基于安全管理的BIM技術應用

摘要：指出了BIM技術作為新興的信息化管理手段，不僅應用于工程施工模型模擬、工程進度模擬，也同樣應用于安全管理中。天津港大沽口港區(qū)糧油區(qū)6，7號通用泊位工程（簡稱糧油6，7號泊位工程）開展了“平安工地”活動創(chuàng)建，BIM技術廣泛應用在安全管理策劃和風險辨識中，極大提高了項目職業(yè)健康安全管理工作，可為今后BIM技術在項目部管理中的應用提供參考和借鑒。

關鍵詞：BIM技術;安全管理;信息化應用

中圖分類號：TU712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2020）04-0095-02

1 水工項目安全管理難點

水工項目安全管理難點存在以下幾個難點。

（1）人員流動性大，特別是在北方地區(qū)寒冷季節(jié)不能施工，轉年復工時會有人員變動，施工經(jīng)驗少的工人會導致操作技能不熟悉從而極易引發(fā)生產(chǎn)安全事故。

（2）人員技能水平低，由于水工市場較其他類型建筑市場范圍小，導致從事水工行業(yè)的工人作業(yè)經(jīng)驗少且人員技能熟練程度低。

（3）水工市場工藝傳統(tǒng)、施工固化思維較為嚴重，創(chuàng)新管理熱情低且安全管理思維定勢頑固。

2 BIM技術應用優(yōu)勢

BIM技術是以工程實際數(shù)據(jù)為依據(jù)建立仿真模型，將建筑工程實際情況以可視化形式展現(xiàn)出來的信息化技術，具有可視性、建筑形態(tài)模擬化、工序動態(tài)模擬、工期4D模擬、信息協(xié)調性好等優(yōu)點。BIM技術的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)施工二維圖紙的固有形態(tài)，以更加真實的三維動態(tài)模擬給人更直觀的判斷，有利于快速、清晰地辨別現(xiàn)場危險信息，并及時采取應對措施以預防安全事故的發(fā)生，讓安全管理決策更加信息化、科學化、標準化、超前化，也大大降低了施工安全隱患[1]。

2.1 可視化

“所見即所得”，在傳統(tǒng)施工中施工安全質量交底多基于施工經(jīng)驗、二維圖紙進行構想，而面對越來越復雜多變的施工現(xiàn)場，經(jīng)驗和構想顯然已經(jīng)不能滿足安全需求，因此利用Ruzor虛擬現(xiàn)實技術可以更加直觀地模擬還原施工現(xiàn)場原貌，在施工前便可直觀檢驗施工方案的可行性，通過方案模擬實施查找過程中存在的安全風險與隱患，從而不斷完善方案，達到杜絕或減少安全隱患的目的。

2.2 超前性

基于Ruzor的4D施工模擬可以明晰各施工工序與建筑施工推進等情況[2]，通過模擬優(yōu)化施工方案能夠使得施工人員分配、設備人場施工順序、材料進場變得更具有及時性、合理性，也為各部門間的協(xié)同合作帶來了極大的便利。

2.3 經(jīng)濟性

創(chuàng)新在安全、質量管理中有著舉足輕重的地位[3]，但由于創(chuàng)新過程中需要反復不斷地利用實驗檢驗創(chuàng)新成果的可行性，這就會對項目產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟壓力，很多人因此對工作創(chuàng)新望而卻步，但是利用BIM技術虛擬現(xiàn)實的功能可以使施工人員大膽創(chuàng)新，因為在創(chuàng)新實驗過程中僅需人力資源便可通過可視化效果看到并了解創(chuàng)新施工的過程和結果，可以避免以往創(chuàng)新實驗帶來的經(jīng)濟壓力，從而激發(fā)人員的創(chuàng)新熱情。

3 BIM技術在工程施工中的具體應用

3.1 BIM技術在現(xiàn)場規(guī)劃中的應用

施工前工作人員使用無人機航拍技術采集現(xiàn)場信息，利用revit進行總平面布置的一比一模型搭建，在討論施工現(xiàn)場整體規(guī)劃、現(xiàn)場進場位置、材料區(qū)位置、船機設備位置及危險區(qū)域等問題時，利用三維建模可模擬施工過程如構件吊裝路徑、危險區(qū)域、車輛進出現(xiàn)場狀況等，通過直觀、多角度、全方位地觀察規(guī)避了由于現(xiàn)場布置不合理而埋下的安全隱患，優(yōu)化逃生通道和應急通道設計，給項目前期安全管理策劃提供了依據(jù)[4]。

使用Fuzor進行場地監(jiān)控布置模擬，以攝像頭具體參數(shù)為依據(jù)通過虛擬技術進行實際漫游施工現(xiàn)場，檢驗視頻監(jiān)控位置的覆蓋性和科學性，避免僅憑經(jīng)驗和圖紙設置監(jiān)控系統(tǒng)造成的失誤。

3.2 BIM技術在風險識別中的應用

在中交集團“三基四化十二到位”安全管理的引領下，風險分級管控已列為安全管理的一項重要抓手。為了提高風險辨識管理，利用BIM技術采集信息來構建建筑工程的時間和空間模型，對施工現(xiàn)場的安全管理進行時間和空間上的模擬管理。如使用Fuzor Construc-tion將本工程各個構件3D模型按照進度計劃標注時間標簽，在三維環(huán)境下各構件3D模型按照標注時間依次成型完成，直至整個工程完工，實現(xiàn)了施工進度計劃的4D動畫展示。

項目部安全生產(chǎn)領導小組在辨識安全風險時，通過施工環(huán)境動畫模擬的方式評估現(xiàn)場安全防護設施、施工設備布設等的安全性、合理性、便捷性[5]，清楚地了解每一步施工流程，明確現(xiàn)場的資源使用情況及把控現(xiàn)場的安全管理環(huán)境，大大增加了過程管理的可預見性，促進了施工過程中的交流溝通，形成了有效、有針對性的評估施工方法，過程中的問題即發(fā)現(xiàn)即解決，避免出現(xiàn)由于人為因素導致的辨識不全面、不充分的現(xiàn)象及可能存在的設計錯誤，還可以完善施工安全管理控制措施和安全生產(chǎn)費用投入計劃的編制，將PDCA循環(huán)管理前置。

3.3 BIM技術在專項方案編制中的應用

本質安全是安全管理的最高境界[6]。天津港大沽口港區(qū)糧油區(qū)6、7號泊位工程被天津市質監(jiān)總站列為天津市“品質工程”創(chuàng)建示范項目，堅持以“品質創(chuàng)新”為引領提高施工綜合管理水平，通過BIM技術進行施工模擬能夠真實地驗證方案的可行性和安全性，從而盡可能達到本質安全。

在水上樁帽鋪底施工過程中，平臺搭設一直是安全管理的難點，項目創(chuàng)新小組在研討施工方案時通過Re-vit建模，3Ds Max動畫模擬樁帽施工工藝過程，可視化地預判、分析水上樁帽鋪底施工標高控制以及安全防護的施工重、難點，創(chuàng)新性地提出了雙樁鋪底工藝，在利用Fuzor模型模擬中發(fā)現(xiàn)樁帽平臺覆蓋四個樁基，不僅可以增加平臺的穩(wěn)定性，還加大了平臺施工的空間，通過加設護欄、通道使得安全性能得到提升，在實際施工時進一步驗證了工藝的可行性，形成了《雙樁鋪底十安裝施工水上圍欄》工藝并在實際中成功應用，提高施工過程的安全性、經(jīng)濟性，此工藝創(chuàng)新得到了天津市質量安全監(jiān)督總站的高度認可。

3.4 BIM技術在安全技術交底中的應用

人員流動性大是水工的一大特點，也加大了安全管理的難度，究其原因是工作不知道怎么做，僅憑口頭交代或者一張圖并不能很好地交底，不清楚怎么做就不會發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患和相關安全注意事項，所以“讓每名施工人員知道怎么干”是技術交底的一項重要內容。深入挖掘BIM技術的可視化特點，項目部建立高樁碼頭重大工序施工過程模擬[7]，以VR、動畫片的方式展現(xiàn)，過程中講解人可以隨時暫停以詳細告知每一步施工注意事項，讓其了解工序安全要點。目前項目部已制作鋼筋加工、模板施工、水上樁帽鋪底施工等虛擬交底視頻，讓所有施工人員交底后心里有底、干有所戒。

3.5 BIM技術在其他方面中的應用

以提升安全防護水平為目標不斷完善安全防護設施[8]。借助BIM虛擬技術研發(fā)安全防護設施提高作業(yè)過程中的安全性，同時借助BIM驗證防護設施的可行性，避免了創(chuàng)新的想法由于不合理的設計而導致的失敗。

針對電閘箱更換頻繁、臨水設置時基礎不牢固的問題，創(chuàng)新提出設置電閘箱專用基礎，以裝配式思路引導，通過BIM模擬演示建立專用電閘箱基礎在混凝土基礎內加入電纜管，過程中討論優(yōu)化改進，最終研發(fā)了可移動式電閘箱專用基礎，解決了地基不牢固的問題，同時也解決了電閘箱進出線雜亂和防護不到位的問題;在討論高處作業(yè)管理時，通過BIM模擬演示，虛擬設計制作高處作業(yè)輔助設施，利用BIM建立爬梯模型后通過演示虛擬人上爬梯，發(fā)現(xiàn)了設計的爬梯不符合人工學原理，由于爬梯臺階尺寸設計不合理，虛擬人員需要跳躍才能上去，存在安全風險，鑒于此及時修改了爬梯臺階和護欄尺寸。

4 結語

BIM技術應用極大助推了項目安全管理工作，但目前還是停留在相對簡單的應用階段，相關人員應結合安全管理“人、機、料、法、環(huán)”五大要素，基于BIM應用技術將每個要素的管理改進完善后融入到PDCA中，使得安全管理工作科學合理并持續(xù)改進。

參考文獻：

[1]劉占省.BIM技術概論[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

[2]趙彬，王友群，牛博生.基于BIM的4D虛擬建造技術在工程項目進度管理中的應用[J].建筑經(jīng)濟，2011（9）：93～95.

[3]劉飛.BIM技術在建筑施工安全管理中的應用[J].低碳世界，2019（9）：247～248.

[4]王威，胡亞東，楊超.BIM可視化技術的應用研究[J].水泥技術，2019（5）：74～79.

[5]魏博.BIM技術在建筑施工安全管理中的應用[J].價值工程，2019（26）：76～77.

[6]張宇海.關于港口工程中BIM技術的作用分析[J].數(shù)字技術與應用，2019（2）：206～207.

[7]王?？?BIM技術在工程施工現(xiàn)場安全管理應用[J].中國住宅設施，2019（7）：106～107.

[8]馬欣，李素蕾.基于BIM的施工安全管理研究[J].建筑安全，2019（8）：60～63.

收稿日期：2020-01-10

作者簡介：翟新永（1983-），男，工程師，主要從事安全管理工作。