徐海軍

西北水利水電工程有限責(zé)任公司 陜西 西安 710100

引言

我國(guó)水利水電工程行業(yè)發(fā)展迅速，在未來相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)處于工程穩(wěn)步建設(shè)時(shí)期，然而，近年來水利水電工程行業(yè)施工安全事故頻發(fā)。從表面上看，大多數(shù)安全事故是人為操作不當(dāng)或機(jī)械設(shè)備損壞造成的，但從根源上看，大多數(shù)安全事故是由于安全管理方面存在問題所產(chǎn)生的。水利水電工程施工與其他土建工程施工一樣，主要原材料為混凝土及鋼筋等，施工機(jī)具及施工工藝流程基本一致[1]。當(dāng)然，水利水電工程施工也有一定的特殊性，比如水利水電工程通常體量較大，工程所在場(chǎng)地往往占地較廣；水利水電工程施工工期較長(zhǎng)，其受自然環(huán)境影響大；水利水電工程通常需要投入更多的人力及施工機(jī)具，分布較零散。正是由于水利水電工程施工的特殊性，給施工安全管理帶來了挑戰(zhàn)。

1 水利水電工程施工特點(diǎn)

水利水電工程項(xiàng)目在施工中極易受到各種因素的影響，比如人為、自然災(zāi)害等方面。一般情況下，水利水電工程施工所處都是在山區(qū)以及河谷地帶，自然條件惡劣，增加了水利水電施工的建設(shè)難度。由于水利水電工程施工的整體質(zhì)量和當(dāng)?shù)氐牡匦?、氣候等有著直接的?lián)系。因此，水利水電工程施工技術(shù)方面要求很高，同時(shí)開展作業(yè)的專業(yè)性很強(qiáng)，施工周期長(zhǎng)，同時(shí)難度很大[2]。另外，施工項(xiàng)目的周期較長(zhǎng)，由于環(huán)境和氣候等不確定因素的影響，給水利水電施工增加了危險(xiǎn)系數(shù)，例如，高空吊裝作業(yè)、水下作業(yè)等都是施工中常見的項(xiàng)目，施工的安全就無法得到確保。另外由于夏季會(huì)爆發(fā)山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害，會(huì)給安全施工造成了極大的影響。

2 水利水電工程安全管理中現(xiàn)存問題

2.1 工作環(huán)境復(fù)雜

水利水電工程是我國(guó)一項(xiàng)基礎(chǔ)工程項(xiàng)目，有許多水利水電工程都是在交通不便利的偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行，復(fù)雜的施工環(huán)境直接影響了水利水電工程建設(shè)質(zhì)量，導(dǎo)致工程施工過程中存在很大的安全隱患，例如，自然環(huán)境條件較差的區(qū)域，地質(zhì)、氣候的變化容易引發(fā)泥石流等災(zāi)害，造成安全事故的發(fā)生。此外，水利水電工程施工現(xiàn)場(chǎng)有許多大型機(jī)械設(shè)備，需要加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理，以避免不必要的安全事故發(fā)生。

2.2 巡檢維護(hù)工作欠缺

目前，日常巡檢工作，并不在建設(shè)單位的重點(diǎn)考察范圍內(nèi)，大部分巡檢工作都具有形式主義的弊端，并沒有結(jié)合水利水電工程的實(shí)際需要，這也就進(jìn)一步埋下了隱患和風(fēng)險(xiǎn)。而且很多管理人員在檢查的過程中抱有僥幸心理，他們并沒有認(rèn)真地落實(shí)自己的任務(wù)，隨意性和盲目性較大，忽視數(shù)據(jù)的收集與整合，即便是在后期施工作業(yè)的時(shí)候，也沒有把數(shù)據(jù)及時(shí)交給施工人員，信息無法得到有效的利用，施工人員缺乏有力的參考和指導(dǎo)，這也就無法保證項(xiàng)目自身的安全和可靠。

2.3 施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理缺少規(guī)范化管理，管理人員素質(zhì)有待提升

水利水電工程施工階段現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工作是對(duì)水利水電工程項(xiàng)目立項(xiàng)到工程完工全過程的監(jiān)理，在水利水電工程施工過程中，如果施工階段現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工作沒有規(guī)范化的管理，很容易引發(fā)一系列的安全問題[3]。目前我國(guó)在水利水電工程施工投資環(huán)節(jié)和勘察設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中實(shí)行的監(jiān)理并不成熟，需要相關(guān)部門進(jìn)行探索。現(xiàn)在施行的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理規(guī)范只限于施工階段監(jiān)理工作，包含工程施工準(zhǔn)備階段、實(shí)施階段以及保修階段的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理，由于施工現(xiàn)場(chǎng)大部分管理人員缺乏專業(yè)水準(zhǔn)，自身素質(zhì)不過硬，業(yè)務(wù)能力不夠精湛，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管和檢測(cè)工作人員沒有經(jīng)過專門的系統(tǒng)培訓(xùn)，對(duì)水利水電工程施工中安全管理工作缺少責(zé)任心，缺乏職業(yè)道德，這些必然會(huì)影響施工進(jìn)度和作業(yè)質(zhì)量，甚至還會(huì)引起嚴(yán)重事故，對(duì)水利水電工程施工安全監(jiān)管工作造成極大的影響。

3 信息化技術(shù)在水利水電工程安全管理中的應(yīng)用

3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

平臺(tái)利用物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備，構(gòu)建水利水電工程監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)絡(luò)，通過信息傳感裝置接收并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫(kù)，在后端對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及分析，經(jīng)過分析處理后的信息發(fā)布至平臺(tái)展示，若出現(xiàn)異常信息則會(huì)上報(bào)至相關(guān)負(fù)責(zé)人。目前平臺(tái)利用物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的功能模塊有水雨情監(jiān)測(cè)、大壩安全監(jiān)測(cè)、流量監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、氣溫監(jiān)測(cè)、無人機(jī)智能巡檢數(shù)據(jù)等；通過集成netty框架，建立統(tǒng)一接收平臺(tái)，為數(shù)據(jù)分析與業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，做到數(shù)據(jù)“可知”?；贐IM+GIS技術(shù)，對(duì)水利水電工程實(shí)時(shí)運(yùn)行動(dòng)態(tài)進(jìn)行展示，直觀反映工程的運(yùn)行狀態(tài)，做到數(shù)據(jù)“可視”。

3.2 BIM技術(shù)的應(yīng)用

3.2.1 建立BIM模型。為了確保水利水電工程的安全實(shí)施，就要對(duì)其中存在的安全管理問題予以充分的重視，尤其是要對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較高的施工項(xiàng)目進(jìn)行重點(diǎn)的管理，提高項(xiàng)目實(shí)施過程中安全隱患的排查力度，并制定相應(yīng)的預(yù)防控制措施，避免安全事故的發(fā)生[4]。通過采用BIM技術(shù)所構(gòu)建的水利水電工程安全模型，在項(xiàng)目實(shí)施前，技術(shù)人員就能對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全方位的檢測(cè)，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的安全隱患，并采取有效的應(yīng)對(duì)措施，進(jìn)而大大降低安全事故率，為水利水電工程的順利實(shí)施建立良好的基礎(chǔ)。BIM技術(shù)還能用于施工全過程的跟蹤記錄，能夠?qū)Ω鞣N隱患進(jìn)行系統(tǒng)全面的排查，并將問題及時(shí)發(fā)送至后臺(tái)的技術(shù)人員，進(jìn)而有助于將問題的影響范圍限制在合理的范圍內(nèi)，避免對(duì)施工活動(dòng)的安全進(jìn)行造成影響。

3.2.2 在工程施工結(jié)構(gòu)與場(chǎng)地分析中的應(yīng)用。水利水電工程作為一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程，其整個(gè)實(shí)施過程非常煩瑣，會(huì)涉及大量的影響因素，如果沒有采取有效的控制措施，就可能導(dǎo)致各種安全事故的發(fā)生。因此，在進(jìn)行水利水電工程的設(shè)計(jì)過程中，除了需要重點(diǎn)關(guān)注整個(gè)工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，還要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地勢(shì)風(fēng)貌和氣候環(huán)境予以充分的考慮。通過BIM技術(shù)所提供的原始數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)φ麄€(gè)施工過程進(jìn)行全面的把控，為安全施工提供可靠保障，其在工程施工結(jié)構(gòu)與場(chǎng)地分析中的具體應(yīng)用如下所示。

3.2.2.1 識(shí)別危險(xiǎn)因素，劃分危險(xiǎn)區(qū)域。BIM技術(shù)將安全管理工作信息進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)化處理，并對(duì)重要的數(shù)據(jù)信息機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的整合，構(gòu)建水利水電工程的施工模型，有助于發(fā)現(xiàn)施工中存在的各種危險(xiǎn)因素，并制定有針對(duì)性的改善控制措施，將其影響限制在合理的范圍內(nèi)。同時(shí)，BIM技術(shù)還能對(duì)危險(xiǎn)因素進(jìn)行科學(xué)合理的區(qū)域劃分，能夠?qū)⑽ｋU(xiǎn)性較大和影響范圍較廣的危險(xiǎn)因素與普通的施工問題進(jìn)行有效的區(qū)分，這就為安全管理人員的監(jiān)管工作提供了便利。BIM技術(shù)采用不同的顏色符號(hào)表征不同的危險(xiǎn)等級(jí)，安全管理人員就能采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，對(duì)危險(xiǎn)性較高的問題在第一時(shí)間進(jìn)行處理，而一般性的問題可以按照正常流程處理。

3.2.2.2 優(yōu)化管理。通過BIM技術(shù)能夠?qū)φ麄€(gè)水利水電工程進(jìn)行建筑信息的有效集成，從工程的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行直至拆除等整個(gè)壽命周期，將其所收集的各種信息匯集于三維模型信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，并在此基礎(chǔ)上對(duì)水利水電工程的后期工作提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以及相關(guān)材料[5]。在進(jìn)行管理優(yōu)化的過程中，BIM技術(shù)還能夠?qū)λ姽こ痰恼麄€(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全方位的模擬，設(shè)計(jì)人員就能結(jié)合模擬數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行優(yōu)化，管理人員則能夠結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)情況制定相應(yīng)的管理措施，對(duì)各種危險(xiǎn)因素進(jìn)行有效的控制，避免安全事故的發(fā)生，確保水利水電工程的安全實(shí)施。

3.2.3 基于BIM技術(shù)的安全檢查過程。將BIM技術(shù)應(yīng)用于水利水電工程的安全檢查工作中，可以分為以下幾步：

3.2.3.1 在施工前，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，制定滿足安全施工要求的相關(guān)管理制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，不僅需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理需求進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析，并且還要考慮BIM技術(shù)的適配性，為BIM模型自動(dòng)檢查功能的順利實(shí)現(xiàn)提供必要的保障，進(jìn)而就能結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的要求制定科學(xué)合理的安全管理措施[6]。

3.2.3.2 模型構(gòu)建，構(gòu)建水利水電工程的三維立體模型，通過信息化技術(shù)，將所獲取的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行信息化處理，并構(gòu)建相應(yīng)的工程數(shù)據(jù)信息庫(kù)，進(jìn)而為模型的順利構(gòu)建提供重要的基礎(chǔ)信息。

3.2.3.3 漏洞檢測(cè)，借助所構(gòu)建的工程模型，對(duì)各項(xiàng)施工工作進(jìn)行全面的檢測(cè)，明確其中存在的漏洞，并進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄。

3.2.3.4 檢查工作總結(jié)，對(duì)上述漏洞檢測(cè)結(jié)果和發(fā)現(xiàn)的其他問題進(jìn)行匯總整理，并編制相應(yīng)的檢查報(bào)告，可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的需求，選擇檢查表和可視化安全防護(hù)設(shè)備兩種不同的報(bào)告形式，進(jìn)而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在的安全隱患進(jìn)行客觀真實(shí)地反饋。

3.2.3.5 結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)要求制定有針對(duì)性的安全管理措施，在確保安全管理工作全面開展的基礎(chǔ)上，盡可能降低成本和工作量。為了在安全管理工作中最大限度發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，就要在工程實(shí)施前構(gòu)建相應(yīng)的BIM模型，還要對(duì)其進(jìn)行全方位的檢查和設(shè)定相應(yīng)的控制指標(biāo)，并且還要進(jìn)行一定程度的操作模擬，確保模型能夠與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況相匹配[7]。在傳統(tǒng)的安全評(píng)估過程中，通常是由多位安全專家構(gòu)成的專家組完成相應(yīng)工作，雖然其能夠發(fā)揮一定的作用，但是，仍舊存在較多的問題，例如，工作效率低、評(píng)估成本高以及無法進(jìn)行全方位的準(zhǔn)確評(píng)估等。通過將BIM技術(shù)有效地應(yīng)用于安全評(píng)估工作中，有助于提高評(píng)估工作效率和評(píng)估準(zhǔn)確性。同時(shí)，BIM技術(shù)還能隨著工程的進(jìn)行，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全工作的實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析，并構(gòu)建施工安全評(píng)估指標(biāo)體系，在符合相關(guān)規(guī)定的前提下分析問題，為后續(xù)安全工作的開展提供科學(xué)合理的指導(dǎo)。

3.3 大數(shù)據(jù)和人工智能的應(yīng)用

平臺(tái)利用大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)，建立水利水電工程管理決策指揮中心，實(shí)時(shí)掌握工程運(yùn)行狀態(tài)，通過感知技術(shù)對(duì)水利水電工程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及離線數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)掌握的大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行專業(yè)化處理，處理后的數(shù)據(jù)形成的結(jié)果在平臺(tái)展示，并可用于預(yù)警分析[8]。目前，平臺(tái)利用大數(shù)據(jù)和人工智能構(gòu)建的功能模塊有引入圖像識(shí)別功能，實(shí)現(xiàn)視頻讀取電子水尺水位、維修養(yǎng)護(hù)前后圖像對(duì)比、漂浮物入侵檢測(cè)等功能；融合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)巡查數(shù)據(jù)，結(jié)合專業(yè)預(yù)測(cè)分析模型、專家系統(tǒng)，依據(jù)事件發(fā)生發(fā)展的規(guī)律，對(duì)事件發(fā)展的趨勢(shì)、影響范圍、進(jìn)一步可能引發(fā)的衍生事件等進(jìn)行綜合分析，做到工程管理應(yīng)急事件“可預(yù)測(cè)”。新技術(shù)的應(yīng)用大大降低了人工作業(yè)量，有力地保證了工程安全，做到工程運(yùn)行管理狀態(tài)“可控”，為工程的綜合效益最大化提供了技術(shù)支撐。

4 結(jié)束語(yǔ)

水利水電是農(nóng)業(yè)的命脈，更是國(guó)家的命脈。由于全球氣候變化，可用淡水資源越來越緊缺，未來世界爭(zhēng)奪最激烈的資源，將是淡水資源。我國(guó)幅員遼闊，水資源分布極不均勻。科學(xué)管理和調(diào)控現(xiàn)有水資源，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極其重要的作用。建設(shè)一套科學(xué)、可靠、完善、實(shí)用的水利水電信息化系統(tǒng)，能從根本上解決目前水資源粗放式管理的現(xiàn)狀，做到精細(xì)化、合理化調(diào)配水資源，最大限度提高供水效率，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。