張成方 李 超

（1.天津惠普數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)工程有限公司，天津 300457；2.鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300251）

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)，交通技術(shù)的發(fā)展，為了解決地面交通擁堵，環(huán)境污染等問(wèn)題，我國(guó)從多年前就開(kāi)始大規(guī)模的進(jìn)行鐵路建設(shè)工程。但在地鐵帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善交通的同時(shí)，我們也應(yīng)當(dāng)看到地鐵施工的安全問(wèn)題，不良的地鐵施工事故將會(huì)帶來(lái)很大的負(fù)面影響。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2001年到2010年之間，我國(guó)和周邊國(guó)家共發(fā)生了100起以上的地鐵施工安全事故。這是由于地鐵施工內(nèi)容，地點(diǎn)，作業(yè)時(shí)間等都不相同，極易導(dǎo)致難以協(xié)調(diào)的情況，從而造成安全事故。由于地鐵建設(shè)有周期長(zhǎng)、投資大、涉及面廣、工作量大等特點(diǎn)，在建設(shè)過(guò)程中稍微有點(diǎn)不注意，就有可能造成質(zhì)量隱患，工期拖延，更有可能引發(fā)安全事故。為了減少地鐵施工事故，傳統(tǒng)的方式已經(jīng)無(wú)法準(zhǔn)確完整的報(bào)告實(shí)時(shí)的建設(shè)狀況，所以我們必須要有一個(gè)更加高效，高科技的安全集成管理辦法對(duì)地鐵施工項(xiàng)目進(jìn)行全面的，系統(tǒng)的，現(xiàn)代化的管理，這是以BIM作為核心的安全管理模式?；贐IM的建筑信息模型，我們就可以建造可視化的技術(shù)，為地鐵建設(shè)信息化提供基礎(chǔ)，讓管理決策更加信息化，自動(dòng)化，科學(xué)化，標(biāo)準(zhǔn)化。在帶動(dòng)地鐵施工效率提升的同時(shí)，也大大降低了施工安全隱患。下面，就讓我們基于BIM地鐵施工空間安全管理研究，對(duì)于施工空間管理理論，施工空間管理技術(shù)，基于BIM的施工空間安全管理方法，施工空間沖突檢查等問(wèn)題進(jìn)行探討。

一 地鐵施工空間管理理論

在地鐵施工活動(dòng)中，需要空間移動(dòng)，制作材料和存儲(chǔ)等。隨著施工的進(jìn)展，施工過(guò)程中的空間需求也會(huì)發(fā)生不斷的改變，慢慢的可用空間就會(huì)越來(lái)越少，這樣施工路徑，材料處理就會(huì)給施工作業(yè)帶來(lái)許多困難。所以必須提前預(yù)測(cè)而且要合理安排施工活動(dòng)所占據(jù)的空間，盡可能的減少對(duì)于施工人員的干擾和空間擁擠，不然就可能造成效率低下，質(zhì)量下降，安全事故等問(wèn)題。認(rèn)識(shí)到空間管理的重要性，有助于更好的預(yù)測(cè)空間需要，提高利用率。在進(jìn)行地鐵施工空間管理之前應(yīng)該先認(rèn)清空間的三個(gè)特點(diǎn)，即需求、位置、時(shí)間三要素，對(duì)于這三個(gè)要素，都必須相應(yīng)滿足。施工活動(dòng)需要特定的空間資源，所以施工人員如果共享空間，就可能對(duì)雙方造成不利影響，因此，施工時(shí)需要足夠的可以用的空間。至于施工空間可以分為三類，一是可使用空間，就是指還沒(méi)有建造過(guò)程和建筑產(chǎn)品占用的可利用空間。二是施工過(guò)程空間，是指動(dòng)態(tài)的活動(dòng)，就是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程占用的空間。三是施工產(chǎn)品空間，就是靜態(tài)的建筑品占用空間。

二 地鐵施工空間管理的關(guān)鍵技術(shù)

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)計(jì)劃進(jìn)行場(chǎng)地安排空間是很常見(jiàn)的施工計(jì)劃，一般由施工經(jīng)理來(lái)制定分配臨時(shí)區(qū)域，管理材料運(yùn)輸，起重機(jī)的位置等。但當(dāng)前這些規(guī)劃時(shí)空的方式都不夠直觀，不能夠很好的描繪建設(shè)的空間規(guī)劃。為了施工空間管理就急切的需要一個(gè)能描繪動(dòng)態(tài)施工時(shí)間和空間的模型。將BIM技術(shù)引入4D的施工管理，可以有效的解決時(shí)變動(dòng)態(tài)的全部過(guò)程問(wèn)題，而且還可以隨進(jìn)度變化給予結(jié)構(gòu)給予三維可視化和計(jì)算模型，提高施工安全和時(shí)變建模的效率，為時(shí)變理論的應(yīng)用提供適合的途徑與方法。還可以將BIM技術(shù)應(yīng)用在設(shè)計(jì)細(xì)部，設(shè)計(jì)檢討和建設(shè)進(jìn)度檢查，防災(zāi)檢查，設(shè)施管理資料等方面。再利用3D方式協(xié)作一起檢查設(shè)計(jì)，減少過(guò)去2D的失誤。BIM與3D的同時(shí)應(yīng)用在增加了空間上的視覺(jué)檢查以外，還校正了各個(gè)細(xì)節(jié)施工的剖面圖和標(biāo)記說(shuō)明，避免頻繁的設(shè)計(jì)更替。香港理工大學(xué)的李恒教授提出了基于BIM的虛擬施工技術(shù)解決方案。主要分析了優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化施工，優(yōu)化管理等問(wèn)題，這樣就可以降低施工的成本和時(shí)間?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外對(duì)于BIM應(yīng)用的重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)階段的施工圖生成，圖紙管理，設(shè)計(jì)優(yōu)化，施工碰撞檢查和優(yōu)化施工管理上面。BIM技術(shù)大大提高了設(shè)計(jì)圖紙的精確度，減少了施工時(shí)的事故與突發(fā)情況。

三 基于BIM的施工空間安全管理辦法

根據(jù)地鐵空間的安全開(kāi)展技術(shù)路線，首先依據(jù)項(xiàng)目BIM的應(yīng)用目標(biāo)，實(shí)際設(shè)計(jì)圖紙和施工組織設(shè)計(jì)建立三維BIM的模型，然后相應(yīng)鏈接進(jìn)度計(jì)劃再模擬施工，最后進(jìn)行空間沖突檢查，并對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域劃分等級(jí)。BIM是被賦予了很多工程屬性的三維圖紙，由圖紙?jiān)俳⒘Ⅲw的模型。BIM模型一般由結(jié)構(gòu)模型，建筑模型，機(jī)械模型和管道模型4部分組成。然后根據(jù)BIM的應(yīng)用目標(biāo)，依據(jù)詳細(xì)程度構(gòu)建不同模型且表達(dá)其屬性及構(gòu)件。施工模型是在建立上面的主體模型之后建立的模型，為了檢測(cè)空間碰撞情況。比如在運(yùn)土車，挖掘機(jī)等運(yùn)輸工具，其機(jī)械臂膀可以在機(jī)械旁邊一定半徑內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所以只用實(shí)體外形3D描述并不能全面反映其在工作時(shí)的空間需求。這就需要根據(jù)其運(yùn)動(dòng)的軌跡和特性建立一個(gè)整體模型。BIM模型信息完整性是根據(jù)應(yīng)用目的，用來(lái)確定信息表達(dá)的邊界和信息表達(dá)的周詳程度，用來(lái)避免信息的缺失或冗余。一般構(gòu)建共包含三維幾何的信息，比如形狀，空間位置等等。BIM模型信息統(tǒng)一性是由于BIM應(yīng)用需要的一系列軟件的串聯(lián)，當(dāng)模型在不同的軟件中變換時(shí)，因?yàn)椴捎昧私y(tǒng)一的建模工具而且因?yàn)橄嗤男畔?biāo)準(zhǔn)，同一信息就可以不用重復(fù)輸入。

四 地鐵施工空間沖突的檢查

對(duì)于地鐵建設(shè)工程來(lái)說(shuō)，空間不是無(wú)限的，而是有限的，所以在工程建設(shè)過(guò)程中，設(shè)備摩擦、空間沖突是導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下的主要原因之一，還可能引發(fā)安全事故。每一個(gè)工序在進(jìn)行的時(shí)候必須要有足夠的空間來(lái)進(jìn)行活動(dòng)。比如機(jī)械臂長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)半徑，施工人員的活動(dòng)半徑，如果兩者作業(yè)時(shí)在空間上產(chǎn)生了沖突，摩擦，就容易導(dǎo)致效率低下，人員傷害，財(cái)產(chǎn)損失等后果。所以在開(kāi)工之前就要用BIM進(jìn)行動(dòng)態(tài)施工模擬，用來(lái)找出可能存在的問(wèn)題，用來(lái)尋找最優(yōu)機(jī)械的行進(jìn)路線和人員活動(dòng)的范圍，大大減少了損失和人員傷害發(fā)生的可能性。在進(jìn)行空間沖突檢測(cè)之前，需要對(duì)每一構(gòu)件和每一工序占用的空間進(jìn)行描述，利用邊界法描述BIM的實(shí)體外形。此外，對(duì)于一些特別的實(shí)體，就不能簡(jiǎn)單的用外形來(lái)描述其占用的空間情況。機(jī)械運(yùn)輸作業(yè)的行為主要表現(xiàn)在其旋轉(zhuǎn)及前進(jìn)，進(jìn)行施工模擬的時(shí)候機(jī)械活動(dòng)模型應(yīng)該跟著施工機(jī)械一起運(yùn)動(dòng)，然后查找出周邊可能發(fā)生的所有碰撞可能。

五 總結(jié)

因?yàn)榈罔F施工的環(huán)境十分的復(fù)雜，施工現(xiàn)場(chǎng)和場(chǎng)外行人車流很多只有一墻之隔，所以可以利用的空間十分有限。加上地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)擺放的器具，密集的工作人員，大量建筑材料，這些施工作業(yè)內(nèi)容，地點(diǎn)的交叉容易導(dǎo)致活動(dòng)空間占用時(shí)間和空間上的安全隱患。這樣就必須基于BIM技術(shù)，將施工空間作為一種極其有限的資源進(jìn)行嚴(yán)格的管理，這樣才可以最大程度的避免地鐵施工帶來(lái)的安全隱患。

[1]陳麗娟；基于BIM的地鐵施工空間安全管理研究[M]華中科技大學(xué)2012（1）

[2]高永剛；基于BIM可視化技術(shù)在杭州東站中的應(yīng)用[J]土木建筑工程信息技術(shù)2010（10）

[3]趙麗琴；基于外部性理論的城市地下空間安全管理問(wèn)題研究[M]中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2011（3）

[4]王陳遠(yuǎn)；基于BIM的深化設(shè)計(jì)管理研究?jī)?yōu)先出版[J]工程管理學(xué)報(bào)2012（14）

[5]王華偉；地鐵車站施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理研究[M]西南交通大學(xué) 2008（11）

[6]張秋福；鄭州地鐵工程項(xiàng)目施工安全管理研究[M]南京理工大學(xué)2011（4）