基于BIM技術的地鐵施工安全管理研究

劉雪峰

摘 要：地鐵作為我國眾多中大型城市的主要代步工具之一，其在緩解地面交通擁擠、改善環境質量、帶動城市經濟發展等發面發揮著極其重要的作用。但是，地鐵施工安全問題卻不容忽視，特別是近些年地鐵施工安全問題屢屢發生，給人們的生命財產與社會的穩定發展均帶來了極大的負面影響。而BIM作為一種新興技術，其在確保地鐵施工安全等方面發揮了重要作用，基于此，本文圍繞BIM技術在地鐵施工安全方面的應用展開探究，以供參考。

關鍵詞：BIM技術；地鐵工程；施工安全；空間管理

1 引言

借助于BIM技術能夠把工程的具體施工進度等信息及時反饋至相關部門，進而實現對下一步工作科學、及時的安排部署。其在提升施工質量與效率的同時，有效規避施工安全隱患，因此，加強對BIM技術在地鐵施工安全方面的應用意義重大。

2 BIM技術簡述

BIM技術即是建筑信息模型，其是創建、管理設施功能及物理特性的數字化表達過程，因其能夠為建筑設施全生命周期的管理與決策提供非常準確的信息支持，所以給土木工程的變革與發展帶來了極大的幫助，其應用范圍也愈來愈加廣泛。在進行地鐵工程施工時，利用BIM技術所建立的安全管理系統，能夠給安全管理工作提供良好的可視化技術支持，進而促使在地鐵施工安全管理過程中所做出的決策更加的科學合理，如此既能夠有效推進施工安全的標準化管理進程，而且還能夠大大提升工程施工的整體效率。

BIM技術特征：其一，信息的一致性。在地鐵工程施工的全過程中，其對各施工階段的模型數據信息均能夠保持同步，對于相同的數據信息則不必進行重復添加，并且BIM模型還能夠實現自我演變過程，其對象在各時期均可以實現擴充與更改無需再次添加，如此便可以預防發生數據信息的不統一問題。其二，空間的關聯性。BIM模型所含對象是可以被識別且彼此存在一定關聯的，當模型里其中某一對象需進行修改時，那么與之相關聯的其他對象也會發生對應的更改，以此來保證模型信息具有良好的完備性。其三，信息的完備性。利用BIM技術來表達地鐵工程實體的三維幾何數據信息時，其不是簡單的可視化演示，還包含了如施工過程中的機械設備、人工、施工進度、所用工程材料等信息。

3 BIM技術在地鐵施工安全方面的應用

3.1 地鐵施工空間管理理論

地鐵施工中的施工空間是不斷變化的，尤其是在施工的收尾階段施工空間愈來愈小，但是所需要的施工操作卻并未減少，如此便給人員的施工操作帶來了極大的不便，并且給施工人員帶來了極大的安全隱患。所以，在進行地鐵施工時，一定要認識到合理分配施工空間的重要性，盡量通過提前預測以及合理安排施工活動空間來減少空間占有率，以此來提升地鐵工程施工的效率與質量。在進行地鐵空間管理時要充分認識到空間的三個特征：時間、位置與人的需求，這三個要素均是不可或缺的。地鐵施工過程要求具備一定的空間資源，若是特定的空間資源被施工人員所共享，則將會對人員產生負面影響，所以，要務必確保施工中空間充足。通常而言，地鐵施工空間可劃分為以下幾種：其一，為施工產品空間，指的是已建好的靜態建筑成品所占用的空間；其二，為施工過程空間，指的是施工人員在進行施工操作時所占用的活動區域；其三，為可使用空間，指的是施工過程所需要的施工材料與使用工具所占用的可利用空間。

3.2 地鐵施工管理的關鍵技術

現階段，利用現代化信息來安排施工空間已經相當普遍，通常都是由管理人員通過網絡遠程指揮系統來對施工材料、所使用的工具、運輸通道以及臨時區域等進行合理規劃，然而，當前的現代化網絡信息技術存在著較大的局限性，其在真實直觀反映空間與時間規劃方面仍不盡人意，難以滿足現實需求。而利用BIM技術，則可以通過建立動態施工時空模型的方法來將地鐵施工的空間狀態比較直觀的反映出來，以此來提升地鐵施工的質量與效率，確保施工安全。此外，利用BIM技術所設計出的模型還能夠對各種設計環節進行有效的檢查，以此來彌補平面視圖的缺陷，并且將立體模型與BIM技術相結合還能夠強化空間感，通過及時發現問題來避免資源浪費。

一般而言，再應用BIM技術時可分為以下兩種方式：其一，將BIM技術應用于設計的細部檢討、建設進度的檢查與設施管理資料的檢查等，再利用3D方式來進行設計檢查，以此來規避2D方式所帶來的各種失誤；其二，在4D的施工管理中應用BIM技術，以此來處理全過程的時變問題，此外，還能夠建立基于進度變化的三維可視化與計算模型，以此來為時變理論提供最優的方式。

3.3 基于BIM的施工安全管理

在借助BIM技術來對地鐵空間安全應用進行管理時，通常可以分為三個步驟：首先要結合BIM的應用目標、施工組織設計以及相應的設計圖紙來建立三維BIM模型；然后再借助BIM技術鏈接施工進度具體計劃，進行施工程序模擬；其后再對地鐵施工空間沖突進行仔細的檢查，并且根據檢查結果將危險區域劃分成不同的級別。

換句話說，BIM技術是首先建立三維圖紙，其后結合三維圖紙來建立立體模型，BIM模型在地鐵施工過程中占據相當重要的地位，其主要是由管道模型、結構模型、建筑模型以及機械模型四個部分組成。當BIM的應用目標不相同，那么BIM模型則具備不相同的特點及表達屬性，而施工模型是在上述主體模型的基礎之上建立起的模型，該模型主要是用來檢測地鐵施工空間的碰撞情況，例如，運土車的機械臂膀能夠在一定的半徑內旋轉，僅僅利用實體外形3D模型無法將其真實的空間需求完整的描述出來，此時則需要結合其運動的實際特性與軌跡來建立一整體模型。BIM模型的信息一般具有較好的完整性，其通過輸入應用目的便能夠將信息表達的詳細程度與邊界予以確定，以此來克服信息的冗余、缺失等問題。由于BIM模型所需軟件為彼此串聯的，所以模型信息具有良好的統一性，當BIM模型在不相同的軟件里變換時，由于其所用的信息標準與建模工具是統一的，所以，對于相同的信息則無需重復輸入。

3.4 基于BIM的施工空間沖突檢查

由于地鐵工程工作空間相對狹小，并且施工工序相當復雜繁瑣，所以，在不同的施工環節經常會發生設備摩擦或其他空間沖突等問題。例如，無論是施工人員還是施工機械設備均需要占據一定的施工空間，當施工機械臂長的旋轉半徑與施工人員的活動半徑發生碰撞或摩擦時，便會嚴重降低工程的整體施工效率，有時還會導致相當嚴重的安全事故，導致人員傷亡與財產損失。而通過利用BIM技術則可以有效規避上述問題，在進行地鐵工程施工前，利用BIM模型模擬施工動態，提前排查在進行施工時有可能出現的問題，判斷人、機工作活動空間是否存在一定的沖突，并且經過比對與計算，確定出施工人員的最佳活動范圍與機械最合理的行進路線，以提升地鐵工程施工的效率與安全性，從源頭上控制安全事故的發生。對于大多數的構件與工序來講，利用BIM技術均能實現對其的外形描述，進而有效預測其需占據的空間。然而，并非全部的實體都可利用BIM技術來預測其占用的空間，比如說，對于施工機械的運輸作業等，只能通過模擬機械活動時的前進與旋轉方式，來對可能發生的碰撞與摩擦進行預測。

4 結論

地鐵工程施工環境復雜、工程量大、施工周期長，且施工中能夠使用的空間相當有限，極易引發一系列施工安全問題。而基于BIM技術開展地鐵施工安全管理，可以實現對每一寸施工空間的最優化利用，值得人們對其進行更深入的探究。

參考文獻：

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