1 引 言

综合管廊具有投资规模大、涉及专业广、建设周期长和数据信息量大等特点。工程量校核和全过程造价管理的难度较大，比如不同综合管廊项目的舱室、断面尺寸设计等存在差别，施工构件现场布置不同，施工过程中的设计变更和索赔等较多等。综合管廊造价容易出现“三超”等问题。BIM具有模拟性、可视化、优化性、协调性和可出图性的特点，可以有效提高综合管廊项目造价管理的工作效率和准确性。BIM不仅可以实现综合管廊项目业主、设计单位、施工单位和运营单位之间的协同设计，而且支持项目的各种统计运算。比如，在定义模型各类构件的属性之后自动提取工程量，减少核算、审计环节的时间和费用；在综合管廊决策阶段拟建模型进行初步工程量统计；设计阶段规划施工路段地下管线、周边环境的模型等。因此，BIM与全过程造价管理的结合能够提高综合管廊项目各阶段造价管理的工作效率。

2 基于BIM的综合管廊项目造价管理难点

2.1 综合管廊项目工程造价管理的难点

(1)涉及专业较多。

综合管廊项目的造价分为管廊本体造价和管线部分造价。管廊本体造价包括建筑工程造价、给排水、通风、强弱电、自动化控制仪表和监控报警等设施造价。其中建筑工程费用占管廊本体费用的绝大多数，土石方、道路开挖和修复、基坑支护和结构工程是管廊本体中建筑工程费的主要部分。管线部分造价主要是支撑管线支架、入廊给排水管线、通信管线、热力管线、燃气管线和电力管线等的费用。

(2)规划设计和管线入廊方式影响工程造价。

综合管廊施工区域的水文地质条件对设计方案产生很大的影响，合理规划设计可以有效规避不利地质条件对施工方案和造价产生的影响。管廊内各类管线的入廊使用和集成管理是发挥工程项目功能的前提，管线的入廊方式需要水电暖、燃气、通信等不同单位的沟通协调。合理的布置方式是实现空间利用最大化的保证，对综合管廊的造价和后期运营成本均产生较大的影响。

(3)断面设计和开挖方式影响工程造价。

综合管廊开工前需要对原有建筑、道路和市政管线进行拆除或搬迁，带来时间成本和人力成本的增加。因此，综合管廊断面尺寸、形式以及埋深均对造价产生影响。综合管廊的设计应遵循规划先行、适度超前、因地制宜、统筹兼顾的原则，满足结构承载、合理布线以及运营拓展空间的要求。综合管廊开挖方式有明挖预制拼装法、浅埋暗挖法、顶管法和盾构法等。因其机械设备使用和场地情况的不同，选用适合的开挖方式，在单位造价上也存在差异。应根据勘察设计资料选择最利于施工、造价最合适的开挖方式。

2.2 基于BIM的综合管廊项目造价管理分析

BIM在综合管廊造价管理中具有模拟性、可视化、优化性、协调性和可出图性的特点。模拟性指通过环境信息模拟数字化、自动化的建造过程，在综合管廊模型基础上加入模拟施工方案、进度安排和造价信息等。可视化指的是不仅表现模型的面积、形状等信息，而且能够反映综合管廊项目正在进行的状态。优化性指的是利用BIM数据融合的特点，参照类似综合管廊项目建立拟建项目模型，在将勘察信息导入模型之后进行初步方案的比选和模拟优化，实施过程中优化施工组织方案和造价管理，实现对项目进度、质量和成本的有效管控。协调性表现为在项目各参与方在设置的权限内对建筑信息进行删减和更改等操作，对综合管廊的管线布置能够识别不合理碰撞，在其他专业管线进行更改时及时发现和调整。可出图性表现为在项目设计阶段可以进行可视化展示，施工过程中可以随时导出平面图、剖面图和节点详图，模型和图纸均可作为竣工资料备存。

BIM将综合管廊和管线集成，通过模拟施工情况，发现管路设计中的碰撞问题。设计人员在进行综合管廊的设计时，需要为之后的管道预留空间，可以利用MPE软件的自动提示功能进行预留，降低前期设计不合理对后期产生的不利影响。在进行关联管道的修改时，借助BIM协同平台修改管道直径和数量等参数时，通过联动技术对相关联管道的参数也进行调整，降低施工阶段设计变更的频率，有效控制综合管廊的造价。BIM设置管廊内管道的直径、坡向、标高和颜色标识信息，对管道之间的间距进行合理自动调整，减少管道之间的交叉和碰撞情况，降低综合管廊的造价。综合管廊BIM模型建成之后，可以观察任意位置的剖切面，通过观察各管道之间的立面情况，对发现的问题进行及时地纠正。

3 基于BIM的综合管廊项目全过程造价管理案例分析

3.1 项目概况

某综合管廊项目由中铁某局承建，是济南东站的配套工程，设计为单层双仓巨型结构，总长21.1公里，埋深4米，分为综合仓和电力仓，总投资18.6亿元。综合仓为高4.3米、宽4.7米的大型通道，共有五种路缆管线，高压电、通信、给水、再生水、热力、直饮水等管线将分门别类布设。该综合管廊项目于2020年9月21日完工，其施工难点在于因地制仓，为有效解决地下水对综合管廊的影响，该项目通过前期大量的现场考察、数据分析和建立BIM模型，优化了降水井数量及位置。同时，该综合管廊项目采用全过程造价管理，对项目各阶段和各节点的成本支出进行了有效的控制。

3.2 基于BIM的某综合管廊项目全过程造价管理分析

3.2.1 基于BIM的决策阶段造价管理

依据《城市综合管廊工程技术规范》、《山东省城市地下综合管廊工程设计规范》、《山东省城市地下综合管廊工程施工及验收规范》和《山东省城市地下综合管廊运维管理技术标准》等规范性文件，做好此综合管廊项目的决策阶段的前期规划，对项目的建设规模、建设标准、建设环境、经济效益和社会效益进行准确定位。此综合管廊按照阶段进行施工，结构断面采用单箱双室结构，对其进行前期勘探和建立管理模型。

此综合管廊项目设计中运用BIM将建筑、结构、暖通、电气和给排水等进行共享和同步，设计完成后进行初步审核，完善此综合管廊BIM模型和出图。BIM在此综合管廊项目规划方面的应用主要是远期城市规划模型和标地现状模型，科学规划出项目的直观信息，通过规划方案比选，提高综合管廊项目规划决策的质量水平，为项目设计、施工和验收等阶段提供基础保障。

3.2.2 基于BIM的设计阶段造价管理

首先，根据现场平面图确定平面路径，应用BIM软件构建此综合管廊项目的三维模型，定义此综合管廊的主要信息。根据管廊设施的标高、横断面、坡向和坡度等数据生成综合管廊三维模型。其次，根据管线型号、数量、施工工艺、专业交叉和预留空间等参数综合确定，实现地下空间规划使用最大化的目标。在BIM软件内置的标准舱室设计模块中，根据现场平面图修改和调整横断面图，通过拆分、增加和合并等方式组合舱室，临近舱室的高度等参数随着调整舱室的变动会进行自动调整，通过可视化立体操作，实现舱室内管道的垂直和水平定位。再次，对交叉井室和附属物进行简易设计，得到外部轮廓模型，再通过精细化设计进一步对管廊细部结构进行深化。交叉井室包括主沟之间的交叉设置，以及直埋、端部和支沟出线设置等。最后，对此综合管廊精细化设计后的模型设置管线信息，通过BIM软件的自动算量功能计算综合管廊的造价。此综合管廊项目设计方案直接影响造价的控制效果，设计阶段运用BIM主动控制设计阶段的造价主要从推行限额设计、优化设计方案和减少设计变更等方面入手。

(1)限额设计。

限额设计能够增强设计管理者和设计人员的造价意识，使得设计和造价融为一个整体。根据此综合管廊项目可行性研究报告批准的限额来进行方案设计，层层限额来实现全过程造价控制的目标。在技术方案选定、空间设计、舱室设计和横断面设计过程中，运用先进的设计理念实现综合管廊项目的造价控制目标。

(2)优化设计方案。

设计单位根据设计限额指标、施工环境和BIM可视化功能进行设计方案的比选和优化。对此综合管廊项目设计图中的人员出入口、舱室、施工方案等进行比对，对技术方案中的安全性和功能性进行评分，将结构设计与造价相结合进行造价的合理控制。

(3)减少设计变更。

此综合管廊项目设计阶段运用BIM能够模拟管廊的设计空间，通过三维图表达出综合管廊的整体效果，更好地表达设计单位的设计理念和设计细节。通过BIM的协同管理平台实现不同专业的交流，使得BIM加载的不同专业信息具有关联性，避免管线的冲突。BIM中的虚拟漫游对综合管廊设计的管线截面进行碰撞试验，减少后期施工过程中的设计变更事项。

此综合管廊项目的设备购置费和安装费的变化不大，造价变动较大的部分为舱室。综合管廊开挖深度为8-10米，管廊部分包括基坑支、道路改造和土石方等，舱室部分采用两种方案，分别如表1所示。通过BIM进行造价的动态观测，采用两舱室方案总计节约费用2.75亿元，最终确定采用方案一进行施工。

表1 两种舱室方案对比分析  下载原图

3.2.3 基于BIM的招投标阶段造价管理

综合管廊项目的设计复杂，工程量清单的算量难度随之增加。引入BIM之后，招标单位和业主通过BIM准确计算项目的工程量和造价。通过BIM的工程信息来核对钢筋、混凝土等主要材料的用量，实现设计方案与工程量的统一。自动化算量方法计算的工程量可用于不同设计方案的经济指标分析、造价比较和成本预算等。

(1)BIM模型导入。

BIM模型可以在施工图的基础上重建，也可以利用转图功能转化CAD图纸，还可以在设计阶段按照BIM工作步骤逐步建立相应的模型。为提高模型复用和数据交换效果，此综合管廊项目通过IFC标准实现数据共享和异质系统之间的交换，将建模模型和结构模型转化为土建三维算量模型，将MEP模型转化为水暖电三维算量模型，计算工程量之后导入计价软件。

(2)基于BIM的工程算量。

招投标双方根据该综合管廊项目BIM模型数据信息编制工程量清单，BIM模型的精确算量能够节省造价人员的大量工作时间，避免出现错项漏项的情况。招标单位将此综合管廊项目的BIM模型一并交于投标单位，保证招投标双方的合法权益。BIM在此综合管廊项目的运用优势表现在节省大量算量时间和提高工程量计算准确率。

3.2.4 基于BIM的施工阶段造价管理

此综合管廊项目在设计阶段和招投标阶段已对工程量进行了准确地计算，施工过程中对建立的模型进行复核，检查是否存在碰撞问题，为进一步减少设计变更和控制施工工期做准备。对于出现的变更事项，通过BIM计算增减的工程量，以此估算造价的变化情况。根据施工现场情况和BIM进行深化设计，通过优化施工场地布置、减少材料搬运次数、制定合理的采购计划等进一步提高施工效率。施工过程中BIM辅助图纸管理，减少因图纸变动引起的合约纠纷等问题，提高图纸的准确性和传输效率。

(1)模拟碰撞试验。

此综合管廊中管线交叉较多的地方，通过BIM对设备进场顺序、安装顺序和各专业的施工顺序等进行模拟，对容易产生碰撞的节点进行标注，减少和避免施工过程中反复拆改等影响工期的作业。组织暖通、机电和给排水等专业提交深化设计后的图纸，对管线进行综合排布和优化，利用BIM的漫游功能分析各专业布线是否存在碰撞问题。

(2)设计变更处理。

施工过程中因设计变更、施工变更和图纸深化调整带来的图纸变动等信息更新至BIM中，通过BIM对此综合管廊项目施工现场进行模拟。依据BIM模型输出整体和细部的平面图纸，包括总平面图和剖面图等。

(3)进度管理。

运用BIM对此综合管廊项目进度计划进行模拟，分析各专业施工工序的合理性，及时调整和优化施工顺序满足施工进度。依据施工实际情况及时调整施工方案和进度计划，运用BIM对比实际进度和计划进度的差距，分析进度滞后的原因，对施工进度、施工工序和人材机的分配等进行及时调整，进一步控制此综合管廊项目的造价。

(4)模拟施工。

施工人员在施工过程中通过BIM对此综合管廊项目关键施工工序和环节进行模拟施工，能够更好地掌握施工工序、熟悉施工环境，提高施工效率和施工质量。BIM模拟施工还可以提高高大模板、吊装作业等危险性较大的分部分项工程等施工的安全性。通过改进施工方法和采用新工艺等优化施工方案，通过BIM的模拟施工功能控制此综合管廊项目的造价。

3.2.5 基于BIM的竣工阶段造价管理

BIM自动计算此综合管廊项目已完成构件的工程量，及时发现工程量计算中存在的问题，提高了工程量计算的准确率，节约人力、物力支出的同时，避免因签证丢失和工作人员水平问题带来的人为因素干扰。承包方在竣工阶段向此综合管廊项目发包单位进行技术交底，为项目运营阶段提供准确的信息。在审核竣工图和BIM的一致性之后出具该综合管廊项目的验收报告，将竣工调整后的BIM交于建设单位备存。

4 结 语

综合管廊有效解决了城市建设中电力、给排水、供暖等综合管理问题。综合管廊因其涉及专业多、结构复杂、碰撞点较多和施工难度大等特点，在推进全过程造价管理方面存在一定的难度。因施工环境复杂和设计变更较多等问题，也容易出现工程项目三超现象的情况。因此，通过分析BIM技术在造价管理中的应用优势，并以某综合管廊项目为实际案例进行BIM全过程造价管理分析，可以为类似综合管廊项目开展BIM全过程造价管理提供参考。