基于主成分分析法的病險水庫除險加固工程質量評價

季洪波

(遼寧省本溪市本溪滿族自治縣水務和移民事務服務中心，遼寧 本溪 117100)

0 引 言

近年來，為發(fā)揮水庫的功能效應水利部批準實施了近2000多座水庫的加固整治項目，經過多年的努力現已基本消除了水庫的安全隱患，完善了水利設施的管理體系和安全保障制度。然而，在工程施工時仍存在許多的困難與問題，這不僅體現在建設規(guī)模和施工技術方面，而且表現在質量控制科學、技術工藝不合理等方面。所以，當前除險加固工程亟待解決的關鍵問題是準確的掌握工程質量各因子間的作用關系，并對因子的影響程度作出科學判斷。為全面掌握除險加固工程的質量狀況，文章采用問卷調查法對項目管理和工程建設人員進行咨詢，探討了各風險因素在加固工程中的作用關系，這對于保證工程質量和前期工作的順利開展非常有必要[1-3]。

1 工程質量評價模型

1.1 評價指標

除險加固工程涉及到的環(huán)節(jié)多、內容復雜，未嚴格按照設計要求或任一環(huán)節(jié)出現問題均可對工程質量產生間接或直接的不利影響。為保證評價結果的可靠性和有效性，有必要從繁雜的各類因素中確定關鍵性因子。前提工作為保障加固工程質量的“源頭”，前期工作是否準備的充分直接決定著工期、質量和進度控制；項目主體與工程質量密切相關，將產生直接作用；資金投入不僅是整個工程的重要保障，而且是保證前期工作順利開展的必要條件。因此，應從資金投入、工程質量和前期工作3個方面綜合評價加固工程質量。在項目施工時，工程投資、前期準備與質量控制之間相互統(tǒng)一且互相矛盾，局部的側重某一點必然會對其他目標產生影響，反過來項目的整體目標又必受失控目標的制約。對于整個工程而言，項目的投資、前期準備與質量在本質上是等同的，而在具體的操作過程中往往存在不同的側重點。

工程施工前所作的準備工作主要有除險加固的目的、內容及各方面之間的關系，由此選取了加固內容、初步設計、設計審查、忽略不足、安全鑒定、地質勘察6項指標。結合已建工程建設管理經驗和質量目標要求，設計了配套資金到位情況、加固資金應用、工程材料、管理體制改革、招投標、問責困難程度、進度重要性、項目驗收、驗收后交接、政府監(jiān)督、監(jiān)理資質、監(jiān)理控制程度、監(jiān)理責任心、施工單位責任心、法人管理水平、項目負責人質量意識、項目分包、設計變更及質量控制措施等19項典型指標。依據資金的來源與使用流程，選取了資金投入、責任追究、分攤方式和地方配套等4項代表性因子。

1.2 評價模型

項目建設資金、工程質量和前期工作間存在相互作用關系，為了選取合適的質量評價方法，掌握三者各分指標的影響程度及其相互之間的作用關系，結合文獻資料確定了循環(huán)評價模型見圖1。模型中，工程建設資金和質量狀況受前期準備工作的影響，而工程質量和前期工作又受到建設資金的制約。實踐表明，無論在何種情況下工程運作的正確方法均是以質量控制為核心，施工過程控制直接決定著項目的質量水平。

圖1 工程質量循環(huán)評價模型

2 問卷調查結果分析

2.1 調查對象與方法

根據所構建的評價體系，結合具體情況采取問卷調查法對每個指標設計1-3個問題。然后采用面談、郵寄和電子郵件等方式，抽樣調查全國范圍內加固工程的管理與建設人員。采取面談、電子郵件和郵寄方式發(fā)放問卷數均為200份，收回的有效問卷數分別為150、182、85份。

2.2 評價結果

從資金、質量和前期工作3個子系統(tǒng)選擇的因子較多，為避免各因子單位與量綱不同而使得評價結果存在較大差異的情況，在評價計算前需對各參數作標準化處理。統(tǒng)計整理各有效問卷的調查數據，采用主成分法進行分析。該方法是由Hotelling等[12]提出的一種適用于多元因素的統(tǒng)計法，其基本原理是將多因素、多指標問題利用少數的綜合指標替代，從而系統(tǒng)范圍研究對象水平。對以上3個子系統(tǒng)中的各項因子利用主成分提取公共因子法分析，對負荷值<0.4的指標進行剔除，從而確定關鍵因子。

1)前期工作。采用主成分提取法剔除了評價體系中忽略不足、地質勘察兩個指標，因此在前期工作子系統(tǒng)中存在4項指標。根據這4項因子的具體內涵可將其分為兩大指標，即與政策相關和與工作環(huán)節(jié)相關的指標，主成分因子負荷矩陣在前期工作子系統(tǒng)中的計算結果見表1。從表1可知，工程程序是否滿足政策和規(guī)范要求為前期工作存在的主要問題，若除險加固政策較好且嚴格按照程序要求執(zhí)行，將保障前期工作的質量狀況。

表1 前期工作子系統(tǒng)負荷矩陣

2)工程質量。根據主成分提取法剔除了體制改革、監(jiān)理質量控制程度、監(jiān)理責任心、監(jiān)理資質、法人管理水平、工程進度、設計變更、質量控制措施及項目分包等9項指標，在工程質量子系統(tǒng)中還存在10項因子。根據這10項因子的具體內涵可大致分為6個指標，具體如下：責任心指標主要反映了項目參建各方的責任心問題，如項目負責人質量意識和施工單位的責任心；政府工作指標體現了與政府工作相關工作，如項目驗收后工程交接和政府質量監(jiān)督；質量控制指標可用于表征項目驗收、招投標、問責困難程度這三方面內容；進度指標體現了工期控制狀況；材料指標主要用于描述材料狀況；資金投入指標涵蓋了地方配套到位情況和加固資金應用這兩個因子。采用主成分提取法確定工程質量各指標因子的負荷矩陣，見表2。

表2 工程質量子系統(tǒng)的負荷矩陣

從表2可以看出，為提高除險加固工程質量水平應從如下幾方面措施，即加強政府監(jiān)督、施工單位責任性及項目負責人質量意識，最大限度的降低問責難度，完善項目資金使用與管理流程，確保工程驗收與交接、地方配套資金到位，選用適當的材料并嚴格控制招投標過程。

3)建設資金。結合建設資金各參數的具體內涵和提取結果，可將資金責任追究、分攤方式、資金投入和地方配套歸結為2個因子，具體如下：資金管理指標主要體現了與資金使用相關的因子，主要有資金責任追究和資金分攤方式兩項因子；資金投入指標體現了工程資金使用與來源，主要涉及工程投入和地方配套兩個因子。采用主成分提取法確定建設資金各指標因子的負荷矩陣，見表3。

表3 前期工作子系統(tǒng)負荷矩陣

從表3可以看出，在前期工作中充分發(fā)揮設計審查作用和提高加固必要性認識，嚴格按照程序開展各項工作，對于保證地方配套到位、充分利用資金投入和提高工程建設質量具有重要作用，另外科學合理的管理資金使用也可在一定程度上提升工程質量。

2.3 模型擬合分析

為保證評價結果的可靠性，還應根據AMOS、SPSS軟件和主成分分析結果檢驗、擬合所建立的模型。各一級主成分指標的得分即為相應子系統(tǒng)中各關鍵性因子的加和計算結果，然后擬合主成分得分。以前期工作中環(huán)節(jié)主成分因子為例，刪除加固內容和安全鑒定這2項指標由環(huán)節(jié)主成分因子替代，因此環(huán)節(jié)因子參與擬合計算的數值即為加固刪除內容和安全鑒定這2項指標的加和值。其他變量受某一變量變動的關聯(lián)程度利用擬合模型路徑圖中的系數描述，工程質量和建設資金的關聯(lián)度見圖2。從圖2可以發(fā)現，工程質量在提高1%的建設資金時會增大1.26%。

根據圖2中路徑系數計算結果，工程質量、前期工作與建設資金呈正相關性，即工程質量受建設資金的增大而提高，充足的建設資金是保證前期工作順利開展的重要條件；工程質量、建設資金與前期工作間呈正相關性，即前期工作準備的越好，則業(yè)主的責任心越強和建設資金投入越充分，相應的工程進度、質量和管理控制越好。另外，圖2還反映了工程質量受建設資金、前期工作的正影響偶用，且工程質量受資金投入的影響更為顯著；資金投入和前期工作之間存在相互作用關系，充分的準備前期工作可為提高工程管理水平和資金使用效率奠定基礎，科學合理的運用資金有利于前期工作的質量控制。

圖2 路徑系數計算結果

2.4 對比分析

綜合考慮影響工程質量的各關鍵性因子設計調查問卷，主要有施工質量、安全鑒定、地質勘探和建設投資等4個因子，調查統(tǒng)計結果見表4。從表4可知，在參與調查的所有對象中約60%以上的人認為影響加固工程質量的因素有施工質量差、安全鑒定不到位、地質勘探不到位和建設資金不足，該調查結果和主成分分析結果保持較好的一致性。

表4 問卷調查統(tǒng)計結果

3 結 論

加固工程質量各因素之間存在相互關聯(lián)作用，前期工作時保證建設資金規(guī)范化使用和管理的重要條件，且有利于提高工程質量、進度和管理水平。合理的使用建設資金是保證前期工作順利實施和項目質量的前提，為提高除險加固工程質量必須做好建設資金科學管理、合理使用以及前期工作。