研究，并在環(huán)境類風(fēng)險(xiǎn)中考慮自然環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)因素，從而形成環(huán)境、管理、技術(shù)三個(gè)方面的指標(biāo)體系。然后從質(zhì)量監(jiān)督管理的角度選擇工程建設(shè)開工前、建設(shè)實(shí)施階段風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，未考慮運(yùn)行及設(shè)計(jì)階段風(fēng)險(xiǎn)因素。

1.2 問卷及數(shù)據(jù)處理

影響工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的因素較多，且各因素之間具有一定的關(guān)聯(lián)特性，因此本文通過采取問卷調(diào)研和相關(guān)分析法，選擇了關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的典型指標(biāo)。首先依據(jù)初始風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)將調(diào)查問卷設(shè)計(jì)為兩個(gè)部分，即風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系和基本信息?；拘畔⒅饕▍⑴c調(diào)查人員的工作年限、工作領(lǐng)域等內(nèi)容，然后對整體指標(biāo)依據(jù)專家意見完善和修正。問卷調(diào)查主要分為開工前與建設(shè)實(shí)施兩個(gè)階段.參與調(diào)研的對象主要為工程建設(shè)管理專家，共發(fā)放問卷200份，收回有效問卷130份。然后對問卷調(diào)查數(shù)據(jù)利用SPSS軟件進(jìn)行因子分析，并選擇相關(guān)性較高的典型指標(biāo)，從而構(gòu)建系統(tǒng)、全面的指標(biāo)體系。

1.3 樣本信度檢驗(yàn)

由于調(diào)研對象的工作經(jīng)驗(yàn)、崗位、年齡不同，因此對工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的理解也存在一定差異，本文引入Cronbach a系數(shù)值對問卷調(diào)查的效度與信度進(jìn)行檢驗(yàn)，系數(shù)值越高則調(diào)查結(jié)果的可靠性、穩(wěn)定性和一致性越好，兩階段調(diào)研結(jié)果見表1。

表1 問卷信度統(tǒng)計(jì)量

根據(jù)表1可知，Cronbach a系數(shù)在130份問卷調(diào)查中的信度區(qū)間為0.715～0.896，由此表明問卷的效度和信度在開工前與建設(shè)實(shí)施階段具有較好的可行性與穩(wěn)定性。根據(jù)三類質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)在開工前與建設(shè)實(shí)施階段的KMO和Bartlett檢驗(yàn)結(jié)果，在技術(shù)、管理與環(huán)境方面的KMO值均在0.6以上，顯著性檢驗(yàn)水平均低于0.01，由此表明初始指標(biāo)體系中的各項(xiàng)指標(biāo)具有較強(qiáng)的相關(guān)性，在因子分析時(shí)具有良好的適用性。

1.4 指標(biāo)體系構(gòu)建

對開工前、建設(shè)實(shí)施階段的各類風(fēng)險(xiǎn)因素利用探索性因子分析法篩選，然后結(jié)合水利專家修正意見并按照原始指標(biāo)與這些因子之間的對應(yīng)關(guān)系重新命名。綜合專家意見和問卷調(diào)查結(jié)果，微調(diào)了個(gè)別不合理的指標(biāo)，從而構(gòu)建了兩階段質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系，見表2。

表2 水利工程兩階段質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系

表2所構(gòu)建的指標(biāo)體系基本涵蓋了兩階段產(chǎn)生質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的因素，開工前的指標(biāo)重點(diǎn)突出了合同、單位與人員資質(zhì)、組織結(jié)構(gòu)及管理制度風(fēng)險(xiǎn)，而建設(shè)實(shí)施階段重點(diǎn)突出了新工藝及方法、組織管理風(fēng)險(xiǎn)。所建立的指標(biāo)體系與監(jiān)督檢查的重點(diǎn)內(nèi)容保持良好的一致性，進(jìn)一步說明該體系是合理的、科學(xué)的，可用于質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。

2 兩階段質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)法

2.1 指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

為避免專家主觀偏好對風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的影響，本文利用AHP法確定指標(biāo)權(quán)重，從而形成共識性的合理指標(biāo)權(quán)重，主要流程如下：

(1)利用標(biāo)準(zhǔn)化法對問卷調(diào)查中專家主觀偏好進(jìn)行去除。假定原指標(biāo)取值和標(biāo)準(zhǔn)化目標(biāo)區(qū)間分別為[1，r]與[L，R]，然后利用等比例映射的方法將某項(xiàng)指標(biāo)的評分x映射至標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間值v，其計(jì)算公式如下：

(1)

(2)綜合考慮風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的專家評分結(jié)果，對極端評分進(jìn)行剔除。某些質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的多位專家評分容易產(chǎn)生意見分歧，因此對于極端意見可利用序加權(quán)平均算子OWA法剔除，方法如下：

wi=Q(i/l)-Q((i-1)/l)

(2)

(3)

式中，α、β—模糊量化算子Q(r)的參數(shù)值，取值區(qū)間為0～1，其中0.3～0.8、0～0.5、0.5～1.0、0～1.0區(qū)間分別代表多數(shù)、至一半、盡可能多和全部平均意見。

(3)根據(jù)問卷題項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)分和指標(biāo)體系評分建立映射關(guān)系。通過對初始風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的匯總、篩選構(gòu)建了指標(biāo)體系，然后進(jìn)一步匯總最終的問卷調(diào)查得分，計(jì)算各問卷題項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)分值，利用AHP法和標(biāo)準(zhǔn)分值計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重。

對開工前質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)2級指標(biāo)利用上述方法和計(jì)算公式進(jìn)行求解，可得到指標(biāo)Wi(i=1，2，3)的向量A=(0.4，0.4，0.2)。由此表明，準(zhǔn)則層中3類風(fēng)險(xiǎn)在開工前的權(quán)重由大到小依次為管理、技術(shù)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。同理，可分別求得相對應(yīng)的3級指W1j(j=1，2，3，4)的向量為：A1=(0.2246，0.2485，0.4178，0.1091)；A2=(0.1955，0.3903， 0.2760， 0.1382)；A3=(0.2，0.4，0.4)。人員技術(shù)和單位資質(zhì)為管理風(fēng)險(xiǎn)中權(quán)重較高指標(biāo)，而合同管理和組織結(jié)構(gòu)指標(biāo)的權(quán)重大致相同，該賦權(quán)與監(jiān)督檢查工作重點(diǎn)保持良好的一致性。因此，在工程開工前應(yīng)注重關(guān)注勘察技術(shù)和設(shè)計(jì)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

同理可對建設(shè)實(shí)施階段2級指標(biāo)Wi的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，得到權(quán)向量B=(0.6，0.2，0.2)，相應(yīng)的3級指標(biāo)權(quán)向量B1=(0.2336，0.3935，0.2336，0.1393)；B2=(0.6665，0.3335)；B3=(0.2，0.4，0.4)。建設(shè)實(shí)施階段準(zhǔn)則層中3類風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重由大到小依次為管理、技術(shù)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。其中材料設(shè)備、施工過程為管理風(fēng)險(xiǎn)中比重較大的因子，由此表明在水利工程建設(shè)管理風(fēng)險(xiǎn)中應(yīng)加強(qiáng)對材料設(shè)備的檢驗(yàn)。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)中以自然環(huán)境指標(biāo)權(quán)重最大，而技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)中以施工工藝及方法風(fēng)險(xiǎn)最大。

2.2 灰色系統(tǒng)理論評價(jià)法

根據(jù)評價(jià)指標(biāo)Uij和已有研究成果確定相應(yīng)的評價(jià)等級，工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)劃分為低、較低、一般、較高、高風(fēng)險(xiǎn)，相應(yīng)的評價(jià)等級為V=(v1，v2，v3，v4，v5)，賦分值依次為1，2，3，4，5。若評分處于相鄰的兩個(gè)區(qū)間，對于風(fēng)險(xiǎn)級別可根據(jù)評分取值區(qū)間確定，相應(yīng)的賦分依次為1.5～4.5。

對工程項(xiàng)目2個(gè)階段的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)邀請t位專家進(jìn)行打分，并統(tǒng)計(jì)匯總各專家賦分值，構(gòu)建相應(yīng)的評價(jià)矩陣，如下所示：

(4)

不同專家對于同一項(xiàng)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的理解存在一定差異，因此可考慮采用一個(gè)灰數(shù)的白化值反映建設(shè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)情況，其中灰類的灰數(shù)、級別以及白化權(quán)函數(shù)為風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是否準(zhǔn)確、合理的關(guān)鍵。根據(jù)5個(gè)不同風(fēng)險(xiǎn)級別可得到相應(yīng)的評價(jià)灰類，1～5灰類風(fēng)險(xiǎn)白化權(quán)函數(shù)分別如下所示：

綜合評價(jià)各2級指標(biāo)Uij的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，則有Bi=Ai×Ri=(bi1，bi2，bi3，bi4，bi5)，然后構(gòu)建對應(yīng)于5個(gè)灰類的1級指標(biāo)Ui的灰色評價(jià)矩陣R，即R=[B1，B2，B3，B4，B5]T。綜合評價(jià)工程建設(shè)質(zhì)量一級指標(biāo)，結(jié)果為B=A×R=(b1，b2，b3，b4，b5)，最后根據(jù)各灰類等級值向量C=(1，2，3，4，5)對項(xiàng)目綜合風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)值進(jìn)行計(jì)算，公式如下：

W=B×CT

(5)

然后根據(jù)最終的W值的大小對水利工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)水平的高低進(jìn)行判斷，并利用白化權(quán)函數(shù)對W值做進(jìn)一步檢驗(yàn)。

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 工程概況

遼寧省某水庫位于遼河下游干流，總積水面積為16.48萬km2，總庫容1.85億m3，防洪庫容1.60億m3。工程主要由穿壩建筑物、泄洪閘、大壩等組成，共布置16孔泄洪閘，大壩為混凝土重力壩，壩長42.6km，壩頂寬6m、最大壩高12.1m，是一座具有工農(nóng)業(yè)供水、水力發(fā)電和防洪排澇等功能的大型水利樞紐工程。工程區(qū)屬于大陸性氣候，年均溫度8℃，年均降水量721.9mm，降雨主要集中在7—9月份，春秋多風(fēng)，夏季寒冷漫長。由于該工程建設(shè)周期長、投入資金多、工程規(guī)模大，并擔(dān)負(fù)著農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)和城市生活用水等多個(gè)目標(biāo)，因此被列入遼寧省重點(diǎn)建設(shè)大型水利項(xiàng)目。

水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督部門先后對該項(xiàng)目進(jìn)行了多次的監(jiān)督檢查活動，并高度重視項(xiàng)目的質(zhì)量監(jiān)管工作。將項(xiàng)目開工前、建設(shè)實(shí)施兩階段的指標(biāo)體系分別與質(zhì)監(jiān)部門對該水庫工程質(zhì)量檢查通報(bào)意見進(jìn)行對比，從而得到質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)因素[11- 12]。

3.2 質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)分析

然后按照文中所述步驟和計(jì)算公式，分別得到2級指標(biāo)的灰色評價(jià)矩陣，見表3。

表3 灰色評價(jià)矩陣

然后利用公式Bi=Ai×Ri=(bi1，bi2，bi3，bi4，bi5)可計(jì)算綜合評價(jià)值。

B1=A1×R1=(0.0158，0.0882，0.2664，0.3312，0.2980)

B2=A2×R2=(0.1905，0.2196，0.2218，0.2006，0.1674)

B3=A3×R3=(0.2365，0.2383，0.2075，0.1747，0.1427)

利用上述計(jì)算結(jié)果最終可得到工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，即W=B×CT為3.2468。該水利工程在開工前的風(fēng)險(xiǎn)值處于3～4范圍，由此表明具有較高的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，因此在項(xiàng)目實(shí)施過程中應(yīng)加強(qiáng)對施工方案的準(zhǔn)備和項(xiàng)目組織管理的控制。同理，可得到建設(shè)實(shí)施階段的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)值為3.3625，相對于開工前階段質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)增大，其原因可能是在開工前監(jiān)督單位提出的材料檢驗(yàn)、人員資質(zhì)等問題，建設(shè)單位未及時(shí)落實(shí)和更改，從而造成建設(shè)實(shí)施階段的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)有所提升。因此，管理部門應(yīng)對參建各方的質(zhì)量管理職責(zé)開展多次監(jiān)督檢查活動，督促各方各盡其責(zé)，確保項(xiàng)目無安全事故發(fā)生，從而保證水利工程的順利建設(shè)和運(yùn)行。事實(shí)表明，本文所構(gòu)建的指標(biāo)體系和計(jì)算方法能夠較好的反映工程項(xiàng)目的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，研究成果可為提高監(jiān)督部門的工作效率和工程質(zhì)量提供一定參考依據(jù)。

4 結(jié)論

(1)本文根據(jù)國內(nèi)外重大水利工程、相關(guān)學(xué)者代表性觀點(diǎn)、各省水利工程建設(shè)質(zhì)量以及國家重點(diǎn)控制大型水利工程等資料數(shù)據(jù)，并參考建設(shè)質(zhì)量檢測報(bào)告對水利工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)劃分為3大類別。然后通過分析施工現(xiàn)場安全防護(hù)、工程實(shí)體質(zhì)量、質(zhì)量行為以及質(zhì)量體系，識別了風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，并采取專家座談的方式及參考質(zhì)量監(jiān)督管理人員意見，最終確定了初始質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

(2)為避免專家主觀偏好對風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的影響，本文利用AHP法確定指標(biāo)權(quán)重，從而形成共識性的合理指標(biāo)權(quán)重。其中人員技術(shù)和單位資質(zhì)為管理風(fēng)險(xiǎn)中權(quán)重較高的指標(biāo)，而合同管理和組織結(jié)構(gòu)指標(biāo)的權(quán)重大致相同，該賦權(quán)與監(jiān)督檢查工作重點(diǎn)保持良好的一致性。因此，在工程開工前應(yīng)注重關(guān)注勘察技術(shù)和設(shè)計(jì)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

(3)遼寧省某水利工程在開工前的風(fēng)險(xiǎn)值處于3～4范圍，表明具有較高的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，因此在項(xiàng)目實(shí)施過程中應(yīng)加強(qiáng)對施工方案的準(zhǔn)備和項(xiàng)目組織管理的控制。同理，可得到建設(shè)實(shí)施階段的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)值為3.3625，相對于開工前階段質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)增大，其原因可能是在開工前監(jiān)督單位提出的材料檢驗(yàn)、人員資質(zhì)等問題，建設(shè)單位未及時(shí)落實(shí)和更改，從而造成建設(shè)實(shí)施階段的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)有所提升。