農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制技術

汪家麗

(霍邱縣排灌管理總站，安徽 六安 237400)

0 引 言

在農田水利灌溉防滲渠道施工管理中，受到施工環境和施工材料制約因素的影響，需要進行農田水利灌溉防滲渠道施工質量的優化控制，結合瀝青、集料和混合料的材料參數的優化控制分析，建立符合施工質量管理的規范化控制模型，通過施工質量的變異性參數分析，采用模型參數優化和線性規劃的方法，進行農田水利灌溉防滲渠道施工質量的動態規劃控制，分析農田水利灌溉防滲渠道的材料含量、混合料密度、空隙特征參數分析，進行農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制[1]。研究施工質量控制模型，對提高施工質量水平、節省工程開銷方面具有重要意義。

對農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制是建立在對施工質量參數動態分析和預測基礎上，通過質量圖模型參數分析，結合穩定度指標參數分析，實現施工質量參數控制。當前，對農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制方法主要有基于QC(質量控制)/QA(質量保證〉(Quality Contro1/Quality Assurance)控制的施工質量控制技術[2]、基于AHP層次化分析的農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制技術等[3-5]，通過創建算法，在多機操作的情況下計算出壓實參數，實現施工控制優化，但傳統方法進行農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制的動態管理能力不好。

針對上述問題，本文提出基于層次分析法的農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制技術。首先進行農田水利灌溉防滲渠道施工質量分布參數檢測，進行施工質量控制圖模型分析，對農田水利灌溉防滲渠道施工質量分布數據的形態特征和離散程度進行量化指標分析，實現農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制優化設計，最后進行實驗測試，展示了本文方法在提高農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制能力方面的優越性能。

1 施工質量控制的模型對象及參數

1.1 施工質量控制模型對象

基于數理統計分析方法，建立農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制的對象參數模型，采用實證數據特征分析，建立生產過程的質量監控和數據分析模型，通過提取農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制的約束參量模型，在完善施工質量管理體系下，分析農田水利灌溉防滲渠道施工質量相關的施工材料、投資、人為因素，結合相似度特征檢驗分析[6]，采用隨機抽樣檢測的方法，進行農田水利灌溉防滲渠道施工的相關性檢測和控制圖模型參數分析。農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制圖由控制上限(UCL)和控制下限(LCL)及中心線(CL)組成，見圖1。

圖1 農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制圖

圖1中，中心線CL代表產品質量特性值的平均值。根據圖1中3條控制界限的位置分布，構建農田水利灌溉防滲渠道施工質量過程控制的非線性徐變關系模型[7]，采用控制對象圖模型參數，得到農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制的正態分布模型，用a表示施工質量控制的相關系數，f(a)表示控制約束函數，采用平均值和極差控制圖使f3(a)≤af(a)>f2(a)，則農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制的判決條件為：

1)f有一周期點，通過各因素序列幾何形狀的相似程度判斷，得到{p|p為f的周期}=Z+。

2)存在灰關聯決策函數分布集合S?I-P(f)，滿足：

其中，P(f)?{x|x為f的周期點}，針對因素分析、優勢分析及綜合評價，得到的f(x)為質量控制輸出的全部周期點集合。如果從x0開始，在影響因素的共同作用下，按照迭代方程xn+1=f(xn)迭代，得到農田水利灌溉防滲渠道施工質量分布區域經過k次迭代后輸出的最優控制組合點為x0，即x0=fk(x0)，根據統計f(x)的周期點，得到k則是f(x)的周期。根據上述判斷條件，采用主成分分析和逐次迭代，進行農田水利灌溉防滲渠道施工質量評價[8]。

1.2 農田水利灌溉防滲渠道施工質量因素評價

通過控制原材料、生產過程優化及平整度變異特征分析方法，通過控制原材料質量因素，優化生產過程[9]，采用層次結構分析的方法，通過各因素序列幾何形狀，得到灰關聯差異信息空間統計特征量為Qs，輸出的平均值〈Qs〉，采用標準差和變異系數分析，并與Q0比較，構建農田水利灌溉防滲渠道施工質量因素的偏差分析模型，用偏差σs來表示抵抗剪切變形參數。〈Qs〉一定時，偏差σs越大，通過對農田水利灌溉防滲渠道施工的黏度及結構應力參數分析[10]，在顯著度S水平下，得到致密程度和瀝青質量性能的指標表征模型。各標段的渠道施工層次結構評價函數滿足：

(1)

式中：〈Qs〉為N批次施工質量統計數據的判別統計量值的均值；σs為N批次施工質量統計數據的評價偏差，即

(2)

(3)

根據上述模型結構設計，建立農田水利灌溉防滲渠道施工質量因素評價模型，結合質量對比分析及穩定性檢驗分析，進行施工質量的控制和動態評價[11]。

2 農田水利灌溉防滲渠道施工質量檢驗評估

采用層次結構分析的方法進行施工質量控制圖模型分析，對農田水利灌溉防滲渠道施工質量分布數據的形態特征和離散程度進行量化指標分析，采用Sigma檢驗方法[12]，通過各因素序列幾何形狀的相似程度檢驗，建立以Qs值的概率分布統計分析模型，分析施工質量的狀態特征分布。概率密度函數為：

(4)

其中：

(5)

通過關聯度分析的方法，將農田水利灌溉防滲渠道施工質量因素建立起數值聯系[13]，見圖2。

圖2 農田水利灌溉防滲渠道施工質量因素建立起數值聯系分布曲線

圖2中，描述的是p(Qs)～(Qs)曲線，S為描述施工過程中存在的質量問題的概率特征值，當S大到使Qs的分布遠離Q0，或者說Q0應在Qs大部分分布之外，農田水利灌溉防滲渠道施工質量評價模型表現為一個正態分布p(Qs)，Q0完全在p(Qs)分布之外，得到農田水利灌溉防滲渠道施工質量的置信度為95%。在統計檢驗中，拒絕施工驗收的概率為α=5%，得到的Q0與〈Qs〉之差超過某一臨界值Qc，進度、成本、質量管控的統計特征量滿足p(|Q0-〈Qs〉|>Qc)≤0.05，即Q0只在p(Qs)面積不到5%的陰影部分才與Qs無差別，此時施工質量控制輸出滿足顯著度水平。

采用層次分析方法，對農田水利灌溉防滲渠道施工質量分布數據的形態特征和離散程度進行量化指標分析[14]，在圖2中，進度管控下施工質量有效性評價的概率2.5%。對于標準正態分布(σs=0,〈Qs〉=0)應有：

(6)

式中：z2=-z1為拒絕區域與虛假設成立的所謂置信區間的交界處，z2=-z1=1.96。

根據項目的計劃和工期，結合BIM技術，建立農田水利灌溉防滲渠道施工質量評價的模型參數。采用可視化模擬的方法，得到：

|〈Qs〉-Qc|/σs=z1=1.96≈2.00

由此可得施工質量控制的判據：

1)S≥2.00 虛假設以95%概率不成立，農田水利灌溉防滲渠道施工質量滿足施工標準。

2)S<2.00 虛假設成立，原數據是線性的，農田水利灌溉防滲渠道施工質量不滿足合格標準。

由此得到農田水利灌溉防滲渠道施工質量評價的統計檢驗模型[15]。實現流程見圖3。

圖3 農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制實現流程

3 實驗測試分析

在實證檢驗中，采用SPSS統計分析軟件，進行農田水利灌溉防滲渠道施工質量評價和控制。施工現場模擬圖見圖4。

圖4 農田水利灌溉防滲渠道施工現場模擬圖

農田水利灌溉防滲渠道長度為12 km，路基寬度為2 m，各標段面層結構為細粒式改性瀝青混凝土 SMA-13，在下面層為密級配瀝青穩定碎石 ATB-25，封土層為熱熔橡膠瀝青碎石封層。見圖5。

圖5 農田水利灌溉防滲渠道施工結構類型

根據上述實驗參數設定，進行施工質量控制的技術參數指標優化，見表1。

表1 施工技術參數優化

根據上述參數優化結果，進行農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制，得到控制收斂曲線，見圖6。分析圖6可知，本文方法提高了農田水利灌溉防滲渠道質量水平，質量效益的增量比傳統方法提升24.7%和25.5%，控制穩定性較好。

圖6 控制收斂曲線

4 結 語

采用模型參數優化和線性規劃的方法進行農田水利灌溉防滲渠道施工質量的動態規劃控制，本文提出基于層次分析法的農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制技術，在完善施工質量管理體系下，分析農田水利灌溉防滲渠道施工質量相關因素，采用主成分分析和逐次迭代進行農田水利灌溉防滲渠道施工質量評價。結果表明，采用本文方法進行農田水利灌溉防滲渠道質量控制的收斂性較好。