BIM技術在地下綜合管廊成本控制中的應用

羅成希，夏 凡，邱 晨，文 帥

（中國建筑第二工程局有限公司，北京 100010）

隨著城市化進程地不斷加快和城市擴張地不斷加速以及建筑功能的不斷完善，使得城市地下管網(wǎng)的敷設與改造施工項目不斷增加，很多城市始建于20世紀70～80年代的地下管網(wǎng)已經(jīng)遠遠不能滿足當前實際功能需求，因此在各地的地下綜合管廊工程越來越多。

1 地下綜合管廊項目

地下綜合管廊是地下管網(wǎng)的集成化綜合走廊，是敷設各類地下管線的主要隧道空間，包含了供水、供熱、燃氣、排污、電力、信號、通信等管線、系統(tǒng)工程，對于城市功能的實現(xiàn)有著極為重要的基礎支撐意義。圖1所示為某城市地下綜合管廊規(guī)劃示意圖。

圖1 某城市地下綜合管廊規(guī)劃示意圖（部分）

地下綜合管廊項目在當前各城市建設改造項目中占比越來越高，其項目建設熱情即相關要求也越來越高，但由于國內(nèi)地下綜合管廊項目科學化統(tǒng)籌管理研究起步相對較晚，在很多地方依然存在著很多的不足。

1）施工難度相對較大 主要表現(xiàn)在地下綜合管廊項目一般要涉及多個專業(yè)的特殊要求，而且在具體建設時還要考慮城市未來的基本規(guī)劃和發(fā)展方向，因此跨專業(yè)、跨區(qū)域、跨政府部門的協(xié)調(diào)相對較多，也較為復雜。

2）項目建設資金保障存疑 國內(nèi)地下綜合管廊項目一般為政府采買項目，后期收入一般來源于政府財政補貼及各管線的入廊費，建設資金保障方面一直無法很好協(xié)調(diào)。

3）成本控制方面存在困難 對于地下管廊項目而言，由于其施工建設過程會出現(xiàn)有大量的變更，這些變更有的還源于地下地質(zhì)條件的實際情況，有些來源于特殊專業(yè)的特殊要求，有些是施工圖設計上存在的缺陷，這些變更的出現(xiàn)導致返工、窩工現(xiàn)象較為嚴重，費用控制相對較難。而且在具體的施工中，很多隱蔽工程的出現(xiàn)也使得成本控制的難度不斷增加。

2 項目施工管理中的成本控制

項目施工管理中的三大控制指標：質(zhì)量、進度、成本，決定了整個項目建設的成敗與否，特別是其中成本控制方面，基本決定了建設方與施工單位的投入與利潤，因此在各類工程項目建設中均要嚴格把控項目建設的施工成本。

在具體的應用中，施工成本的控制主要來源于人工成本控制、機械成本控制、材料成本控制等，其中根據(jù)施工進度的進行又可劃分為施工前、過程中、過程后的成本控制等方面。

1）人工成本控制 主要方式有合理調(diào)配人力資源，最大化利用人力資源，提高工作效率，降低返工率等。

2）機械成本控制 主要有提高機械工具應用時間效率，提前規(guī)劃科學施工，減少空置時間等。

3）材料成本控制 要充分利用現(xiàn)場所有的資源，降低損耗，同時在市場上選擇相對價格低的材料，但要保障質(zhì)量符合施工質(zhì)量要求。一般在實際操作中材料的領取都是限額領取的方式，鼓勵節(jié)約。

這些控制措施在一般的項目建設中均相對較容易實現(xiàn)，但對于地下綜合管廊項目施工中則存在著較多的困難，一方面是地下綜合管廊系統(tǒng)涉及面較廣，過程中容易出現(xiàn)有各類變更和偏差，容易返工、窩工，另一方面是地下綜合管廊項目涉及隱蔽工程的成本控制相對較為困難，有時經(jīng)常出現(xiàn)有施工隱蔽工程由于各種原因?qū)е虏牧侠速M、工程量浪費等問題，比如在進行實際工程施工時由于無法準確判定當日工作量及工作進度，造成多領料在現(xiàn)場浪費嚴重或者現(xiàn)場由于少領料導致領料期間人力資源浪費等問題的出現(xiàn)。因此在地下綜合管廊施工的成本控制一般相對困難，很難控制到位。這也是國內(nèi)很多地下綜合管廊施工項目施工效益相對不高的根源之一。在這種情況下，必須要采用一些新的技術方式來優(yōu)化現(xiàn)場成本控制。

地下綜合管廊施工項目的成本控制中，還有一個比較棘手的問題在于工程計量的準確性與可靠性，在很多地上建構(gòu)筑物建設項目中相對較為簡單的工程量計量套用到地下綜合管廊施工作業(yè)時就無法有效計量，在大量地下工程和隱蔽工程的影響下計量大多有不少的偏差，這些偏差均會導致工程造價控制的不當，有極大可能會造成施工方的經(jīng)濟損失。

3 BIM技術在施工成本控制中的應用

BIM技術通過可視化的建模與數(shù)據(jù)集成來輔助現(xiàn)場作業(yè)管理，提升管理效率、降低重復作業(yè)概率同時預先對作業(yè)中可能出現(xiàn)的問題進行偏差分析，并通過分析找出恰當?shù)奶幚矸绞剑虼嗽诋斍昂芏囗椖拷ㄔO中得到了廣泛的應用和很好的使用。

BIM技術在地下綜合管廊建設項目建設中的應用主要包括協(xié)同設計、工程量統(tǒng)計、施工工藝模擬以及施工過程控制等方面。

3.1 協(xié)同設計

在進行施工圖設計之前，根據(jù)設計院給定的設計概況建立BIM模型，在模型構(gòu)建時各相關專業(yè)如土建、安裝、機電儀等將各自設計需求導入BIM模型中，通過初期的對接與溝通檢查施工圖設計中存在的問題，如碰撞、壓線、沖突、交叉。

若在前期模擬設計時就發(fā)現(xiàn)有碰撞現(xiàn)象必須要立即進行施工圖紙的調(diào)整和變更，若無前期的碰撞檢查，在實際施工中碰到這類問題的解決是極為復雜，也是一大筆無關費用的支出負擔。

而在協(xié)同設計階段，由于利用BIM技術，充分的融入了各個施工階段的不同工作任務安排，因此可以對材料入場時間進行預先性切分和管控，防止大量材料進場滯留引起的存儲和二次轉(zhuǎn)運費用的支出，也可以盡可能避免由于材料進場不足引起的現(xiàn)場人員、機械設備等空置的費用支出。

3.2 工程量統(tǒng)計

工程量統(tǒng)計是造價核算以及資金支付的重點支撐，而用傳統(tǒng)的經(jīng)驗法或者一般性的軟件操作，地下綜合管廊的工程量統(tǒng)計容易產(chǎn)生有較多的偏差和問題，特別是涉及隱蔽工程的工程量統(tǒng)計方面，即便現(xiàn)場留有工作簽單的情況下也會出現(xiàn)有大量的問題，因此運用BIM的可視化模型可以有效地解決這類問題出現(xiàn)的根源。根據(jù)總體設計圖模擬劃定的BIM模型可以清楚地對各個隱蔽工程及階段性工程、分部分項工程的工程量進行計算，且該種計算式可追蹤可復核的，這就從根本上解決了一大部分工程量無法核算或者核算不到位的問題。

3.3 施工進度模擬

進度目標控制的失當是成本目標控制不當?shù)母葱砸蛩刂唬诤芏囗椖可系某杀究刂瞥霈F(xiàn)偏差的主要根源都在于進度目標的失控，現(xiàn)場作業(yè)由于進度的協(xié)調(diào)不一使得大量的緊后事件無法及時跟進造成人力、物力等資源的浪費，而且由此導致施工整體成本的提升。而地下綜合管廊項目施工又是一個多專業(yè)交叉的工作任務，受制于作業(yè)面的空間影響，各個作業(yè)工序有著極為嚴格的界面劃分，因此在該方面出現(xiàn)問題對于成本控制極為不利。

BIM技術可以繪制施工進度模擬圖，并根據(jù)各個階段各個專業(yè)的不同需求分別輸出該階段所需的材料、人員、機械使用需求量并輸出該階段的重點管控工作，由此可以極大地減少由于多方協(xié)調(diào)不當引起的浪費問題。圖2所示為將施工控制時間進度控制導入到BIM模型中的情況。

圖2 施工時間控制點導入到BIM模型

3.4 施工工藝模擬

施工現(xiàn)場造成的浪費中另一個重要方面在于施工技術方案的臨時調(diào)整，這種調(diào)整在裝配式結(jié)構(gòu)施工中較為常見，由于施工單位與預制單位一般不是同一家，這就使得在實際的裝配作業(yè)時由于預制件的結(jié)構(gòu)尺寸、性能、特點、要求沒有提前溝通好導致現(xiàn)場臨時施工方案的變更，特別是涉及到每臺班幾千甚至上萬的吊裝機械設備時，浪費相對較為嚴重，也是需要預先重點控制的點之一。

利用BIM技術進行在前期即進行施工工藝模擬，如吊裝作業(yè)的模擬，在輸出該階段吊裝工藝所需要求之后輸出列表，提出具體的施工工藝要求，由此由相關單位進行施工方案的優(yōu)化與改進，然后作業(yè)時便可減少不少類似的不匹配不協(xié)調(diào)的問題，圖3所示為吊裝作業(yè)方案的模擬。

圖3 利用BIM對現(xiàn)場吊裝作業(yè)場景的模擬

3.5 施工過程控制

施工過程控制是項目施工成本控制的核心階段，在這個階段一般重點考慮到的是各項資源的合理化調(diào)配，降低意外耗損率，而在具體的操作中在于人員、機具設備及材料的場內(nèi)調(diào)配及根據(jù)各作業(yè)面實際作業(yè)情況的優(yōu)化處理。

由于地下綜合管廊施工過程中必然涉及大量的過路等作業(yè)，在作業(yè)時勢必會由于交通管制、周邊活動等影響對施工作業(yè)產(chǎn)生干擾，因此實際執(zhí)行中很難嚴格依照已出的工作計劃完成相應工作，因此傳統(tǒng)上需要項目管理人員的個人經(jīng)驗來進行偏差的分析與即時的協(xié)調(diào)。

利用BIM軟件的模擬分析，可以要求各專業(yè)、各作業(yè)面現(xiàn)場管理人員將每天工作面情況、作業(yè)執(zhí)行情況進行統(tǒng)計和分析，并傳輸?shù)紹IM云管理平臺上，通過云管理平臺上的研究與分析，找出每階段、每天現(xiàn)場作業(yè)存在的偏差同時即時調(diào)整下階段、次日的人力物力機械設備材料等資源的使用計劃，達到最大可能降低現(xiàn)場資源浪費的目的。

4 結(jié)語

BIM技術在地下綜合管廊施工的管線綜合以及維護計劃等方面的良好應用也可不同方面的減少現(xiàn)場的浪費情況，優(yōu)化成本控制，因此在實際的項目應用上有著極為出色的表現(xiàn)和極為廣闊的應用空間。然而事實上當前很多地下綜合管廊施工項目上由于缺乏足夠的專業(yè)人才進行應用或是由于經(jīng)驗或者技能不足無法正確地發(fā)揮BIM軟件的優(yōu)勢，使得其在實際管理中的表現(xiàn)大打折扣，這也是未來需要進一步研究和解決的工作之一。