王首緒，韓凌云

（長沙理工大學(xué) 交通運輸工程學(xué)院，湖南 長沙 410114）

0 引言

路基是沙漠公路重要的組成部分，既承擔(dān)從路面向下傳遞的荷載，又能減少在自然環(huán)境作用下的基床下沉［1-2］。沙漠公路路基工程建設(shè)是在錯綜復(fù)雜的自然條件、多方合作的情況下進(jìn)行的，在整個道路施工過程中所需的時間長、難度大、附屬設(shè)施多，存在許多潛在風(fēng)險因素，這些風(fēng)險因素一旦“時機(jī)成熟”很可能給公路項目帶來巨大的損失。做好路基工程的施工風(fēng)險管理工作，降低風(fēng)險發(fā)生的概率，能夠確保沙漠公路施工計劃順利開展。

目前，大多學(xué)者從不同方面對沙漠公路施工進(jìn)行研究。魏建慧［3］、李海［4］和張冰冰等［5］針對風(fēng)積沙作為路基填料時出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行了具體討論；范偉巖［6］發(fā)現(xiàn)推土機(jī)在沙漠地區(qū)作業(yè)時，空氣中存在的大量沙塵極易造成進(jìn)氣系統(tǒng)的磨損；孫雨橦等［7］提出草方格沙障技術(shù)在固沙方面的獨特優(yōu)勢及存在機(jī)械化鋪設(shè)的困難；金可等［8］指出水資源在干旱沙漠區(qū)對改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)動植物生存起關(guān)鍵作用；郄林［9］基于路基原材料的選擇，為荒漠化地區(qū)高速公路的低路基設(shè)計提供新思路；Reynolds 等［10］和王睿［11］基于沙漠的自然環(huán)境特點，從防風(fēng)固沙、植被恢復(fù)、水土承載能力、光伏發(fā)電等方面對沙漠治理進(jìn)行研究。

綜上所述，大多以單一因素對沙漠公路路基工程施工進(jìn)行研究，很少考慮到路基工程施工階段各影響因素之間的耦合作用。鑒于此，本文基于4M1E理論構(gòu)建沙漠公路路基工程施工風(fēng)險結(jié)構(gòu)方程模型，通過發(fā)放調(diào)查問卷，收集到人員、技術(shù)、材料、機(jī)械和環(huán)境風(fēng)險的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對調(diào)查問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行信效度檢驗，根據(jù)路徑系數(shù)驗證了人員、技術(shù)、材料、機(jī)械和環(huán)境風(fēng)險均對施工風(fēng)險有顯著影響，進(jìn)一步計算得到沙漠公路路基工程施工風(fēng)險影響因素的權(quán)重；并根據(jù)構(gòu)建的指標(biāo)體系和分析結(jié)果，給出了對應(yīng)的控制措施，可為中國沙漠公路路基工程建設(shè)的良好發(fā)展提供參考。

1 沙漠公路路基工程施工風(fēng)險因素識別

構(gòu)建完備且科學(xué)的指標(biāo)體系是沙漠公路路基工程施工風(fēng)險管理的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，應(yīng)遵循全面性、針對性、可操作性、簡明性的原則選取影響指標(biāo)。在中國知網(wǎng)知識庫輸入“公路”“沙漠路基”“施工”等關(guān)鍵詞，去除重復(fù)數(shù)據(jù)并剔除無參考價值文獻(xiàn)，共獲得近10 年內(nèi)的163 篇文章。識別出這些文獻(xiàn)中影響沙漠公路路基工程施工風(fēng)險因素，選取關(guān)于沙漠公路路基工程的相關(guān)規(guī)定和技術(shù)規(guī)范等作為補充，將提取出的沙漠公路路基工程施工風(fēng)險影響因素按照4M1E 理論進(jìn)行整合，構(gòu)建出沙漠公路路基工程施工風(fēng)險清單，如表1 所示。

表1 風(fēng)險指標(biāo)清單Table 1 Risk indicators

2 問卷設(shè)計及數(shù)據(jù)分析

2.1 數(shù)據(jù)來源

基于表1 設(shè)計調(diào)查問卷，結(jié)合李斯特五級量表，通過郵件、微信、QQ 等多種渠道向沙漠公路相關(guān)工作人員、高?？蒲姓呒靶袠I(yè)專家共發(fā)放340 份調(diào)查問卷，對問卷所列23 項影響指標(biāo)進(jìn)行1～5 分打分。收回321 份問卷，刪除內(nèi)容填寫不合格的10 份無效問卷，最終共收回311 份有效問卷。對311 位受訪者特征進(jìn)行匯總整理，如圖1 所示。

圖1 受訪者相關(guān)特征Figure 1 Relevant characteristics of respondents

2.2 信效度檢驗

信度分析是在測量方法、對象保持不變的情況下，經(jīng)過重復(fù)測量分析結(jié)果的一致性程度。本文利用SPSS 24.0 對潛變量和總量表進(jìn)行信度檢驗，分析Cronbachα系數(shù)，結(jié)果如表2 所示。Cronbachα系數(shù)越大，說明本研究收集到的問卷數(shù)據(jù)信度質(zhì)量越高。效度是用來檢驗量表能夠測量出所要測量的事物的準(zhǔn)確程度，分析研究項是否具有意義，主要分析CKMO值 與Bartlett。該 量 表CKMO值 為0.924（CKMO＞0.8），顯著性P值（Sig.）為0.000（P＜0.001），表明數(shù)據(jù)效度得到保證，可以進(jìn)行下一步因子分析。

表2 信度檢驗Table 2 Reliability test

3 結(jié)構(gòu)方程模型構(gòu)建與檢驗

3.1 結(jié)構(gòu)方程模型

結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）是基于變量的協(xié)方差矩陣來分析變量間關(guān)系的一種統(tǒng)計方法。在分析過程中可以同時處理多個因變量，允許自變量和因變量出現(xiàn)測量誤差，最終探究出所建模型的因子關(guān)系與多因素間路徑關(guān)系。結(jié)構(gòu)方程模型中的變量包括潛變量和顯變量，關(guān)系如圖2 所示。

圖2 潛變量與顯變量關(guān)系Figure 2 Relationship between latent variables and explicit variables

在圖2 中，橢圓形F表示潛變量，長方形V1、V2表示顯變量；圓形e1、e2表示殘差變量。

3.2 模型假設(shè)與構(gòu)建

根據(jù)表1 風(fēng)險指標(biāo)清單進(jìn)行結(jié)構(gòu)方程建模，對沙漠公路路基工程施工風(fēng)險提出以下假設(shè)：

假設(shè)1：人員風(fēng)險對施工風(fēng)險有顯著影響；

假設(shè)2：技術(shù)風(fēng)險對施工風(fēng)險有顯著影響；

假設(shè)3：材料風(fēng)險對施工風(fēng)險有顯著影響；

假設(shè)4：機(jī)械風(fēng)險對施工風(fēng)險有顯著影響；

假設(shè)5：環(huán)境風(fēng)險對施工風(fēng)險有顯著影響。

3.3 驗證性因素分析

3.3.1 1 階結(jié)構(gòu)方程模型分析

本文采用Amos 24.0 構(gòu)建沙漠公路路基工程施工風(fēng)險結(jié)構(gòu)方程模型，如圖3 所示。所建模型的估計誤差全為正，23 項指標(biāo)的因子載荷量在0.71～0.90，符合0.60～0.95 的適配標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)化殘差變量e1～e23為0.51～0.82，符合0.36～0.90 的適配標(biāo)準(zhǔn)，該模型通過“違規(guī)估計”檢驗。對模型進(jìn)行擬合度檢驗，χ2/df（卡方自由度比）=2.580＜3，GGFI（擬合優(yōu)度指數(shù)）=0.857＞0.8，AGFI（調(diào)整的擬合優(yōu)度指數(shù)）=0.820＞0.8，CCFI（比較擬合指數(shù)）=0.924＞0.9，IIFI（增值擬合指數(shù)）=0.925＞0.9，TTLI（Tucker-Lewis 指數(shù)）=0.913＞0.9，RRMSEA（近似誤差均方根）=0.071＜0.08。所建模型擬合度指標(biāo)較為理想，模型擬合度高，不須進(jìn)行修正。

圖3 沙漠公路路基施工風(fēng)險1 階結(jié)構(gòu)方程模型Figure 3 First-order SEM of desert highway subgrade construction risk

3.3.2 2 階結(jié)構(gòu)方程模型分析

從1 階結(jié)構(gòu)方程模型分析中可以發(fā)現(xiàn)：沙漠路基施工風(fēng)險中5 個潛變量之間的關(guān)聯(lián)性較強，均大于0.5。本文將沙漠公路路基工程施工風(fēng)險作為2 階內(nèi)生潛變量，人員、技術(shù)、材料、機(jī)械、環(huán)境作為2 階外生潛變量，進(jìn)行2 階驗證性因素分析，如圖4 所示。對模型進(jìn)行擬合度檢驗：χ2/df=2.555＜3，GGFI=0.856＞0.8，AGFI=0.823＞0.8，CCFI=0.924＞0.9，IIFI=0.924＞0.9，TTLI=0.914＞0.9，RRMSEA=0.071＜0.08。說明2階驗證性因素分析模型整體適配良好。

圖4 沙漠公路路基施工風(fēng)險2 階結(jié)構(gòu)方程模型Figure 4 Second-order SEM of desert highway subgrade construction risk

3.3.3 指標(biāo)權(quán)重分析

沙漠公路路基工程施工風(fēng)險影響指標(biāo)的重要程度可以用標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)表示［19］，計算權(quán)重Pi：

式中：ti為指標(biāo)i的標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)。

根據(jù)圖4 各影響指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)，由式（1）算出權(quán)重，結(jié)果如表3 所示。

表3 指標(biāo)權(quán)重及排序Table 3 Indicator weight and ranking

將表3 中一級指標(biāo)按權(quán)重大小進(jìn)行排序，結(jié)果為：環(huán)境風(fēng)險＞人員風(fēng)險＞技術(shù)風(fēng)險＞材料風(fēng)險＞機(jī)械風(fēng)險。惡劣氣候、人員三違行為、技術(shù)交底完整性、風(fēng)積沙質(zhì)量、機(jī)械維修與保養(yǎng)是沙漠公路在路基工程施工中應(yīng)重點考慮的因素。進(jìn)一步對表3分析，得出如下結(jié)論：

（1） 環(huán)境風(fēng)險對沙漠公路路基工程施工風(fēng)險的影響最大。惡劣氣候的權(quán)重為0.222 8，不良地質(zhì)條件和水文風(fēng)險的權(quán)重分別為0.210 4 和0.180 7。在進(jìn)行沙漠公路路基施工方案設(shè)計時，嚴(yán)格做好現(xiàn)場勘察工作，對工程建設(shè)地段的水文地質(zhì)、氣候條件等做好把控，避免因前期現(xiàn)場勘測工作不到位產(chǎn)生重大的設(shè)計缺陷。

（2） 人員風(fēng)險對沙漠公路路基工程施工風(fēng)險的影響程度很大。人員三違行為和操作水平的權(quán)重分別為0.205 3 和0.202 7。目前，中國公路工程仍處于粗放式發(fā)展階段，項目相關(guān)人員在一定程度上追求經(jīng)濟(jì)效益，容易產(chǎn)生違規(guī)作業(yè)和違章指揮，加大路基施工風(fēng)險，對沙漠公路的發(fā)展產(chǎn)生直接影響。此外，沙漠公路的施工工藝和施工機(jī)械都區(qū)別于普通公路，要求加大施工人員的技術(shù)水平培訓(xùn)。

（3） 技術(shù)風(fēng)險和材料風(fēng)險對沙漠公路路基工程施工風(fēng)險的影響大致相同。在技術(shù)風(fēng)險中，技術(shù)交底完整性的權(quán)重為0.212 0，專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)沙漠公路實際情況及有關(guān)規(guī)范向施工人員進(jìn)行完整的技術(shù)性交代，可有效降低技術(shù)質(zhì)量等事故的發(fā)生。在材料風(fēng)險中，風(fēng)積沙和土工布質(zhì)量的權(quán)重分別為0.273 9 和0.261 2，說明作為路基主要填料的風(fēng)積沙和提高沙基抗剪強度的土工布對路基施工質(zhì)量具有關(guān)鍵影響。

（4） 機(jī)械風(fēng)險對沙漠公路路基工程施工風(fēng)險的影響相對最小。機(jī)械維修與保養(yǎng)的權(quán)重為0.274 7，這是因為在沙漠地區(qū)施工，施工機(jī)械的發(fā)動機(jī)氣缸容易受到空氣中粉質(zhì)沙土的磨損產(chǎn)生串氣現(xiàn)象，導(dǎo)致施工機(jī)械工作動力不足、效率降低。因此，機(jī)械維修與保養(yǎng)不及時，不僅影響施工進(jìn)度，不符合條件的機(jī)械對工程質(zhì)量也有一定的影響，會增大沙漠公路路基工程施工風(fēng)險。

4 控制對策

根據(jù)以上分析結(jié)果，針對沙漠公路路基工程施工風(fēng)險的主要影響因素，提出以下控制措施。

（1） 環(huán)境因素

做好施工前準(zhǔn)備工作，提前搜集整理公路沿線有關(guān)氣候的歷史數(shù)據(jù)資料，在工程建設(shè)中，根據(jù)現(xiàn)場天氣及時做出調(diào)整，減輕或避免由于天氣變化引起沙塵暴等自然災(zāi)害，給人員健康、施工機(jī)械造成的傷害，可有效降低返工或停工所引起的費用損失；做好公路沿線的地質(zhì)、水文等調(diào)查研究，有針對性地制定合理的路基施工方案，并重點預(yù)防路基風(fēng)蝕與沙埋兩種病害的發(fā)生；沙漠公路大多途經(jīng)少數(shù)民族聚居區(qū)，面臨復(fù)雜的路地關(guān)系，項目部要尊重當(dāng)?shù)匚幕L(fēng)俗習(xí)慣，做好溝通工作，減少征地拆遷引起的糾紛，平等、團(tuán)結(jié)、互助、和諧的民族關(guān)系在工程建設(shè)中占有舉足輕重的地位；沙漠公路具有工程量大、工期長的特點，要對行業(yè)的最新政策、材料價格具有一定的敏銳度，可有效降低成本。

（2） 人員因素

對于底層施工人員，其承受高強度的施工作業(yè)、缺乏文化教育，沒有正確的安全意識、技術(shù)水平也參差不齊，導(dǎo)致項目、人員本身安全事故的發(fā)生，所以在實際操作中應(yīng)遵守相關(guān)章程準(zhǔn)則；沙漠公路路基工程施工工藝區(qū)別于普通公路，定期邀請專業(yè)人員組織技術(shù)培訓(xùn)提升施工人員的操作水平；針對相關(guān)人員在施工現(xiàn)場存在的僥幸和冒險心理，造成安全意識的薄弱，在新工人進(jìn)入施工現(xiàn)場前必須做好三級安全教育培訓(xùn)，提高現(xiàn)場人員的安全事故防范意識，增強法制觀念；規(guī)避高溫施工，針對夏季高溫制定專項作業(yè)勞動方案和休息制度，嚴(yán)格把控施工現(xiàn)場作業(yè)時間，降低人員勞動強度。

（3） 技術(shù)因素

為了避免不必要的安全隱患，在沙漠公路路基工程施工過程中，總結(jié)類似工程經(jīng)驗，采取成熟的施工技術(shù)，可以有效從多方面降低損失，在工期上也能爭取到更多的時間；要完善技術(shù)交底制度，加強圖紙會審，在設(shè)計圖紙時綜合考慮到路基施工時的各方面風(fēng)險；要根據(jù)設(shè)計圖紙和投標(biāo)文件的要求，結(jié)合現(xiàn)場水料場的運距等問題，對風(fēng)積沙填筑路基采用干、濕壓法施工工藝進(jìn)行選擇；根據(jù)邊施工邊防護(hù)的原則選擇合適的防風(fēng)固沙方案；在風(fēng)積沙干壓填筑路段容易發(fā)生施工碾壓不合格等質(zhì)量事故，要嚴(yán)格按照專項施工方案進(jìn)行施工，根據(jù)施工特點制定夏季高溫施工方案、大風(fēng)季節(jié)施工方案等專項施工方案。

（4） 材料因素

按照設(shè)計施工圖紙進(jìn)行物料選擇，嚴(yán)格把控風(fēng)積沙填料質(zhì)量，確保風(fēng)積沙壓實度、風(fēng)積沙含水量、風(fēng)積沙承載比（RCBR）滿足國家規(guī)定相關(guān)質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)；選擇具有足夠強度和一定抗老化能力的土工布鋪設(shè)在沙漠公路路基上，一方面可以避免礫石滲入風(fēng)積沙中，提高沙漠路基的承載力；另一方面可以減緩沙漠路基在上部荷載作用下發(fā)生的變形，起到加固沙基的作用；由于材料成本占整個工程成本的60%～70%，在沙漠路基工程中，除風(fēng)積沙填料外還需要其他材料，因此對主要材料實行限額領(lǐng)用，避免損失浪費，同時還要根據(jù)施工計劃提前做好材料采購工作，避免因為采購不及時延誤工期。

（5） 機(jī)械因素

機(jī)械設(shè)備是施工過程中不可或缺的物質(zhì)因素，它的安全狀態(tài)對工程安全具有直接影響，所以必須按照相關(guān)規(guī)定設(shè)置專業(yè)人員對機(jī)械設(shè)備定期開展檢修和保養(yǎng)；根據(jù)沙漠公路施工現(xiàn)場環(huán)境條件，對機(jī)械設(shè)備型號有更高要求，例如選擇附著力大、性能好、爬坡能力強的大功率履帶式推土機(jī)，具有較好壓實效果的雙驅(qū)振動壓路機(jī)；機(jī)械工按照操作要求逐個作業(yè)面展開工作，一次向前推進(jìn)，在施工時做到井然有序；確定施工機(jī)械數(shù)量時，要遵循單位工作面施工效率最大的原則，避免數(shù)量過少，延誤工期，數(shù)量過多，難以充分開展工作，浪費機(jī)械資源。

5 結(jié)論

本文從人員風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、材料風(fēng)險、機(jī)械風(fēng)險和環(huán)境風(fēng)險5 個方面出發(fā)，建立沙漠公路路基工程施工風(fēng)險影響指標(biāo)體系，基于調(diào)查問卷收集到的有效數(shù)據(jù)，通過結(jié)構(gòu)方程模型探索路基工程施工風(fēng)險之間的關(guān)系，得出以下結(jié)論：

（1） 人員風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、材料風(fēng)險、機(jī)械風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險對沙漠公路路基工程施工風(fēng)險的因子載荷量分別為0.81、0.77、0.75、0.70 和0.87，均超過0.50，驗證了5 個潛在變量對施工風(fēng)險有顯著影響。將一級指標(biāo)按權(quán)重大小排序依次為環(huán)境風(fēng)險、人員風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、材料風(fēng)險、機(jī)械風(fēng)險。

（2） 惡劣氣候、人員三違行為、技術(shù)交底完整性、風(fēng)積沙質(zhì)量、機(jī)械維修與保養(yǎng)是影響沙漠公路路基工程施工風(fēng)險的關(guān)鍵因素。提出了進(jìn)一步的控制措施。