淺談變更方案的選擇

淺談變更方案的選擇

1影響最優(yōu)設(shè)計的因素模糊和多因素評價是對受多種因素影響的事物進行綜合評價的一種非常有效的多因素評價方法。在實際工作中,對一個事物的評價(或評估),常常涉及多個因素或多個指標,這時就要求根據(jù)這多個因素對事物做出多元評價,而不能只從某一因素的情況去評價事物,這就是多元決策。當前,隨著工程復(fù)雜性的增大,選擇變更方案時,需要考慮的因素也越來越多,在確定最優(yōu)方案時,要綜合考慮這些影響因素。比如有些變更在經(jīng)濟上可能是合理的,但也應(yīng)全面考慮對工期、質(zhì)量、安全等其他方面的影響。2設(shè)計變更方案選擇的模糊性和多樣性評價模型的建立2.1因素結(jié)構(gòu)構(gòu)造明確工程項目問題,提出變更方案評價對象(A、B)。建立影響方案判定的因素結(jié)構(gòu),把方案判定中需要考慮的因素按其關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)造成階梯層次模型。常用的方法為工作分解結(jié)構(gòu)法(WBS),變更項目最大的影響因素主要存在于工期、費用、安全、風(fēng)險、政策、不可抗力因素等,見圖1。2.2各因素的權(quán)重在上述影響因素集U={u1,u2,…,un}中,現(xiàn)有k個專家各自獨立給出各因素ui(i=1,2,…,n)的權(quán)重,如表1所示,可取各因素權(quán)重的平均值作為其權(quán)重。2.3影響因素的因子分析①將影響因素模糊集合U={u1,u2,…,un}分成若干組U={U1,U2,…,Uk},使得U=kUi=1Ui?Ui∩Uj=(i≠j)。其中U為所有影響因素的全集,Uk是U的子集。稱U={U1,U2,…,Uk}為第一層影響因素集,也即工期、費用等影響集合。設(shè)Ui={u(i)1,u(i)2,…,u(i)ni}(i=1,2…k),其中n1+n2+?+nk=k∑i=1ni=n,稱為第二層影響因素集,即第一層影響因素的子集。②建立評價評語模糊集合V={v1,v2,…,vm}(m=5),其中vm對應(yīng)的影響指標的評語分別為“優(yōu)、良、中、較差、差”;對應(yīng)的影響程度分別為“低、較低、中等、較高、高”。2.4計算綜合評判①先對第二層影響因素集Ui={u(i)1,u(i)2,…,u(i)n}的ni個因素進行單因素評判,即建立Ui到V的模糊映射:fi:Ui→~S(V)?~S(V)稱為V的冪集,即~S(V)={B?V};得單因素評判矩陣為:Ri=[r(i)11r(i)12?r(i)1mr(i)21r(i)22?r(i)2m?r(i)ni1r(i)ni2?r(i)nim](1)設(shè)第二層影響因素集ui的權(quán)重為Ai=(a(i)1,a(i)2,…a(i)ni),可求得綜合評判為Bi=Ai·Ri(i=1,2,…,k),用公式表示如下:Bi=(a(i)1?a(i)2??(i)ni)?[r(i)11r(i)12?r(i)1mr(i)21r(i)22?r(i)2m?r(i)ni1r(i)ni2?r(i)nim](2)②再對第一層影響因素集U={U1,U2,…,Uk}作綜合評判。設(shè)U={U1,U2,…,Uk}的權(quán)重為A=(a1,a2,…,ak),總評判矩陣為R1A=(B1,B2,…Bk)T,也就是第一層影響因素對評語集V的隸屬矩陣,可求得綜合評判B=A·R1A,B是對評判對象所做的一個模糊評判,是V的一個模糊子集。用公式表示如下:R1A=[B1B2?Bk]=[b11b12b13b14b21b22b23b24????bm1bm2bm3bmn]B=(a1?a2???ak)?R1A(3)2.5評價影響程度評價值的計算為更好的分析影響程度的不同,給出評語集V中各元素一個數(shù)量值,取V′=(0.4,0.5,0.7,0.8,1.0),利用D=V′BT將評價結(jié)果B轉(zhuǎn)化為一個具體的數(shù)值,作為最終評價影響程度的指標,最終評價結(jié)果介于0.4～1.0之間,如果最終值越接近1,影響程度相對較低;越接近0.4,影響程度越高,該方法便于不同方案橫向比較。3實例分析3.1工程區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及構(gòu)造總干渠工程為I等工程,隧洞作為其主要建筑物,為1級建筑物,設(shè)計流量為50m3/s,加大流量為60m3/s。隧洞洞線布置平面上為直線,縱坡為0.00067。結(jié)構(gòu)型式為洞內(nèi)安裝PCCP管,即隧洞開挖后進行初期支護,Ⅳ～Ⅴ類圍巖洞段再進行二次襯砌,成洞后在洞內(nèi)安裝PCCP管,洞壁和管道間回填混凝土。工程區(qū)主要分布的地層為薊縣系霧迷山組第四段大理巖夾滑石片巖,其頂部多被第三系殘積層,巖性為紅色黏土含碎石或含滑石碎片,黏土呈硬塑-堅硬狀態(tài)。工程區(qū)主要的斷裂構(gòu)造分述如下。F1斷層:為實測斷層,分布于隧洞進口SE180m處。斷層產(chǎn)狀:走向NE65°,傾向SW,傾角85°,破碎帶寬度2.5m。F2斷層:為推測斷層,分布于洞線埡口處。據(jù)地質(zhì)雷達探測和鉆孔揭露斷層規(guī)模較大,推測斷層產(chǎn)狀:走向大約SE170°,傾向NE。F3斷層:為推測斷層。該斷層是結(jié)合地質(zhì)雷達資料推測,斷層兩側(cè)巖層傾向從NE65°～75°轉(zhuǎn)變?yōu)镾E95°～100°,傾角漸大。斷層走向約為SE122°,傾向NE。3.2變更分析方法本文擬以隧洞施工中經(jīng)常發(fā)生的,由于設(shè)計變更及地質(zhì)原因造成石方開挖方量增大而引起的變更為例,結(jié)合前文介紹的理論方法對變更進行分析控制。3.2.1城門洞形隧道①由于根據(jù)設(shè)計通知隧洞開挖斷面由圓形改為城門洞形。城門洞形斷面高度、寬度均同原圓形開挖斷面直徑,頂拱角度為180°,各種圍巖類別支護參數(shù)同原設(shè)計,城門洞形隧洞底板不設(shè)支護。隧洞二次鋼筋混凝土襯砌內(nèi)配筋維護原設(shè)計,隧洞巖石錨桿抗拉拔力為80kN。②由于圍巖較破碎,在洞挖過程中,產(chǎn)生局部超挖,有承包方、監(jiān)理方、設(shè)計方共同簽認的由于地質(zhì)原因造成超挖的工程量。3.2.2修改設(shè)計和成本效益的確認更后石方洞挖、合同工程建設(shè)根據(jù)實際開挖工程量簽證單進行計算和復(fù)核,經(jīng)審核變更后石方洞挖工程量為109254.6m3,合同工程量為99279m3,凈增加9975.6m3,增加工程量占合同工程量的10.38%。變更合同價格時,金額按合同確定的第保根據(jù)合同文件規(guī)定,完工結(jié)算時,若出現(xiàn)由于變更工作引起合同價格增減的金額,以及實際工程量與工程量清單中估算工程量的差值引起合同價格增減的金額的總和超過合同價格(不包括備用金)的15%時,在除了按合同確定的變更工作的增減金額外,若還需對合同價格進行調(diào)整時,其調(diào)整金額由監(jiān)理人與發(fā)包人和承包人協(xié)商確定。若協(xié)商后未達成一致意見,則應(yīng)由監(jiān)理人在進一步調(diào)查工程實際情況后提出確定意見,征得發(fā)包人同意后將確定結(jié)果通知承包人。上述調(diào)整金額僅考慮變更引起的增減總金額以及實際工程量與《工程量清單》中估算工程量的差值引起的增減總金額之和超過合同價格(不包括備用金)的15%的部分。由于增加工程量占合同工程量的10.38%,未超出合同條款規(guī)定的15%,故超出部分單價不再變更,按照合同單價進行計量支付。對項目總投資的影響變更后增加石方開挖工程量9975.6m3,增加工程投資:9975.6m3×176.04元/m3=1756100元。影響設(shè)計直接竣工的效果本變更雖然工程量增加,但有利于隧洞開挖運輸,是趕工措施,可加快進度。3.2.3變更分析、評估和控制超挖墻體開挖合同文件中石方洞挖項目計量支付條件如下:a.施工圖紙中標明的設(shè)計開挖線是付款的依據(jù)。超出設(shè)計開挖線以外的超挖,及其在超挖空間內(nèi)回填混凝土或其它回填物所發(fā)生的費用,均應(yīng)包括在《工程量清單》該項目的單價中,發(fā)包人不再另行支付。b.除經(jīng)監(jiān)理人認可的地質(zhì)原因引起的超挖外,承包人在開挖過程中由于施工措施不當造成的超挖,均應(yīng)由承包人承擔超挖增加的費用,包括因超挖需要的回填混凝土或經(jīng)監(jiān)理人批準的其它回填材料的費用。局部超挖引起的質(zhì)量問題石方洞挖工作在隧洞開挖中較為重要,爆破效果的好壞直接對后續(xù)工序的施工造成影響,也直接影響工期,所以首先監(jiān)理工程師應(yīng)該做好前期工作,包括審核承包人的爆破設(shè)計,要求承包人根據(jù)爆破試驗選取合適的爆破參數(shù),并監(jiān)督承包人在實際施工中嚴格執(zhí)行。一般來講,洞挖過程中容易產(chǎn)生兩種超挖。一種是由于地質(zhì)原因,巖石節(jié)理裂隙發(fā)育,完整性較差,在爆破過程中由于受到擾動產(chǎn)生局部范圍超挖;一種是由于承包商自身原因造成,未能根據(jù)圍巖類別的變化,及時調(diào)整爆破參數(shù),導(dǎo)致超挖。一般規(guī)范要求:不允許有欠挖,超挖控制在20cm之內(nèi),在單價合同中,一般也都考慮了該部分超挖。但根據(jù)歷來隧洞開挖經(jīng)驗來看,超挖控制在20cm之內(nèi)是不容易實現(xiàn)的,必然會帶來超挖及回填等一系列問題。所以,作為監(jiān)理人,正確界定超挖由于何種原因造成,使之符合合同文件計量之規(guī)定,是進行計量支付的依據(jù)。如為第一種原因造成,需要有承包人、監(jiān)理人及設(shè)計方地質(zhì)工程師聯(lián)合進行鑒定,輔助以地質(zhì)素描及詳盡的地質(zhì)編錄,在幾方共同確認由于地質(zhì)原因造成超挖后,由承包人對超挖斷面進行測量,報監(jiān)理方審核確認。如第二種原因造成,需要監(jiān)理工程師嚴把現(xiàn)場關(guān),在每次爆破前檢查承包人是否按照圍巖類別、爆破設(shè)計進行造孔裝藥。當然這種原因造成的超挖是不予計量支付的,但由于超挖進行處理增加了工作量,容易造成扯皮現(xiàn)象,也給工程進度造成影響。需要注意的是,承包人為了追趕進度,即使地質(zhì)條件較差,也可能出現(xiàn)蠻干現(xiàn)象,具體表現(xiàn)為掌子面鉆孔時仍進尺較長、爆破孔裝藥較多,造成局部超挖嚴重。爆破后采用型鋼拱架支撐,塌空區(qū)采用石塊回填,而以地質(zhì)原因為由,要求計量超挖工程量及回填工程量。這樣一來給投資帶來增加,又給工程帶來安全隱患,針對這類現(xiàn)象,監(jiān)理人員應(yīng)嚴格控制。監(jiān)理工作可按如下步驟進行:a.嚴格檢查承包人掌子面鉆孔情況,是否按照圍巖類別及時調(diào)整爆破參數(shù),按照既定的爆破方案進行施工。b.爆破作業(yè)完成后,設(shè)計、監(jiān)理、承包人地質(zhì)工程師及時對爆破后情況進行描述,對圍巖類別進行判定,對支護參數(shù)提出意見,一般情況按照設(shè)計支護參數(shù)進行支護,如需加強支護,則由三方共同確認。c.要求承包人對爆破后隧洞成洞斷面進行測量,監(jiān)理工程師進行復(fù)核,準確計算爆破開挖石方量及超挖工程量,對欠挖部分可要求承包人機械方式處理,直至達到設(shè)計斷面要求。d.要求承包人及時進行資料整理并歸檔,主要進行用于計量支付和竣工驗收文件整理工作,按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。e.監(jiān)理工程師建立臺帳,對超挖引起的工程量進行統(tǒng)計,便于結(jié)算。替代基礎(chǔ)分析以本變更為例,采用因素分析法,對引起成本增加的因素進行評價,找出影響投資增加較大因素,可根據(jù)合同文件,進行相應(yīng)調(diào)整。石方洞挖項目合同合價為1768000元,實際合價為19436100元,比合同合價增加1756100元。分析成本增加的原因:a.分析對象是石方洞挖的成本,實際成本與目標成本的差額為1756100元,該指標是由工程量、單價、損耗率三個因素組成的。b.以目標數(shù)1768000元(=100000×170×1.04)為分析替代的基礎(chǔ):第一次替代工程量因素,以102000替代100000:102000×170×1.04=18033600元;第二次替代單價因素,以185替代170,并保留上次替代后的值:102000×185×1.04=19624800元;第三次替代損耗率因素,以1.03替代1.04,并保留上兩次替代后的值;102000×185×1.03=19436100元。c.計算差額:第一次替代與合同合價的差額=18033600-1768000=353600元;第二次替代與第一次替代的差額=19624800-18033600=1591200元;第三次替代與第二次替代的差額=19436100-19624800=-188700元。d.分析可知:工程量增加使成本增加了353600元,單價提高使成本增加了1591200元,而損耗率下降使成本減少了188700元。e.各因素的影響程度之和=353600+1591200-188700=1756100元,與合同合價與變更后合價的總差額相等。由以上分析可以看出,單價的變化給該變更帶來的影響較大,監(jiān)理人員應(yīng)在工作中引起注意。工程量增加引起的成本增加影響次之,但也占到了相當份額,也是進行投資控制的一個重點。此外,如選用先進的機械設(shè)備、提高鉆爆效率、提高作業(yè)人員的工作水平、減少資源損耗,可以有效降低成本。3.3施工方案比選由于工程進度滯后較多,合同工期已無法實現(xiàn),而該隧洞為全線節(jié)點工程,隧洞的貫通、完工對全線通水有重要意義。由于地形及地質(zhì)條件所限,開挖支洞也不能滿足條件。在廣泛采納有關(guān)單位和領(lǐng)導(dǎo)、專家意見的基礎(chǔ)上,經(jīng)認真分析研究了地形、地質(zhì)、工期、施工方法、拆遷占地等條件,為了加快工程進度,認為在目前的條件下,有以下兩種施工調(diào)整方案可供選擇,方案A:明挖埡口段方案;方案B:擴大設(shè)計豎井方案。此處通過應(yīng)用模糊決策的方法,對兩種可選方案進行對比,做出優(yōu)選。3.3.1影響因素分析通過分析,影響該變更方案選擇的主要有工期、費用、安全、風(fēng)險因素。首先建立影響因素層次結(jié)構(gòu),把引起需要考慮的因素按其關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)成階梯層次模型。3.3.2變更項目影響因素的查論分析為擇優(yōu)選取方案,請15位專家進行調(diào)查分析,該變更項目最大的影響因素主要存在于工期、費用、安全、風(fēng)險等方面。匯總專家意見,得如下影響評價表。3.3.3級因素集及權(quán)重①由上表,將因素集U={u1,u2,…,u12}劃分為二個層次:一級因素集U={U1,U2,U3,U4},權(quán)重A=(0.3,0.25,0.25,0.2)。二級因素集U1={C1,C2,C3},U2={C4,C5,C6},U3={C7,C8,C9},U4={C10,C11,C12},權(quán)重A1=(0.3,0.5,0.2),A2=(0.25,0.6,0.15),A3=(0.6,0.2,0.2),A4=(0.3,0.5,0.2)。②評判集V={v1,v2,v3,v4}其中“v1:較高,v2:高,v3:中等,v4:低”。3.3.4模糊綜合評價模糊綜合評價集可得工期因素影響第二層評價矩陣為:R1=[0.130.200.550.130.530.270.130.070.070.270.530.13]根據(jù)A1=(0.3,0.5,0.2),對工期影響第二層因素進行綜合評價:套用公式(2)計算可得:B1=A1·R1=(0.3,0.5,0.2)·R1=(0.32,0.25,0.34,0.1)類似的計算,可計算出費用、安全、風(fēng)險因素的模糊綜合評價集:B2=A2·R2=(0.25,0.6,0.15)·R2=(0.27,0.31,0.26,0.15)B3=A3·R3=(0.6,0.2,0.2)B1·R3=(0.41,0.3,0.2,0.08)B4=A4·R4=(0.3,0.5,0.2)B1·R4=(0.33,0.29,0.25,0.09)同理,可計算出方案二各影響因素的評價集如下:B′1=(0.25,0.24,0.42,0.1)B′2=(0.4,0.21,0.24,0.15)B′3=(0.5,0.32,0.14,0.03)B′4=(0.3,0.34,0.23,0.15)方案二總體影響的計算根據(jù)U1=(U1,U2,U3,U4),權(quán)重為A1=(0.3?0.25?0.25?0.2)?R1A=[0.32?0.25?0.34?0.10.27?0.31?0.26?0.150.41?0.3?0.2?0.080.33?0.29?0.25?0.09]R1B=[0.25?0.24?0.42?0.10.4?0.