BIM?技術(shù)在城市軌道交通隧道工程投標(biāo)報(bào)價(jià)中的應(yīng)用研究

牛 蕾

（中交隧道工程局有限公司，北京 100024）

1 研究背景

隨著城市發(fā)展的步伐不斷加快，建筑信息模型（BIM）、三維可視化建模、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化控制、人工智能等技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用日趨成熟。利用計(jì)算機(jī)建立集成項(xiàng)目建設(shè)要求、施工環(huán)境、建設(shè)成本以及投標(biāo)報(bào)價(jià)等相關(guān)內(nèi)容的三維空間數(shù)字化模型，并利用此模型對(duì)項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性進(jìn)行表達(dá)，是建設(shè)領(lǐng)域發(fā)展中重要的技術(shù)手段。為使成本測(cè)算更精準(zhǔn)，智慧化、可視化、標(biāo)準(zhǔn)化、高效化等技術(shù)的研究與應(yīng)用勢(shì)在必行。

工程項(xiàng)目招投標(biāo)制度是我國(guó)現(xiàn)今城市軌道交通隧道建設(shè)的主要發(fā)承包形式，使用范圍廣泛。這種競(jìng)爭(zhēng)性的契約形式，不僅可以為建設(shè)單位甄選更佳施工單位和供貨商的過程提供便利，而且有利于在投標(biāo)廠商間形成良性競(jìng)爭(zhēng)，體現(xiàn)公平、公正、公開的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前，通過招投標(biāo)制度已能基本實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目造價(jià)、施工進(jìn)度及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的確定，但是資源浪費(fèi)、報(bào)價(jià)存在誤差、管理業(yè)務(wù)脫節(jié)等現(xiàn)象還是層出不窮，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享。通過將BIM技術(shù)融合到招投標(biāo)管理中，例如利用BIM技術(shù)所建立的3D模型，分析隧道內(nèi)的地質(zhì)情況、巖土情況、管道分布、線路設(shè)計(jì)，模擬隧道內(nèi)所需的材料、施工工藝工法和盾構(gòu)施工方法，可以不斷對(duì)工程實(shí)施計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，從而有效地提高各部門協(xié)同工作的能力和效率，實(shí)現(xiàn)分工明晰、配置優(yōu)化、物料選型明確、工程造價(jià)降低的效果。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以減少不必要的工作，避免材料的浪費(fèi)，解決傳統(tǒng)招投標(biāo)過程中存在的問題，提高企業(yè)招投標(biāo)的可靠性、核心競(jìng)爭(zhēng)力，從而使利益最大化。因此，在招投標(biāo)階段運(yùn)用BIM技術(shù)管理建設(shè)項(xiàng)目成為必然趨勢(shì)，且未來可開發(fā)的應(yīng)用價(jià)值巨大。

2 BIM 技術(shù)在投標(biāo)報(bào)價(jià)中的應(yīng)用

參加投標(biāo)的單位在購(gòu)買標(biāo)書后，招標(biāo)方會(huì)組織潛在投標(biāo)人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，針對(duì)潛在投標(biāo)人對(duì)招標(biāo)文件以及現(xiàn)場(chǎng)踏勘過程中存在的疑問進(jìn)行詢疑與答疑，此后才進(jìn)入編制投標(biāo)報(bào)價(jià)階段。因此，現(xiàn)場(chǎng)踏勘是投標(biāo)報(bào)價(jià)編制的基礎(chǔ)。BIM技術(shù)在這2個(gè)階段都具有一定應(yīng)用價(jià)值。

2.1 在現(xiàn)場(chǎng)踏勘階段中的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)踏勘作為投標(biāo)人在購(gòu)買招標(biāo)文件后真正涉入招投標(biāo)中的第一個(gè)環(huán)節(jié)，也是為后期投標(biāo)報(bào)價(jià)工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的重要環(huán)節(jié)。投標(biāo)人在現(xiàn)場(chǎng)踏勘中可以了解項(xiàng)目實(shí)施的場(chǎng)地和周圍的環(huán)境情況，從而獲取有效的信息，并據(jù)此制定投標(biāo)策略和投標(biāo)報(bào)價(jià)。

隧道工程作為城市軌道交通項(xiàng)目中最核心的組成部分，受地形、地質(zhì)條件的制約，施工工藝及工法相對(duì)特殊，在做造價(jià)的時(shí)候要考慮的因素很多。為防止后續(xù)施工中實(shí)際情況與原計(jì)劃相比出現(xiàn)過多差異變化，影響到投標(biāo)報(bào)價(jià)的準(zhǔn)確性，在踏勘時(shí)，踏勘人員需要結(jié)合隧道工程的特點(diǎn)，地形、地質(zhì)的特殊性，提前制定重點(diǎn)方案、關(guān)鍵工藝工法的實(shí)施方案，以及潛在的風(fēng)險(xiǎn)事件應(yīng)對(duì)措施。運(yùn)用BIM技術(shù)，可以將現(xiàn)場(chǎng)踏勘的情況，結(jié)合地形、地質(zhì)特征，進(jìn)行3D建模仿真，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造、巖土類型、周邊地形情況、隧道長(zhǎng)度、隧道走向、隧道（如明洞、暗洞、洞身）挖掘的工藝工法方案等因素進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析?；贐IM技術(shù)合理且科學(xué)的模擬，遵循?“一次設(shè)計(jì)、分期實(shí)施”的思想，從而制定方案，并持續(xù)跟蹤方案實(shí)施情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整其中存在偏差的部分，再根據(jù)模型反饋和機(jī)算結(jié)果，進(jìn)一步優(yōu)化方案，對(duì)模擬中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)源和事件提前做好預(yù)判，將有疑問的部分，作為答疑內(nèi)容，反饋至招標(biāo)人。

2.2 在投標(biāo)報(bào)價(jià)階段中的應(yīng)用

投標(biāo)工作的報(bào)價(jià)階段對(duì)于一個(gè)項(xiàng)目能否成功中標(biāo)起著決定性作用。投標(biāo)報(bào)價(jià)既考核報(bào)價(jià)人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的了解程度及專業(yè)能力，同時(shí)也考驗(yàn)他們與其他投標(biāo)人進(jìn)行博弈的分析能力。對(duì)報(bào)價(jià)人員而言，最重要的任務(wù)就是基于招標(biāo)文件中的工程量清單進(jìn)行報(bào)價(jià)。然而，招標(biāo)文件中的工程量清單和初設(shè)圖紙中的工程量信息太過模糊，很多隱藏工程量還需要憑據(jù)報(bào)價(jià)人自身的經(jīng)驗(yàn)去估算。在現(xiàn)場(chǎng)踏勘后進(jìn)行BIM建模，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工模擬情況制定的方案，模擬演練效果以及方案的優(yōu)化結(jié)果，可以對(duì)項(xiàng)目的施工過程、風(fēng)險(xiǎn)，以及隱藏的工程量和施工的工藝工法進(jìn)行模擬評(píng)估，最大程度地科學(xué)設(shè)定隧道施工的工期，更準(zhǔn)確地估算工程量清單報(bào)價(jià)，合理設(shè)置工序銜接，合理配置勞動(dòng)力、設(shè)備數(shù)量，從而避免虧損。

運(yùn)用BIM技術(shù)從人、材、機(jī)、法、環(huán)?5個(gè)角度協(xié)助報(bào)價(jià)工作的可能形式與效果如下。

（1）人。人工費(fèi)用日益增長(zhǎng)，在施工過程中占據(jù)很大比重；合理地安排崗位、使用人員，可以實(shí)現(xiàn)人員使用率最大化。利用BIM技術(shù)安排施工人員，明確分工，結(jié)合模擬工期和施工進(jìn)度，深化施工組織設(shè)計(jì)，優(yōu)化施工方案，可以大幅縮減成本測(cè)算中的人工費(fèi)。

（2）材。城市軌道交通隧道工程的顯著特點(diǎn)是工程量較大，對(duì)施工材料的要求和選用也十分嚴(yán)格；材料費(fèi)在工程造價(jià)的占比也大，通常占到工程總造價(jià)約三分之二的比例。隧道施工通常選用承載能力高的材料，從而避免安全隱患或因?yàn)槌休d力不足導(dǎo)致的隧道坍塌引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此，材料的購(gòu)買和選型異常重要。由于材料的價(jià)錢與其采購(gòu)時(shí)間也有著緊密的聯(lián)系，可利用BIM技術(shù)做好施工場(chǎng)景和用料的模擬工作，將材料的市場(chǎng)采購(gòu)價(jià)格實(shí)時(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行比對(duì)分析，便于在項(xiàng)目開展過程中進(jìn)行采購(gòu)管控。

（3）機(jī)。在城市軌道交通工程，尤其是隧道工程建設(shè)中，機(jī)械費(fèi)占總費(fèi)用的6%～10%。由于盾構(gòu)機(jī)的購(gòu)買費(fèi)非常昂貴，通常采用購(gòu)買和租賃混合的方式進(jìn)行施工。針對(duì)盾構(gòu)機(jī)的繁多型號(hào)，可利用BIM技術(shù)在成本測(cè)算時(shí)進(jìn)行精準(zhǔn)模擬，有效根據(jù)所需型號(hào)進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)的租賃，合理制定租賃周期和控制機(jī)械的空置率，并且更準(zhǔn)確地計(jì)算機(jī)械的維修費(fèi)用和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

（4）法。運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)地質(zhì)情況、巖土類型、周邊地形情況、隧道長(zhǎng)度、隧道走向、隧道（如明洞、暗洞、洞身）挖掘的工藝工法方案等進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而實(shí)施模擬創(chuàng)新工藝工法，達(dá)到高效施工、創(chuàng)新施工的效果。

（5）環(huán)。環(huán)境作為不可控的外在因素，如果判斷不準(zhǔn)確，會(huì)嚴(yán)重影響報(bào)價(jià)，對(duì)投標(biāo)或未來施工工作造成不可控的影響。結(jié)合氣象、水文、地質(zhì)的情況，在信息采集和大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，評(píng)估氣象、水文、地質(zhì)等方面的因素對(duì)施工造成的影響，可通過BIM技術(shù)提前模擬廢棄物品的處理和搬運(yùn)，將環(huán)境處理費(fèi)估算得更加精準(zhǔn)。

3 BIM 應(yīng)用于招投標(biāo)工作中存在的問題

3.1 基礎(chǔ)工作量大

在投標(biāo)工作中利用BIM技術(shù)進(jìn)行建模仿真，首先需要由BIM技術(shù)專業(yè)人員根據(jù)項(xiàng)目情況等比例建模，搜集地表地質(zhì)巖層信息，模擬盾構(gòu)施工的施工過程和工藝工法，觀察其可行性，再由專家組對(duì)項(xiàng)目的重點(diǎn)部分、工序、工法進(jìn)行研討，分析方案優(yōu)缺點(diǎn)，并逐層優(yōu)化，從而得到最優(yōu)方案，規(guī)避可控風(fēng)險(xiǎn)。此工作的工作量與傳統(tǒng)的投標(biāo)工作相比大幅增加。因此，BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)投標(biāo)的最終效果雖然明顯利好，但是為得到最終更為精準(zhǔn)的報(bào)價(jià)，相應(yīng)的人員用工與時(shí)間成本將增加。

3.2 信息共享滯后

利用BIM技術(shù)進(jìn)行投標(biāo)的報(bào)價(jià)工作，需要不同部門的眾多人員互相配合。在投標(biāo)的時(shí)候，投標(biāo)組通常由幾個(gè)部門聯(lián)合組成；各部門人員分工不清晰，以及不同部門人員間的合作有時(shí)存在溝通不暢的混亂現(xiàn)象。在施工組織設(shè)計(jì)、人員配置、材料選型、模擬采購(gòu)、機(jī)械使用等方面進(jìn)行合理分配和模擬的過程中容易造成采集的數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)共享，從而影響人工成本、時(shí)間成本以及信息成本的管理，以致出現(xiàn)信息共享滯后的問題。為解決這種問題，可以建立信息共享的數(shù)據(jù)庫(kù)，將所有需要的數(shù)據(jù)、信息實(shí)時(shí)入庫(kù)，并實(shí)時(shí)更新。

3.3 應(yīng)用普及程度低

相較于將BIM技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)和施工階段的案例，目前將BIM技術(shù)與投標(biāo)報(bào)價(jià)工作相結(jié)合的案例與施工單位還是很少，以至于大部分投標(biāo)報(bào)價(jià)人員對(duì)BIM技術(shù)的了解相對(duì)匱乏，投標(biāo)隊(duì)伍中缺乏熟練掌握BIM技術(shù)的專業(yè)人員，導(dǎo)致沒有實(shí)現(xiàn)BIM相關(guān)軟件的應(yīng)用普及，無(wú)法將BIM技術(shù)與報(bào)價(jià)工作有機(jī)結(jié)合到一起，不能充分體現(xiàn)BIM在投標(biāo)報(bào)價(jià)中的優(yōu)勢(shì)。將BIM技術(shù)普及到投標(biāo)工作中，還需要邁出艱難的一步。施工單位可以將專業(yè)技術(shù)人員與BIM技術(shù)人員協(xié)同管理，共同培養(yǎng)，逐步打造集BIM技術(shù)和專業(yè)知識(shí)于一身的專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)。

4 結(jié)論與展望

隨著BIM技術(shù)的發(fā)展及其在建設(shè)工程中應(yīng)用的拓展，針對(duì)BIM技術(shù)在城市軌道交通隧道工程招投標(biāo)中的應(yīng)用研究可以為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的投標(biāo)報(bào)價(jià)和工程實(shí)施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。利用BIM技術(shù)進(jìn)行隧道工程的3D建模，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行精確模擬、分析、跟蹤、優(yōu)化，為工程量清單的確定和工程的精準(zhǔn)實(shí)施、材料選型、資源配備、方案優(yōu)化、技術(shù)創(chuàng)新、過程管控、成本管控、造價(jià)控制、甚至后期的可變更項(xiàng)目提供依據(jù)和指導(dǎo)，可以在很大程度上為投標(biāo)最終報(bào)價(jià)的確定奠定基礎(chǔ)。

目前，利用BIM技術(shù)協(xié)助招投標(biāo)工作的應(yīng)用還處于研究的初級(jí)階段，面臨諸多困難與挑戰(zhàn)。在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，進(jìn)一步發(fā)展與革新招投標(biāo)工作中應(yīng)用的技術(shù)手段具有重要意義。一定程度上代表著建設(shè)領(lǐng)域第二次信息革命的BIM技術(shù)將積極推動(dòng)招投標(biāo)工作實(shí)現(xiàn)由0到?1的轉(zhuǎn)化，全面替代傳統(tǒng)的招投標(biāo)報(bào)價(jià)模式和方法。這一趨勢(shì)勢(shì)必可以引領(lǐng)未來招投標(biāo)工作的發(fā)展。