喬守江， 吳瑞

（安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

1 引言

建筑施工行業(yè)安全生產(chǎn)形勢嚴(yán)峻，許多施工企業(yè)在安全生產(chǎn)管理方面壓縮資源，一旦發(fā)生安全事故，則會造成嚴(yán)重的損失和影響，所以，必須加強(qiáng)外部監(jiān)管，從監(jiān)理工作的角度出發(fā)，充分利用以BIM為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)，發(fā)揮其集成性、模擬性、協(xié)調(diào)性、可視化的特點(diǎn)，提高信息采集、共享水平，降低管理溝通成本，查找分析施工現(xiàn)場可能存在的安全隱患，及時敦促相關(guān)單位進(jìn)行優(yōu)化整改，通過共同努力，完成安全管理目標(biāo)。

2 建筑施工安全管理理論與BIM 技術(shù)應(yīng)用方向

2.1 施工安全管理理論

建筑施工行業(yè)有其自身特點(diǎn)，比如，露天作業(yè)、高空作業(yè)多，作業(yè)人員綜合素質(zhì)參差不齊，施工工藝復(fù)雜，勞動強(qiáng)度高等，屬于安全事故頻發(fā)行業(yè)。安全管理理論發(fā)展從事后管理到預(yù)防性管理，直到現(xiàn)代安全管理體系，產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，形成了以系統(tǒng)原理、PDCA循環(huán)原理、動態(tài)控制原理、全面管理、安全目標(biāo)管理等為主的理論框架，從全過程、全方面提高危險源控制和管理水平，保證施工過程人員和產(chǎn)品安全。根據(jù)建筑施工安全事故數(shù)據(jù)分析，主要事故類型有高空墜落、物體打擊、機(jī)械傷害、坍塌及其他事故，必須明確主要安全事故發(fā)生的原因和特點(diǎn)，找到針對性的控制點(diǎn)，比如，高空墜落主要發(fā)生在基坑、臨邊、洞口、懸空、攀登作業(yè)時，而違章操作、安全防護(hù)設(shè)施不合格、臨邊洞口防護(hù)不當(dāng)、勞動組織不合理、無證作業(yè)、氣候條件惡劣都是主要致因，必須針對這些影響因素進(jìn)行歸納整理，篩選總結(jié)出核心因素，包括技術(shù)層面、個人層面、組織層面、環(huán)境層面等，并采用科學(xué)方法進(jìn)行風(fēng)險評估和危險評價，有針對性地進(jìn)行預(yù)防性控制管理[1]。

2.2 BIM技術(shù)應(yīng)用方向

BIM 技術(shù)是建筑業(yè)信息化發(fā)展的有力手段，改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維和模式，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)方案的持續(xù)優(yōu)化，同時，在施工過程中的有效應(yīng)用降低了管理難度，以可視化的方式提高了施工信息的集成和共享水平，可以更好地加強(qiáng)各參與方各專業(yè)的信息協(xié)同，降低了溝通交流成本。在建筑施工安全管理方面，遵循現(xiàn)有安全管理理論體系，BIM技術(shù)更多的是作為一種工具來使用，不能對所有安全管理影響因素產(chǎn)生明顯有效的管控效果，比如，材料設(shè)備采購質(zhì)量仍需要在采購階段進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，氣候條件變化也無法通過BIM技術(shù)進(jìn)行預(yù)測管理，所以，必須根據(jù)安全影響因素，明確基于BIM 的建筑施工安全管理方向，為管理工作實(shí)施提供科學(xué)指導(dǎo)，現(xiàn)階段主要是圍繞施工現(xiàn)場危險因素管理、人員安全施工管理、組織管理制度完善、安全作業(yè)設(shè)施管理等方面開展具體工作。

3 BIM 技術(shù)在建筑施工安全管理中的應(yīng)用

3.1 BIM建模

BIM 建模軟件有很多類型，不同類型軟件可以滿足不同需求，常用的核心建模軟件有Revit 系列、ArchiCAD、Micro-Station平臺等，其中，Revit能夠通過一個中心數(shù)據(jù)庫對獨(dú)立建筑模型進(jìn)行信息存儲和編輯，有利于信息的協(xié)調(diào)化管理，當(dāng)某個參數(shù)改變時，所有與之相關(guān)的地方都會自動協(xié)調(diào)更新，大大節(jié)約了成本和時間，可以利用該軟件進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、管線等專業(yè)模型建立，如果在設(shè)計(jì)階段就使用BIM 技術(shù)進(jìn)行建模處理，那么可以直接利用模型成果，在此基礎(chǔ)上，添加建筑施工安全信息，形成綜合信息模型，這樣可以節(jié)約建模成本，提高模型利用率。在BIM綜合信息模型的基礎(chǔ)上，遵循科學(xué)性、動態(tài)性、適用性的基本原則，構(gòu)建施工場地布置規(guī)劃系統(tǒng)、施工方案審查管理系統(tǒng)、風(fēng)險監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)、安全應(yīng)急管理系統(tǒng)等諸多子系統(tǒng)，對施工安全管理影響因素采取針對性措施[2]。

3.2 施工場地布置管理

3.2.1 規(guī)劃原則

在以往施工過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)由于機(jī)械沖撞造成的安全事故，或者亂堆亂放導(dǎo)致塌方問題，施工現(xiàn)場布置規(guī)劃不合理是其中的重要原因，所以，必須對施工現(xiàn)場布置規(guī)劃方案進(jìn)行模擬檢查，查找施工現(xiàn)場安全隱患，提高作業(yè)環(huán)境安全水平，以求獲得最佳布置方案。基于BIM技術(shù)的施工場地布置規(guī)劃應(yīng)該遵循一定原則，首先，根據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃，滿足不同施工階段場地需求；其次，做好不同類型區(qū)域的合理劃分，既要考慮靈活性，又要保證緊湊性；再次，明確不同功能區(qū)域劃分界線，保證施工現(xiàn)場道路順暢，運(yùn)輸作業(yè)無障礙、有秩序；最后，充分利用施工臨時用地，靈活安排現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備，保證施工任務(wù)的高效開展。

3.2.2 管理流程

根據(jù)施工單位提交的施工總平面布置圖，利用Revit 軟件對施工現(xiàn)場道路、臨時設(shè)施、車輛行駛路線、材料堆放區(qū)域、機(jī)械設(shè)備等進(jìn)行布置，生成BIM場地布置模型，然后使用Navisworks 軟件對場地布置方案開展漫游模擬，包括車輛運(yùn)輸模擬、塔吊作業(yè)模擬等重點(diǎn)施工環(huán)節(jié)，如果模擬結(jié)果能夠滿足施工要求，那么就不需修改場地布置方案，如果不能滿足施工要求，那么就需要施工單位重新進(jìn)行場地布置規(guī)劃修改，然后重復(fù)開啟驗(yàn)證檢查過程，再次進(jìn)行漫游模擬，直到所有規(guī)劃內(nèi)容符合施工要求后為止[3]。

3.3 施工方案審查管理

在建筑施工安全管理中，施工組織設(shè)計(jì)和施工方案的編制水平直接影響著最終的施工效果，所以必須加強(qiáng)審查管理，尤其是針對具有較大危險性和重要性分部分項(xiàng)工程編制的專項(xiàng)施工方案，比如腳手架工程、模板工程、土方開挖工程、基坑支護(hù)與降水工程等。利用BIM 虛擬施工技術(shù)，能夠?qū)κ┕挝惶峁┑氖┕し桨高M(jìn)行提前模擬演示，及時發(fā)現(xiàn)不合理之處，督促施工單位加強(qiáng)方案優(yōu)化調(diào)整，在3DBIM 模型的基礎(chǔ)上，融入項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃，建立4DBIM 模型，開展施工過程模擬，檢查是否存在空間沖突碰撞的問題，能否滿足安全管理要求，如果不能滿足需求，就需要重新調(diào)整施工方案，然后再次進(jìn)行施工過程模擬，直到確定最優(yōu)方案為止。在施工方案審查管理過程中，也可以結(jié)合利用BIM 和VR技術(shù)，對施工組織設(shè)計(jì)和施工方案進(jìn)行模擬，在虛擬漫游過程中及時發(fā)現(xiàn)潛在安全隱患，實(shí)現(xiàn)方案優(yōu)化、提前預(yù)防的目的。

3.4 安全監(jiān)控與預(yù)警管理

3.4.1 安全監(jiān)控管理

除了有效的提前預(yù)防管理，施工過程中的安全監(jiān)控依然是重中之重，可以利用BIM技術(shù)和RFID技術(shù)建立安全監(jiān)控系統(tǒng)和安全預(yù)警系統(tǒng)，共同為施工過程保駕護(hù)航。安全監(jiān)控管理主要對施工現(xiàn)場作業(yè)人員、物品、機(jī)械三方面可能發(fā)生的風(fēng)險進(jìn)行控制，在作業(yè)人員監(jiān)控方面，可以將RFID標(biāo)簽置于工作服或安全帽內(nèi)，同時在施工現(xiàn)場各區(qū)域安裝RFID讀寫器，當(dāng)作業(yè)人員在施工現(xiàn)場出入時，能夠讀取相關(guān)信息，分析判斷此人員是否能進(jìn)入該施工區(qū)域。同時，在施工過程中，通過RFID標(biāo)簽?zāi)軌虿杉鳂I(yè)人員活動路徑，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控的目的，再加上標(biāo)簽的圖像信息處理功能，能夠獲取作業(yè)人員所在位置周圍信息，判斷是否處于安全狀態(tài)。在物品監(jiān)控管理方面，以BIM模型為基礎(chǔ)，對施工過程中的危險源進(jìn)行識別，明確容易發(fā)生安全事故的結(jié)構(gòu)部位，將RFID位移傳感器標(biāo)簽和溫度傳感器標(biāo)簽嵌入其內(nèi)，并在BIM 模型中標(biāo)識裝有傳感器標(biāo)簽的危險源，根據(jù)標(biāo)簽讀寫器采集到的位移和溫度信息，對施工主體安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。除此之外，施工工具的安全監(jiān)控管理也十分重要，比如，在模板支架、腳手架內(nèi)嵌入RFID傾斜度傳感器標(biāo)簽，就可以實(shí)時測量施工工具的傾斜度，以此判斷被監(jiān)控施工工具的安全狀態(tài)，同樣需要在BIM模型中標(biāo)識并體現(xiàn)實(shí)時狀態(tài)。在機(jī)械設(shè)備的監(jiān)控管理上，主要從操作異常和自身故障兩方面出發(fā)，在設(shè)備內(nèi)部嵌入RFID 標(biāo)簽，入場處設(shè)置讀寫器，采集設(shè)備信息，并與BIM模型中設(shè)定的信息進(jìn)行比對，保證機(jī)械設(shè)備的合理運(yùn)用。同時，利用RFID標(biāo)簽實(shí)時收集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，以達(dá)到機(jī)械設(shè)備實(shí)時監(jiān)控管理的目的[4]。

3.4.2 安全預(yù)警管理

安全預(yù)警管理主要包括兩個方面，即安全預(yù)警警報發(fā)送、安全警報反饋，通過判斷分析施工現(xiàn)場采集到的具體信息后，如果被監(jiān)控對象處于不安全狀態(tài)，那么就會立刻發(fā)出預(yù)警信號，發(fā)送給一線作業(yè)人員和施工安全管理人員，既可以通過界面提醒的方式，也可以通過綁定手機(jī)接收提醒信息，方便現(xiàn)場安全巡查人員與施工人員及時溝通處理。在接到安全警報后，需要及時對監(jiān)控模型進(jìn)行確認(rèn)，并做好實(shí)地考證，如果確實(shí)存在安全隱患，那么就需要采取措施消除隱患，如果出現(xiàn)誤報警情況，則需要查找誤報原因并加以解決。

3.5 現(xiàn)場安全應(yīng)急管理

除了做好事前事中安全管理外，在發(fā)生安全事故后，事故現(xiàn)場的應(yīng)急管理同樣重要，有利于降低安全事故造成的損失和危害。利用BIM 技術(shù)，建立安全應(yīng)急管理系統(tǒng)，涵蓋相關(guān)安全事故案例信息收集、相關(guān)安全事故信息提取、安全事故分析報告生成、安全事故處理方案制定等主要方面，對已經(jīng)發(fā)生的施工安全事故案例進(jìn)行信息整理，生成基于BIM 的安全事故案例庫，包括事故項(xiàng)目BIM 模型、事故原因、事故部位、處理方案、死傷情況等內(nèi)容，當(dāng)施工現(xiàn)場發(fā)生安全事故時，及時掌握現(xiàn)場實(shí)際情況，提取安全事故相關(guān)信息，然后將相關(guān)信息輸入BIM 安全事故案例庫中，通過自動匹配對比分析，生成安全分析報告，并獲取相似案例的事故處置方案，確定當(dāng)前情況下應(yīng)該作出的最優(yōu)選擇，能夠同時兼顧多方面應(yīng)急管理工作，包括實(shí)施安全應(yīng)急疏散、上報上級管理部門、實(shí)施安全應(yīng)急救援等，保證施工現(xiàn)場井然有序地進(jìn)行安全事故處理[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，安全管理是建筑工程施工管理的重中之重，直接影響到最終的建設(shè)效果和綜合效益，傳統(tǒng)的安全管理手段存在一定滯后性，利用BIM 技術(shù)開展施工安全管理，能夠有效強(qiáng)化預(yù)防性管理措施，實(shí)現(xiàn)事前控制的目的。在施工過程中，可以實(shí)現(xiàn)可視化動態(tài)監(jiān)控管理，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，掌握各影響因素的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生危險時，能夠及時報警。事故發(fā)生后，利用BIM技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場安全應(yīng)急管理，有利于降低安全事故造成的損失。