BIM技術在地下綜合管廊成本控制中的應用

梁胡斌

（北京新航城開發建設有限公司，北京 102604）

1 引言

管廊排布的復雜性和多樣性使得管廊項目的實施具有明顯的不可控性，這種不可控主要體現在成本上[1]。通過分析已有地下綜合管廊施工案例不難發現，影響項目成本的因素是相對復雜的，無論是在前期的設計階段、采購階段，還是在后期的施工階段和施工管理方面，都存在著諸多不確定因素，直接或間接地影響著地下綜合管廊建設的成本[2]。鑒于這些影響因素對管廊成本造成影響的方式，對其加強管控成為成本控制中尤為重要的環節[3]。從整體上講，設計人員對于成本的控制能力相對不足，這種現象的出現主要是由于設計人員對管廊內構筑物以及相關管道等結構與成本之間的關系缺乏深刻認識與客觀理解[4]。同時，受到設計要求的影響，與成本相比，其更加重視設計的新穎性和獨創性。其次，由于設計人員成本意識薄弱引起的另一個問題表現在設計階段缺乏對設計合理性的分析，導致在實際施工過程中出現無效建設，甚至是錯誤建設[5]。與之同步的相關采購工作也會出現問題，導致成本增加，另外，還會導致施工工期延長，這也是導致成本增加的主要原因之一[6]。

為此，本文對BIM 技術在地下綜合管廊成本控制中的應用進行研究，并通過實例應用驗證了其有效性。通過本文的研究，希望能為地下綜合管廊建設項目的成本控制問題的解決提供有價值的參考。

2 地下管廊項目中的成本管控

由于地下綜合管廊建設是一個系統工程，各個環節都會對成本造成直接影響，為此，本文結合地下綜合管廊建設的整體流程，利用BIM 技術實現對其成本的控制。首先需要明確的是，成本控制目的并非最大限度地壓縮工程費用，而是將其控制在預期范圍內。因此，在研究開始之前，需要明確地下綜合管廊項目的施工要求，結合實際情況，對目標投資額、工期做出合理規劃，再將預期結果作為成本控制的目標。在此基礎上，本文利用BIM 技術實現成本管控的方法如下。

2.1 設計階段的成本控制

對于設計階段，主要利用BIM 技術在可視性和可優化方面的優勢，將設計階段的項目信息傳輸到BIM 軟件中，并搭建以設計原稿為基礎的地下綜合管廊分布信息三維模型，通過這樣的方式能更加直接地展示設計上存在的不足，利用BIM 技術的碰撞檢測功能，可以對地下綜合管廊排布的合理性作出有效分析。其中，圖1 為BIM 輸出的管線碰撞檢查結果。

圖1 基于BIM技術的地下綜合管廊設計碰撞檢測

通過這樣的方式，可以在項目前期對實際的施工建造情況進行全面了解，設計人員也可以直觀地對設計方案中存在的問題做出準確判斷，特別是針對存在碰撞沖突的設計，可以及時進行修改和優化，避免施工中出現整體性錯誤的可能性。這不僅可以提高地下綜合管廊排布設計的合理性，也可以在極大程度上降低后期施工拆改導致成本的增加。在此過程中需要注意的是，BIM 輸出的碰撞結果是以理想施工環境為基礎的，而在實際施工環境中，可能已經鋪設了相關的管廊，因此，需要結合實際情況在BIM 環境中補充相應的信息，或者將獲取的基礎管廊鋪設信息作為BIM 對設計檢驗的底層信息。

2.2 采購階段

對于采購階段的成本控制，主要利用BIM 技術的可模擬屬性對施工進度進行分析，通過準確預測短期內施工所需材料種類及數量，為采購部門提供數據支持，降低采購與工程實際需求之間的誤差。在具體的實施規程中，首先，要將目標施工計劃導入BIM 中，并準確采集每日施工進度，通過模擬進度與預期目標之間的擬合關系，對軟件中短期內施工進場的材料需求進行計算，并將其與現有的材料儲備信息進行比對，得出需要補采的信息。以此為基礎，對材料采購部門制訂的采購計劃提出相應的調整建議，降低施工進度與材料采購之間的偏差，避免出現由于材料不足引起工期延誤而帶來的額外成本，或者由于材料采購過量造成的直接浪費。

2.3 施工階段

對于施工階段的成本控制，主要是利用BIM 構建信息平臺，將項目各參與方的信息集中于同一信息化管理平臺，以此為基礎創建工程三維模型，為協調施工班組施工順序，減少施工沖突提供整體性指導。不僅如此，利用BIM 對實際施工進度進行分析，還可以有效提高對現有資源分配的合理性，避免出現局部資源過剩或不足引起的成本問題。

3 應用實例

3.1 環境分析

以某地的地下綜合管廊及道路工程建設為例。該地下綜合管廊及道路工程是其所在地區的重點工程，其實施內容包括地面道路工程、橋梁工程、跨河箱涵結構工程、地下雨污水管道工程、地下綜合管廊結構工程、廊內給水、再生水、電力、燃氣、消防、弱電等專業工程及相關附屬工程的施工。預計管廊主體需要多次與原有的三污干管交匯，因此，施工的主要難度在于對交匯節點的設計與施工，另外，管廊施工與周圍的道路施工是同步進行的，因此，需要在設計階段兼顧道路施工的進度。

3.2 施工場地策劃

在上述基礎上，本文利用BIM 技術對項目周圍基本環境條件進行模擬，其結果如圖2 所示。

圖2 施工環境模擬圖

從圖2 中可以看出，施工環境周邊道路的實際交通流量較大，且有多個橫交路口交織其中，因此，對施工工期的要求較高，且周圍施工材料的安置空間極為有限，對采購工作也提出了更高的要求。利用BIM 技術模擬施工場地的三維布置時，可對設計方案不合理之處進行優化，也可以對施工現場的功能分區和具體的施工路線進行優化，以此為基礎實施地下綜合管廊的施工。同時，運用BIM 技術設計管廊三維模型，如圖3 所示。

圖3 地下綜合管廊三維模型

3.3 效益分析

在上述基礎上制訂施工進度計劃，然后根據施工進度進行模擬分析，確定擬定的施工進度方案是否可行，完成項目施工后，對各階段最終的成本開銷情況進行分析，如有問題，在后續施工階段進行及時調整。部分施工進度計劃見表1。

表1 部分施工計劃

經統計分析，在此基礎之上，產生的效益情況如下：

1）通過采用BIM 技術對工程設計階段進行模擬，發現18個隱患碰撞點，通過改進設計方案，實現了設計端碰撞問題的及時修正，杜絕了實施施工過程的拆改返工問題。未出現由于拆改帶來的工期延誤和重建問題，節省約21 萬元的成本資金，減少無效工期8 d。

2）利用BIM 技術對施工進程進行實時模擬，并利用BIM技術提前預估出頂板、底板、墊層等耗材的用量，做好預算文件，協助降低采購部門采購量與施工之間的進度偏差，糾正了過量采購成本約12 萬元，由于采購材料不足引起的延誤工期成本約40 萬元。

3）利用BIM 技術對各施工區域的進度以及施工需求進行分析，現場溝通協調的效率實現的大幅提升，縮短了5%的工期，折合成本約50 萬元。

通過分析施工結果不難看出，將BIM 技術應用到地下綜合管廊的成本控制中，不僅可以降低成本，實現成本的有效控制，還能夠縮短工期，具有較好的應用效果。

4 結語

本文對BIM 技術在城市地下綜合管廊成本控制中的應用進行研究，對于相關工程項目的有效開展具有十分重要的借鑒意義。利用BIM 技術在信息處理上的優勢，本文實現了對綜合管廊設計、材料采購以及施工管理階段的全面分析，解決了傳統管廊項目在成本控制上面對的難題。最終的實例應用結果也表明，本文設計的方法對地下綜合管廊建設成本的控制具有明顯效果。通過本文的研究，以期為BIM 技術在施工中的多樣化應用提供幫助，也為地下綜合管廊項目成本的合理管控提供參考。