基于多目標的大體積混凝土施工溫控方案評價體系研究

王光英

一、概述

大體積混凝土施工要求較高，工藝流程復雜，控制大體積混凝土的內部溫升和溫度應力，減少或避免溫度裂縫產生是大體積混凝土施工溫控方案研究的關鍵技術問題之一。本文針對大體積混凝土施工溫控，探討基于多目標優化方法，綜合考量工期目標、經濟目標、環境目標等，構建溫控方案評價體系，對選擇合適的溫控方案具有一定的參考意義。

二、溫控方案評價特點

溫控方案的評價是參照一定的標準，對不同溫控方案的優劣性進行評判的過程。由于大體積混凝土施工過程中影響因素較多，不僅要考慮溫控效果，還需要考慮工程投資、施工工期、環境影響、風險控制等多個因素，是一個復雜的系統評價工程，具體特點如下:

（一）整體性

大體積混凝土溫控施工涉及投資、工期、技術、效果、風險、環境影響等多因素，各部分因素可能相互矛盾，也可能相互依存，是一個復雜而又整體的工程系統，在進行溫控方案評價時應充分考慮多方面因素，建立整體評價體系。

（二）評價指標復雜

溫控方案的評價需要從整體考慮經濟效益、工期時間、技術科學性、溫控效果、風險管控和環境影響，這些方面所涉及的指標包括定性指標和定量指標，定量指標可以通過查閱文獻、規范或仿真技術進行實現，但定性指標難以用確切的數據表示，需要通過專家評分法等方式進行轉化定量，并對專家打分進行數據統計分析校驗。

（三）數據收集困難

大體積混凝土溫控方案評價需要收集大量的定性評價數據，收集評價數據難度較大，且數據搜集過程中人為因素或認知因素會引起數據產生較大誤差，影響對溫控方案的整體評價。

（四）缺乏系統的評價方法和實例

溫控方案的評價是多目標評價體系，針對大體積混凝土的溫控方案評價多局限于離散的研究成果，尚未形成系統的科學評價方法，也未形成可行的應用實例。

三、溫控方案評價內容

大體積混凝土的溫控方案評價過程中，需要依據多目標的關系構建相應的評價體系，確定合理的評價指標進行評價，給出相應結論。

基于多目標的大體積混凝土溫控方案評價內容包括：

（1）根據大體積混凝土澆筑的特點，得到溫控措施的經濟、工期、技術、效果、風險和環境的特征，構建評價體系，確定評價指標。

（2）對于擬采用的溫控方案，采用定性與定量相結合的方法確定評價指標系數。

（3）利用評價方法，對評價方案進行系統評價，得出評價結論。

（4）評價流程順序為：明確評價對象→分析選取評價因子→建立評價指標體系→選擇評價方法→確定指標權重→確定綜合評判方法→綜合評判。

四、溫控方案評價體系構建

（一）構建原則

評價指標的優劣關系到評價質量的好壞。在選取評價指標時，建議遵循下列原則：

1.概括性原則。所選評價指標應有較強的代表性，且范圍要廣，對多種溫控措施都要適用。

2.層次性原則。對于復雜的評價對象，應當根據研究系統的結構和邏輯，進行分層，使指標體系結構清晰，為確定各評價指標的權重提供方便。

3.定性與定量結合原則。堅持定性指標與定量指標相結合的原則，可以減少只有定性指標評價的主觀性和某些定量指標缺少數據支持而產生的誤差，使評價結果更加準確。

（二）評價指標確定

結合大體積混凝土施工特點及工程要求，在選擇評價指標時可以從經濟合理性、工期節省性、技術科學性、效果可靠性、風險管控性、環境影響性等方面進行確定。

1.經濟合理性。主要考量不同方案的工程投資，其中工程投資費用的構成有諸多分類，為了便于評價，在經濟合理性方面選擇材料成本、人工成本、機械成本、措施成本等四個指標。其中材料成本是溫控方案所需要耗費的材料費用，例如加冰、冷卻水管材料等費用；人工成本和機械成本，是指溫控方案所需要耗費的人工或機械的費用；措施成本是溫控方案所引起的措施費用。

2.工期節省性。主要考量不同方案的工期時間，根據其耗費時間的不同，將其分為人工耗費時間和機械耗費時間。

3.技術科學性。主要考量不同方案的技術可行性、可靠性和施工難易程度，主要從施工方技術人員儲備和技術掌握水平進行綜合考量。

4.效果可靠性。主要考量不同方案的施工效果，包括溫控效果和混凝土澆筑質量，例如采用拌和制冷等有可能會造成冰塊未完全融化，對混凝土的質量產生一定影響。

5.風險管控性。主要考量不同方案的施工風險以及風險的可控程度，例如采用現有的成熟技術，其風險會相對較小。

6.環境影響性。主要考量不同方案對環境的影響，例如施工中產生的廢料廢渣對環境的影響等。

（三）評價體系構建

根據上述評價指標的確定，評價體系的準則層包括經濟合理性、工期節省性、技術科學性、效果可靠性、風險管控性、環境影響性等6個方面，指標層包括材料成本、人工成本、機械成本、措施成本、人工時間等15 個指標，具體評價體系見圖1 所示。

圖1 溫控方案評價體系圖

五、結論

大體積混凝土的溫控方案涉及經濟、工期、技術等多方面因素，根據概括性、層次性原則和定性指標與定量指標相結合的原則，應當科學選取評價指標體系，綜合考慮溫控方案的經濟合理性、工期節省性、技術科學性、效果可靠性、風險管控性、環境影響性等，基于多目標優化方法，構建系統科學的溫控方案評價體系，實現對大體積混凝土溫控方案的合理評價，從而指導溫控方案的優選確定■