BIM技術在高速公路施工安全管理中的應用

摘? 要：近些年，我國科學技術的革新，BIM技術在高速公路施工安全管理中得到了普遍應用。在道路建設項目中，BIM技術可以用于創建工程項目信息模型，直觀、簡單地描繪具體工程及其實施過程，還可以輔助工程各環節參與者根據需要使用數字模型進行動態計算或查詢，實現準確的信息交流。本文主要介紹了BIM技術的發展以及如何應用這項技術解決高速公路工程項目管理中的問題。

關鍵詞：BIM技術;高速公路;施工管理;具體應用

中圖分類號：U415? ? 文獻標識碼：A

0 引言

從保障高速公路施工安全的角度來看，BIM技術的科學運用有助于提高施工效率，保障高速公路的施工安全。在使用 BIM 技術時，工程師必須實地勘探建筑施工環境并創建施工項目的科學信息模型。技術人員要根據信息模型對高速公路項目進行工期分析、盈利能力分析和驗收分析。嚴格落實高速公路項目的技術控制，遵循高速公路建設安全管理行業標準，監控道路建設質量數據，確保事故優先級處理原則，實現高速公路建設施工的有序進行。

1 BIM技術在高速公路施工安全方面應用的內涵

1.1 BIM技術在高速公路施工安全中的應用概述

在高速公路建設中，相關人員有必要積極運用BIM技術進行項目管理，以確保高速公路建設的安全。要在高速公路安全管理系統中引入BIM技術，相關人員就必須完成決策支持、實時監控和運營管理等任務，創建有效的公路模型信息處理系統，提高公路建設的安全性[1]。為確保技術信息模型的設計完整，保證信息模型與施工工程的一致性高，工程師必須使用BIM技術創建完整的公路信息模型。當技術人員收集信息以管理和監控公路建設的安全時，必須使用傳感器來跟蹤地下施工中的異常現象，采用GPS定位和視頻監控手段進行信息采集，創建符合高速公路安全指標的BIM模型，保證模型的可評價屬性。對高速公路建設模型的信息描述十分重要，可以方便內部組件相互鏈接，確保能夠及時找到關聯組件的技術信息。通過建立完整的技術管理和控制體系，管理人員可以在工程施工中融入單位工程的施工技術管理和安全控制標準，確保工程有序進行。

1.2 在高速公路施工管理中應用BIM技術的意義

首先，簡化施工管理內容。高速公路施工時間長，施工現場條件艱苦，全部依賴人工管理控制效率不高且容易出錯[2]。引入BIM技術可以簡化工程項目的管理流程，能夠有效促進項目管理效率提升，提升工程項目的施工速度，規避了可能存在的安全風險。使用BIM技術管理高速公路建設流程，可以整合相關數據、材料和文件，以3D模型的形式傳遞這些信息，實現工程項目的可視化，對施工中可能出現的問題進行預測并做到提前處理，及時將安全隱患扼殺在搖籃。

其次，共享項目數據和信息以改進安全管理。根據具體情況規劃高速公路施工體系，采用合適的技術對設計情況進行具體分析，提高信息的準確性，對不同施工部門進行最有效的資源配置。在高速公路項目開工前，需要根據具體的數據信息制定工程藍圖，盡可能收集完整、準確的數據，并用計算機進行處理，對重復或過時的數據進行剔除。

最后，工程可視化。BIM技術可以將二維設計圖紙以三維形式展現，實現工程結構的可視化，讓人們更清晰地掌握不同構件之間的關系，更直觀地感受工程成品的效果，這有助于解決方案中的問題，使設計方案更加的準確。BIM技術的可視化屬性可以準確向各施工部門分割給定項目的內容，實現時間感與空間感的有機融合，提高部門間的協調性[3]。在工程規劃階段就可以避免許多結構性問題，從而使高速公路施工更加安全和高效。

2 高速公路施工安全管理存在的問題

2.1 墜落防護安全檢查實力問題

目前，我國有關機構對交通行業提出了新要求，即施工單位要強化自身信息系統建設，完善自身信息化水平。此外，交通行業發展議程中也提到了交通建設施工中普遍存在的墜落防護問題，這些要求督促施工單位積極探索新技術的應用。對于交通行業而言，施工過程中存在諸多突變因素，這些不確定因素會嚴重危及建設工人的生命安全。為了更好地保障他們的生命安全，安全管理變得越來越重要。然而，我國目前的高速公路建設安全管理和安全檢查能力不足。在當前的安全管理工作中，相關管理措施不僅不足以達到安全管理的標準，而且對影響特定項目建設安全的威脅和問題無法做到及時監測，相關安全管理人員和檢查人員解決問題的專業水平不高，導致我國高速公路施工安全管理工作不到位。其次，其中，BIM技術的應用顯著提升了高速公路施工安全性，為安全管理工作的順利開展提供了技術支持。

2.2 施工方案缺陷問題

近年來，我國高速公路建設項目時常出現因施工方案問題而引發的安全事件，嚴重影響了我國交通業的發展。由于高速公路建設項目數量眾多，實施難度大，傳統的項目設計無法考慮到項目中的各個方面需求，這為問題的出現留下了隱患。為解決這一問題，需要將信息技術有效地應用到道路規劃設計中，以提高工程設計質量，防止施工方案出現缺陷。

2.3 統籌兼顧問題

高速公路建設過程中，需要保證高速公路工程的有序運行。但在傳統工程施工中，往往難以兼顧高速公路的整體情況，這導致安全事件的發生頻率升高[4]。例如，施工階段旋轉弧度較大等問題會影響道路穩定性，高速公路轉體的安全性無法得到保證，在高速公路實際投入使用后很容易出現安全事故。這些問題通常很難從傳統施工規劃層面解決，它們涉及我國現行道路安全管理體系中的關鍵問題，這是在后續公路投入使用后安全事故頻發的主要誘因，為提高公路建設的質量安全造成嚴重威脅。

2.4 安全管理技術問題

為保障公路橋梁建設的安全，技術缺陷主要分為施工技術和施工設備。施工技術在某些方面決定了工程整體的質量和安全。陳舊落后的施工技術不僅不能保證施工質量，而且嚴重危害工程安全。規劃階段的技術問題，特別是從設計的角度來看，會影響后期的施工過程，影響建筑的安全運行，給安全管理造成不便。工程機械是建筑行業必不可少的工具，是影響建筑質量的最重要原因。當設備自身的性能和質量存在缺陷，不僅拖延工程進度，還會發生觸電甚至火災等事故。

3基于BIM的高速公路施工安全管理探究

3.1 建立施工安全評估標準

現如今，BIM技術在我國高速公路施工安全管理中的應用越來越廣泛，為我國高速公路的計算機化建設作出了巨大貢獻。而一個全面系統的BIM安全評估標準，可以更有效地提升高速公路的安全性能。制定BIM安全評估標準需要長時間的摸索。因此，在建立安全評估標準之前，需要對整個高速公路的應用周期進行深入研究和分析。派遣專家團隊進行實地調研，可以對整個施工過程進行全面準確的評估，深入了解整個建設項目，保證執行BIM施工安全評估標準后可以有效保障施工安全。此外，為確保BIM安全評估標準的制定建立在動態理論調研基礎之上，BIM安全評估標準必須參考大量相關文獻資料，確保該標準能夠全面準確地反映所涉及的問題，確保道路安全管理的有效性，最終推動我國道路安全管理的全面發展。

3.2 確立施工方案防護性能

在高速公路安全管理工作中應用BIM技術，可以在定義一個項目的生命周期方面起到幫助作用，同時，BIM技術的使用還可以有效提高施工整體的安全性，確保建設工人的安全。借助BIM技術，相關工作人員可以制定高水平的高速公路防護方案，以保障高速公路每一個施工環節的安全。隨著高速公路的擴建，相應的安全要求也越來越高，而BIM技術是滿足這一要求的主要技術保障。BIM技術的合理應用，可以使施工方案更加全面，能夠對施工中可能出現的問題進行及時解決，保證高速公路安全防護質量顯著提高。在規劃BIM技術解決方案時，需要考慮到整個建設項目的設計內容，比如高速公路的應用時長和各個建設階段具體的數據等，確保完成的BIM建筑模型可以更全面地涵蓋施工計劃，促進高速公路施工安全管理的整體質量。

3.3 確定以BIM技術的施工安全管理

3.3.1風險管理層面

在高速公路施工過程中，BIM技術人員需要優化需求模型，為高速公路施工過程建立預警保障機制，讓項目的負責人員及時了解項目的施工狀態[5]。相關人員需要對高速公路施工期間可能發生的所有事故類型進行分類，對于嚴重影響工程安全的問題，應及時通知管理人員解決。在建設高速公路時，需要對事故原因進行統計，以便及時消除影響工程中可能存在的各種隱患。基于調查數據，對BIM建筑信息模型結構進行安全動態預測時，應重點關注道路交通中的風險預防和行為保護。技術人員需要仔細驗證高速公路施工中的各個環節是否全部符合行業安全標準，并專注于空間碰撞驗證研究。在高速公路施工安全管理中，根據安全等級確定事故處理的等級。在管理道路工程施工項目時，技術人員還必須能夠對資源信息進行收集和分類，以免影響與地下工程相關的材料性能，并對高速公路安全數據進行科學管理。

3.3.2職能安全管控層面

BIM技術可以在模型中利用自身的虛擬施工技術，直接對高速公路的環境功能、外觀和結構進行映射。管理人員可以在施工開始前研究虛擬模型，分析施工過程中的安全隱患，并采用有針對性的預防策略，在虛擬環境中執行所有施工管理任務。此外，施工進度管理是工程施工監管的要點，施工方案、環境、技術等因素都會對施工進度造成影響。如果實際工程進度遠低于預期工程進度，工程質量將無法得到保證;盲目跟從施工進度，也導致工程遺留潛在的安全隱患。高速公路施工中應用BIM技術能夠實現4D施工過程模擬，將施工過程以可視化的形式表現出來，使總承包商和分包商的施工過程以直觀的方式呈現出來。4D施工建模、施工管理方案和安全管理規劃的結合，使得施工管理方案更容易執行，為大型機械設備規劃、人工分配和材料供給等相關管理提供便利。

3.3.3危險區域隔離與引導

在施工過程中，危險源頭的分析十分重要。高速公路施工區域的突變性強，一旦發生事故，施工人員和當地因素的影響會阻礙疏散工作的而有序進行。危險區域隔離與引導過程中，通過BIM技術在立體空間消除施工中的潛在危險。與人工分析相比，BIM技術更加精確。危險區域與施工現場隔離，并設置警示標志，能夠確保施工現場安全，提高施工現場管理質量。其次，在創建安全疏散模型時，可以判斷現場人員可能會產生的情緒變化，使模型更加真實有效。

3.3.4虛擬應急演練

BIM技術是計算機化的虛擬信息技術，其使用虛擬3D圖像來模擬制造生產過程?；谟嬎銠C的BIM和VR的結合不但構筑了虛擬空間，還可以讓虛擬角色執行某些任務，提供虛擬應急培訓功能。運動模擬環境十分逼真，身臨其境，能夠幫助工程人員掌握真實施工情況。

3.4控制施工過程中的成本

相較于傳統計算機模型，BIM技術更加準確和方便。過去，工程師們根據現場的實際情況，綜合考察多樣化的復雜施工效果，計算出具體的施工圖尺寸以及適當成本，總體工程工作量大，特別是如果工程圖紙或數據的變化影響了項目成本，二次成本估算將難以精準實現。BIM技術可以輕松適應工程變更細節進行3D建模，為每個流程步驟生成數據，控制成本并確保技術準確性。事實證明，BIM技術可以實現道路工程動態管理項目成本，特別是在施工環節，極大程度地節省了大量計算時間，提高了工作效率。如果項目出現問題，可以使用BIM技術進行精準控制，配合施工現場，及時分析缺陷并提出解決方案。使用BIM技術創建的3D模型還可以隨著時間的推移調整項目的成本，然后使用BIM技術準確、動態地管理項目。

4 結論

綜上所述，BIM技術在高速公路施工安全管理中的應用，有助于提高安全管理的效率。在公路建設項目的實施階段，員工應做好安全規劃準備，對潛在危害進行及時檢測篩查，并在項目施工開工前做好前期安全管理工作。對于高速公路建設項目，在運營階段應進行維護管理和附加消防管理。高速公路工程安全管理工作首先要確保施工的質量和安全，落實高速公路建設控制標準，提高工程管理水準。

參考文獻

[1]房青.基于BIM技術的高速公路施工安全管理分析[J].磚瓦，2021（4）：127-128.

[2]李云鵬.BIM技術在高速公路施工安全管理中的應用[J].中國建筑裝飾裝修，2021（3）：40-41.

[3]龍斌.BIM技術在高速公路施工管理中的應用[J].交通世界，2020（25）：160-161.

[4]李保勇.BIM技術在高速公路施工安全管理中的應用[J].工程技術研究，2020，5（13）：168-169.

[5]莫智仁.基于BIM技術的高速公路施工安全管理分析[J].四川水泥，2020（5）：150-151.

收稿日期：2021-08-05

作者簡介：李鈺（1977—），男，四川閬中人，本科，高級工程師，研究方向：工程施工管理。