BIM技术在地下综合管廊成本控制中的应用

罗成希，夏 凡，邱 晨，文 帅

（中国建筑第二工程局有限公司，北京 100010）

随着城市化进程地不断加快和城市扩张地不断加速以及建筑功能的不断完善，使得城市地下管网的敷设与改造施工项目不断增加，很多城市始建于20世纪70～80年代的地下管网已经远远不能满足当前实际功能需求，因此在各地的地下综合管廊工程越来越多。

1 地下综合管廊项目

地下综合管廊是地下管网的集成化综合走廊，是敷设各类地下管线的主要隧道空间，包含了供水、供热、燃气、排污、电力、信号、通信等管线、系统工程，对于城市功能的实现有着极为重要的基础支撑意义。图1所示为某城市地下综合管廊规划示意图。

图1 某城市地下综合管廊规划示意图（部分）

地下综合管廊项目在当前各城市建设改造项目中占比越来越高，其项目建设热情即相关要求也越来越高，但由于国内地下综合管廊项目科学化统筹管理研究起步相对较晚，在很多地方依然存在着很多的不足。

1）施工难度相对较大 主要表现在地下综合管廊项目一般要涉及多个专业的特殊要求，而且在具体建设时还要考虑城市未来的基本规划和发展方向，因此跨专业、跨区域、跨政府部门的协调相对较多，也较为复杂。

2）项目建设资金保障存疑 国内地下综合管廊项目一般为政府采买项目，后期收入一般来源于政府财政补贴及各管线的入廊费，建设资金保障方面一直无法很好协调。

3）成本控制方面存在困难 对于地下管廊项目而言，由于其施工建设过程会出现有大量的变更，这些变更有的还源于地下地质条件的实际情况，有些来源于特殊专业的特殊要求，有些是施工图设计上存在的缺陷，这些变更的出现导致返工、窝工现象较为严重，费用控制相对较难。而且在具体的施工中，很多隐蔽工程的出现也使得成本控制的难度不断增加。

2 项目施工管理中的成本控制

项目施工管理中的三大控制指标：质量、进度、成本，决定了整个项目建设的成败与否，特别是其中成本控制方面，基本决定了建设方与施工单位的投入与利润，因此在各类工程项目建设中均要严格把控项目建设的施工成本。

在具体的应用中，施工成本的控制主要来源于人工成本控制、机械成本控制、材料成本控制等，其中根据施工进度的进行又可划分为施工前、过程中、过程后的成本控制等方面。

1）人工成本控制 主要方式有合理调配人力资源，最大化利用人力资源，提高工作效率，降低返工率等。

2）机械成本控制 主要有提高机械工具应用时间效率，提前规划科学施工，减少空置时间等。

3）材料成本控制 要充分利用现场所有的资源，降低损耗，同时在市场上选择相对价格低的材料，但要保障质量符合施工质量要求。一般在实际操作中材料的领取都是限额领取的方式，鼓励节约。

这些控制措施在一般的项目建设中均相对较容易实现，但对于地下综合管廊项目施工中则存在着较多的困难，一方面是地下综合管廊系统涉及面较广，过程中容易出现有各类变更和偏差，容易返工、窝工，另一方面是地下综合管廊项目涉及隐蔽工程的成本控制相对较为困难，有时经常出现有施工隐蔽工程由于各种原因导致材料浪费、工程量浪费等问题，比如在进行实际工程施工时由于无法准确判定当日工作量及工作进度，造成多领料在现场浪费严重或者现场由于少领料导致领料期间人力资源浪费等问题的出现。因此在地下综合管廊施工的成本控制一般相对困难，很难控制到位。这也是国内很多地下综合管廊施工项目施工效益相对不高的根源之一。在这种情况下，必须要采用一些新的技术方式来优化现场成本控制。

地下综合管廊施工项目的成本控制中，还有一个比较棘手的问题在于工程计量的准确性与可靠性，在很多地上建构筑物建设项目中相对较为简单的工程量计量套用到地下综合管廊施工作业时就无法有效计量，在大量地下工程和隐蔽工程的影响下计量大多有不少的偏差，这些偏差均会导致工程造价控制的不当，有极大可能会造成施工方的经济损失。

3 BIM技术在施工成本控制中的应用

BIM技术通过可视化的建模与数据集成来辅助现场作业管理，提升管理效率、降低重复作业概率同时预先对作业中可能出现的问题进行偏差分析，并通过分析找出恰当的处理方式，因此在当前很多项目建设中得到了广泛的应用和很好的使用。

BIM技术在地下综合管廊建设项目建设中的应用主要包括协同设计、工程量统计、施工工艺模拟以及施工过程控制等方面。

3.1 协同设计

在进行施工图设计之前，根据设计院给定的设计概况建立BIM模型，在模型构建时各相关专业如土建、安装、机电仪等将各自设计需求导入BIM模型中，通过初期的对接与沟通检查施工图设计中存在的问题，如碰撞、压线、冲突、交叉。

若在前期模拟设计时就发现有碰撞现象必须要立即进行施工图纸的调整和变更，若无前期的碰撞检查，在实际施工中碰到这类问题的解决是极为复杂，也是一大笔无关费用的支出负担。

而在协同设计阶段，由于利用BIM技术，充分的融入了各个施工阶段的不同工作任务安排，因此可以对材料入场时间进行预先性切分和管控，防止大量材料进场滞留引起的存储和二次转运费用的支出，也可以尽可能避免由于材料进场不足引起的现场人员、机械设备等空置的费用支出。

3.2 工程量统计

工程量统计是造价核算以及资金支付的重点支撑，而用传统的经验法或者一般性的软件操作，地下综合管廊的工程量统计容易产生有较多的偏差和问题，特别是涉及隐蔽工程的工程量统计方面，即便现场留有工作签单的情况下也会出现有大量的问题，因此运用BIM的可视化模型可以有效地解决这类问题出现的根源。根据总体设计图模拟划定的BIM模型可以清楚地对各个隐蔽工程及阶段性工程、分部分项工程的工程量进行计算，且该种计算式可追踪可复核的，这就从根本上解决了一大部分工程量无法核算或者核算不到位的问题。

3.3 施工进度模拟

进度目标控制的失当是成本目标控制不当的根源性因素之一，在很多项目上的成本控制出现偏差的主要根源都在于进度目标的失控，现场作业由于进度的协调不一使得大量的紧后事件无法及时跟进造成人力、物力等资源的浪费，而且由此导致施工整体成本的提升。而地下综合管廊项目施工又是一个多专业交叉的工作任务，受制于作业面的空间影响，各个作业工序有着极为严格的界面划分，因此在该方面出现问题对于成本控制极为不利。

BIM技术可以绘制施工进度模拟图，并根据各个阶段各个专业的不同需求分别输出该阶段所需的材料、人员、机械使用需求量并输出该阶段的重点管控工作，由此可以极大地减少由于多方协调不当引起的浪费问题。图2所示为将施工控制时间进度控制导入到BIM模型中的情况。

图2 施工时间控制点导入到BIM模型

3.4 施工工艺模拟

施工现场造成的浪费中另一个重要方面在于施工技术方案的临时调整，这种调整在装配式结构施工中较为常见，由于施工单位与预制单位一般不是同一家，这就使得在实际的装配作业时由于预制件的结构尺寸、性能、特点、要求没有提前沟通好导致现场临时施工方案的变更，特别是涉及到每台班几千甚至上万的吊装机械设备时，浪费相对较为严重，也是需要预先重点控制的点之一。

利用BIM技术进行在前期即进行施工工艺模拟，如吊装作业的模拟，在输出该阶段吊装工艺所需要求之后输出列表，提出具体的施工工艺要求，由此由相关单位进行施工方案的优化与改进，然后作业时便可减少不少类似的不匹配不协调的问题，图3所示为吊装作业方案的模拟。

图3 利用BIM对现场吊装作业场景的模拟

3.5 施工过程控制

施工过程控制是项目施工成本控制的核心阶段，在这个阶段一般重点考虑到的是各项资源的合理化调配，降低意外耗损率，而在具体的操作中在于人员、机具设备及材料的场内调配及根据各作业面实际作业情况的优化处理。

由于地下综合管廊施工过程中必然涉及大量的过路等作业，在作业时势必会由于交通管制、周边活动等影响对施工作业产生干扰，因此实际执行中很难严格依照已出的工作计划完成相应工作，因此传统上需要项目管理人员的个人经验来进行偏差的分析与即时的协调。

利用BIM软件的模拟分析，可以要求各专业、各作业面现场管理人员将每天工作面情况、作业执行情况进行统计和分析，并传输到BIM云管理平台上，通过云管理平台上的研究与分析，找出每阶段、每天现场作业存在的偏差同时即时调整下阶段、次日的人力物力机械设备材料等资源的使用计划，达到最大可能降低现场资源浪费的目的。

4 结语

BIM技术在地下综合管廊施工的管线综合以及维护计划等方面的良好应用也可不同方面的减少现场的浪费情况，优化成本控制，因此在实际的项目应用上有着极为出色的表现和极为广阔的应用空间。然而事实上当前很多地下综合管廊施工项目上由于缺乏足够的专业人才进行应用或是由于经验或者技能不足无法正确地发挥BIM软件的优势，使得其在实际管理中的表现大打折扣，这也是未来需要进一步研究和解决的工作之一。