任 煉

1 建筑工程安全管理中應(yīng)用BIM 技術(shù)的意義

共享工程信息。建筑工程安全管理采用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享，各部門人員均可在平臺(tái)查看施工流程。該平臺(tái)還能整合施工信息，保證所有人員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，并根據(jù)平臺(tái)反饋?zhàn)龊谜{(diào)整工作，實(shí)現(xiàn)各部門信息互檢，提高安全管理水平[1]。

模擬現(xiàn)場(chǎng)情況。BIM 技術(shù)可模擬工程現(xiàn)場(chǎng)安全管理情況，促進(jìn)各單位溝通交流，避免造成信息傳達(dá)誤差，提高工作效率，及時(shí)進(jìn)行施工交底，能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目安全管理。

實(shí)現(xiàn)全流程管理。建筑工程安全管理采用BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目一體化、全過(guò)程管理，使得項(xiàng)目相關(guān)人員獲得更直接、可靠的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全流程安全追蹤。

2 工程安全管理中構(gòu)建BIM模型的要求

2.1 構(gòu)建原則

BIM 模型具有可出圖性、參數(shù)化、模擬化及可視化特點(diǎn)，本質(zhì)是各種構(gòu)件功能特征、材質(zhì)等參數(shù)信息虛擬的集成，模型信息的完備性與準(zhǔn)確度對(duì)安全管理有重要影響。構(gòu)建模型應(yīng)遵循以下原則。

（1）保證編碼全面規(guī)范。保證編碼全面規(guī)范更利于創(chuàng)建、管理BIM 模型，需根據(jù)企業(yè)建筑模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)確定組成BIM 模型的構(gòu)件，按照統(tǒng)一要求做好BIM 元素的編碼、分類與命名[2]。

（2）數(shù)據(jù)共享擴(kuò)展。構(gòu)建BIM 模型是不斷完善、修正的過(guò)程，數(shù)據(jù)模型要能夠在云平臺(tái)共享，便于參與方調(diào)取、利用，并能夠迅速獲取、更新和管理，優(yōu)化安全協(xié)同管理。

（3）模型信息完整準(zhǔn)確。工程全生命周期內(nèi)，為保證各參與方順利實(shí)施工作任務(wù)，BIM 模型信息的協(xié)同與交換工作需保證模型一致，基于相同的BIM 模型能在添加、修改成本時(shí)間參數(shù)后，保證模型信息準(zhǔn)確。

（4）模型信息安全。嚴(yán)格設(shè)定權(quán)限，保證用戶在權(quán)限范圍內(nèi)修改、訪問(wèn)信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.2 細(xì)致程度

工程BIM 模型的細(xì)致程度是模型能否滿足應(yīng)用需求的重要衡量指標(biāo)，根據(jù)美國(guó)、英國(guó)建筑協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)劃分為L(zhǎng)OD100～LOD500共5個(gè)模型深度等級(jí)。工程各階段的模型細(xì)致程度如表1 所示。

表1 工程各階段的模型細(xì)致程度

2.3 軟件平臺(tái)

我國(guó)常用軟件平臺(tái)有ArchiCAD、AIIPLAN、廣聯(lián)達(dá)、魯班BIM、Fuzor 以及Revit 等，其中Revit 在設(shè)備、結(jié)構(gòu)與建筑設(shè)計(jì)方面優(yōu)勢(shì)突出，能夠解決專業(yè)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)建模。本文采取Revit 軟件建立BIM 模型[3]。設(shè)備專業(yè)方面，Revit能提供多樣化管道、機(jī)電設(shè)備組建，并具有連接管路的功能，滿足給排水、暖通、電氣與消防專業(yè)的建模需求；結(jié)構(gòu)專業(yè)方面，按照繪制軸網(wǎng)標(biāo)高、柱子、墻體、梁、板以及樓梯流程構(gòu)建模型[3]。

3 BIM 技術(shù)在工程安全管理中的應(yīng)用措施

以某建筑工程為例，地上建筑面積為27 644 m2，地下建筑面積為3 611 m2，采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為7 度。該工程具有管線復(fù)雜、參建單位多、立體交叉作業(yè)的特點(diǎn)。

3.1 確定影響因素

該工程參建方多，會(huì)導(dǎo)致工程建設(shè)過(guò)程中難以有效協(xié)調(diào)。作業(yè)人員需把控以下關(guān)鍵點(diǎn)。

（1）工程處于建筑密集區(qū)，周圍環(huán)境復(fù)雜，需保證工人宿舍區(qū)、材料加工區(qū)以及施工區(qū)等劃分符合功能要求，同時(shí)也要滿足綠色環(huán)保和消防安全等原則。

（2）由于該工程占地面積小，近距離開(kāi)展塔吊作業(yè)時(shí)可能碰撞周圍建筑，因此需做好塔吊安全防范工作，保證垂直機(jī)械運(yùn)輸安全。

（3）同時(shí)開(kāi)展主體結(jié)構(gòu)與地下結(jié)構(gòu)施工時(shí)會(huì)存在多工種共同施工和交叉作業(yè)的問(wèn)題，為保證施工現(xiàn)場(chǎng)人員安全，在搭設(shè)全封閉腳手架前需提前制定專項(xiàng)安全施工方案。

（4）工程澆筑完成后，作業(yè)面的諸多洞口與臨邊需采取防護(hù)措施。結(jié)合實(shí)際工程情況及關(guān)鍵點(diǎn)，將安全影響因素分為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管、模擬分析與無(wú)形因素3大類，如表2 所示。

表2 安全因素分類

3.2 創(chuàng)建信息模型

為保證工程安全管理質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)二維平面圖構(gòu)建三維模型，并結(jié)合實(shí)際場(chǎng)地情況調(diào)整局部。利用Revit 軟件創(chuàng)建主體結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)BIM 建模原則選擇對(duì)應(yīng)樣板文件，即可繪制三維信息模型。創(chuàng)建土建和設(shè)備三維模型也是先選擇樣板文件，然后明確軸網(wǎng)、標(biāo)高，建立暖通、給排水以及電氣模型，再調(diào)整管線標(biāo)高，完成最終模型。建立BIM 模型的流程如圖1 所示。

圖1 建立BIM 模型的流程

3.3 開(kāi)展安全教育

3.3.1 識(shí)別工程危險(xiǎn)因素

建筑工程的危險(xiǎn)因素較多，通過(guò)建立BIM 模型能夠模擬整體建筑框架與結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)展示構(gòu)件細(xì)節(jié)信息，便于作業(yè)人員采取射頻技術(shù)識(shí)別危險(xiǎn)源，將可視化模型與施工過(guò)程相結(jié)合，直觀形象地完成安全交底。例如，BIM 技術(shù)具有危險(xiǎn)區(qū)域報(bào)警功能，在設(shè)定危險(xiǎn)區(qū)域后，如果作業(yè)人員走進(jìn)該區(qū)域，會(huì)觸發(fā)報(bào)警[4]。

3.3.2 二維碼安全管理

安全管理人員可將數(shù)據(jù)錄入二維碼內(nèi)，以紙質(zhì)方式將其粘貼至具有施工安全隱患的位置，便于現(xiàn)場(chǎng)操作人員利用手機(jī)查看，不僅能達(dá)到警示作用，還能避免發(fā)生安全事故。例如，將二級(jí)配電箱安全技術(shù)規(guī)程和實(shí)名制安全通道規(guī)程等以二維碼方式粘貼于配電箱門上和安全通道處，作業(yè)人員可在施工前進(jìn)行查看，獲得安全交底信息；還可利用二維碼編輯器，分類整理安全施工資料與技術(shù)交底資料，并做成二維碼，供現(xiàn)場(chǎng)人員掃碼學(xué)習(xí)。

3.3.3 虛擬應(yīng)急逃生

BIM 虛擬應(yīng)急逃生功能能夠開(kāi)展人員逃生演練，減少人力與物力消耗。傳統(tǒng)演練會(huì)阻礙現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，而且人員演練培訓(xùn)也存在應(yīng)付、短暫的特點(diǎn)，面對(duì)突發(fā)問(wèn)題難以發(fā)揮應(yīng)急演練效果。應(yīng)用BIM技術(shù)能夠搭建符合現(xiàn)場(chǎng)的虛擬場(chǎng)景，輸入多種應(yīng)急事件開(kāi)展演練，并設(shè)定更安全合理的逃生通道，從而縮短人員培訓(xùn)時(shí)間，提高人員處理突發(fā)事故的能力。

3.4 優(yōu)化施工場(chǎng)地

現(xiàn)場(chǎng)人員需根據(jù)施工平面布置圖中的建筑紅線確定工程位置，劃分安全區(qū)域等級(jí)，將各種不安全因素反映至模型內(nèi)，并結(jié)合實(shí)際情況確定是否需要調(diào)整布置圖中的機(jī)械與材料堆場(chǎng)位置，塔吊運(yùn)行軌跡是否對(duì)建筑物造成影響，材料加工棚是否處于塔臂范圍內(nèi)等，同時(shí)施工中還需要避免施工機(jī)械運(yùn)輸沖突以及材料堆放不合理引發(fā)的事故[5]。

另外，施工前可利用BIM 5D 平臺(tái)模擬施工進(jìn)度，讓施工作業(yè)人員能夠提前了解現(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境，發(fā)現(xiàn)安全隱患，評(píng)估安全問(wèn)題并采取技術(shù)措施，從而確保工程項(xiàng)目順利進(jìn)行。

3.5 關(guān)注工程細(xì)節(jié)

3.5.1 臨邊洞口管理

識(shí)別與檢查臨邊洞口時(shí)可利用BIM技術(shù)的可視性迅速找到此類洞口，同時(shí)做好安全風(fēng)險(xiǎn)辨別與管控工作。該工程將Revit 模型導(dǎo)入平臺(tái)，在漫游中利用任務(wù)視角與方向?qū)ふ夷Ｐ桶踩[患，制定處理方案。洞口邊長(zhǎng)為25 ～200 mm 時(shí)，可利用2 根方木楔緊，并覆蓋15 mm 厚的膠合板，涂刷200 mm的紅白相間油漆；邊長(zhǎng)為200 ～500 mm 時(shí)，還要添加φ8螺栓固定[6]。若臨邊洞口未安裝防護(hù)構(gòu)件，則還需做好測(cè)量工作，判斷防護(hù)類型并及時(shí)安裝防護(hù)構(gòu)件。

3.5.2 模板支撐管理

該項(xiàng)目層高較高且項(xiàng)目任務(wù)重、工期短，若超出《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》中規(guī)定的數(shù)據(jù)，則需要編制專項(xiàng)方案并組織專家論證?？衫肂IM 技術(shù)選擇施工方案，探查工程重難點(diǎn)，確保模板工程施工順利。

首先，根據(jù)模板支撐方案繪制模型，利用Revit 軟件選擇族樣文件，創(chuàng)建構(gòu)件族并建立三維高支模模型。其次，智能布置高支模模板，對(duì)不符合安全需求的構(gòu)件進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。最后，分析模板支撐受力并保證支撐的穩(wěn)定性，檢驗(yàn)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行施工，提高工程安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

建筑工程的安全管理應(yīng)結(jié)合BIM 技術(shù)，在項(xiàng)目全壽命周期內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，提高安全管理水平。在具體項(xiàng)目安全管理中，應(yīng)用BIM 技術(shù)可從確定影響因素、創(chuàng)建信息模型、開(kāi)展安全教育、優(yōu)化施工場(chǎng)地以及關(guān)注工程細(xì)節(jié)這幾方面出發(fā)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的安全隱患，推動(dòng)工程質(zhì)量邁上新臺(tái)階。