楊宏偉

（中鐵城建集團(tuán)第一工程有限公司，山西 太原 030024）

社會(huì)的進(jìn)步和人們生活水平的提高，給建筑物在功能和形態(tài)上提出了更高的要求，隨著建筑數(shù)量的增多，一些高層、大體積的建筑在城市中逐漸涌現(xiàn)。建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工環(huán)境不穩(wěn)定、施工人員技術(shù)低等因素給建筑工程施工的安全管理帶來(lái)了一定難度，導(dǎo)致安全事故頻發(fā)。

工程施工安全管理屬于一種動(dòng)態(tài)的管理，其中涉及施工中的人、物、狀態(tài)、環(huán)境等管理和控制。施工安全管理主要是企業(yè)通過(guò)采取安全管理規(guī)劃、指導(dǎo)和決策等，確保在生產(chǎn)過(guò)程中保持安全的狀態(tài)。BIM技術(shù)以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，具體包括建設(shè)項(xiàng)目的整體規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、實(shí)際運(yùn)營(yíng)以及各個(gè)環(huán)節(jié)的建筑結(jié)構(gòu)、成本、質(zhì)量、進(jìn)度等，目的是讓信息實(shí)現(xiàn)共享，同時(shí)構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源，確保信息在傳遞過(guò)程中的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，從而實(shí)現(xiàn)信息的協(xié)調(diào)管理，防止出現(xiàn)因溝通問(wèn)題而給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。

1 BIM技術(shù)概述

BIM也稱(chēng)作建筑信息模型，主要是針對(duì)建筑工程項(xiàng)目中所有數(shù)據(jù)建立三維信息模型，采用數(shù)字化信息技術(shù)建立共享平臺(tái)，仿真的建筑工程就會(huì)在施工前事先得以實(shí)施。BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用在建筑行業(yè)，主要是因?yàn)槠洳粌H具有模擬化、可視化的特點(diǎn)，同時(shí)還具有動(dòng)態(tài)化的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代建筑在結(jié)構(gòu)上通常比較復(fù)雜，建筑中相關(guān)的數(shù)據(jù)很多，如果不采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備，無(wú)法將信息有效地集成，進(jìn)而給整體規(guī)劃、施工和運(yùn)營(yíng)帶來(lái)影響。另外，在整個(gè)工程項(xiàng)目從方案制定到實(shí)際運(yùn)營(yíng)維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，都需要利用BIM技術(shù)將信息集成，并傳輸?shù)饺S模擬數(shù)據(jù)庫(kù)中，施工單位、設(shè)計(jì)單位和運(yùn)營(yíng)維護(hù)單位等都是通過(guò)BIM技術(shù)建立的共享平臺(tái)針對(duì)整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)采取實(shí)時(shí)的掌握和監(jiān)控。由于建設(shè)工程施工安全管理的復(fù)雜性，在施工安全管理上應(yīng)用BIM技術(shù)，可以給施工管理人員提供有價(jià)值的信息和可視化平臺(tái)，結(jié)合具體施工進(jìn)行實(shí)操模擬，將傳統(tǒng)的安全管理模式優(yōu)化，讓管理的難度降低，防止人力、物力的大量浪費(fèi)，提升建設(shè)工程效率，保障建設(shè)工程項(xiàng)目質(zhì)量。

2 BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 可視化

BIM技術(shù)具有可視化特點(diǎn)，可以用來(lái)構(gòu)建建筑信息三維數(shù)據(jù)模型，并通過(guò)可視化手段提高設(shè)計(jì)方案的水平，提升施工方案的可操性，讓工程建設(shè)過(guò)程更加科學(xué)、合理。與此同時(shí)，建筑工程安全管理人員利用BIM技術(shù)的可視化，可以隨時(shí)掌握建筑施工安全管理中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，做到及時(shí)并準(zhǔn)確地查找場(chǎng)地內(nèi)的危險(xiǎn)源，提高現(xiàn)場(chǎng)管理人員安全隱患排查能力，讓施工人員的人身安全得到保障。

2.2 協(xié)調(diào)性

現(xiàn)階段，隨著建筑工程的不斷增多，規(guī)模不斷擴(kuò)大，異形復(fù)雜結(jié)構(gòu)逐漸涌現(xiàn)，增加了工程施工難度。同時(shí)，建筑工程所涉及的內(nèi)容較多，屬于綜合性工程，其中包含的學(xué)科和專(zhuān)業(yè)較多，具有施工周期長(zhǎng)、施工技術(shù)復(fù)雜等特點(diǎn)，這樣就需要進(jìn)行建筑全生命周期的整合和協(xié)調(diào)。建筑工程施工管理在各項(xiàng)要求上比較高，需要管理人員掌握每一個(gè)階段的安全技術(shù)，同時(shí)，針對(duì)施工中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)要提前制定出解決方案，防止出現(xiàn)安全事故。另外，采用BIM技術(shù)，可以讓施工中每一個(gè)工種的人員都可以進(jìn)行有效的溝通，從而提高建筑工程施工整體效率，提升項(xiàng)目安全管控能力。

2.3 模擬性

在整個(gè)建筑工程施工中每一個(gè)施工環(huán)節(jié)都可以應(yīng)用BIM技術(shù)，目的是進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，給管理人員在建筑工程施工過(guò)程中遇到的安全隱患和問(wèn)題提供準(zhǔn)確的信息來(lái)源。通過(guò)分析和模擬數(shù)據(jù)，讓管理人員在制定應(yīng)急預(yù)案和安全管理方案上有參考的資料，增強(qiáng)方案制定的可操作性和針對(duì)性，降低工程施工安全事故發(fā)生概率。

3 BIM技術(shù)在建筑施工安全管理中的應(yīng)用

3.1 施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置

建筑工程施工不同階段容易受到地形、四周環(huán)境和天氣等方面的影響，給施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大難度，因此在工程建設(shè)過(guò)程中，施工現(xiàn)場(chǎng)平面規(guī)劃需要科學(xué)、合理地布置。傳統(tǒng)的平面布置方法是采用CAD軟件畫(huà)圖進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地二維平面布置，這樣的二維布置只能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行粗略的布置，無(wú)法應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的施工現(xiàn)狀，在實(shí)際施工中會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，如物料的存儲(chǔ)和堆放、臨時(shí)設(shè)施的搭建會(huì)出現(xiàn)反復(fù)搬運(yùn)、倒運(yùn)等，增加二次搬運(yùn)費(fèi)及人工費(fèi)。而采用BIM技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)地的三維動(dòng)態(tài)布置則可以有效解決二維布置帶來(lái)的不便，施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)部位應(yīng)該擺放什么東西、樓層哪個(gè)位置需要做防護(hù)、外架需要怎么搭設(shè)、企業(yè)的宣傳應(yīng)該設(shè)置在什么位置等都可以采用BIM技術(shù)解決。另外，在外腳手架的搭設(shè)前利用BIM技術(shù)建立外腳手架模型，可以防止腳手架和結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)沖突；優(yōu)化消防、空調(diào)、安裝工程等各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)圖紙，防止出現(xiàn)不必要的管線(xiàn)碰撞；檢驗(yàn)設(shè)計(jì)圖紙是否合理，并及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，避免影響施工進(jìn)度，提升施工質(zhì)量。

3.2 在施工場(chǎng)地立體規(guī)劃

施工場(chǎng)地立體空間要進(jìn)行合理的規(guī)劃和劃分，才能降低安全隱患，給后續(xù)的施工管理提供便利，同時(shí)提升經(jīng)濟(jì)效益。采用BIM技術(shù)可以按照施工方案動(dòng)態(tài)模擬施工過(guò)程，提前設(shè)計(jì)機(jī)械行進(jìn)的路線(xiàn)和施工人員的活動(dòng)范圍，防止一些不確定因素影響施工。在模擬過(guò)程中針對(duì)施工場(chǎng)地采取BIM動(dòng)態(tài)布置，可以有效地控制場(chǎng)地空間配置。以三維塔吊安全管理為例，施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)布置很多塔吊共同作業(yè)，塔吊會(huì)由于半徑過(guò)大、多塔交叉作業(yè)的原因發(fā)生碰撞問(wèn)題，為此，首先要確定塔吊的回轉(zhuǎn)半徑確定，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)利用三維信息模型布置不同型號(hào)的塔吊。利用BIM動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)的位置提前設(shè)置好塔吊的位置，然后將塔吊進(jìn)行動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)，一方面觀察塔吊的覆蓋范圍符不符合施工要求，另一方面觀察群塔之間會(huì)不會(huì)發(fā)生碰撞，確定出塔吊的詳細(xì)位置以及頂升的相互時(shí)間順序，最終形成實(shí)施性較強(qiáng)的塔吊方案。通過(guò)BIM動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)還可以模擬四周的建筑物和電線(xiàn)之間的安全距離。

3.3 實(shí)現(xiàn)4D仿真模擬

隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展，建筑的數(shù)量和規(guī)模不斷增加，給建筑施工安全管理增加了難度。要想讓建筑工程有序地開(kāi)展，監(jiān)控施工中每一個(gè)環(huán)節(jié)，降低安全隱患，預(yù)防安全事故，降低經(jīng)濟(jì)損失，就需要利用BIM技術(shù)中4D施工動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)模擬施工的過(guò)程，尤其針對(duì)施工中的重點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多視點(diǎn)的模擬動(dòng)畫(huà)，給施工質(zhì)量、安全管理提供有效的參考。在模擬建筑結(jié)構(gòu)中采用4D仿真分析技術(shù)針對(duì)變形狀態(tài)和力學(xué)性能采取分析，給施工安全奠定基礎(chǔ)。如利用BIM技術(shù)的上傳功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全隱患的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將發(fā)現(xiàn)的安全隱患問(wèn)題傳到BIM模型上，在模型上可以監(jiān)控隱患是否處于受控狀態(tài)，做到心中有數(shù)，極大地降低了安全事故的發(fā)生概率。還可以通過(guò)BIM模型對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行管理，在BIM模型上設(shè)置好施工現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)區(qū)域并結(jié)合紅外線(xiàn)的功能，當(dāng)作業(yè)人員闖入危險(xiǎn)區(qū)域后會(huì)自動(dòng)報(bào)警，這樣可以對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行更有效的管理。另外，結(jié)合4D技術(shù)、BIM技術(shù)針對(duì)易產(chǎn)生變形的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、監(jiān)控，及時(shí)捕捉危險(xiǎn)狀態(tài)，并采取有效安全措施，規(guī)避安全事故的發(fā)生。

3.4 虛擬應(yīng)急逃生

通過(guò)BIM技術(shù)，建立建筑物三維實(shí)體模型，在施工作業(yè)過(guò)程中，遇到腳手架垮塌、火災(zāi)事故、模板支撐體系垮塌等緊急危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，管理人員可以通過(guò)指揮動(dòng)畫(huà)里虛擬人物進(jìn)行逃生演練。傳統(tǒng)的應(yīng)急演練都是事先編制預(yù)案，按照方案來(lái)進(jìn)行場(chǎng)地準(zhǔn)備、人員培訓(xùn)、開(kāi)展演練活動(dòng)，這種模式在演練過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多不可預(yù)見(jiàn)的危險(xiǎn)因素，不利于演練活動(dòng)的開(kāi)展。而通過(guò)BIM的虛擬應(yīng)急逃生功能則可以避免這個(gè)弊端。利用BIM技術(shù)可模擬性的特點(diǎn)，搭建施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急演練的場(chǎng)景、設(shè)定疏散人員和設(shè)置演練障礙物，即可將應(yīng)急預(yù)案的文字說(shuō)明轉(zhuǎn)換成三維動(dòng)態(tài)的模擬方案，方便查找過(guò)程演練的不足，以便及時(shí)對(duì)預(yù)案進(jìn)行調(diào)整，使得演練方案更具有實(shí)際的操作性。

3.5 立體安全技術(shù)交底

傳統(tǒng)的安全技術(shù)交底僅僅是通過(guò)一紙文書(shū)給施工作業(yè)人員進(jìn)行講解，起不到好的教育交底效果。通過(guò)BIM技術(shù)的三維動(dòng)態(tài)交底則可以有效解決這個(gè)問(wèn)題。以腳手架安全技術(shù)交底為例，傳統(tǒng)的腳手架安全技術(shù)交底只能通過(guò)CAD圖紙標(biāo)明桿件的間距、尺寸，搭設(shè)人員容易出現(xiàn)理解不深、記憶模糊的情況，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)與交底不一致，埋下安全隱患。通過(guò)BIM技術(shù)，可以使施工人員立體感受桿件搭設(shè)的先后順序、位置、尺寸要求等，效果更明顯。另外，在工程施工前，利用BIM可視化技術(shù)提前進(jìn)行危險(xiǎn)源識(shí)別、動(dòng)態(tài)施工模擬，做到充分了解施工現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)情況。在對(duì)施工作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底時(shí)，可利用BIM可視化技術(shù)進(jìn)行三維動(dòng)畫(huà)交底，并且還可以利用BIM技術(shù)制作出安全操作規(guī)程的動(dòng)畫(huà)演示，生成二維碼張貼于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，作業(yè)人員只需掃碼即可實(shí)時(shí)觀看正確的操作流程。通過(guò)這種方式，一方面使得管理人員工作量減少；另一方面可以提升施工人員安全意識(shí)，起到更好的教育效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

BIM技術(shù)屬于信息化管理的一種，在建筑行業(yè)建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。建筑施工過(guò)程中采用BIM技術(shù)，在降低安全隱患的同時(shí)安全事故的發(fā)生率也大大下降，不僅讓管理水平得到提高，同時(shí)還使施工效率得到提高，使得成本的管控更合理，有助于推進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。