时间:2024-07-28
冯升学, 唐茂勇, 张光西
(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司, 四川 成都 610072)
工程后评价源于上世纪30年代美国,当时工程评价重点是财务分析,以财务分析的好坏作为评价项目成败的主要指标。随着世界经济的逐步发展,工程后评价的社会作用和影响力受到世界各个投资者的高度重视。我国的工程后评价始于上世纪80年代后期,近三十年来,相关部门相继开展了项目后评价工作并制定了相应的后评价方法,已经在公路、铁路、电力等领域中实施。滑坡整治工程后评价开展起步较晚,主要是由于滑坡整治效果评价是一项复杂的综合过程,其复杂性体现在滑坡防治涉及因素众多,地质条件复杂,系统规模大,评价的指标类型及质量标准不同,其指标描述的方式也不一样,如何将众多性质不同的评价指标有效融合在一起,是非常棘手的问题。因此,开展滑坡整治工程后评价体系的研究非常必要,并且具有重要的现实和指导意义。本文依托川藏公路前龙段Ⅰ号滑坡整治工程,构建了滑坡整治工程的后评价指标体系,为顺利开展本工程后评价工作奠定了理论基础,亦为今后类似滑坡整治工程后评价提供参考。
我国是一个多山国家,地质条件复杂,滑坡灾害尤为严重,给我国交通运输、厂矿、电站、城乡建设等造成了很大经济损失。过去数十年滑坡整治工程费用投入动辄上百万甚至上千万。人们迫切想知道以往整治的滑坡效果如何,设计采用的各种参数、安全系数以及计算方法是否合适。因此,如果能对滑坡整治工程效果有一个客观、公正的评价,用于指导类似滑坡进行优化防治,则效益巨大。
滑坡整治工程后评价是滑坡整治项目周期最后一个环节,是滑坡整治项目不可缺少的重要手段,是以滑坡整治效果的问题为主要研究对象,借助科学方法和手段,对已经完成的滑坡整治的目标、施工执行过程、整治效果、作用和影响等要素,构建指标体系,建立评价模型,通过计算进行系统、客观的分析。并且可及时反馈工程治理效果,为项目管理部门提供决策依据,使工程设计人员及时总结经验教训,促使滑坡勘察人员对滑坡性质有更为深入的了解,提高今后滑坡防治工程设计计算的准确性;同时可以通过信息的分析总结,进一步完善滑坡地质勘察理论和防治工程设计理论,最终使滑坡防治工程安全、经济、合理,也为整治项目过程中出现的问题提出改进建议,从而达到提高滑坡整治水平的目的。
川藏公路前碉桥至龙胆溪段滑坡群病害整治工程(以下简称“前龙段Ⅰ号滑坡整治工程”)是国家在“九五”末期为解决川藏公路在雅安境内的通行安全而实施的大型公路地质病害整治工程。该工程位于四川省雅安市天全县两路乡,二郎山东坡,龙胆溪右岸,国道318线K2 728 m~K2 732 m处,与二郎山隧道的东引道相连。滑坡群由Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号共三处滑坡组成,其中K2 729+920 m~K2 730+425 m段的Ⅰ号滑坡规模最大、破坏最严重,山体失稳,路基整体滑移下沉;K2 731+390 m~K2 731+790 m段的Ⅱ号、Ⅲ号滑坡,坡体浅层失稳,路面出现局部跨塌悬空。滑坡整治工程采用预应力锚索抗滑桩、预应力锚索框架、钢筋混凝土抗滑桩,辅以截排水措施、坡面防护和路面恢复等综合治理方案。整治工程于2000年开始,2003年完工,2005年竣工验收,工程质量优良,项目总投资超过7 000万元。项目管理单位四川交通厅公路局对该滑坡整治工程高度重视,按照竣工验收委员会的要求,开展前龙段Ⅰ号滑坡整治工程后评价工作研究。
滑坡整治工程后评价较一般工程项目更为复杂,除了要评价工程建设的经济、社会效益及其影响和作用外,还要从工程技术角度评价滑坡整治工程的设计水平、服务水平,包括:确定设计方法是否适宜,整治效果是否满足要求,工程实体是否安全可靠、经久耐用等。前龙段Ⅰ号滑坡整治后评价主要特点如下:
(1)多因素和多指标。评价的对象为整治后的Ⅰ号滑坡整治工程,涉及的因素繁多、规模庞大、结构复杂,因而描述滑坡整体特性和反映滑坡整治各个阶段目标的指标体系也很多,该滑坡整治工程后评价指标体系是多层次、多结构的;
(2)定性分析与定量分析相结合。在对Ⅰ号滑坡整治工程后评价的指标体系中,既有定量指标又有定性指标;
(3)动态分析与不确定性的结合过程。由于Ⅰ号滑坡整治体系是动态的,其体系结构是运动的,联系是过程中的联系,稳定是交换中的稳定。动态分析和不确定性分析对滑坡整治工程后评价至关重要。
本工程后评价工作必须遵循独立性、公正性、科学性、实用性的基本原则,还要从滑坡工程地质条件出发,采取现代系统数学理论做出综合评价。Ⅰ号滑坡整治工程后评价还应遵循以下主要原则:
(1)密切结合滑坡地质特征。滑坡整治本身就是一个工程病害治理的系统工程,工程结构必须对症下药,否则效果事倍功半;
(2)以现有设计规范的控制指标为依据。铁路、交通部门颁布系列“路基桥涵设计规范”中对滑坡抗滑结构设计与计算的基本原则,是对抗滑结构抗滑能力评价的基本原则;
(3)应与结构设计优化有所区别。抗滑结构优化设计是指经济、合理地决定结构物尺寸,检算结构的可靠性并使其满足抗滑结构规范要求的过程。而工程后评价则是利用特定信息对滑坡整治效果进行分析并做出评价。除了结构设计分析外,涉及对滑坡性质的认识、参数的选择、工程规模、施工工艺等;
(4)以现场实测受力与位移长期监测数据为基准。抗滑结构受力分布形式、受力大小关系到抗滑结构在使用期限内的安全性,反映了结构承载能力的发挥程度,是评价整治工程设计合理性的重要依据。实测受力分析比结构分析更为重要,是抗滑结构物设计实际验证。
(5)滑坡整治效果手段应具包容性。校核设计人员以对滑坡性质、滑带土强度参数和滑坡推力的选择合理性为前提,采用结构理论设计规范为指导,以现场受力测试、位移监测、结合数值分析方法为手段,建立合理的综合评价数学模型是滑坡整治工程效果后评价工作的根本。
对滑坡整治效果的后评价过程实质是收集、分析和反馈防治工程本身信息的过程,是对已经完成的整治工程项目的目标、施工过程、经济效益进行系统与客观的分析。目前,国内外常用的综合评价方法主要有:专家评价法、经济分析法、运筹学其它数学方法、灰色决策、可拓决策、成功度法、逻辑框架法等。各种评价方法有其自身特色,且均有其适用范围与背景。Ⅰ号滑坡整治工程后评价采用多种方法相结合的方式进行,其评价步骤如下:
确定评价指标集→确定权重→确定评价量样本矩阵→确定评价等级→建立白化权函数→计算灰色统计数→计算灰色评估权值及模糊权矩阵→算出模糊综合评判矩阵→计算评价结果。
前龙段Ⅰ号滑坡整治工程评价的主要内容及采用的相适应的方法见表1。
表1 前龙段Ⅰ号滑坡整治工程评价内容及方法
从Ⅰ号滑坡整治工程后评价指标值的特征看,可以将滑坡整治后评价指标分为定性指标和定量指标。定性指标是用定性的语言作为指标描述值,定量指标是用数据作为指标值。例如:边坡岩体结构特征有块状、镶嵌、碎裂结构等之分,则边坡岩体结构就是定性指标;而边坡滑动面的c、φ值等就是定量指标。从该工程后评价指标值的变化对评价滑坡整治不同阶段目标影响来看,可以分为一级指标;二级指标或次一级;次二级指标;关键指标或次要指标;通用指标或特殊指标等。例如,在评价滑坡稳定性时,滑坡本体指标可作为一级指标,而岩体结构、滑动面几何形状、滑坡规模等都为二级指标。
Ⅰ号滑坡整治工程后评价指标体系是众多指标组成的指标系统。在指标体系中,每个指标对滑坡整治不同阶段的某种特征进行度量,共同形成对该项目过程的完整刻画。
Ⅰ号滑坡整治工程中的任何系统和问题的存在都是为了实现其各阶段目标。它包括经济性目标、社会性目标、技术性目标、生态型目标等,该项目设置以下几种类型的评价指标:
(1)经济性指标。包括:投资成本、工程效益、建设周期等;
(2)社会性指标。包括:社会影响、生态环境、污染、持续性等;
(3)技术性指标。包括:滑坡整治过程、工程效果、工程寿命、可靠性、安全性、施工工艺水平、施工设备水平、技术引进等。
Ⅰ号滑坡整治工程后评价体系是一个多层次、多因素的评价系统,为了对多层次、多因素的问题进行评价,必须合理地构建一个滑坡整治工程后评价指标体系,使大量相互关联、相互制约的因素条理化、层次化。因此,如何设置滑坡整治后评价指标的数量是非常重要的,必须要适度,所选定的指标必须反映滑坡整治过程的某种特征,做到科学合理、符合所整治的滑坡工程实际情况。因此,在确定该工程后评价指标体系过程中,首先应该对滑坡整治工程后评价指标进行初步拟定,然后经过专家咨询、信息反馈、统计、综合归纳等环节,最后确定该工程后评价指标体系。其基本步骤如下:
(1)针对具体问题收集相关资料,提出评价该工程后评价目标及其影响因素;
(2)分析和比较各影响因素之间的关系,对指标进行筛选;
(3)经过优化后确定指标之间的层次和结构,即得到评价指标体系。
6.3.1 评价指标体系建立原则
在进行该工程综合后评价过程中,后评价指标不宜过多或过少。指标过多,存在重复性,会受干扰;指标过少,所选的指标缺乏足够的代表性。因此,在建立该工程后评价指标体系时应遵循以下原则:
(1)系统性原则。该工程后评价指标体系应能全面反映评价对象的本质特征和整体特征,指标体系的整体评价功能大于各分项指标的简单总和,指标体系层次清楚、结构合理、相互关联、协调一致;
(2)一致性原则。该工程后评价指标体系应与后评价目标一致,充分体现评价活动的意图。所选的指标既要反映直接效果,又要反映间接效果,不能将与其项目后评价对象、后评价内容无关的指标选择进来;
(3)相对独立性原则。同层次上的后评价指标不应具有包含关系,保证指标能从不同方面反映该工程的实际情况;
(4)可测性原则。该工程后评价指标能够容易被测定或度量,用数字说话。后评价指标含义要明确,数据要规范,资料收集要方便。因此,在建立指标参照系时,对若干与评价关系大的指标,虽然目前尚无法获得数据,但要作为定性指标设立,或作为建议考虑指标提出,以保持评价指标参照系的系统性和科学性;
(5)科学性原则。以科学理论为指导,以客观系统内部要素以及其本质联系为依据,定性与定量分析相结合,正确反映其项目整体和内部相互关系的数量特征。注重定量指标、绝对量和相对量结合使用;
(6)可比性原则。该工程后评价的指标体系可比性越强,评价结果的可信度就越大。指标和评价标准的制定要客观实际,便于比较。其项目后指标标准化处理中要保持同趋势化,以保证指标之间的对比性。
6.3.2 评价指标体系筛选原则
在对评价因素进行筛选时,不仅要针对具体的评价对象、评价内容进行分析,还必须采用一些筛选方法对指标中体现的信息进行分析,剔除不需要的指标,简化指标体系。常采用的评价指标筛选方法主要有专家调研法、综合法、分析法、交叉法等。其中,专家调研法是一种向专家征求意见的调研方法。评价人可以根据评价目标和评价对象的特征,在所设计的调查表上列出一系列的评价指标,分别征询专家对所设计的评价指标的意见,然后进行统计处理,并反馈咨询结果,经几轮咨询后,如果专家的意见趋于集中,则以最后一次咨询结果确定具体的评价指标体系。
采用专家调研法对该工程后评价指标进行筛选,结合Ⅰ号滑坡病害及其整治工程的特点,根据滑坡整治工程后评价应包含的评价方法内容,建立了该工程后评价指标体系,指标体系包括:5项一级指标(A1~A5)、13项二级指标(B1~B13)、39项三级指标(C1~C39)与16项四级指标(D1~D16),并对各项指标进行了关键指标、次要指标;通用指标、特殊指标的分类,其指标体系主要内容见表2。
川藏公路前龙段Ⅰ号滑坡整治工程后评价工作,按照表2构建的滑坡整治工程项目后评价指标体系相关内容,于2010年12月开始开展该工程后评价工作,2013年10月完成了该工程项目后评价,2014年1月24日,前龙段 Ⅰ 号滑坡整治工程后评价报告顺利通过四川省交通运输厅组织专家委员会验收。
表2 滑坡整治工程项目后评价指标体系
续表2
一级指标二级指标三级指标四级指标关键指标或次要指标通用指标或特殊指标效果后评价指标A5整治前评价B11整治中评价B12整治后评价B13对滑坡的认识程度C27整治工程设计合理性C28施工工期及难度C29施工顺序合理性C30质量控制措施合理性C31被保护对象整体使用效果C32排水工程效果C33浅层滑动治理效果C34抗冲刷措施效果C35结构受力与设计值之比C36滑坡及抗滑结构位移状况C37整治后滑坡影响因素的改变状况C38新技术、新工艺推广情况C39滑坡规模D1滑坡成因D2变形破坏机制D3岩性及结构D4水文地质条件D5滑动面几何形状D6滑带土c、ϕ取值的合理性D7滑坡体分块合理性D8浅层滑坡认识程度D9工程规模及造价D10抗滑结构选择的合理性D11排水措施选择的合理性D12抗冲刷措施选择的合理性D13抗滑结构设置位置的合理性D14抗滑结构受力的合理性D15工程设计实施的合理性D16关键指标关键指标次要指标次要指标关键指标关键指标关键指标次要指标通用指标特殊指标特殊指标通用指标特殊指标通用指标通用指标通用指标特殊指标特殊指标通用指标通用指标
(1)本文在项目后评价理论的基础上,根据前龙段Ⅰ号滑坡整治工程实际和特点,对该滑坡整治工程项目后评价特点、遵守基本原则、后评价的主要方法和指标体系建立与筛选原则进行了初步探讨和分析,构建了滑坡整治工程后评价指标体系,为前龙段Ⅰ号滑坡整治工程后评价工作顺利开展奠定了理论基础。
(2)本文构建的滑坡评价指标体系与方法主要是依托川藏公路前龙段Ⅰ号滑坡整治工程项目建立的,需要在滑坡工程后评价中不断完善和改进,但又不失一般性,可为其他类似滑坡整治工程后评价采用。在表2中,该评价指标体系中对各项指标进行了关键指标、次要指标与通用指标、特殊指标的分类,其中关键指标是滑坡后评价中需重点考虑的指标,次要指标相对影响程度较小;通用指标是所有滑坡整治工程后都可以采用的指标,而特殊指标则适用于川藏公路前龙段Ⅰ号滑坡整治工程后评价,其他类似滑坡整治工程后评价也可参考选用。
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