城市綜合管廊工程質量管理標準化評價方法

嚴亞丹，李曉慧，王東煒

(1.鄭州大學 土木工程學院 河南 鄭州 450001；2.北京城建七建設工程有限公司 北京 100029)

0 引言

在積極響應國家關于城市綜合管廊發(fā)展政策引導的背景下，綜合管廊工程質量管理標準化對于規(guī)范施工現(xiàn)場質量管理行為、落實質量管理責任，持續(xù)提高管廊工程實體質量具有重要意義。

綜合管廊的國內外研究現(xiàn)狀方面，陳蘇[1]采用BIM及物聯(lián)網(wǎng)技術，在地下綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)基礎上建立了數(shù)據(jù)平臺。蔣雅君等[2]提出包含檢查、維修、監(jiān)測和管理等方面的管廊結構養(yǎng)護體系。崔龍飛等[3]提出纜線管廊主通道、工作井的幾種設計方案及其適用情況。高銀寶等[4]提出“全過程多層次”的地下綜合管廊規(guī)劃建設管理體系。Canto-Perello等[5]基于Delphi及AHP的專家系統(tǒng)方法，分析了地下綜合管廊在突發(fā)情況下可能受到的影響程度。Fan[6]以政府監(jiān)管為出發(fā)點，根據(jù)城市地下綜合管廊PPP項目的特點構建了演化博弈模型。Hunt等[7]分析了英國綜合管廊的每延米成本，由工程成本、社會成本及環(huán)境成本組成。

工程項目的質量管理標準化方面，鄭琦[8]運用PDCA循環(huán)思想，搭建了業(yè)主質量管理標準化體系。Ogden等[9]通過對美國房地產(chǎn)企業(yè)質量管理標準化的研究，發(fā)現(xiàn)美國對設計階段的標準化管理尤為重視。鄭利娜[10]從“施工前施工準備階段”、“施工中階段”、“施工后竣工驗收前階段”進行分析，建立了建設工程施工階段的質量管理績效評價指標體系。王丹等[11]提出了基于掙值法的工程項目質量管理評價體系。Polesie[12]探討了標準化與承包商項目經(jīng)理的自由意識的沖突問題，并提出了現(xiàn)場質量的評價方法。

作為對定性問題進行定量分析的一種簡便、靈活而又實用的多準則決策方法，層次分析法及模糊綜合評判法在工程評價研究中應用較多。邱成虎等[13]采用專家調查法和層次分析法確定了瓦斯隧道各級施工風險相關因素的權重，對施工風險進行了評價。王正陽等[14]采用網(wǎng)絡層次分析法構建了電網(wǎng)發(fā)展診斷模型。江思義等[15]基于專家-層次分析法提出地下空間適宜性的評價方法。王富良等[16]基于模糊綜合評價法評價了大石滑坡穩(wěn)定性。

綜合已有研究可知，當前評價研究主要面向施工現(xiàn)場及施工企業(yè)，對其他參建單位的質量管理評價內容涉及較少，且研究對象多為建筑工程。綜合管廊涉及多方主體，涵蓋基礎工程、主體結構、附屬設施等分部工程，工程質量管理較為復雜。因此，本文擬參考《公路項目安全性評價規(guī)范》(JTG B05—2015)中的檢查清單，結合層次分析法，從質量行為及實體質量行為兩方面，建立綜合管廊工程質量管理標準化評價體系，將定量評價行為貫穿于整個施工階段，對施工過程中，建設單位、勘察單位、設計單位、監(jiān)理單位及施工單位等五方責任主體的質量行為及實體質量進行標準化的量化評價。

1 綜合管廊工程質量管理標準化評價特點

綜合管廊工程質量管理標準化評價是以過程動態(tài)評價為基本方式，推進各責任主體在工程建設全過程貫徹執(zhí)行綜合管廊施工質量法律法規(guī)和標準規(guī)范，建立并運行各單位質量管理標準化體系，規(guī)范各責任主體質量管理行為，落實質量管理責任，持續(xù)提高綜合管廊工程實體質量保證能力的工作機制。綜合管廊是城市的生命線工程，一旦建成后，將長期埋置于地下，為使其工程質量標準化管理確實能夠落實在每一環(huán)節(jié)以及建設全過程，提出“清單式”和“可追溯性”標準化管理和過程評價模式。

1.1 檢查清單

所謂清單式評價，是將評價指標、評價過程中出現(xiàn)的問題及整改措施翻譯成表格，形成條目完備、準確的項目清單，然后將清單內容應用于評價過程中，實現(xiàn)評價可追溯。參考城市綜合管廊相關技術標準規(guī)范、以往綜合管廊工程施工經(jīng)驗、企業(yè)經(jīng)驗及工程師經(jīng)驗，編制城市綜合管廊工程質量管理標準化檢查清單，以幫助評價人員在評價過程中避免遺漏考慮可能存在的工程質量管理標準化實施問題。

為保證城市綜合管廊工程質量管理標準化檢查清單的完備性及科學性，采用經(jīng)驗分析法、專家會議法來進行清單內容編寫工作。首先分析以往綜合管廊工程案例，通過經(jīng)驗分析法總結五大責任主體(建設單位、勘察單位、設計單位、監(jiān)理單位及施工單位)實施質量管理標準化過程中可能存在的問題，然后進行第一次專家會議(即由有較豐富的工程質量標準化管理和地下綜合管廊建設相關知識和經(jīng)驗的人員組成專家小組進行座談討論)，將案例分析情況及工程質量管理標準化要求匯報給各位專家，參考綜合管廊相關技術規(guī)范，利用頭腦風暴法列出不同責任主體綜合管廊工程質量管理標準化清單項目，最后經(jīng)過多次專家討論，確定最終檢查清單。具體綜合管廊工程質量管理標準化檢查清單形成流程如圖1所示。

圖1 綜合管廊工程質量管理標準化檢查清單形成流程

1.2 可追溯過程

可追溯性即通過登記的識別碼，對商品或行為的歷史和使用或位置予以追蹤的能力[17]。就綜合管廊工程而言，為確?，F(xiàn)場評價質量管理問題時能夠追本溯源，找出問題癥結所在，需建立具有可追溯性的評價體系?？勺匪菪栽u價體系，即為了對綜合管廊工程實現(xiàn)從開工到交付使用全部過程評價的有效控制，保證綜合管廊工程的質量管理標準化而實施的對管廊質量管理的全程監(jiān)控。在評價不同階段的責任主體質量管理標準化實施情況時，需對上一階段評價結果中發(fā)現(xiàn)問題的整改情況進行復核，實現(xiàn)評價的可追溯性，使評價過程具有指導意義，如圖2所示。

圖2 可追溯過程

2 綜合管廊工程質量管理標準化評價指標體系

從工程質量管理的角度出發(fā)，綜合管廊質量管理評價對象可以是管廊建設活動中，任何一種管理措施的質量管理評定活動，包括工作方案、管理制度、指導圖冊、實施細則、工作手冊和實體質量等。即與綜合管廊質量管理標準化內容相關的質量管理評定活動，均可成為綜合管廊工程質量管理標準化評價對象。綜合管廊工程質量管理標準化評價的主要內容包括質量行為和實體質量，根據(jù)參建單位管理側重點的不同，其質量行為指標內容略有不同。

結合綜合管廊工程的建設特點，對鄭州市某管廊工程的各參建單位進行系統(tǒng)性問卷調查，構建質量行為評價指標體系如表1所示。

表1 質量行為評價指標體系

實體質量標準化評價內容主要包括管廊基礎工程、管廊主體結構及管廊附屬工程三個分部工程實體內容。參考《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》(GB 50838—2015)、《建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準》(GB 50300—2013)，并結合管廊工程施工質量特點，構建分部工程實體質量評價指標體系如表2所示。

表2 分部工程實體質量評價指標體系

進而采用綜合管廊工程質量管理標準化檢查清單的方式，針對各分部指標中的分項指標列出相應的檢查要求和說明，以便于度量。

3 綜合管廊工程質量管理標準化評價方法

3.1 評價方法

1)建立層次結構分析模型。

層次結構模型包括目標層、準則層、指標層及子指標層[11]，根據(jù)責任主體的不同，評價因素稍有不同，以施工單位為例，具體內容如下。

目標層：綜合管廊工程施工單位質量管理。

準則層(一層指標)：分別為質量行為和實體質量。

指標層(二層指標)：質量行為指標層為人員管理、技術管理、材料管理、分包管理、施工管理、資料管理、驗收管理；實體質量指標層為地基與基礎工程、主體結構、附屬工程。

子指標層(三層指標)：實體質量的指標層為實體控制指標，各分部分項工程的指標見表2。

針對目標層建立評價指標集U，針對準則層、指標層和子指標層建立評價指標集U的子集。

2)建立評價指標權重集。

① 采用1～9標度法[18]構造準則層相對于評價目標層的兩兩比較矩陣、二級評價指標相對于一級評價指標的兩兩比較矩陣及三級評價指標相對于二級評價指標的兩兩比較矩陣。即對于n個元素來說，得到兩兩比較判斷矩陣C=(Cij)n×n。其中，Cij表示因素i及因素j相對于目標的重要值。當i、j兩元素同等重要、i元素比j元素稍微重要、i元素比j元素明顯重要、i元素比j元素強烈重要、i元素比j元素極端重要、i元素比j元素稍不重要、i元素比j元素明顯不重要、i元素比j元素強烈不重要，以及i元素比j元素極端不重要時，Cij分別賦值為1、3、5、7、9、1/3、1/5、1/7、1/9。Cij={2, 4, 6, 8, 1/2, 1/4，1/6，1/8}則表示重要性等級介于Cij={1, 3, 5, 7, 9, 1/3, 1/5, 1/7, 1/9}之間。

② 計算各層次指標的單排序權重向量W并做一致性檢驗，具體過程如下。

針對每個判斷矩陣C，計算判斷矩陣C中每一行元素的乘積為Mi，

(1)

(2)

(3)

(4)

得到權重向量W，

W=[W1,W2…，Wn]T。

(5)

計算判斷矩陣C的最大特征值為λmax，

(6)

式中：(C·W)i為向量(C·W)中的第i個元素。

計算一致性指標CI，

CI=(λmax-n)/(n-1)。

計算一致性比率CR，

CR=CI/RI，

式中：RI為判斷矩陣的平均隨機一致性指標。RI的值根據(jù)1～9標度法的統(tǒng)計表確定，即當階數(shù)n為1、2、3、4、5、6、7、8、9時，對應的RI值分別為0.00、0.00、0.58、0.90、1.12、1.24、1.32、1.41、1.45。對于1、2階判斷矩陣，RI只是形式上的，因為其總是具有完全一致性，當階數(shù)大于2時，若一致性比率CR<0.10，則認為判斷矩陣具有滿意一致性，否則需要調整判斷矩陣，使其具有滿意的一致性。

3)構建評價集V。

根據(jù)綜合管廊項目管理階段標準化評價的特點及要求，選用符合性評價，將評價等級分為“符合”、“不符合”及“未涉及”三種，故評價集V={V1,V2,V3}={符合, 不符合, 未涉及}={1, 2, 3}。

4)單因素及多因素模糊評判，建立模糊關系矩陣R。

① 由p位評價專家對各評價指標進行精確判斷，得到評價結果，任一項評價結果為評價集V中的任一個元素Vh，h=1, 2, 3；

② 對所有評價結果進行整理，并計算模糊關系矩陣R中的元素Rnh，

Rnh=fnh/p，

式中：fnh為各評價指標獲得評價集V中任一個元素Vh的個數(shù)，得到模糊關系矩陣R為

式中：n為各評價指標集U或其子集中的元素個數(shù)。

5)模糊合成運算，得出模糊綜合評價結果。

① 將步驟2)中得到的各評價指標集U及其子集的權重向量W，及步驟4)中得到的模糊關系矩陣R，分別對應進行模糊合成得到其綜合評價向量B，

B=W·R=(b1,b2,b3)。

(7)

② 根據(jù)向量B計算得到模糊綜合評價結果的近似值Z，

(8)

式中：bq為向量B中的元素；q=1, 2, 3。

將計算得到的Z值與評價集V中的元素值進行比較，從而判斷得到評價指標集里各個指標的最終模糊綜合評價結果為符合、不符合或未涉及。

3.2 評價指標權重

在綜合管廊施工過程中，各參建單位管理的側重點不同，各責任主體的評價指標亦不同，且評價指標多為定性指標，具有模糊性特征。故采用層次分析法與專家經(jīng)驗法相結合的方法確定評價指標的權重。

將30份調查問卷分發(fā)至建設單位、勘察設計單位、監(jiān)理單位及施工單位，由各單位具有工程質量標準化管理和綜合管廊建設經(jīng)驗的專家，根據(jù)自身經(jīng)驗，對調查問卷中指標的相對重要性給出個人意見。進而采用層次分析法將定性評價轉化為定量評價，計算出不同責任主體的各指標權重值。

以建設單位為例，其一層指標U的權重值向量W計算過程如下。

3.3 評價實施過程

1)組建評價小組。

評價小組可由質監(jiān)站巡查組成員或邀請專家組成，或委托第三方評估公司代理。

2)確定評價內容。

由于各工程的施工特點不同，各責任主體的管理側重點不同，即綜合管廊工程各單位的質量行為及實體質量是動態(tài)變化的。針對綜合管廊工程不同的施工階段，需要選取合適的質量管理標準化評價指標內容，一般情況下，可由專家組成員根據(jù)國家標準、圖紙及技術規(guī)范，結合現(xiàn)場實際情況，選取本次評價的指標體系。同時對評價過程中需注意的問題進行簡單梳理，以提高評價的針對性和準確性。

3)開展評價。

根據(jù)具體的評價階段，確定評價主體及檢查內容后，由專家進行質量行為及實體質量的標準化評價，評價等級分為“符合”、“不符合”及“未涉及”三種。針對符合度較低的項目，由專家總結存在的問題，評價主體就評價結果進行整改，作為下一次評價的必查內容，可使評價過程具有可追溯性，如圖3和圖4所示。

圖3 質量行為標準化評價流程

圖4 工程實體質量標準化評價流程

4)計算評價結果。

① 利用YAAHP計算三層及二層評價指標權重，需滿足一致性檢驗，否則對權重進行調整后再檢驗。

② 整理統(tǒng)計評價小組的評價結果，進行單因素及多因素模糊評判，建立模糊關系矩陣，模糊合成運算，得出模糊綜合評價結果。

③ 進行評價及決策。

④ 總結本階段不同責任主體的問題并提出改進意見，作為下階段檢查的重點。

⑤ 與上一階段的評價問題總結進行比較，查驗上一階段的整改效果，提出針對性措施。

4 實例分析

鄭州市某綜合管廊(一期)工程的主干管廊長度7.74 km、支線管廊長度約3.06 km。管廊為三艙式：電力艙、綜合艙、天然氣艙，凈寬分別為2.5 m、7.2 m、1.9 m，高5.55 m，總寬13.25 m。這里以施工單位質量管理標準化評價過程為例對所提出的評價方法進行應用。

4.1 層次結構及權重向量

結合本工程施工特點，采用表1和表2中的施工單位質量行為及實體質量評價指標，建立相應的層次結構模型。進而確定各指標層的權重向量，如表3、表4。

表3 一層和二層指標權重

4.2 模糊綜合評判

1)建立模糊關系矩陣。

基于統(tǒng)計專家組的評價結果，得到各評價指標的模糊關系矩陣。質量行為模糊關系矩陣R1、地基與基礎工程模糊關系矩陣R21、主體結構模糊關系矩陣R22及附屬結構模糊關系矩陣R23分別為

2)一級模糊綜合評判。

根據(jù)式(7)，計算得到地基與基礎工程單因素評價向量為

主體結構單因素評價向量為

附屬工程單因素評判向量為

(3)二級模糊綜合評判。

質量行為模糊綜合評價向量為

實體質量模糊關系矩陣為

實體質量模糊綜合評價向量為

(4)三級模糊綜合評判。

綜合模糊關系矩陣為

則三級模糊綜合評價向量為

4.3 評價結果分析

采用式(8)，計算得到評價分值為0.783 0×1+0.217 0×2+0×3=1.197，比較評價分值與評價集V={V1,V2,V3}={符合, 不符合, 未涉及}={1, 2, 3}，故最終綜合管廊施工單位質量管理標準化綜合評價等級為“符合”。值得注意的是，評價過程中雖未出現(xiàn)“未涉及”情況，但也有“不符合”情況出現(xiàn)，表明施工單位質量管理存在問題，尚有較大提升空間。

質量行為標準化存在的問題主要包括資料不同步、材料浪費、分包制度不完善等。實體質量指標中，地基與基礎過程、主體結構及附屬工程的綜合符合度分別為0.801 7、0.785 8和0.717 2。結合質量管理標準化相關要求，可從以下方面提高施工單位質量管理標準化。

1)重視工程資料管理工作，制定完善的資料管理制度，確保施工資料的真實、準確和有效。

2)建立健全材料管理信息系統(tǒng)，完善材料管理制度，規(guī)范材料管理人員職責。

3)在分包管理方面，需制定嚴格的規(guī)章制度和管理程序，以規(guī)范分包工程管理操作。

4)在實體質量方面，要嚴格按照施工要求編制施工方案，并將施工方案內容進行多次技術交底；嚴格按照工藝樣板施工，對現(xiàn)場施工質量進行把控；加強現(xiàn)場安裝人員對附屬工程的重視力度，多次組織技術交底工作，將工程細節(jié)落實到位。

在下一階段開展評價時，需對本階段存在問題的整改情況進行落實。

5 結論

1)深入理解質量管理標準化評價內涵，依據(jù)相關國家規(guī)范、地方標準和企業(yè)經(jīng)驗及鄭州市部分綜合管廊工程參建單位的專家專題討論會和問卷調查，確定了綜合管廊工程各責任主體以及分部分項工程的完備性評價清單。

2)采用層次分析法和模糊綜合評判法對綜合管廊工程質量標準化管理過程進行清單式和可回溯式評價。將評價指標體系形成遞階層次結構，運用層次分析法及專家調查法確定各指標的權重，進而分層次進行模糊綜合評判，建立了綜合管廊工程質量管理標準化評價體系。評價方法具有過程化、定量化和可回溯性的特點，使評價結果更為準確、客觀和合理。

3)以鄭州市某綜合管廊工程為實例，對該工程施工單位質量管理標準化實施情況進行綜合評價，分析評價結果，就質量管理問題提出合理措施，以提高綜合管廊工程質量管理準化水平，且方法具有一定的普適性，可為相關工程借鑒參考。

4)參考土木工程驗收慣例以及所使用的常用語，采用了“符合、不符合、未涉及”的評價等級。后續(xù)將結合綜合管廊工程質量管理標準化評價的現(xiàn)場實際需求，設定更為科學合理的評價等級并進行評價方法的研究與推廣。