建筑工程施工安全管理中BIM技術(shù)的運(yùn)用研究

張渠

摘要：現(xiàn)階段我國計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，在全球化的背景下，建筑行業(yè)面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，其競爭日益激烈，行業(yè)發(fā)展環(huán)境也逐漸惡劣。在建筑行業(yè)發(fā)展過程中，使用BIM技術(shù)以及建立完善的建筑項(xiàng)目全生命周期管理，對(duì)于建筑工程行業(yè)信息化的發(fā)展有著推動(dòng)性的作用。因此，當(dāng)前我國工作人員需要對(duì)建筑行業(yè)傳統(tǒng)的建筑技術(shù)進(jìn)行改善以及優(yōu)化。當(dāng)前BIM技術(shù)得到我國建筑行業(yè)的青睞，取得了一定的發(fā)展成果，但是相對(duì)于發(fā)達(dá)國家來說，我國建筑工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用方面還存在問題，需要進(jìn)一步完善以及管理。

關(guān)鍵詞：建筑工程;安全管理;BIM技術(shù);運(yùn)用

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)即建筑信息模型技術(shù)，BIM技術(shù)涉及建筑學(xué)、工程學(xué)以及土木工程等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，通過建立虛擬的建筑工程三維模型，以數(shù)字化技術(shù)為依托，為模型提供具有完整性和真實(shí)性的建筑工程信息庫，其中包括有建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)屬性、狀態(tài)信息以及非構(gòu)件對(duì)象的狀態(tài)信息。在當(dāng)前我國建筑工程事業(yè)的發(fā)展中，BIM技術(shù)的普及與應(yīng)用，極大程度提高了建筑工程信息集成化程度，并為建筑工程的相關(guān)利益方提供了良好的溝通互動(dòng)平臺(tái)，為我國建筑工程事業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供技術(shù)支持。從實(shí)際應(yīng)用角度來看，在建筑工程設(shè)計(jì)工作中，BIM技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ母黜?xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，通過模型的構(gòu)建，為設(shè)計(jì)人員所完成的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行完美展示，進(jìn)而有效避免設(shè)計(jì)誤差產(chǎn)生。對(duì)于建筑電氣設(shè)計(jì)工作來說，BIM技術(shù)同樣能夠?qū)⒔ㄖ?nèi)部隱蔽工程完整體現(xiàn)，促進(jìn)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容可視化、透明化，進(jìn)而有助于設(shè)計(jì)人員不斷優(yōu)化完善設(shè)計(jì)方案。在建筑工程施工安全管理工作中，充分利用BIM的數(shù)字化、空間化、定量化、全面化、可操作化等特點(diǎn)，結(jié)合相關(guān)信息技術(shù)，可以使項(xiàng)目參與者在施工前先進(jìn)行三維交互式建設(shè)施工全過程模擬。在模擬平臺(tái)上，項(xiàng)目參與者可以更為準(zhǔn)確地辨識(shí)潛在的安全隱患，更為直觀地分析評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)施工條件和風(fēng)險(xiǎn)，并以此為基礎(chǔ)制定更為合理的安全防范措施，從而改善和提高決策水平。同時(shí)，利用BIM技術(shù)在施工過程中還可以動(dòng)態(tài)識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)安全隱患，并及時(shí)調(diào)整施工方案。BIM技術(shù)在工程施工期間的主要優(yōu)勢(shì)包括兩方面內(nèi)容：（1）BIM技術(shù)有助于工程開展前期工作人員加強(qiáng)對(duì)工程計(jì)劃的了解程度，為施工單位進(jìn)行工作安排提供良好的條件;（2）BIM技術(shù)的應(yīng)用與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)密不可分，所以計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所具備的優(yōu)勢(shì)，在建筑工程BIM技術(shù)的應(yīng)用中也能夠充分體現(xiàn)，確保各級(jí)部門能夠無障礙、跨空間溝通，為工程順利開展提供保障;另外，還能夠?qū)①Y料以數(shù)字化形式傳輸于各利益方，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程整體的監(jiān)管，以便于促成工程整體質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。

2 BIM技術(shù)在建筑施工安全管理中的應(yīng)用

2.1施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置

建筑工程施工不同階段容易受到地形、四周環(huán)境和天氣等方面的影響，給施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置設(shè)計(jì)帶來了很大難度，因此在工程建設(shè)過程中，施工現(xiàn)場(chǎng)平面規(guī)劃需要科學(xué)、合理地布置。傳統(tǒng)的平面布置方法是采用CAD軟件畫圖進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地二維平面布置，這樣的二維布置只能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行粗略的布置，無法應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的施工現(xiàn)狀，在實(shí)際施工中會(huì)出現(xiàn)很多問題，如物料的存儲(chǔ)和堆放、臨時(shí)設(shè)施的搭建會(huì)出現(xiàn)反復(fù)搬運(yùn)、倒運(yùn)等，增加二次搬運(yùn)費(fèi)及人工費(fèi)。而采用BIM技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)地的三維動(dòng)態(tài)布置則可以有效解決二維布置帶來的不便，施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)部位應(yīng)該擺放什么東西、樓層哪個(gè)位置需要做防護(hù)、外架需要怎么搭設(shè)、企業(yè)的宣傳應(yīng)該設(shè)置在什么位置等都可以采用BIM技術(shù)解決。另外，在外腳手架的搭設(shè)前利用BIM技術(shù)建立外腳手架模型，可以防止腳手架和結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)沖突;優(yōu)化消防、空調(diào)、安裝工程等各專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙，防止出現(xiàn)不必要的管線碰撞;檢驗(yàn)設(shè)計(jì)圖紙是否合理，并及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，避免影響施工進(jìn)度，提升施工質(zhì)量。

2.2在施工場(chǎng)地立體規(guī)劃

施工場(chǎng)地立體空間要進(jìn)行合理的規(guī)劃和劃分，才能降低安全隱患，給后續(xù)的施工管理提供便利，同時(shí)提升經(jīng)濟(jì)效益。采用BIM技術(shù)可以按照施工方案動(dòng)態(tài)模擬施工過程，提前設(shè)計(jì)機(jī)械行進(jìn)的路線和施工人員的活動(dòng)范圍，防止一些不確定因素影響施工。在模擬過程中針對(duì)施工場(chǎng)地采取BIM動(dòng)態(tài)布置，可以有效地控制場(chǎng)地空間配置。以三維塔吊安全管理為例，施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)布置很多塔吊共同作業(yè)，塔吊會(huì)由于半徑過大、多塔交叉作業(yè)的原因發(fā)生碰撞問題，為此，首先要確定塔吊的回轉(zhuǎn)半徑確定，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)利用三維信息模型布置不同型號(hào)的塔吊。利用BIM動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)的位置提前設(shè)置好塔吊的位置，然后將塔吊進(jìn)行動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)，一方面觀察塔吊的覆蓋范圍符不符合施工要求，另一方面觀察群塔之間會(huì)不會(huì)發(fā)生碰撞，確定出塔吊的詳細(xì)位置以及頂升的相互時(shí)間順序，最終形成實(shí)施性較強(qiáng)的塔吊方案。通過BIM動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)還可以模擬四周的建筑物和電線之間的安全距離。

2.3實(shí)現(xiàn)4D仿真模擬

隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展，建筑的數(shù)量和規(guī)模不斷增加，給建筑施工安全管理增加了難度。要想讓建筑工程有序地開展，監(jiān)控施工中每一個(gè)環(huán)節(jié)，降低安全隱患，預(yù)防安全事故，降低經(jīng)濟(jì)損失，就需要利用BIM技術(shù)中4D施工動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)模擬施工的過程，尤其針對(duì)施工中的重點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多視點(diǎn)的模擬動(dòng)畫，給施工質(zhì)量、安全管理提供有效的參考。在模擬建筑結(jié)構(gòu)中采用4D仿真分析技術(shù)針對(duì)變形狀態(tài)和力學(xué)性能采取分析，給施工安全奠定基礎(chǔ)。如利用BIM技術(shù)的上傳功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全隱患的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將發(fā)現(xiàn)的安全隱患問題傳到BIM模型上，在模型上可以監(jiān)控隱患是否處于受控狀態(tài)，做到心中有數(shù)，極大地降低了安全事故的發(fā)生概率。還可以通過BIM模型對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行管理，在BIM模型上設(shè)置好施工現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)區(qū)域并結(jié)合紅外線的功能，當(dāng)作業(yè)人員闖入危險(xiǎn)區(qū)域后會(huì)自動(dòng)報(bào)警，這樣可以對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行更有效的管理。另外，結(jié)合4D技術(shù)、BIM技術(shù)針對(duì)易產(chǎn)生變形的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、監(jiān)控，及時(shí)捕捉危險(xiǎn)狀態(tài)，并采取有效安全措施，規(guī)避安全事故的發(fā)生。

2.4立體安全技術(shù)交底

人員流動(dòng)性大是水工的一大特點(diǎn)，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(huì)發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患和相關(guān)安全注意事項(xiàng)，所以“讓每名施工人員知道怎么干”是技術(shù)交底的一項(xiàng)重要內(nèi)容。深入挖掘BIM技術(shù)的可視化特點(diǎn)，項(xiàng)目部建立高樁碼頭重大工序施工過程模擬，以VR、動(dòng)畫片的方式展現(xiàn)，過程中講解人可以隨時(shí)暫停以詳細(xì)告知每一步施工注意事項(xiàng)，讓其了解工序安全要點(diǎn)。目前項(xiàng)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結(jié)束語

總而言之，BIM具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建筑工程安全管理中。BIM技術(shù)的自身特點(diǎn)能大大改善管控過程，且BIM技術(shù)不僅有助于場(chǎng)地規(guī)劃，同樣能夠準(zhǔn)確地對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別，繼而提醒相關(guān)人員進(jìn)行預(yù)防。除此之外，BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控、人員教育培訓(xùn)等方面也有著較好的應(yīng)用。BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用能促進(jìn)整個(gè)建筑行業(yè)的規(guī)范化發(fā)展。

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（作者單位：聊城田置業(yè)有限公司）