BIM技術(shù)在地下綜合管廊成本控制中的應(yīng)用

梁胡斌

（北京新航城開發(fā)建設(shè)有限公司，北京 102604）

1 引言

管廊排布的復(fù)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(xiàn)在成本上[1]。通過分析已有地下綜合管廊施工案例不難發(fā)現(xiàn)，影響項目成本的因素是相對復(fù)雜的，無論是在前期的設(shè)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(shè)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(huán)節(jié)[3]。從整體上講，設(shè)計人員對于成本的控制能力相對不足，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)主要是由于設(shè)計人員對管廊內(nèi)構(gòu)筑物以及相關(guān)管道等結(jié)構(gòu)與成本之間的關(guān)系缺乏深刻認識與客觀理解[4]。同時，受到設(shè)計要求的影響，與成本相比，其更加重視設(shè)計的新穎性和獨創(chuàng)性。其次，由于設(shè)計人員成本意識薄弱引起的另一個問題表現(xiàn)在設(shè)計階段缺乏對設(shè)計合理性的分析，導(dǎo)致在實際施工過程中出現(xiàn)無效建設(shè)，甚至是錯誤建設(shè)[5]。與之同步的相關(guān)采購工作也會出現(xiàn)問題，導(dǎo)致成本增加，另外，還會導(dǎo)致施工工期延長，這也是導(dǎo)致成本增加的主要原因之一[6]。

為此，本文對BIM 技術(shù)在地下綜合管廊成本控制中的應(yīng)用進行研究，并通過實例應(yīng)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(shè)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(shè)是一個系統(tǒng)工程，各個環(huán)節(jié)都會對成本造成直接影響，為此，本文結(jié)合地下綜合管廊建設(shè)的整體流程，利用BIM 技術(shù)實現(xiàn)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(yù)期范圍內(nèi)。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(jié)合實際情況，對目標(biāo)投資額、工期做出合理規(guī)劃，再將預(yù)期結(jié)果作為成本控制的目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，本文利用BIM 技術(shù)實現(xiàn)成本管控的方法如下。

2.1 設(shè)計階段的成本控制

對于設(shè)計階段，主要利用BIM 技術(shù)在可視性和可優(yōu)化方面的優(yōu)勢，將設(shè)計階段的項目信息傳輸?shù)紹IM 軟件中，并搭建以設(shè)計原稿為基礎(chǔ)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(shè)計上存在的不足，利用BIM 技術(shù)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(jié)果。

圖1 基于BIM技術(shù)的地下綜合管廊設(shè)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(shè)計人員也可以直觀地對設(shè)計方案中存在的問題做出準(zhǔn)確判斷，特別是針對存在碰撞沖突的設(shè)計，可以及時進行修改和優(yōu)化，避免施工中出現(xiàn)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(shè)計的合理性，也可以在極大程度上降低后期施工拆改導(dǎo)致成本的增加。在此過程中需要注意的是，BIM 輸出的碰撞結(jié)果是以理想施工環(huán)境為基礎(chǔ)的，而在實際施工環(huán)境中，可能已經(jīng)鋪設(shè)了相關(guān)的管廊，因此，需要結(jié)合實際情況在BIM 環(huán)境中補充相應(yīng)的信息，或者將獲取的基礎(chǔ)管廊鋪設(shè)信息作為BIM 對設(shè)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(shù)的可模擬屬性對施工進度進行分析，通過準(zhǔn)確預(yù)測短期內(nèi)施工所需材料種類及數(shù)量，為采購部門提供數(shù)據(jù)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(guī)程中，首先，要將目標(biāo)施工計劃導(dǎo)入BIM 中，并準(zhǔn)確采集每日施工進度，通過模擬進度與預(yù)期目標(biāo)之間的擬合關(guān)系，對軟件中短期內(nèi)施工進場的材料需求進行計算，并將其與現(xiàn)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(chǔ)，對材料采購部門制訂的采購計劃提出相應(yīng)的調(diào)整建議，降低施工進度與材料采購之間的偏差，避免出現(xiàn)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(gòu)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(chǔ)創(chuàng)建工程三維模型，為協(xié)調(diào)施工班組施工順序，減少施工沖突提供整體性指導(dǎo)。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(xiàn)有資源分配的合理性，避免出現(xiàn)局部資源過剩或不足引起的成本問題。

3 應(yīng)用實例

3.1 環(huán)境分析

以某地的地下綜合管廊及道路工程建設(shè)為例。該地下綜合管廊及道路工程是其所在地區(qū)的重點工程，其實施內(nèi)容包括地面道路工程、橋梁工程、跨河箱涵結(jié)構(gòu)工程、地下雨污水管道工程、地下綜合管廊結(jié)構(gòu)工程、廊內(nèi)給水、再生水、電力、燃氣、消防、弱電等專業(yè)工程及相關(guān)附屬工程的施工。預(yù)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(jié)點的設(shè)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(shè)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(chǔ)上，本文利用BIM 技術(shù)對項目周圍基本環(huán)境條件進行模擬，其結(jié)果如圖2 所示。

圖2 施工環(huán)境模擬圖

從圖2 中可以看出，施工環(huán)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(shù)模擬施工場地的三維布置時，可對設(shè)計方案不合理之處進行優(yōu)化，也可以對施工現(xiàn)場的功能分區(qū)和具體的施工路線進行優(yōu)化，以此為基礎(chǔ)實施地下綜合管廊的施工。同時，運用BIM 技術(shù)設(shè)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(chǔ)上制訂施工進度計劃，然后根據(jù)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(xù)施工階段進行及時調(diào)整。部分施工進度計劃見表1。

表1 部分施工計劃

經(jīng)統(tǒng)計分析，在此基礎(chǔ)之上，產(chǎn)生的效益情況如下：

1）通過采用BIM 技術(shù)對工程設(shè)計階段進行模擬，發(fā)現(xiàn)18個隱患碰撞點，通過改進設(shè)計方案，實現(xiàn)了設(shè)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(xiàn)由于拆改帶來的工期延誤和重建問題，節(jié)省約21 萬元的成本資金，減少無效工期8 d。

2）利用BIM 技術(shù)對施工進程進行實時模擬，并利用BIM技術(shù)提前預(yù)估出頂板、底板、墊層等耗材的用量，做好預(yù)算文件，協(xié)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(shù)對各施工區(qū)域的進度以及施工需求進行分析，現(xiàn)場溝通協(xié)調(diào)的效率實現(xiàn)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(jié)果不難看出，將BIM 技術(shù)應(yīng)用到地下綜合管廊的成本控制中，不僅可以降低成本，實現(xiàn)成本的有效控制，還能夠縮短工期，具有較好的應(yīng)用效果。

4 結(jié)語

本文對BIM 技術(shù)在城市地下綜合管廊成本控制中的應(yīng)用進行研究，對于相關(guān)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(shù)在信息處理上的優(yōu)勢，本文實現(xiàn)了對綜合管廊設(shè)計、材料采購以及施工管理階段的全面分析，解決了傳統(tǒng)管廊項目在成本控制上面對的難題。最終的實例應(yīng)用結(jié)果也表明，本文設(shè)計的方法對地下綜合管廊建設(shè)成本的控制具有明顯效果。通過本文的研究，以期為BIM 技術(shù)在施工中的多樣化應(yīng)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。