信息化在工程建設安全質量管理中的應用

盛旭曦，肖鑫濤，穆清君

(中交第二航務工程局有限公司，湖北 武漢 430012)

0 前 言

隨著經濟和科技的發展，超大規模、高難度的項目不斷出現，工程施工的復雜性和不確定性給工程建設的安全質量管理提出新的要求，依靠傳統人員盯查已經不能適應當下工程建設領域的管理需要，施工信息化管理手段應用而生。信息化管理手段具有簡化工作、節約成本、提高效率、資源優化和安全質量提高等優點，在建筑業中得到了越來越廣泛的應用。

1 工程概況

襄陽東西軸線道路工程魚梁洲隧道全長5 400 m，其中樊城段敞開段160 m，暗埋段154 m，西汊沉管段351 m，魚梁洲暗埋段3 580 m，東汊沉管段660 m，東津段暗埋段長335 m，敞開段長160 m。水域隧道采用雙軸線干塢沉管法施工，陸域隧道采用明挖暗埋施工。

樊城區屬于襄陽市老城區，地貌為漢江一級階地，場地較為平坦，地面標高63.51～66.30 m，有防洪大堤，標高約70.00 m；魚梁洲為高漫灘，洲面開闊、平緩，地面高程一般為62.5～63.92 m；東津區為漢江二級階地，地面高程起伏較大，一般為65.30～69.64 m。

項目區域地質以粉細砂層、中砂層、圓礫及卵石層為主，透水性較好，水量較豐富，與漢江水相通，漢江水位62.00～62.45 m。如圖1所示為沉管隧道橫斷面布置圖。

圖1 沉管隧道橫斷面布置圖(單位：cm)

2 項目難點

本項目結構復雜，地下水位高，地質透水性強，安全質量風險高，施工具有如下幾個特點以及難點。

1)基坑規模大。明挖隧道長4 389 m，基坑寬度為30.7～31.5 m，基坑最大深度超過27 m，超過8 m深的基坑長度4 264 m，達到陸域隧道的97.2%。

2)透水風險高。項目區域85%范圍砂卵石地層超過百米，需要采用懸掛式止水支護結構。

3)抗裂難度大。沉管隧道管節預制采用全斷面順澆法整體預制，沉管每延米混凝土量達到102 m3，預制經歷四季變化，大體積混凝土易開裂；同時相鄰節段施工縫容易產生收縮徐變裂縫。

4)同時開工作業點多。本工程工期僅36個月，要求項目多點同時作業，項目同時作業點8個。

5)作業人員多。根據項目工期要求，其中東汊干塢800 m范圍內每班約有200名工人作業。

3 安全質量管理現狀

3.1 安全隱患不能夠及時發現

1)現場管理人員不足，經驗不夠，傳統方式安全檢查很難做到24 h全覆蓋。

2)對操作人員的不良作業習慣，如疲勞作業、使用智能手機等不安全行為無法實時監控，對特種設備的運轉狀況缺乏有效的監控有段。

3)大型項目工藝繁雜，工序交叉多，在連續作業的狀態下，施工面逐漸增多，達不到全過程監控。

3.2 生產管理不均衡

1)現場管理人員及作業人員經驗不足，無法充分理解方案要領。

2)資源配置不足，現場未嚴格按進度計劃實施，工序轉換較慢，生產進度無法保證。

3)危大工程現場使用的設備往往比較急，一味增加設備，造成很多設備閑置、人員閑置，無形成本增加，造成資源浪費。

3.3 交底流于形式，針對性不強

交底以專業術語進行交流，缺乏通俗易懂語言和生動形象的展示，操作工人沒有深刻體會理解，不能高效地執行技術方案，質量風險高。

4 信息化在項目中的具體應用

本項目線路長、工期短、工程量大，依靠傳統的人盯方式管理，需要人員數量多、成本高、效率低，并且不能及時發現風險進行預控。為了解決上述問題，項目引入信息化技術，為工程建設管理提供保障[1]。

4.1 引用BIM技術，加強技術、質量、安全、進度管理

4.1.1 采用BIM技術進行施工方案及工藝模擬

利用BIM模型對專項施工方案或重要施工作業方案進行模擬，輔助項目部對方案進行驗證、分析，提高方案的可行性；同時利用BIM模型的三維可視化特點，輔助進行方案模擬。

利用BIM模型進行關鍵分部分項的工序模擬。對關鍵復雜的節點展開三維分析，通過工序模擬對方案進行論證，提升施工可操作性，利用傳統二維圖紙結合三維模型，借助三維虛擬漫游技術呈現技術方案，使施工重點、難點部位可視化，提前預見問題，從而確保工程質量[2]。

4.1.2 采用BIM技術安全管理

安全員利用BIM移動端進行現場安全檢查，對照模型開展危險源檢查，發現安全問題通過拍照、錄音和文字記錄等方式與模型相關聯，并上傳至BIM集成平臺，相關管理人員在BIM集成平臺上做出批示，安全員根據批示進行現場指揮整改，并將整改情況再次上傳至BIM集成平臺，實現安全問題的過程控制。

4.1.3 采用BIM技術進行施工進度管控

通過BIM集成平臺，將BIM模型與施工進度計劃相關聯，以多視口、不同專業穿插的形式進行施工模擬，便于進度計劃的調整與優化。

跟蹤控制施工進度，將實際進度、工況及現場照片錄入BIM集成平臺，將實際進度與計劃進度展開綜合對比，為現場進度管理提供預警提示。

4.2 智能化建造資源配置系統

4.2.1 鋼筋加工生產管理系統

項目鋼筋加工采用全自動鋼筋加工生產線，充分發揮精度高、工效高和勞動強度低的優勢[3]。

1)采用先進設備加工，鋼筋加工尺寸偏差小，整齊劃一。

2)鋼筋加工精度高，保障綁扎精度，提高施工質量；而且加工標準化，有利于施工方法和工藝的發展和提高。

3)采用智能化控制系統，降低人為操作失誤的概率，降低損耗。

4)綜合優化配料加工，提高鋼筋的利用率，降低損耗率。

5)工人個體生產效率平均提高5～8倍，降低了人工費用。

6)自動化物流傳輸系統降低了工人勞動強度，提高物流效率。

4.2.2 混凝土生產管理系統

1)信息化出、入庫管理，實時掌握原材料的庫存數據。

2)多渠道監控，封堵原材料入庫漏洞。

3)實現原料消耗數據與工控機數據同步上傳。

4)無縫對接生產控制系統，生產效率大大提高。

5)GPS系統輔助生產運行，車輛調度更加合理。

6)引入制冰系統、自動化噴霧養護系統及溫控系統，有效抑制混凝土開裂。

4.3 深基坑穩定性及井群降水監測系統

降水井水位監測系統和基坑穩定性監控系統開放數據接口，實時將監測數據傳輸至系統平臺數據處理中心；管理者通過管理系統直接查詢、調用現場的監測數據，從而實時掌握監測情況。

4.4 安全環境信息化

4.4.1 遠程視頻監控

為加強施工現場安全防護管理，保證施工材料及設備的財產安全，利用攝像頭對現場施工過程進行實時監控管理，監控中心以調用視頻實時圖像、存儲視頻回放、暫停抓拍、錄像下載、根據攝像頭按照時間進行檢索查詢等功能。

4.4.2 人員通道及勞務實名制系統

在項目各封閉的出入口安裝身份識別卡、人員定位和面部識別系統，通過在施工人員佩戴帶有RFID電子標簽的安全帽或者RFID電子標簽，實現對施工現場作業區人員身份識別與進出的嚴格管理。配合現場LED顯示屏，實時更新現場人員信息。

4.4.3 生態環境監測

通過安裝在工地中的高清網絡攝像機，對重點區域實行全天候實時高清視頻監控，有效制止工地的違章作業，對工地實施循環滾動巡查和重點檢查。在視頻監控基礎上接入智能噴淋降塵設備，真正地實現環境監測功能。

在施工現場建立PM2.5、PM10監測點，相關監測數據會與集成平臺進行對接，并根據監測數據指導現場文明施工。安裝工自動啟用報警裝置，警示現場施工，保護施工環境，減少施工污染。

5 結束語

信息化施工是現代信息技術與施工技術和管理技術相結合的產物，對實現工程建設項目的目標具有重要的作用。施工現場引用信息化管理，將復雜的信息如安全規章、生產要求等具體化和形象化，從而實現各崗位人員的規范操作，有利于提高工作效率。采用信息化施工技術從表面上看雖然使工程成本有所增加，但優化了設計和施工，保證了施工質量和安全，避免發生事故造成更大損失，從而保證工程項目目標的實現。

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