基于BIM的公路隧道全壽命周期質量安全管理對策之我見

羅繞仙

云南省建設投資控股集團有限公司市政總承包部（650000）

0 前言

近年來，社會經濟水平不斷提升，公路隧道建設數量逐漸增多，人們也對公路工程建設更加關注和重視，而如何運用現代化技術加強公路隧道的管理和維護也變得更加重要。在公路隧道工程中合理應用BIM技術，可以對相關信息進行全面的整合，為相關人員了解公路隧道的實際情況提供準確的依據，以可視化和形象化的方式管理整個施工過程，從根本上促進公路隧道工程施工質量的提高，進一步保證工程安全。

1 BIM技術及其特點

BIM技術主要是運用先進的三維數字設計技術，通過建立數字化的模型，對工程中存在的問題進行全面的總結和分析，從而使這些問題得到有效的解決[1]。在BIM技術中比較關鍵的部分就是三維模型，通過緊密融合BIM技術與公路隧道工程，可以依靠數字化的方式管理工程項目。同時，基于BIM技術的各項優勢，可以準確了解工程的施工時間，制訂科學的施工質量管理方案，大范圍共享工程周期信息。在公路工程隧道施工過程中，BIM技術具有多元化的特點:

1）可視化。在公路隧道工程施工中，通過合理應用BIM技術，可以建立與工程主體結構相符合的數字模型。施工人員可以清晰了解工程施工重點和難點，制訂科學的施工方案，穩定開展不同的施工工序。

2）信息化。建立動態化的信息處理方案，以保證各項信息可以及時匯總并得到高效的處理。

3）協調性。依托BIM技術高效傳輸各類信息，全面地檢測碰撞。

2 公路隧道質量安全管理中存在的問題

2.1 地質方面的問題

在公路隧道施工中，施工準備工作非常關鍵，如果施工準備工作不充分，不了解施工地區的地質情況，將難以保證施工安全[2]。如在開挖隧道洞身時，隧道周圍圍巖會存在較強的變化性，或出現斷層現象，這些都是非常容易出現的現象，且無法有效避免，因此必須做好地質超前預報，并對地質圍巖情況有清晰的了解和認識，保證施工的規范性。

2.2 施工方法與施工技術方面的問題

在公路隧道施工過程中，會出現特殊性的操作，加之受到復雜地質因素的影響，很難保證設計與實際施工相符合，如果施工技術和施工方法難以滿足實際施工需要，也會對施工安全造成不利的影響[3]。一旦施工現場的地質條件發生了變化，而在施工過程中沒有對施工方法進行針對性的調整，或者超前支護沒有做好，都會威脅整個工程的施工安全。

2.3 管理方面的問題

管理人員是管理工作開展的主體。在公路隧道施工中，絕大多數的施工單位對施工的重要性還沒有明確的認識，在管理方面存在許多不足，這些都會間接性地影響整個工程的施工安全[4]。如施工單位由于沒有形成良好的施工安全意識，對公路隧道工程沒有提出嚴格的質量要求，施工沒有以隧道施工技術規范為依據，在實際施工中所使用的施工材料與相關要求存在差異，使得施工中的支護質量達不到工程標準。

3 基于BIM的公路隧道全壽命周期質量安全管理對策

目前，BIM技術在我國公路工程領域的應用還不夠廣泛，公路隧道工程企業需要結合實際，加強探索和研究，找到與BIM技術相符合的項目管理方式，以在市場競爭中占據重要的位置，勇于迎接未來的挑戰。

3.1 基于BIM的公路隧道安全管理模型

3.1.1 公路隧道BIM設計模型

在對公路隧道BIM模型進行設計時，數據信息包括多個不同的方面，其中可行性研究、立項等都屬于其重要的組成部分。數字化的信息主要來源于BIM設計軟件對資料的轉換，其可以有效減少設計過程中的重復性工作，為集成利用信息提供便利，同時也可以保證信息的安全性，避免在轉換信息的過程中丟失信息[5]。BIM模型必須包括完整的信息。基于BIM技術信息一致性的優勢，只要修改模型中的某個對象，就可以自動更新關聯的全部對象。在對模型系統進行分析時，需要對不同的信息要素進行深度的剖析，通過合理的劃分，將要素分成子模塊；施工環境等屬于子模塊的關鍵內容，且這些子模塊還可以進一步地細致劃分。

圖3顯示肉桂醛/殼聚糖微球中川陳皮素的釋放行為.結果表明，在酸性環境中，川陳皮素釋放率要遠高于其在堿性環境下的釋放率.此結果與已報道的結果一致[6].在釋放初期，主要是川陳皮素的溶解為主，肉桂醛/殼聚糖微球吸水后部分川陳皮素溶解而釋出.后期主要是基于交聯殼聚糖微球的溶脹導致川陳皮素釋出.肉桂醛/殼聚糖微球在酸性環境中比在中性環境中更容易發生溶脹(圖2).隨著體系中肉桂醛含量增加，川陳皮素的釋放速率有一定延后作用.肉桂醛含量越高，加大殼聚糖的交聯程度，導致肉桂醛/殼聚糖微球內部及表面結構更致密，從而延緩川陳皮素的釋放[5].

3.1.2 公路隧道BIM施工模型和施工安全管理模型

設計單位向施工單位傳遞BIM設計模型，合理設計施工組織及合約文件，最終保證所建立的施工階段模型具有高效性。設計時合理利用BIM模型，能夠對設計階段的數據進行科學的設計，以有序開展各個階段的施工，將施工成本控制在合理的范圍內，保證獲取完整的數據信息。

通過構建穩定的施工安全管理模型，可以為相關人員了解整個施工情況提供便利，有效防范施工風險，進一步保證施工安全。

3.2 基于BIM的公路隧道施工前安全管理

3.2.1 應用BIM技術加強組織保障，合理配置資源

在清晰了解安全管理原則的前提下，施工單位需要建立完善的安全生產制度，并嚴格按照這一制度落實相關工作，確保各項工作都能由專門的人員加強管理，發揮不同人員的重要優勢。通過將BIM公路隧道安全管理技術合理應用到具體施工中，可以為施工開展提供充足的人員保障。此外，軟件開發及管理人員所發揮的作用也非常關鍵，必須針對不同的工作要求合理安排人員，不斷加強軟件開發的力度，對安全管理人員進行全面的培養。

3.2.2 利用BIM技術編制專項施工方案

在公路隧道工程施工前，必須編制好專項施工方案，以便為工程施工提供準確的依據，確保各項施工有序開展。為了確保施工的規范性，必須由專門的人員對施工現場的各項工作進行全面的監督。需要特別注意的是，所編制的專項施工方案必須符合工程實際情況，并將編制結果呈現在4D環境下，為相關人員了解施工情況提供準確的依據。

3.3 基于BIM的公路隧道施工中安全管理

3.3.1 基于BIM的安全技術交底

為使整個施工過程高效、可控、安全，必須由安全管理人員負責做好安全技術交底工作，確保施工安全措施得到嚴格落實。 可以利用BIM技術對公路隧道安全技術方案進行全面優化，確保技術方案的安全性和可靠性。在施工內容上，必須及時明確影響施工安全的主要因素，并制訂與其相對應的防控措施。如某工程的3D交底文件，可以將安全技術交底中不同格式的圖片順利導出來，為相關人員查看交底文件圖集提供便利；可以結合BIM模型對整個施工過程中的各項安全注意事項有所明確，確保相關人員可以清晰了解所有安全控制環節。

3.3.2 基于BIM的施工安全檢查

依托BIM技術可以建立穩定的三維模型，以虛擬環境作為碰撞檢查的主要環境，使設計變更逐漸減少，徹底規避返工所造成的浪費，使施工質量得到顯著的提升，將施工成本控制在合理的范圍內，保證工程可以在規定的時間內順利完工。通過建立的三維模型還可以為施工提供指導，逐漸降低施工困難度。

3.4 基于BIM的公路隧道施工后安全管理

在公路隧道施工結束后，需要對整個施工過程中的安全管理工作進行總結。將建造過程中的安全信息反饋給相關人員，并結合這些信息科學編制施工安全數字化方案。

3.4.14 D虛擬施工技術

為了更好地連接施工進度計劃，需要合理運用4D模擬施工技術，對整個施工過程進行動態性的模擬。利用BIM高效傳遞信息，對隧道開挖過程實施全過程模擬。在隧道施工中，必須合理利用空間，確保可以合理安排空間，從根本上提升工程安全性。

3.4.2 空間碰撞檢測

隧道施工碰撞檢測需要依托BIM信息模型，以保證空間利用的合理性，避免空間重疊，確保所安排的人員、機械等都符合實際需要。將檢測報告編制好，針對性地修改和完善其中存在的問題，對施工過程中可能出現的問題提前進行預測，并結合這些問題制訂切實有效的措施加以防控。在3D綜合模型構建好后，需要全面把控施工進度。

3.4.3 施工區域危險數據監測

在實際施工之前，必須對施工現場的實際情況有清晰的了解，全面監控施工區域的危險源。通過BIM安全信息模型，可以向相關人員反饋監測數據，使其通過這些數據明確施工區域的安全性，并提出正確的指導意見，確保施工人員可以在安全、穩定的環境中施工。

4 結語

目前的公路隧道施工安全質量管理還存在許多的問題，只有全面總結這些問題，不斷加強公路隧道施工安全質量管理，才能促進公路隧道工程整體質量的提高，從源頭上規避安全問題。因此，針對公路隧道管理問題，必須依托BIM技術，針對性地加強管理力度，為公路隧道施工安全管理水平提升提供保障，進而有效開展公路隧道施工。