BIM 技术在城市轨道交通隧道工程投标报价中的应用研究

牛 蕾

（中交隧道工程局有限公司，北京 100024）

1 研究背景

随着城市发展的步伐不断加快，建筑信息模型（BIM）、三维可视化建模、计算机、自动化控制、人工智能等技术在建筑领域的应用日趋成熟。利用计算机建立集成项目建设要求、施工环境、建设成本以及投标报价等相关内容的三维空间数字化模型，并利用此模型对项目设施实体与功能特性进行表达，是建设领域发展中重要的技术手段。为使成本测算更精准，智慧化、可视化、标准化、高效化等技术的研究与应用势在必行。

工程项目招投标制度是我国现今城市轨道交通隧道建设的主要发承包形式，使用范围广泛。这种竞争性的契约形式，不仅可以为建设单位甄选更佳施工单位和供货商的过程提供便利，而且有利于在投标厂商间形成良性竞争，体现公平、公正、公开的竞争优势。目前，通过招投标制度已能基本实现对项目造价、施工进度及质量标准的确定，但是资源浪费、报价存在误差、管理业务脱节等现象还是层出不穷，导致无法实现数据实时共享。通过将BIM技术融合到招投标管理中，例如利用BIM技术所建立的3D模型，分析隧道内的地质情况、岩土情况、管道分布、线路设计，模拟隧道内所需的材料、施工工艺工法和盾构施工方法，可以不断对工程实施计划进行调整与优化，从而有效地提高各部门协同工作的能力和效率，实现分工明晰、配置优化、物料选型明确、工程造价降低的效果。BIM技术的应用可以减少不必要的工作，避免材料的浪费，解决传统招投标过程中存在的问题，提高企业招投标的可靠性、核心竞争力，从而使利益最大化。因此，在招投标阶段运用BIM技术管理建设项目成为必然趋势，且未来可开发的应用价值巨大。

2 BIM 技术在投标报价中的应用

参加投标的单位在购买标书后，招标方会组织潜在投标人进行现场踏勘，针对潜在投标人对招标文件以及现场踏勘过程中存在的疑问进行询疑与答疑，此后才进入编制投标报价阶段。因此，现场踏勘是投标报价编制的基础。BIM技术在这2个阶段都具有一定应用价值。

2.1 在现场踏勘阶段中的应用

现场踏勘作为投标人在购买招标文件后真正涉入招投标中的第一个环节，也是为后期投标报价工作奠定坚实基础的重要环节。投标人在现场踏勘中可以了解项目实施的场地和周围的环境情况，从而获取有效的信息，并据此制定投标策略和投标报价。

隧道工程作为城市轨道交通项目中最核心的组成部分，受地形、地质条件的制约，施工工艺及工法相对特殊，在做造价的时候要考虑的因素很多。为防止后续施工中实际情况与原计划相比出现过多差异变化，影响到投标报价的准确性，在踏勘时，踏勘人员需要结合隧道工程的特点，地形、地质的特殊性，提前制定重点方案、关键工艺工法的实施方案，以及潜在的风险事件应对措施。运用BIM技术，可以将现场踏勘的情况，结合地形、地质特征，进行3D建模仿真，对地质构造、岩土类型、周边地形情况、隧道长度、隧道走向、隧道（如明洞、暗洞、洞身）挖掘的工艺工法方案等因素进行大数据分析。基于BIM技术合理且科学的模拟，遵循 “一次设计、分期实施”的思想，从而制定方案，并持续跟踪方案实施情况，动态调整其中存在偏差的部分，再根据模型反馈和机算结果，进一步优化方案，对模拟中存在的潜在风险源和事件提前做好预判，将有疑问的部分，作为答疑内容，反馈至招标人。

2.2 在投标报价阶段中的应用

投标工作的报价阶段对于一个项目能否成功中标起着决定性作用。投标报价既考核报价人对现场的了解程度及专业能力，同时也考验他们与其他投标人进行博弈的分析能力。对报价人员而言，最重要的任务就是基于招标文件中的工程量清单进行报价。然而，招标文件中的工程量清单和初设图纸中的工程量信息太过模糊，很多隐藏工程量还需要凭据报价人自身的经验去估算。在现场踏勘后进行BIM建模，根据现场施工模拟情况制定的方案，模拟演练效果以及方案的优化结果，可以对项目的施工过程、风险，以及隐藏的工程量和施工的工艺工法进行模拟评估，最大程度地科学设定隧道施工的工期，更准确地估算工程量清单报价，合理设置工序衔接，合理配置劳动力、设备数量，从而避免亏损。

运用BIM技术从人、材、机、法、环 5个角度协助报价工作的可能形式与效果如下。

（1）人。人工费用日益增长，在施工过程中占据很大比重；合理地安排岗位、使用人员，可以实现人员使用率最大化。利用BIM技术安排施工人员，明确分工，结合模拟工期和施工进度，深化施工组织设计，优化施工方案，可以大幅缩减成本测算中的人工费。

（2）材。城市轨道交通隧道工程的显著特点是工程量较大，对施工材料的要求和选用也十分严格；材料费在工程造价的占比也大，通常占到工程总造价约三分之二的比例。隧道施工通常选用承载能力高的材料，从而避免安全隐患或因为承载力不足导致的隧道坍塌引发严重的安全事故。因此，材料的购买和选型异常重要。由于材料的价钱与其采购时间也有着紧密的联系，可利用BIM技术做好施工场景和用料的模拟工作，将材料的市场采购价格实时存入数据库，并进行比对分析，便于在项目开展过程中进行采购管控。

（3）机。在城市轨道交通工程，尤其是隧道工程建设中，机械费占总费用的6%～10%。由于盾构机的购买费非常昂贵，通常采用购买和租赁混合的方式进行施工。针对盾构机的繁多型号，可利用BIM技术在成本测算时进行精准模拟，有效根据所需型号进行盾构机的租赁，合理制定租赁周期和控制机械的空置率，并且更准确地计算机械的维修费用和养护费用。

（4）法。运用BIM技术对地质情况、岩土类型、周边地形情况、隧道长度、隧道走向、隧道（如明洞、暗洞、洞身）挖掘的工艺工法方案等进行大数据分析，进而实施模拟创新工艺工法，达到高效施工、创新施工的效果。

（5）环。环境作为不可控的外在因素，如果判断不准确，会严重影响报价，对投标或未来施工工作造成不可控的影响。结合气象、水文、地质的情况，在信息采集和大数据分析的基础上，评估气象、水文、地质等方面的因素对施工造成的影响，可通过BIM技术提前模拟废弃物品的处理和搬运，将环境处理费估算得更加精准。

3 BIM 应用于招投标工作中存在的问题

3.1 基础工作量大

在投标工作中利用BIM技术进行建模仿真，首先需要由BIM技术专业人员根据项目情况等比例建模，搜集地表地质岩层信息，模拟盾构施工的施工过程和工艺工法，观察其可行性，再由专家组对项目的重点部分、工序、工法进行研讨，分析方案优缺点，并逐层优化，从而得到最优方案，规避可控风险。此工作的工作量与传统的投标工作相比大幅增加。因此，BIM技术的应用对投标的最终效果虽然明显利好，但是为得到最终更为精准的报价，相应的人员用工与时间成本将增加。

3.2 信息共享滞后

利用BIM技术进行投标的报价工作，需要不同部门的众多人员互相配合。在投标的时候，投标组通常由几个部门联合组成；各部门人员分工不清晰，以及不同部门人员间的合作有时存在沟通不畅的混乱现象。在施工组织设计、人员配置、材料选型、模拟采购、机械使用等方面进行合理分配和模拟的过程中容易造成采集的数据无法进行实时共享，从而影响人工成本、时间成本以及信息成本的管理，以致出现信息共享滞后的问题。为解决这种问题，可以建立信息共享的数据库，将所有需要的数据、信息实时入库，并实时更新。

3.3 应用普及程度低

相较于将BIM技术应用于设计和施工阶段的案例，目前将BIM技术与投标报价工作相结合的案例与施工单位还是很少，以至于大部分投标报价人员对BIM技术的了解相对匮乏，投标队伍中缺乏熟练掌握BIM技术的专业人员，导致没有实现BIM相关软件的应用普及，无法将BIM技术与报价工作有机结合到一起，不能充分体现BIM在投标报价中的优势。将BIM技术普及到投标工作中，还需要迈出艰难的一步。施工单位可以将专业技术人员与BIM技术人员协同管理，共同培养，逐步打造集BIM技术和专业知识于一身的专业技术团队。

4 结论与展望

随着BIM技术的发展及其在建设工程中应用的拓展，针对BIM技术在城市轨道交通隧道工程招投标中的应用研究可以为实现精准的投标报价和工程实施打下坚实的基础。利用BIM技术进行隧道工程的3D建模，对项目进行精确模拟、分析、跟踪、优化，为工程量清单的确定和工程的精准实施、材料选型、资源配备、方案优化、技术创新、过程管控、成本管控、造价控制、甚至后期的可变更项目提供依据和指导，可以在很大程度上为投标最终报价的确定奠定基础。

目前，利用BIM技术协助招投标工作的应用还处于研究的初级阶段，面临诸多困难与挑战。在当今数字化时代，进一步发展与革新招投标工作中应用的技术手段具有重要意义。一定程度上代表着建设领域第二次信息革命的BIM技术将积极推动招投标工作实现由0到 1的转化，全面替代传统的招投标报价模式和方法。这一趋势势必可以引领未来招投标工作的发展。