市政與地鐵共建地下管廊施工過程的成本控制研究

李亞軍

摘要：簡述了現(xiàn)有施工成本控制方法，針對市政與地鐵共建地下管廊施工成本產(chǎn)生的特點，詳細闡述了采用多種現(xiàn)代科學方法，通過事前預測、事中控制以及事后糾偏這3個步驟，設(shè)計了市政與地鐵共建地下管廊施工過程的成本控制方法，通過工程實例驗證了該項研究成果達到了降本增效目的，對成本控制效果良好，具有可行性。

關(guān)鍵詞：市政與地鐵；地下管廊；共建施工；成本控制

0? ?引言

市政與地鐵共建地下管廊工程，就是為了實現(xiàn)城市地下管線的統(tǒng)一規(guī)劃與管理，建造一個可以將市政和地鐵的大部分管線集于一體的隧道空間的工程。與其他工程相比，市政與地鐵共建地下管廊工程的消費性質(zhì)偏向公益性，所以引發(fā)了其間接效益難以量化的問題。

為確保地下管廊內(nèi)部空氣順暢流通，必須配備吊裝口、排風井等附屬設(shè)施。在這些因素的影響下，市政與地鐵共建地下管廊工程施工過程的成本消耗較高，這不僅影響建設(shè)單位的利益，而且影響施工單位的成本，因此嚴格把控其施工成本至關(guān)重要。

1? ?現(xiàn)有施工成本控制方法

由于我國現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展比一些西方國家較晚，所以在施工成本管控方面的研究也較晚。文獻[1]作者張潤沂等人利用BIM軟件的搜索算法對建設(shè)項目成本進行管理，解決了成本管理精度要求高、難度大等矛盾與瓶頸問題。文獻[2]作者杜鍍等人在工序復雜的地鐵隧道施工中運用遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與免疫粒子群算法，有效描述了施工進度與成本之間的非線性關(guān)系，進而實現(xiàn)了施工成本優(yōu)化。在成本研究過程中，我國大部分學者選擇定量分析方法對施工成本進行管控。本文在此基礎(chǔ)上，針對市政與地鐵共建地下管廊施工中的成本控制展開了進一步研究。

2? ?地下管廊施工成本控制研究

市政與地鐵共建地下管廊施工中的成本控制是一個動態(tài)的控制過程[3]，其成本控制工作較為復雜。本文針對市政與地鐵共建地下管廊施工過程的成本控制特點，按照成本的產(chǎn)生順序，將其劃分為事前預測、事中控制和事后糾偏這3個階段。

2.1? ?事前成本預測

市政與地鐵共建地下管廊施工的初期，結(jié)合成本影響因素，對施工成本進行事前預測。市政與地鐵共建地下管廊施工成本的影響因素很多，本文從內(nèi)部與外部2個層面，對影響因素進行歸類劃分。共建地下管廊施工成本影響因素如表1所示。

基于表1所示的影響因素，構(gòu)建一個支持向量機SVM（Support Vector Machine）模型，進行施工成本預測。SVM是一種基于核函數(shù)將影響因素映射至高維空間，通過尋找最優(yōu)超平面來進行預測的結(jié)構(gòu)。將樣本數(shù)據(jù)值設(shè)為下列公式：

B={（Xi，Yi）∣i=1，2，…，n∣}? ? ? ? ?（1）

式（1）中：B為樣本數(shù)據(jù)值，Xi為第i個影響因素的輸入值，Yi）為預測輸出值。那么在SVM模型中為實現(xiàn)施工成本的預測，需要構(gòu)建一個回歸函數(shù)作為核函數(shù)，其表達式如下：

?（Yi）=[ω，g（Xi）]+p? ? ? ? ? ? ?（2）

式（2）中：?（Yi）表示回歸函數(shù)，ω表示影響因素的權(quán)重；g（Xi）表示映射函數(shù)；p表示偏置項。將表1中所示的影響因素作為指標輸入SVM模型中，經(jīng)過模型的學習訓練即可輸出市政與地鐵共建地下管廊施工成本的預測結(jié)果，為事中控制和事后糾偏提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.2? ?事中成本控制

2.2.1? ?費用偏差

在獲取市政與地鐵共建地下管廊施工成本預測數(shù)據(jù)后，引入掙得值法進行事中成本控制[4]。掙得值法是一種以實際工程情況為基礎(chǔ)，對實際結(jié)果與目標計劃之間偏差進行分析與處理的方法。在采用掙得值法進行事中成本控制時，主要以費用偏差、進度偏差、費用績效指標以及進度績效指標這4個數(shù)據(jù)作為目標與實際之間的偏差指數(shù)，費用偏差的表達式如下：

C1=Z-S? ? ? ? ? ? ? ? （3）

式（3）中：C1為費用偏差，Z為已完成工作量的預算成本，S為已完成工作量的實際成本。費用偏差C1就是在市政與地鐵共建地下管廊施工過程中，已完成工作量的成本預算值和實際值之間的差值。

在實際施工中，若Z＞S，表明施工中已完成工作量的實際成本有結(jié)余，工程效益較好；若Z＜S，表明施工中已完成工作量的實際成本超支，工程效益較差；若Z=S，表明施工中收支平衡。

2.2.2? ?進度偏差

在市政與地鐵共建地下管廊施工過程中，進度偏差的表達式如下：

C2=Z-H? ? ? ? ? ? ? ? （4）

式（4）中：C2為進度偏差，H為計劃工程量的預算成本。進度偏差C2就是在市政與地鐵共建地下管廊施工過程中，已完成工程量的成本預算值Z與計劃工程量的成本預算值的差值。

在實際施工中，若Z＞H，表明共建地下管廊施工進度超前，工程良好；若Z＜H，表明共建地下管廊施工進度延誤，工程存在一定問題；若Z=H，表明共建地下管廊施工實際進度與計劃進度保持一致。

2.2.3? ?費用績效指標

通過已完成工程量的預算成本Z與已完成工作量的實際成本S之間的比值，獲取市政與地鐵共建地下管廊施工過程中的費用績效指標，其表達式如下：

C3=Z/S? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（5）

式（5）中：C3為費用績效指標。若C3＞1，表明共建地下管廊施工成本存在結(jié)余，工程運行良好；若C3＜1，表明共建地下管廊施工成本出現(xiàn)超支，工程存在問題；若C3=1，表明共建地下管廊施工成本收支平衡。

2.2.4? ?進度績效指標

通過已完成工作量的實際成本與計劃工程量的預算成本之間的比值，獲取市政與地鐵共建地下管廊施工過程中的進度績效指標，其表達式如下：

C4=S/H? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（6）

式（6）中：C4為進度績效指標。若C4＞1，表明共建地下管廊施工進度超前，工程運行良好；若C4＜1，表明共建地下管廊施工進度延誤，工程存在問題；若C4=1，表明共建地下管廊施工實際進度與計劃進度保持一致。

在求出市政與地鐵共建地下管廊施工過程中成本的偏差指數(shù)后，即可直觀獲得施工成本的偏差情況，進而采取有效措施進行糾偏，以實現(xiàn)成本控制。

2.3? ?事后成本糾偏

采用掙得值法找出市政與地鐵共建地下管廊施工過程中實際成本與預測成本之間產(chǎn)生偏差的原因，進行事后成本糾偏[5]。事后施工成本糾偏流程如圖1所示。

簡單來說，成本就是在一個工程施工過程中，以費用形式來描述的所有資源的損耗。所以市政與地鐵共建地下管廊施工成本控制是一個長期的動態(tài)過程。本文針對市政與地鐵共建地下管廊施工過程中成本產(chǎn)生的特點，通過事前預測、事中控制以及事后糾偏這幾個步驟，完成整體的成本控制。

在實際施工過程中，運用統(tǒng)計分析等方法對施工中總成本進行預測，再對采用掙得值法所求的成本偏差指數(shù)進行深入分析，從而找到引起偏差的原因。最后根據(jù)引發(fā)成本偏差的原因和偏差程度，制定出相應(yīng)的應(yīng)對措施來及時調(diào)整施工成本，以此完成糾偏，促使各個偏差指數(shù)滿足施工要求，達到高效、增值的目的。

3? ?實例分析

3.1? ?工程概況

深圳市16號線市政與地鐵共建地下管廊是深圳地鐵第四期工程首批項目之一，參考工程規(guī)劃與建造計劃可知，市政與地鐵同步實施的綜合管廊總長度約為25.3km，該共建地下管廊的起點位于龍崗區(qū)龍崗大道與黃閣路路口，終點位于坪山區(qū)外環(huán)高速與銀田路（蘭田路）路口，其中龍崗區(qū)共建地下管廊規(guī)劃長度為15.15km，坪山區(qū)共建地下管廊規(guī)劃長度為10.15km。

深圳市16號線共建地下管廊工程項目中的艙室斷面主要為2～3艙室結(jié)構(gòu)，待進入管廊的管線為電力、通信及給水等。本標段為深圳市16號線共建地下管廊三標工程施工總承包二工區(qū)，工區(qū)主要包含4座頂管井、2段頂管區(qū)間、3段明挖區(qū)間。

3.2? ?評價分析方法

3.2.1? ?共建地下管廊工作分解

針對該工程的實際情況，采用Microsoft Project項目管理軟件，編制該共建地下管廊項目的進度計劃。該工程開始時間為2022年11月3日，竣工時間為2023年9月1日。將整體施工進度劃分為準備、施工中以及竣工3個階段，再根據(jù)該工程進度完工后，采用WBS工作分解結(jié)構(gòu)法劃分該工程的施工成本計劃。

3.2.2? ?獲得工程目標利潤值

根據(jù)共建地下管廊工作分解結(jié)構(gòu)，采集施工期間建筑材料單價信息作為樣本數(shù)據(jù)，利用MATLAB（編程和數(shù)值計算平臺）軟件對數(shù)據(jù)樣本進行訓練，完成共建地下管廊施工過程的成本預測，進而得到合同預算成本、計劃工作的預算費用等數(shù)據(jù)。結(jié)合工程結(jié)算收入，即可獲得實例共建地下管廊工程的目標利潤值。

3.2.3? ?成本控制效果評價

將實例項目的目標利潤值與真實利潤值進行對比分析，以此評價成本控制效果。實例項目成本控制效果評價結(jié)果如圖2所示。

從圖2的數(shù)據(jù)可知，實例項目主要以共建地下管廊施工的利潤控制值為評價指標，對施工中的成本進行動態(tài)監(jiān)控。對比該工程的真實利潤值與目標利潤值可知，采用本文設(shè)計方法對實例共建地下管廊施工過程的成本進行控制后，工程的真實利潤值與目標利潤值整體變化趨勢一致且二者十分接近，其中工程的目標利潤總值為4.67萬元，真實利潤總值為4.05萬元，利潤偏差僅為0.62萬元，在可控范圍內(nèi)，說明本文設(shè)計的施工成本控制方法是可行的。

根據(jù)工程的真實利潤值，可以對實例工程的盈虧狀態(tài)進行評價。該工程整體呈現(xiàn)出盈利狀態(tài)，達到了預期的降本增效目的，驗證了本文設(shè)計方法在市政與地鐵共建地下管廊施工過程的成本控制效果良好。

4? ?結(jié)束語

本文在深入剖析了市政與地鐵共建地下管廊施工的特點后，研究一種包括事前、事中、事后等3個階段的成本控制方法，然后將本文設(shè)計的成本控制方法運用于實際地下管廊施工過程，驗證了本文設(shè)計方法的有效性與正確性。雖然已經(jīng)取得一定研究成果，但文中研究主要從施工階段進行了成本控制研究，在后續(xù)的研究中，將延伸至設(shè)計階段以及后續(xù)運行階段，以期實現(xiàn)市政與地鐵共建地下管廊整個工程的全壽命周期成本控制。

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