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。天津港大沽口港區糧油區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，特別是在北方地區寒冷季節不能施工，轉年復工時會有人員變動，施工經驗少的工人會導致操作技能不熟悉從而極易引發生產安全事故。

（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，導致從事水工行業的工人作業經驗少且人員技能熟練程度低。

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

2 BIM技術應用優勢

BIM技術是以工程實際數據為依據建立仿真模型，將建筑工程實際情況以可視化形式展現出來的信息化技術，具有可視性、建筑形態模擬化、工序動態模擬、工期4D模擬、信息協調性好等優點。BIM技術的出現打破了傳統施工二維圖紙的固有形態，以更加真實的三維動態模擬給人更直觀的判斷，有利于快速、清晰地辨別現場危險信息，并及時采取應對措施以預防安全事故的發生，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”，在傳統施工中施工安全質量交底多基于施工經驗、二維圖紙進行構想，而面對越來越復雜多變的施工現場，經驗和構想顯然已經不能滿足安全需求，因此利用Ruzor虛擬現實技術可以更加直觀地模擬還原施工現場原貌，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，也為各部門間的協同合作帶來了極大的便利。

2.3 經濟性

創新在安全、質量管理中有著舉足輕重的地位[3]，但由于創新過程中需要反復不斷地利用實驗檢驗創新成果的可行性，這就會對項目產生巨大的經濟壓力，很多人因此對工作創新望而卻步，但是利用BIM技術虛擬現實的功能可以使施工人員大膽創新，因為在創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新施工的過程和結果，可以避免以往創新實驗帶來的經濟壓力，從而激發人員的創新熱情。

3 BIM技術在工程施工中的具體應用

3.1 BIM技術在現場規劃中的應用

施工前工作人員使用無人機航拍技術采集現場信息，利用revit進行總平面布置的一比一模型搭建，在討論施工現場整體規劃、現場進場位置、材料區位置、船機設備位置及危險區域等問題時，利用三維建模可模擬施工過程如構件吊裝路徑、危險區域、車輛進出現場狀況等，通過直觀、多角度、全方位地觀察規避了由于現場布置不合理而埋下的安全隱患，優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[4]。

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

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，實現了施工進度計劃的4D動畫展示。

項目部安全生產領導小組在辨識安全風險時，通過施工環境動畫模擬的方式評估現場安全防護設施、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，明確現場的資源使用情況及把控現場的安全管理環境，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，過程中的問題即發現即解決，避免出現由于人為因素導致的辨識不全面、不充分的現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費用投入計劃的編制，將PDCA循環管理前置。

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]。天津港大沽口港區糧油區6、7號泊位工程被天津市質監總站列為天津市“品質工程”創建示范項目，堅持以“品質創新”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，創新性地提出了雙樁鋪底工藝，在利用Fuzor模型模擬中發現樁帽平臺覆蓋四個樁基，不僅可以增加平臺的穩定性，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、經濟性，此工藝創新得到了天津市質量安全監督總站的高度認可。

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現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，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虛擬技術研發安全防護設施提高作業過程中的安全性，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，過程中討論優化改進，最終研發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;在討論高處作業管理時，通過BIM模擬演示，虛擬設計制作高處作業輔助設施，利用BIM建立爬梯模型后通過演示虛擬人上爬梯，發現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”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改進。

參考文獻：

[1]劉占省.BIM技術概論[M].北京：中國建筑工業出版社，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].數字技術與應用，2019（2）：206～207.

[7]王海俊.BIM技術在工程施工現場安全管理應用[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。