基于BIM技術的城市地鐵銜接土建施工成本管控方法

呂成旺

摘要：簡述了BIM技術及其應用情況，詳細闡述了基于BIM技術的城市地鐵銜接土建施工的成本管控方法在建立BIM模型、基于BIM技術的施工成本核算方法、建立施工成本動態監控和預警機制、生成高質量成本糾偏方案等方面的設計內容，通過某標段地鐵車站銜接土建施工的成本管控的實例，驗證了該成本管控新方法的優越性和可行性。

關鍵詞：BIM技術；城市地鐵；銜接土建；施工成本；管控方法

0? ?引言

為應對日益嚴重的城市交通擁堵問題，城市地鐵建設逐漸發展起來[1]。地鐵建設能夠緩解城市交通壓力，同時促進城市經濟的發展和區域開發的加速[2]。隨著地鐵工程的不斷發展，其施工成本管控問題越來越受到重視。在地鐵施工過程中，涉及地鐵銜接土建的施工成本管控比較復雜，一直是困擾相關行業的難題，如何實現高效、精確的成本管控是亟待解決的問題。

1? ?BIM技術及其應用

BIM技術的出現，為城市地鐵銜接土建施工成本管控提供了新的解決方案。BIM技術通過建立三維建筑信息模型，可實現對建筑工程設計、施工、運行、維護等全生命周期的信息整合和共享[3]，為各專業協同工作、成本控制、進度管理等方面提供了強有力的支持[4]。

本文旨在探討基于BIM技術的城市地鐵銜接土建施工成本管控方法。通過深入分析BIM技術在地鐵銜接土建施工中的應用，研究其對成本管控的影響和作用，提出有針對性的管控措施和方法。同時結合具體的地鐵建設項目案例，對BIM技術在地鐵土建施工成本管控中的實際應用進行深入分析和總結。

2? ?設計基于BIM技術的成本管控方法

2.1? ?建立地鐵銜接土建施工BIM模型

應用Revit（三維建筑和基礎設施設計）軟件的參數化建模功能，建立城市地鐵銜接土建施工BIM模型。

在建模前，先收集和整理所有必要的圖紙和相關資料，包括CAD軟件圖紙、計算結果、施工組織方案、采購產品數據庫、分類標書等。在Revit軟件中打開一個新的項目文件，創建項目的標高和軸網。標高用于表示建筑物的垂直方向，軸網用于表示建筑物的水平和垂直方向。明確城市地鐵銜接土建施工相關的一系列參數和屬性，在Revit中基于圖紙和相關規范創建族，用于描述建筑物的不同元件，確保族的幾何形狀和參數屬性與實際工程中的一致[5]。

創建族之后，可以將這些族添加到模型中。在添加族的過程中，需要根據圖紙和施工組織方案的要求，將不同的族放置在正確的位置和高度上。同時，還需要調整族的參數屬性，以反映實際工程中的尺寸和特征。

完成族的創建后，創建墻體、門窗等圖元，并將所有的族和圖元關聯起來。依托于Revit的建模功能自動生成建筑模型，并精確統計工程量標注到模型中，通過2D/3D視圖功能展示最終生成的模型。

2.2? ?設計基于BIM技術的施工成本核算方法

通過BIM模型，可自動模擬城市地鐵銜接土建的施工進度，從BIM數據庫中獲取不同施工階段的價格信息和樣本數據，明確項目全生命周期不同更新進度下的工程量，并參照工程進度實況進行準確的施工成本核算。

獲取BIM模型中集成的材料價格、人工費用等成本信息后，引入BP神經網絡建立成本核算模型，對BIM模型中的成本信息和其他相關數據進行清洗和預處理，為神經網絡訓練提供標準化的數據集。將數據輸入BIM模型后，通過學習訓練輸出成本核算結果。

成本核算過程中，模型的輸入數據集可以表示為下列公式：

U=（u1，u2，…，un）? ? ? ? ? ? ? （1）

式（1）中：U表示輸入數據集，u表示輸入數據，n表示輸入層神經元個數。

而模型的輸出結果為下列公式：

H=（h1，h2，…，hm）? ? ? ? ? ? ? （2）

式（2）中：H表示輸出數據集，h表示輸出數據，m表示輸出層神經元個數。

需要注意的是，應用BP神經網絡模型進行成本核算時，需要考慮成本核算要求。將神經網絡調整到成熟狀態，結合模型的輸入和輸出層數量，確定隱含層的層數。計算隱含層層數的公式如下：

（3）

式（3）中：ψ表示隱含層層數，b表示一個常數。

此外，為保證最終輸出結果更加真實，數據在輸入成熟神經網絡之前需要進行統一處理。統一處理后的輸入數據，其計算公式如下：

（4）

式（4）中：-u表示統一處理后的輸入數據，umax、umin分別表示最大和最小輸入值。

在BIM技術與BP神經網絡的共同作用下，可以核算出不同施工階段的工程成本，作為成本管控的依據。

2.3? ?建立施工成本動態監控和預警機制

2.3.1? ?施工成本動態監控

施工企業在項目實施過程中，為實現對施工成本的針對性糾偏，提出一種精細化監控和預警機制。將滿足設計要求的各專業模型、進度計劃、合同預算文件以及計劃預算文件對應關聯并導入成本管控系統，實現工程項目的數字化管理。在施工過程中，系統能夠自動收集、統計各項成本信息，核算實際成本，并與合同預算成本和計劃預算成本進行對比分析。采用動態監控方式，對施工成本進行實時跟蹤和評估。主要成本動態監控參數如圖1所示。

2.3.2? ? 施工成本預警

當發現成本出現偏差時，系統會立即發出報警，并自動提示目前的成本績效指數、進度績效指數、完成項目總利潤偏差和完成項目總成本偏差值。此外，系統還支持以圖形化方式呈現項目進度、成本和利潤的實時狀況，為工程管理人員提供更加直觀和精確的數據依據。

針對報警提示的偏差問題，施工企業需要采取相應的措施進行糾偏。例如，當實際成本超出預算時，施工企業可以采取節約材料、減少人員、調整進度等措施來降低成本。當實際進度滯后于計劃時，施工企業可以采取增加人員、提高效率等措施來追趕進度。這些糾偏措施需要根據實際情況靈活運用，以達到既控制成本又保證進度的目標。

2.4? ?生成高質量成本糾偏方案

根據施工成本監控預警結果進行成本糾偏處理時，需要考慮2種糾偏情況，即可接受偏差和不可接受偏差。針對這2種成本偏差類型，需采取不同的糾偏方案。

2.4.1? ?可接受偏差的糾偏

在可接受偏差范圍的成本偏差，可通過簡單的組織管理、技術手段和設備升級等措施進行糾偏，例如優化施工方案、提高施工效率、降低材料成本等。這些措施可以在一定程度上降低成本，提高項目的利潤水平。

2.4.2? ?不可接受偏差的糾偏

當成本偏差超出可接受范圍時，需要對成本管控措施進行深入分析，重新制定方案并進行專項糾正。具體來說，可以通過以下步驟來進行成本糾偏：首先，分析成本超支的根本原因，制定糾偏方案。通過對項目的成本、進度、質量等多個方面進行深入分析，找出成本超支的原因。在這個過程中，需要充分收集數據，運用BIM技術和BP神經網絡等工具進行成本核算和分析，以便更準確地找出問題所在。其次，根據成本超支的原因，制定相應的糾偏方案。包括調整施工計劃、優化資源配置、降低材料成本等措施。同時，需要考慮糾偏方案的可行性和效果，以確保糾偏方案的有效性和可執行性。最后，在制定好糾偏方案后，及時執行該方案并跟蹤糾偏效果。在這個過程中，需要充分發揮BIM技術和BP神經網絡等工具的作用，對糾偏方案執行情況進行實時監控和預警，以便及時發現問題并進行調整，確保施工成本管控目標的順利實現。

3? ?實例分析

3.1? ?工程概況

某標段地鐵車站的結構為地下4層、全長為452.5m、寬度為15m的島式站臺。其中待建段的長度為100.6m，其標準段的寬度為25.54m。車站有效站臺中心里程為DK48+973.000，設計起終點里程為YDK48+646.600～YDK49+

099.100，車站有效站臺中心里程處頂板覆土厚度約0.5m，站后銜接2條長約137.05m的暗挖隧道。

車站主體結構采用明挖法施工，其圍護結構采用厚度為1000mm的地下連續墻+內支撐的形式。車站基坑開挖深度為33.35～34.45m，需開挖的中風化帶和微風化帶的深度為18～20m，結構底板設置抗拔樁，其樁徑為1600mm；內支撐下設臨時鋼立柱，樁徑為1000mm。車站附屬結構也采用明挖法施工，其圍護結構采用厚度為800mm的地下連續墻+內支撐的形式。站后銜接隧道采用暗挖法施工。本標段隧道只進行初襯施工，二襯由其他標段負責施工。

3.2? ?成本管控

3.2.1? ?建立BIM模型

按照本文所提成本管控的方法進行該地鐵工程的施工成本管控，需要對目標施工項目建立一個BIM模型。將工程進度計劃文件導入BIM模型中，按照不同階段的施工工藝和施工要求，從BIM模型上真實模擬工程施工狀況，并根據模擬數據進行施工成本動態管控。

3.2.2? ?成本偏差報警指數

以6月25日到7月6日這一段施工時間為例，其對應的成本偏差報警指數如表1所示。

通常情況下，當報警指數取值超過1時，代表當前任務完成良好；當指數取值范圍在1～0.97、0.97～0.94、0.94～0.91、0.91～0.88時，報警等級分別為五級、四級、三級和二級；當取值結果小于0.88，則給出一級報警。

從表1可知，7月3日和7月5日的成本偏差，屬于不可接受范圍；6月27日和7月1日也存在成本偏差，屬于可接受范圍。針對這4天可以分別給出對應的糾偏措施。

3.3? ?成本管控體系實施前后對比分析

在成本管控體系實施后，統計各類施工成本信息，與成本管控體系實施之前的預期成本進行對比，生成的對比結果如圖2所示。

根據圖2可知，提出并應用成本管控方法后，其施工成本比管控前有了明顯下降，整體施工成本比目標成本減少了601萬元，充分證明了新型成本管控方法具有良好的應用效果。

4? ?結束語

本文提出的基于BIM技術的城市地鐵銜接土建施工成本管控的新方法，以某標段地鐵車站與站后銜接隧道施工為實例進行了驗證，結合工程進度對施工成本進行動態管控，達到了降低施工成本支出的目的，驗證了該成本管控新方法的優越性和可行性，為城市地鐵建設提供有效的方法，促進地鐵建設的持續發展。

參考文獻

[1] 資君花.濕陷性黃土地區高速公路施工成本造價及管控[J].

現代企業，2023（3）：172-174.

[2] 張軍，王凱，景潔麗.基于BIM的城市軌道交通項目施工

成本管控研究：以武漢軌道交通12號線（江北段）工程為

例[J].建筑經濟，2022，43（2）：54-61.

[3] 崔玉，彭來，陳鈺婷.BIM技術在裝配式建筑施工成本管控

中的應用[J].廣西城鎮建設，2021（12）：103-107.

[4] 汪欣怡.BIM技術在智慧建筑中工程成本管控的運用探究

[J].磚瓦，2021（9）：114-115.

[5] 張繼忠.基于全壽命周期的鍋爐廠房建筑施工成本管控系

統[J].石油化工建設，2020，42（5）：74-78.