徐文忠

(中國華西企業(yè)股份有限公司安裝工程公司，四川成都 610071)

在城市地鐵工程中，招標(biāo)人往往將機電工程與主體工程分別單獨進行招標(biāo)。當(dāng)中標(biāo)的機電施工單位進場時，主體工程已經(jīng)完成并會按照合同規(guī)定將施工場地移交給機電施工單位，由機電施工單位負(fù)責(zé)地盤管理。施工現(xiàn)場的臨時設(shè)施、安全文明的防護等都需要由機電施工單位另外自行搭建。地鐵車站的施工場地面積非常大，地下車站內(nèi)的施工條件差，工期又緊張，施工作業(yè)人員多，同時還與其他專業(yè)承包單位交叉作業(yè)點多。對于單獨承建機電工程的專業(yè)安裝單位來講，在建筑工程中，這些設(shè)施往往都是由建筑總承包單位負(fù)責(zé)搭建，機電施工單位一般很少涉及到施工總平面的布置和臨邊洞口的安全防護。而且，建設(shè)單位和當(dāng)?shù)卣毮懿块T等都高度重視，對地鐵項目現(xiàn)場施工要求極高。機電施工單位將面臨著如何確保施工現(xiàn)場的安全文明施工，這將是一種極大的考驗。本文主要總結(jié)了在廣州市軌道交通七號線一期2標(biāo)段(漢溪長隆站、鐘村站)機電工程總承包工程、廣州市軌道交通九號線一期清塘站機電工程總承包工程、長沙市軌道交通3號線一期機電設(shè)備安裝及設(shè)備區(qū)建筑裝修工程第一標(biāo)段(由洋湖濕地、洋湖新城、陽光站、山塘站組成)的施工中，通過組建自有BIM技術(shù)團隊，充分利用BIM技術(shù)優(yōu)勢對施工現(xiàn)場臨時設(shè)施布置、安全文明防護、臨時用水用電等進行輔助管理，有效地確保了施工現(xiàn)場的安全文明施工，提高了安全管理效率。在這三個工程中，BIM技術(shù)在安全文明施工方面的具體應(yīng)用如下：①臨時設(shè)施的布置；②施工臨時用水用電的布置；③現(xiàn)場臨邊洞口的安全風(fēng)險分析和安全防范措施；④利用“三維”技術(shù)進行可視化安全技術(shù)交底；⑤進行WBS拆分和編制派工單，結(jié)合門禁和視頻監(jiān)控系統(tǒng)對進出場人員進行有效的安全管理；⑥重要施工工序的動畫模擬，直觀地反應(yīng)出施工安全隱患；⑦在BIM基礎(chǔ)上，通過VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行安全體驗。

1 利用BIM三維模型，合理規(guī)劃和優(yōu)化施工現(xiàn)場臨時設(shè)施的布置

在城市地鐵機電工程項目中，臨時設(shè)施如辦公區(qū)、宿舍、食堂、加工區(qū)等是不允許搭建在地鐵車站的施工區(qū)域內(nèi)，一般由建設(shè)單位指定地面上的空地并提供給施工單位使用。同時施工合同也約定臨建的搭設(shè)要求，臨設(shè)的搭建情況對周邊環(huán)境和社會的影響非常大。為了有效利用場地、優(yōu)化及合理布置、更好的展示公司形象，BIM技術(shù)團隊和項目技術(shù)人員共同一起，先進行三維模型虛擬布置，經(jīng)綜合考慮和優(yōu)化后，報送建設(shè)單位和現(xiàn)場監(jiān)理單位審批，再進行現(xiàn)場搭建工作。通過BIM技術(shù)將抽象的平面布置圖轉(zhuǎn)換成直觀的立體三維模型圖，大大提高了施工場地設(shè)計的效率，也充分展示出公司的品牌形象。本工地臨時設(shè)施的三維模型布置和現(xiàn)場布置如圖1所示。

圖1 利用三維模型合理規(guī)劃、優(yōu)化臨設(shè)的布置

2 通過對臨時用水用電的三維模型布置，避免因施工交叉造成拆除和重建

先通過BIM三維模型進行虛擬布置和搭設(shè)，合理規(guī)劃地鐵車站內(nèi)臨水、臨電、臨時消防設(shè)施，將臨時動力配線、照明配線、視頻監(jiān)控線等所有站內(nèi)臨時線纜集成在綜合線槽中，同時還充分考慮了施工進度、施工工序和交叉施工的影響，采用三維模型漫游方式，更直觀地反映出臨水臨電的搭設(shè)是否合理、美觀，從而徹底解決了現(xiàn)場臨時用水用電雜亂的狀況，做到了在施工期間不需要再移動和拆除，節(jié)省了人力、物力。臨時用水用電的模型和現(xiàn)場布置情況見圖2、圖3。

圖2 臨水臨電和安全防護的三維模型及現(xiàn)場布置

圖3 臨時用電的三維模型及現(xiàn)場布置

3 利用三維模型進行安全風(fēng)險分析和采取有效的安全防范措施

在BIM模型中預(yù)先識別出施工現(xiàn)場的各類安全風(fēng)險點，就更能準(zhǔn)確地進行風(fēng)險評估和制定有針對性的安全措施，并先在模型中進行安全防護，將之布置的更加完善,有效地解決了傳統(tǒng)管理模式的隨意性、計劃性不強、依賴管理人員的識別以及對風(fēng)險認(rèn)識不明確等不足。安全風(fēng)險分析見圖4、安全防范措施見圖5、現(xiàn)場安全防護見圖6。

圖4 安全風(fēng)險分析

圖5 安全防范措施(模型)

圖6 施工現(xiàn)場安全防護和標(biāo)識的布置

4 利用BIM模型和動畫漫游，直觀、形象地對施工人員進行可視化安全技術(shù)交底

在廣州地鐵7號線的機電工程施工中，對施工范圍內(nèi)所有主體、機電、裝修等各專業(yè)采用Revit軟件創(chuàng)建三維模型，實地測量主體數(shù)據(jù)，查閱材料設(shè)備資料，合理利用空間以及運用成品支架，通過利用軟件的智能碰撞檢測功能以及實施“三結(jié)合”(BIM 技術(shù)“三結(jié)合”包含兩個涵義：從參與者來講是 BIM 工程師、項目管理人員、勞務(wù)作業(yè)人員在技術(shù)、經(jīng)驗方面的三結(jié)合；從信息表現(xiàn)形式來講是 BIM 三維模型、二維設(shè)計圖、施工現(xiàn)場實際情況的三結(jié)合)，經(jīng)過充分的討論、審核、調(diào)整、優(yōu)化，最后確定最優(yōu)施工方案。在搭建前，利用三維模型和動畫漫游方式對施工人員進行詳細(xì)的講解，讓施工人員直觀感受施工現(xiàn)場臨邊洞口的位置、安全防護要求、安全控制的要點和難點。項目部進行可視化安全和技術(shù)交底見圖7。

圖7 直觀、形象的可視化交底

5 對BIM模型進行分解、合理的WBS拆分、按進度編制派工單，通過門禁和視頻監(jiān)控系統(tǒng)對進出場的施工人員進行有效管理

在地鐵機電工程施工過程中，交叉作業(yè)的專業(yè)施工單位多、人員復(fù)雜且隧道空間又長。在建設(shè)單位所搭建的軌道交通信息模型管理平臺基礎(chǔ)上，先對實體BIM模型分解，合理進行WBS拆分；再按施工進度編制派工單，結(jié)合門禁系統(tǒng)對人員進出場進行管控以及對施工區(qū)域的安全管理。派工單的生成、協(xié)同管理以及以派工單為核心的管理模型見圖8、圖9，軌道交通信息模型管理系統(tǒng)見圖10。

圖8 派工單的生成和控制

圖9 以派工單為核心的管控模型

圖10 軌道交通信息模型管理系統(tǒng)

6 通過對復(fù)雜設(shè)備機房的動畫模擬安裝，優(yōu)化施工方案，確保了施工安全

地鐵車站的空調(diào)機房空間比較狹窄，機組設(shè)備和管線布置比較復(fù)雜，如何合理排布成為機房安裝的一大難題；BIM技術(shù)能夠?qū)⑹┕し桨高M行動畫模擬對比，直觀、形象地反應(yīng)出施工情況、安全狀態(tài)以及存在的風(fēng)險，為選取更優(yōu)的施工方案提供了決策依據(jù)，公司利用BIM模型對機房進行優(yōu)化布置，安排合理的施工順序和采取有效的安全防護措施，確保了施工安全，保證了節(jié)點工期和工程質(zhì)量?？照{(diào)機房的動畫模擬安裝截圖如圖11所示。

圖11 施工工序的動畫模擬

7 BIM+VR(虛擬現(xiàn)實技術(shù))的安全體驗

BIM+VR安全體驗，在已建好的三維模型基礎(chǔ)上，結(jié)合成熟的VR技術(shù)，來考量工地施工的安全隱患，以三維動態(tài)的形式模擬出工地的施工場景和險情，讓體驗者親身去經(jīng)歷和感受施工中可能發(fā)生的險情，從而實現(xiàn)施工安全教育交底和培訓(xùn)演練的目的，提高施工人員的安全防范能力和意識?，F(xiàn)場BIM+VR安全體驗見圖12。

圖12 BIM+虛擬現(xiàn)實(VR)安全體驗

8 結(jié)束語

公司將BIM技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)場安全文明施工的輔助管理中，充分發(fā)揮了BIM三維可視化、信息分析、模擬施工，結(jié)合BIM管理平臺和借助VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)，做好風(fēng)險分析和發(fā)現(xiàn)危險源，提前有針對性的制定控制措施，大幅度的降低了安全風(fēng)險，確保了安全施工。