BIM技術在高速公路施工安全管理中的應用

李云鵬 中交一公局集團有限公司總承包經(jīng)營分公司中級工程師，工程碩士

1 概述

1.1 高速公路施工安全管理問題

當前高速公路施工過程中部分相關施工單位沒有充分重視施工安全管理工作，這與管理人員思想意識不到位、對安全管理所發(fā)揮重要價值充分不認識有很大關系。加之施工單位很多領導沒有深入了解安全管理工作所產(chǎn)生的影響，更多地重視經(jīng)濟效益，導致沒有嚴格地監(jiān)督施工現(xiàn)場安全，進而導致施工人員沒有高度關注安全問題，施工中有所松懈，導致對高速公路施工質量安全產(chǎn)生嚴重不良影響。

此外，有的施工人員沒有經(jīng)過崗前培訓，施工中沒有嚴格遵守施工操作流程規(guī)范，對一些細節(jié)問題的重視度不夠，工程整體建設存在不同程度的安全隱患，易在后期施工或者運營過程中發(fā)生安全事故，對人員生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生威脅，甚至嚴重影響整個工程施工質量。

現(xiàn)如今，高速公路工程建設正在朝著機械化方向發(fā)展，施工中需要應用大量機械設備。機械化施工方式可以大大節(jié)省工作量，有助于提升施工質量。但是，如果沒有充分落實安全防護工作，會出現(xiàn)機械傷人事故。加之部分企業(yè)對機械設備操作人員沒有充分開展崗前安全培訓，所用員工沒有持證上崗，導致施工安全隱患較大。

1.2 BIM的應用價值

建筑信息模型BIM 作為現(xiàn)代信息技術的典型代表，可以在高速公路施工安全管理中發(fā)揮重要價值。其不但可以應用于設計階段，還能在檔案模型、價值估量等多方面進行應用。BIM 技術具有延續(xù)性特征，能及時傳遞信息，可以提升信息傳遞的高效性和準確性。在實踐中，BIM 還具有一致性。

首先，在工程項目管理過程中應用BIM 技術能構建三維數(shù)據(jù)庫，其中包含各個階段多方面信息內(nèi)容，能讓管理者及時深入地了解工程相關信息。其次，BIM 技術具有協(xié)同性和延續(xù)性，設計師可以通過BIM模型及時查看相關數(shù)據(jù)信息，并且各個部門能通過這一共享平臺及時清晰地了解所要查詢的內(nèi)容，能編輯相關信息，有助于及時更新相關信息，管理人員可以及時查看最新消息，能及時調整管理方式。最后，作為現(xiàn)代信息行業(yè)非常重要的一種技術，BIM 技術在信息管理方面發(fā)揮著巨大作用，該模型能分析整理一些復雜的數(shù)據(jù)，形成的數(shù)據(jù)庫較為系統(tǒng)、完善，大大提升信息準確性和及時性。

2 BIM技術在安全管理中的應用

2.1 識別劃定危險源

識別和評估風險源頭是高速公路施工安全管理中的首要任務，只有準確地判斷安全危險源，才能采取有效的風險預防措施，重點關注這些危險源。

在BIM 系統(tǒng)中準確地錄入安全管理規(guī)范、場地勘探資料、項目實際情況、施工質量標準等信息，實現(xiàn)安全風險識別基礎數(shù)據(jù)庫構建，再在工程施工進展中不斷補充和分析數(shù)據(jù)庫信息。BIM 系統(tǒng)可以自動識別風險判斷風險等級，通過數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)能及時明確危險源且科學判定風險源風險等級，用指定顏色或者符號標記好，自動生成風險應對方案[1]。在安全風險管理計劃制定過程中，安全管理人員需要調整和優(yōu)化系統(tǒng)給出的結果，根據(jù)具體情況指導安全施工管理工作。

BIM 技術還能對安全風險評定級別，并且根據(jù)優(yōu)先級依次處理同時出現(xiàn)的安全風險，避免進一步擴大安全風險，降低現(xiàn)場發(fā)生混亂的概率。與傳統(tǒng)危險源人工識別和劃定的方式相比，BIM 技術能取代傳統(tǒng)依靠人員施工管理經(jīng)驗判定安全風險的方式，利用準確的數(shù)據(jù)，可以大大提升安全風險識別的效率和準確性，能深度挖掘數(shù)據(jù)，能準確確定作業(yè)點風險高發(fā)的安全危險源。BIM數(shù)據(jù)庫中包含各個部分信息內(nèi)容，通過類似工程可以完成經(jīng)驗總結分析。

可見，該技術可以對整個施工過程進行分析，確定風險源，比人工更加全面、深入地分析施工現(xiàn)場安全問題。管理人員根據(jù)系統(tǒng)提供危險警示向施工現(xiàn)場及時反映，做好警示標志或者警戒線設置，對施工人員和管理人員進行提醒。例如，利用BIM 技術能直觀地向施工人員展示安全事故發(fā)生過程及嚴重后果，讓施工人員直觀感受安全問題所產(chǎn)生的危害，利用視覺沖擊提醒施工人員在施工中重視施工安全。

2.2 安全隱患排查

高速公路施工中會受到多種因素影響導致發(fā)生不同程度的安全問題。在施工安全隱患排查中，利用BIM 技術可以動態(tài)化管理實際施工過程。在識別危險源階段系統(tǒng)能定位重點監(jiān)管工序和作業(yè)項目，并且工作人員在具體開展施工作業(yè)前可以利用BIM 系統(tǒng)相關功能安全監(jiān)管各項作業(yè)。

例如，邊坡開挖階段易受到地質條件和施工環(huán)境條件的影響，是容易發(fā)生安全風險的環(huán)節(jié)。工作人員在實際開展施工前可以利用BIM 技術模擬施工現(xiàn)場，對施工過程進行模擬分析，判斷驗證施工方案可行性，對其中可能存在的問題進行發(fā)現(xiàn)與預防，保證實際施工過程安全，降低發(fā)生坍塌、滑坡等事故的可能性。在排查施工安全隱患過程中，可以結合應用BIM 技術和GIS 系統(tǒng)，將高速公路各項目地圖、測量數(shù)據(jù)信息等準確錄入系統(tǒng)中，三維模擬整個工程項目，利用BIM 技術協(xié)調和集中化管理整個工程場地、人員、設備、物料等資源，深度實施安全隱患排查。

應注意的是，在施工過程中需要將各類數(shù)據(jù)信息準確地錄入BIM 系統(tǒng)中，從而提升信息模型的針對性和準確度。在BIM系統(tǒng)具體應用前需要調整系統(tǒng)，避免在使用過程中發(fā)生信息獲取方面的問題。BIM 系統(tǒng)動態(tài)化收集整理施工現(xiàn)場信息，針對不同施工項目和環(huán)節(jié)具有不同的安全管理標準，可以根據(jù)施工進展及時調整安全管理重點。通過將BIM 技術應用于安全管理中，可以高效完成質量管理、進度管理工作，有助于實現(xiàn)高標準高速公路項目建設[2]。

2.3 風險模擬演練

通過對以往高速公路施工安全事故案例進行總結分析可知，安全事故發(fā)生大多與人員安全意識缺失、違規(guī)操作等有著重要關系。公路建設行業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展后，很多企業(yè)已經(jīng)開始重視崗前安全培訓工作，并且將其作為標準化、必然性工作。但是，受到枯燥安全培訓模式的影響，很多施工人員沒有充分重視安全風險，無法直觀體驗安全事故所產(chǎn)生的嚴重后果，在具體施工中也就無法采取有效的安全預防措施，很多一線施工人員無法真正落實安全管理工作。

通過在安全培訓中應用BIM 技術能模擬安全事故發(fā)生過程，能構建真實的風險場景，受訓人員能夠直觀地查看安全事故發(fā)生過程和嚴重后果，更加明確安全的重要性。

此外，安全風險應急演練中也可以利用BIM 技術，同時結合應用VR 技術，虛擬安全風險場景，讓員工進行決策模擬，對整個安全風險過程進行切身體會，提升自身安全風險應對能力。在應急方面，BIM 系統(tǒng)能通過共享平臺及時向工程參與者傳達施工實時信息，管理者登錄終端能對項目進展情況一目了然[3]。如果出現(xiàn)某一新風險點，可以及時收到風險應急警示，管理人員及時制定處理方案，降低風險發(fā)生概率。

2.4 施工現(xiàn)場協(xié)調管理

一方面，利用BIM 技術可以開展現(xiàn)場協(xié)同管理。BIM 技術有著強大的施工模擬功能，可以精確地模擬每個操作細節(jié)，能精準定位高速公路施工安全風險點，能實現(xiàn)安全管理方案優(yōu)化，有助于安全事故預防控制。劃分安全監(jiān)管重點區(qū)域后，系統(tǒng)能模擬可能發(fā)生的風險過程，預估所產(chǎn)生的影響及損失，對安全風險發(fā)展規(guī)律進行判斷，從而保證一旦發(fā)生緊急情況能采取最優(yōu)控制方案，避免風險發(fā)生后出現(xiàn)嚴重后果。

高速公路需要多個工種交叉作業(yè)完成，傳統(tǒng)管理中受到時間、空間多方面限制導致易出現(xiàn)施工沖突、信息不對稱等問題，各個部門小組難以高效地配合，無法充分發(fā)揮出協(xié)同作用。但是，利用BIM 技術能合理規(guī)劃和安排各項資源，各個工種能按照既定時間、方式進場施工，保證能順利、及時地完成施工作業(yè)，各個工種和部門能更加清晰、流暢地配合完成復雜過程[4]。

另一方面，利用BIM 技術能合理管理現(xiàn)場材料設備。施工企業(yè)在應用BIM 技術的過程中，能實時了解材料和設備使用情況，并且科學地制定管理方案。施工企業(yè)利用BIM 技術能準確了解現(xiàn)場材料的應用情況，并且實時管理各種物料，能提前預測施工設備存在的問題，保證材料設備供應的同時定期檢查設備材料，確保施工穩(wěn)定開展，同時提升作業(yè)安全性。

例如，利用BIM 技術科學地管理施工設備，能合理制定設備養(yǎng)護計劃，提示需要養(yǎng)護維系的設備，降低設備由于維護不及時而在施工中發(fā)生故障的概率。利用BIM技術能分類管理各項材料，能實時監(jiān)測材料使用情況，提示采購部門及時進行材料供給和設備租賃，保證更加順利地進行各項施工作業(yè)，提升施工安全性。通過利用BIM 技術模擬施工現(xiàn)場情況還能確定施工設備是否存在配置不合理問題，做好安全保障措施，提升設備使用安全性。維護管理人員通過模型能及時開展設備維修維護工作，并且將維修記錄記入系統(tǒng)，減少設備遺漏管理問題，全面提升設備管理水平[5]。

3 結語

將BIM 技術應用于高速公路施工安全管理中可以預測安全隱患，有助于提示管理人員及時做好安全防范，有助于施工安全風險控制。在信息科技不斷發(fā)展的未來，BIM 技術將會得到進一步推廣應用和發(fā)展，各種新技術也會逐漸與BIM 技術融合應用，為工程建設安全管控優(yōu)化提供強有力支持。