BIM 技術(shù)在水利水電工程施工安全管理中實(shí)踐應(yīng)用

李博

摘要：BIM 技術(shù)（建筑信息模型）具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、可出圖性等特征，在水利水電工程施工中得到廣泛應(yīng)用。尤其在近幾年，施工企業(yè)為了避免安全事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的既定目標(biāo)，將 BIM 技術(shù)與施工安全管理工作融合到一起，借助于 BIM 技術(shù)構(gòu)建的可視化模型，能夠加快現(xiàn)場(chǎng)施工信息的反饋速度，增加工程項(xiàng)目各參與方的溝通頻次，對(duì)安全管理水平的提升具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，本文將圍繞BIM技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)以及BIM 技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用效果展開論述。

關(guān)鍵詞：BIM 技術(shù);水利水電工程;安全管理;實(shí)踐應(yīng)用

水利水電工程輻射范圍廣、投入成本高、施工難度大、建設(shè)周期長，施工安全管理涉及到的工作內(nèi)容繁瑣而復(fù)雜，如果依然沿用過去現(xiàn)場(chǎng)指揮、協(xié)調(diào)、檢查、跟蹤的管理模式，工作效果將大打折扣。而應(yīng)用 BIM 技術(shù)，能夠事先查找出建設(shè)工程的安全隱患，并提前制訂應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，為有效預(yù)防各類安全事故與突發(fā)事件的發(fā)生提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。

1?????? BIM技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

BIM 的技術(shù)核心是實(shí)現(xiàn)二維圖紙與三維模型的轉(zhuǎn)換，技術(shù)人員通過收集、整理施工全過程的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建一個(gè)清晰可視的三維立體模型，設(shè)計(jì)方、建設(shè)方、施工方、監(jiān)理方可以根據(jù)模型上面的各項(xiàng)參數(shù)對(duì)工程項(xiàng)目的實(shí)施全過程進(jìn)行監(jiān)督管理。

1.1?? 在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

過去，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)二維圖紙時(shí)，出圖時(shí)間長，更新速度慢，在實(shí)際施工中，設(shè)計(jì)變更的發(fā)生頻率較高。而采用 BIM 技術(shù)，通過確定各個(gè)構(gòu)件的基本屬性，將相關(guān)構(gòu)件關(guān)聯(lián)到一起，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均能在三維模型當(dāng)中體現(xiàn)出來。比如對(duì)閘門工程進(jìn)行三維建模，首先確定門葉承重結(jié)構(gòu)、行走支承、支臂、支鉸、止水裝置以及軌道、鉸座、止水座等構(gòu)件的數(shù)據(jù)參數(shù)，然后利用BIM 系統(tǒng)軟件生成閘門各部分的剖面圖，這就大大減少了繪制剖面圖的工作量，工作效率得到大幅提升。另外，視圖、剖面以及三維圖之間關(guān)聯(lián)度較高，如果工程量或者施工工藝發(fā)生變化，設(shè)計(jì)人員可以及時(shí)予以糾正，以確保施工進(jìn)度不受到任何影響。

1.2?? 在施工階段的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在施工階段，工程技術(shù)人員可以根據(jù)三維立體模型檢測(cè)、查找出設(shè)計(jì)圖紙中的錯(cuò)誤與弊端，并及時(shí)予以糾正，進(jìn)而達(dá)到減少成本與縮短工期的目的。同時(shí)，借助于 BIM 模型所反映出來的各分項(xiàng)工程、分部工程的數(shù)據(jù)參數(shù)，可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)管理工作進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，進(jìn)而增加了施工單位與建設(shè)單位以及監(jiān)理單位之間的溝通頻率[1]。

1.3?? 在運(yùn)營維護(hù)階段的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

BIM 技術(shù)貫穿于工程施工全過程，尤其在運(yùn)營與維護(hù)階段，涉及到設(shè)備管理、能源輸送、安全管理、物業(yè)管理等多項(xiàng)內(nèi)容，而 BIM 參數(shù)模型是一個(gè)綜合性的管理數(shù)據(jù)庫，能夠存儲(chǔ)大量的后期管理運(yùn)營期間產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息，管理人員結(jié)合這些數(shù)據(jù)能夠制訂精細(xì)化的維護(hù)方案，進(jìn)而將水利水電工程發(fā)生突發(fā)事件的概率降到最低點(diǎn)。

2?????? BIM技術(shù)應(yīng)用的必要性分析

一直以來，水利水電工程施工的安全管理工作始終沿有 CAD 技術(shù)，一旦施工過程中出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更等突發(fā)狀況，這種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)無法及時(shí)更新設(shè)計(jì)信息，以至于延誤工期或者埋下重大的安全隱患。而利用BIM 技術(shù)，能夠展現(xiàn)水利水電工程項(xiàng)目的實(shí)體樣貌，安全管理人員可以隨時(shí)了解和掌握工程進(jìn)展情況，重點(diǎn)部位的施工細(xì)節(jié)以及容易出現(xiàn)安全隱患的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，然后與設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方、建設(shè)方共同協(xié)商制訂可行性方案，避免安全事故的發(fā)生，因此，BIM 是保障施工安全的一種新型技術(shù)

3?????? BIM技術(shù)在水利水電工程施工安全管理中的應(yīng)用步驟與效果分析

3.1?? 應(yīng)用步驟

目前，BIM 技術(shù)的建模軟件主要包括 Revit、Lumion、Tekla 等，設(shè)計(jì)人員借助于這些軟件建立一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫，以容納水利水電施工中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息。然后設(shè)置三維立體模型的各項(xiàng)參數(shù)，這些參數(shù)所需信息來自于建設(shè)方以及其它項(xiàng)目參與方提供的施工整體布局信息、施工場(chǎng)地信息、水文地質(zhì)信息等。隨著施工進(jìn)度的不斷推進(jìn)，這些信息隨時(shí)發(fā)生變化，而數(shù)據(jù)庫信息也同步更新，當(dāng)施工方接入數(shù)據(jù)庫平臺(tái)的端口后，與工程項(xiàng)目相關(guān)的安全隱患部位等信息便清晰直觀的呈現(xiàn)在管理人員面前，以便于及時(shí)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，并制訂安全應(yīng)急響應(yīng)方案。

具體實(shí)施步驟如下：獲取模型構(gòu)建所需的基礎(chǔ)性資料，設(shè)計(jì)人員結(jié)合關(guān)聯(lián)公式與流程圖，借助于建模軟件對(duì)收集的信息進(jìn)行二次加工處理，建立模型數(shù)據(jù)庫，在初始模型數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，利用軟件的三維操作功能，形成水利水電工程的三維立體模型。當(dāng)模型構(gòu)建完畢，安全管理人員根據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠模擬出施工現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)信息，并預(yù)判可能發(fā)生的安全事故，以提前做出事故應(yīng)急響應(yīng)，避免安全事故的發(fā)生[2]。

3.2?? 應(yīng)用效果

3.2.1???????? 準(zhǔn)確識(shí)別危險(xiǎn)源

在施工開始之前，利用 GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)可以獲取施工現(xiàn)場(chǎng)的地理信息與環(huán)境信息，當(dāng)這些信息錄入 BIM 數(shù)據(jù)庫以后，通過三維立體模型軟件可以全景展示施工現(xiàn)場(chǎng)全貌，管理人員只需要借助操作界面就可以清晰直觀的觀測(cè)到哪一個(gè)區(qū)域存危險(xiǎn)源，對(duì)于可以人工排除的危險(xiǎn)源，只要制訂相關(guān)的處理措施便可以大幅降低安全事故的發(fā)生概率。BIM 系統(tǒng)中的各個(gè)區(qū)域，分別標(biāo)有不同的顏色標(biāo)識(shí)，比如風(fēng)險(xiǎn)高，危險(xiǎn)系數(shù)大的區(qū)域，標(biāo)注成深紅色，風(fēng)險(xiǎn)低，危險(xiǎn)系數(shù)小的區(qū)域，標(biāo)注成黃色，管理人員根據(jù)顏色劃分，就可以準(zhǔn)確的判斷出危險(xiǎn)源的分布區(qū)域，這就給危險(xiǎn)源的識(shí)別工作帶來諸多便利，同時(shí)，也節(jié)約了大量的人力資源成本。

3.2.2???????? 三維碰撞檢查有效降低事故率

水利水電工程的各參與方可以參照三維信息模型，合理調(diào)配人力資源、物力資源以及財(cái)力資源，使各種資源實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置。同時(shí)，三維碰撞檢查是BIM 技術(shù)的專屬功能，即在施工活動(dòng)開始之前，就可以利用 BIM 技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的各種機(jī)械設(shè)備、管線以及施工全過程進(jìn)行碰撞檢查實(shí)驗(yàn)。比如安裝線路與發(fā)電機(jī)組不匹配，通風(fēng)照明線路設(shè)置不合理都可以通過碰撞實(shí)驗(yàn)使問題浮出水面。安全管理人員可以協(xié)同設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，這就為安全生產(chǎn)提供了重要的前提保障。

結(jié)束語：

BIM 技術(shù)在水利水電工程施工安全管理中的實(shí)踐應(yīng)用，不僅能夠準(zhǔn)確識(shí)別出各種危險(xiǎn)源，精準(zhǔn)劃分危險(xiǎn)區(qū)域，同時(shí)，也在施工項(xiàng)目各參與方之間建立了一種橋梁紐帶關(guān)系，各參與方針對(duì)施工安全管理可以進(jìn)行有效溝通、協(xié)調(diào)和商討，并制訂出針對(duì)性強(qiáng)、實(shí)效性好的處理方案，將安全事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)“零事故”的管理目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]??? 桂禮忠.BIM技術(shù)在水利水電工程施工安全管理中的實(shí)踐思考[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019（34）：2333.

[2]??? 蒯鵬程，趙二峰，杰德爾別克？馬迪尼葉提， 等.基于 BIM 的水利水電工程全生命周期管理研究[J].水電能源科學(xué)，2018，36（12）：133-136.