基于BIM技術(shù)的公路工程安全信息化應(yīng)用研究

楊正洪

山東方正公路工程監(jiān)理咨詢有限公司 山東煙臺 264010

文章以BIM技術(shù)為主線，研究其在高速公路施工安全管理中的應(yīng)用，明確BIM技術(shù)在安全管理方面的優(yōu)勢，分析其具體的應(yīng)用措施，旨在強(qiáng)化高速公路施工安全管理的技術(shù)水平，通過技術(shù)手段確保施工安全，實(shí)現(xiàn)高速公路項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 BIM技術(shù)的概念

通常，BIM技術(shù)以其在建筑工程安全管理中的全程性特征被廣泛應(yīng)用，在概念上，BIM技術(shù)能夠通過對多方面、機(jī)動(dòng)性的管理，來達(dá)到工程安全管理的目的。具體而言，BIM技術(shù)的管理層面涉及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，由此，區(qū)別于傳統(tǒng)安全管理技術(shù)的數(shù)據(jù)可視性特征便被合理確定，進(jìn)而使工程效率大幅度提升。因此，目前多數(shù)建筑工程在安全管理中應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，均會以其相應(yīng)的模型建立為基礎(chǔ)，即以對應(yīng)的BIM信息化技術(shù)模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工管理，從而降低各方面的成本投入以及資源消耗。但相應(yīng)的，該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，也必須以相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新為基礎(chǔ)，從而確保BIM技術(shù)的應(yīng)用效果最大化、最優(yōu)化[1]。

2 BIM技術(shù)在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 施工現(xiàn)場協(xié)調(diào)管理

BIM技術(shù)的施工模擬功能非常強(qiáng)大，可精確到每一個(gè)操作細(xì)節(jié)，使得高速公路施工安全管理能夠精準(zhǔn)定位到風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，優(yōu)化安全管理方案，盡可能降低發(fā)生安全事故的概率。在劃定出安全監(jiān)管重點(diǎn)區(qū)域后，系統(tǒng)對可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)過程進(jìn)行模擬，預(yù)估其帶來的損失及影響，判斷安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展規(guī)律，以確保安全管控方案的具體操作可在緊急情況下發(fā)揮最穩(wěn)定的控制效果，避免風(fēng)險(xiǎn)處理過程中出現(xiàn)二次傷害。高速公路工程涉及較多的交叉作業(yè)，同一施工模塊可能涉及多個(gè)專業(yè)、工種。在傳統(tǒng)管理階段，不同專業(yè)、工種之間的施工關(guān)系的協(xié)調(diào)需要受到實(shí)踐和空間的雙重限制，信息不對稱的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，導(dǎo)致各部門、施工小組間合作受阻，無法發(fā)揮出協(xié)同施工的效用。而今，利用BIM技術(shù)可同時(shí)對施工資源進(jìn)行規(guī)劃和安排，梳理施工過程、安排合作關(guān)系，使得施工信息能夠在各專業(yè)間順利、及時(shí)地傳遞，讓復(fù)雜的配合過程更為清晰、順暢[2]。

2.2 在施工場地立體規(guī)劃

在發(fā)達(dá)國家的眾多建筑施工安全管理當(dāng)中，其多以BIM技術(shù)進(jìn)行場地的立體規(guī)劃，從而建立合理化的施工空間。具體即通過BIM技術(shù)的施工方案動(dòng)態(tài)模擬，以規(guī)劃性的方式，將機(jī)械作業(yè)、人工作業(yè)等進(jìn)行提前設(shè)計(jì)，以空間設(shè)計(jì)的時(shí)效性作為施工前提，幫助后續(xù)施工建立一個(gè)相對平衡的、安全的施工空間與邏輯，進(jìn)而避免施工因素的復(fù)雜化，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。通常在大型器械作業(yè)過程中，往往會存在較大的阻礙，即如塔吊的操作空間等，通過BIM動(dòng)態(tài)布置的確定，一方面能夠?yàn)樗踅⑿兄行У牟僮骺臻g，另一方面，還能夠避免因多座塔吊的重復(fù)性作業(yè)，而出現(xiàn)碰撞問題。在BIM動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)與信息采集的共同作業(yè)下，塔吊的相關(guān)數(shù)據(jù)會被BIM技術(shù)實(shí)時(shí)確立，在直觀化的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)下，塔吊的實(shí)際作業(yè)方案便更為可靠、科學(xué)。

2.3 臨邊洞口工具式護(hù)欄研制

針對傳統(tǒng)和現(xiàn)行臨邊洞口安全防護(hù)欄桿的諸多弊端及建筑施工現(xiàn)場安全防護(hù)要求提高等問題，在原基礎(chǔ)上對防護(hù)欄桿進(jìn)行了改進(jìn)，形成了臨邊洞口工具式護(hù)欄。采用由四周外邊框、豎桿與橫桿交叉組合的十字形網(wǎng)格以及滑動(dòng)式的勺形金屬扣片對拉螺栓構(gòu)成的框形柵欄。能夠解決施工現(xiàn)場不同剪力墻臨邊洞口的寬度大小不一的問題，可依據(jù)施工現(xiàn)場的具體洞口大小進(jìn)行左右拉伸或者縮放來滿足不同寬度要求，固定時(shí)以剪力墻上原先預(yù)留的孔洞為主，避免了在墻體上打孔數(shù)量多、鉆孔難、定位精度要求高等問題，固定得更加牢靠，安全系數(shù)高。

2.4 施工安全隱患排查

高速公路施工過程中的某些變化也會導(dǎo)致安全問題的發(fā)生。BIM技術(shù)在施工安全隱患排查中的應(yīng)用實(shí)際是對施工過程的動(dòng)態(tài)化管理。在危險(xiǎn)源識別階段，系統(tǒng)已定位出需要重點(diǎn)監(jiān)管的工序和作業(yè)項(xiàng)目，開展具體的施工作業(yè)前，可再次利用BIM系統(tǒng)中的相關(guān)功能，對作業(yè)進(jìn)行安全監(jiān)管。例如，在高速公路施工中的邊坡開挖作業(yè)，該作業(yè)項(xiàng)目受施工場地地質(zhì)條件及環(huán)境條件的影響程度較大，為工程安全風(fēng)險(xiǎn)易發(fā)作業(yè)。在施工前，可利用BIM技術(shù)對現(xiàn)場進(jìn)行3D建模，并模擬施工方案的行進(jìn)過程。方案的合理性可在模擬中得到充分驗(yàn)證，存在的問題和不足可被提前發(fā)現(xiàn)并做出處理，以免因方案問題導(dǎo)致操作過程中出現(xiàn)坍塌、滑坡等安全事故。施工安全隱患排查的技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程：將BIM系統(tǒng)與GIS數(shù)據(jù)系統(tǒng)相結(jié)合，準(zhǔn)確錄入高速公路項(xiàng)目各模塊的地圖、傾斜攝影以及三維模型等數(shù)據(jù)信息，對整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行三維模擬[3]。

3 結(jié)語

當(dāng)前隨著BIM應(yīng)用環(huán)境的不斷完善，BIM軟件產(chǎn)品的逐步成熟，BIM技術(shù)向工程建設(shè)全面管理拓展，安全生產(chǎn)作為工程建設(shè)的基石，安全數(shù)宇化應(yīng)甩是安全發(fā)展的必由之路，把BIM和云、大、物、移、智等數(shù)宇技術(shù)集合，對安全生產(chǎn)“人、機(jī)、料、法、環(huán)”等關(guān)鍵要素做到全面感知和實(shí)時(shí)互聯(lián)，讓整個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目安全管理實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、數(shù)宇化、智能化，讓參建各方共享安全數(shù)字信息，全面提高安全管理效率和水平，將是今肩安全發(fā)展的新趨勢。