本文是一篇建筑工程管理论文，本文在市面上已有相关 BIM5D 平台功能的基础上，开展综合管廊施工成本动态控制研究，研究成果能够为市政工程 BIM5D 平台开发提供新的成本控制思路及框架，梳理全文的主要研究工作能够得到以下四点结论：（1）综合管廊工程属于城市地下建设的大型线型工程，由于其具有的不可重建、空间固定以及高额投资等特殊性，相比于普通地面建设工程，在施工阶段对成本、进度控制提出了更高的需求，BIM 技术不仅能够为其施工成本控制工作提供实时、动态的信息，而且为施工成本的精细化控制提供了可实施的平台。（2）BIM5D 施工成本控制的重点在于在现有的 BIM5D 数据录入及可视化展示的基础上进行科学的施工成本预测及动态的施工成本过程控制，以此真正达到 BIM 指导施工的目的。在以上 BIM5D 框架下，针对综合管廊工程提出信息模型集成流程，重点研究其BIM3D 模型、进度文件与计价文件三者信息之间的关联原理。
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
（1）国内综合管廊工程呈井喷式发展。
我国的综合管廊历程大致可分为四个阶段[3]：1）概念阶段（1978 年之前）：国内逐渐引入国外综合管廊工程概念及建设理念；2）争议阶段（1979 年-2000 年）：国内综合管廊工程利益相关者就综合管廊的建设利弊进行了长久的讨论，此时国内东南沿海一带城市开始建设综合管廊项目；3）快速发展阶段（2000 年-2010 年）：根据城市发展的需要，众多综合管廊工程开始步入规划建设；4）赶超、创新阶段（2010 年后）：在国内政策的大力宣传及积极推进下，国内综合管廊工程建设规模和数量不断提高，各项新技术也不断涌现。
纵观国内综合管廊的发展历程，虽前期酝酿已久，但直至 2015 年才开始呈现井喷式发展。据统计，截至 2015 年底，我国已建和在建综合管廊里程达 1600 公里，2016 年我国大陆地区规划开工建设综合管廊 2000 公里以上，共计完成开工 2005 公里，2017 年综合管廊拟在建里程 6575 公里，到 2018 年底全国综合管廊拟在建项目四百余个，总投资约四千亿[4]。
（2）传统的施工成本控制意识及方式亟待改进。
国内工程项目传统的成本控制存在如下问题：①成本控制意识方面：大多施工企业注重成本过程控制，忽略了科学的成本预测对于成本控制的影响，采用经验控制成本的意识较强，以上原因易导致最终成本核算时支出与预算相差很大[5-6]；②成本控制方式方面：传统的施工成本控制存在管理不够精细、定额更新较为缓慢、成本数据难以共享等问题，且大多建筑项目并没有摆脱经验控制形成的数据沉淀，往往造成经费预算超支。根据英国《经济学人》在建筑领域统计的损耗情况，项目中的施工返工时间占总工期的 25%~30%，浪费的工作占总体工作的 30%~60%，浪费的建筑材料占总建筑材料的 10%[7]。根据 2006年外国学者 E.Palaneeswaran 对香港建筑业施工返工情况的调查，相比于合同预算，返工工作将直接导致 3.5%的经济损失，间接导致 1.7%的经济损失，同时还会导致 10%的工期进度损失，致使工期滞后[8]。以上数据表明在工程建设项目中存在大量由资源浪费、项目返工等原因导致的成本损失问题，可见建筑业目前的成本控制并不完备，传统的项目成本控制亟待改进。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 综合管廊项目管理
（1）国外研究现状
国外综合管廊建设发源于 19 世纪的法国巴黎，之后欧洲其它国家相继开始兴建综合管廊，20 世纪后，美国、日本等国家也逐步开始综合管廊工程建设。在近 200 年的综合管廊建设发展中，其建设技术水平经过探索、实践、完善有了很大的提升，相关研究由早期隧道开挖施工技术的研究方向向后续全面建成后运维管理优化及收益分配的研究方向发展。国外学者的代表性工作如下：
D.V.L. Hunt 等[12]针对目前地下公共管道（MUT）存在的短期成本高的问题，分别从经济、社会及环境三个方面具体分析了地下公共管道（MUT）产生的直接效益，得出只要在正确的城市区域内修建以及在隧道空间内容纳适当的设施数量，那么 MUT 将带来极高的可持续经济效益的结论。
José-Vicente Valdenebro 等[13]以西班牙潘普洛纳地下综合管廊为例，分析了在人口密度高，街道狭窄的历史中心城市修建地下综合管廊的施工过程，并提出在该过程中应主要注重以下四点：1）施工期间沿线用户的水电供应；2）施工现场的人员、货物、资源的可流动性；3）对周围建筑物的影响；4）地下考古遗迹的保护。
Janaka Y. Ruwanpura 等[14]提出在地下管道的建设过程中由于面临地形复杂等诸多不确定因素，因此仿真建模技术尤为重要。其中重点通过模拟仿真管线修建路径上的土质相变情况，通过不同情况下的资金对比，最终确定较优的管线敷设路径，得出仿真能够预先避免施工过程中的地质不确定性，从而节省隧道开挖工期和成本的结论。
Julian Canto-Perello 等[15]提出在综合管廊的受益方之间需建立专门的公式进行资本收益分配。在综合管廊管理职责方面，如果为公有或为单一私有建设，应在政府市政公共部门设立专门的管理机构；如果涉及两个或两个以上的私人所有者，则可以在两者间通过协议进行管理方的选择，并以此突出地方政府在综合管廊管理责任方面的权威性；同时文末还提出应重视综合管廊工程的安全问题，突显入侵检测系统的必要性。
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2 综合管廊工程施工成本控制及 BIM 应用现状
2.1 综合管廊工程
2.1.1 综合管廊概念
（1）综合管廊定义
根据《城市综合管廊工程技术规范》[61]中的规定，综合管廊是指建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施，从城市建设角度来看，综合管廊即在城市地下建造一个统一的隧道空间，将给排水、热力、通信、燃气等各种市政管线集中收容，并设有专门的人员出入口、检修口等附属结构，同时对其进行统一的规划、设计、建设，后期便于整体进行监控与管理。
（2）综合管廊组成
综合管廊主要由主体工程和附属设施工程组成。其中主体工程主要包括：标准段、节点构筑物和辅助建筑物等，节点构筑物指交叉节点、投料口、出入口、通风口等，辅助建筑物指监控中心、生产管理用房等。附属设施工程主要包括消防设施、通风设施、供电及照明设施、排水设施、监控及报警设施和标识设施等。
2.1.2 综合管廊分类
按照收纳管线、舱室结构及服务区域的不同，综合管廊主要可分为：干线综合管廊、支线综合管廊和缆线管廊三类，如下图 2-1 所示：
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2.2 综合管廊施工成本控制
2.2.1 综合管廊施工成本构成
施工成本控制是在满足合同规定的工期和质量要求下，通过计划、组织、控制和协调等一系列活动尽可能的降低施工过程中所发生费用的一项活动[62]。对于综合管廊工程来说，在进行施工成本控制前首先需要明确综合管廊工程的施工成本构成。我国于 2015 年出台了《城市综合管廊工程投资估算指标》[63]，其中对综合管廊本体建设的造价指标作出了相关规定，如图 2-5 所示，综合管廊施工成本构成与国内房建工程的施工成本构成类似，即由建安费、工程建设其他费及基本预备费构成，在此基础上额外增加了管廊本体设备购置费和专业管线费。
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3 基于 BIM5D 的综合管廊工程施工成本控制体系 ................................ 29
3.1 综合管廊 BIM5D 模型组成及构建流程 ..................................... 29
3.1.1 BIM 5D 模型基本概念 ......................... 29
3.1.2 BIM 5D 模型基本组成 ..................... 30
4 基于 BIM5D 的综合管廊工程施工成本过程控制 ................................. 47
4.1 施工成本事前预测 ......................................... 47
4.1.1 施工成本预测过程 ..................................... 47
4.1.2 BP 神经网络算法基本原理 .............................. 47
5 工程应用 ................................... 61
5.1 项目概况及实施框架 .................................. 61
5.1.1 项目概况 ................................... 61
5.1.2 实施框架 ................................ 62
5 工程应用
5.1 项目概况及实施框架
5.1.1 项目概况
本文选取西安市某综合管廊工程（一期）为案例工程，该工程敷设于西安市某南北走向主干道路东侧绿化带下，沿线地层分布基本均匀，其与道路关系示意图如图 5-1
