BIM技術在施工現場安全和質量控制中的運用分析

楊浩，胡仲偉，莫江衛

(中建七局安裝工程有限公司，鄭州 450000)

1 引言

在以往施工現場安全管理和質量控制過程中，存在交流溝通不暢、信息同步不及時以及管理精細化程度不夠等各種問題，嚴重影響了現場施工的順利推進，甚至出現各種安全隱患和質量風險，給建筑工程帶來不良影響。而BIM 技術基于其自身可視化、信息共享等方面的優勢，應用于建筑工程中極大地增加了人們對于建筑施工質量控制以及現場安全監控的強度，在保障施工質量安全方面有著重要作用。因此，加強BIM 技術在施工現場安全和質量控制中的應用研究是十分有必要的。

2 BIM技術在施工現場安全和質量控制中的應用途徑

BIM 技術在施工現場安全和質量控制中的應用途徑主要包括以下5 個方面：(1）協同管理。BIM 技術能夠提供信息共享平臺，形成項目信息交流樞紐，以便各參與方能夠根據自身工作展開高效溝通，打破信息壁壘問題。(2）碰撞檢查。建筑施工過程中，經常會存在各種管線碰撞問題，以及交叉施工之下各種施工工序互相影響，借助BIM 技術能夠實現對于實際施工過程中的模擬，進行運動碰撞檢查，以此實現施工優化，保障施工順利推進，減少施工質量問題。(3）深化設計。BIM 技術的應用能夠對相應施工方案、措施以及結構偏差等進行深化設計，并對相應鋼結構、鋼筋進行設計指導，還可以自動生成相應施工平面圖以及剖面圖等。(4）可視化、虛擬建造。BIM技術融合了3D、4D 虛擬建造技術，能夠通過動畫模擬實際施工過程以及相應安全措施。此外，應用BIM 技術還能夠進行可視化交底。(5）工程檔案信息的集成管理。建筑工程實施的過程中會出現大量的數據、文件以及圖片視頻信息資料，BIM 技術能夠實現對于工程資料的集成管理，為相關管理工作提供完善、準確的數據信息[1]。

3 BIM技術在施工現場安全監管當中的應用

3.1 可視化施工現場構建及安全設計

保障施工現場安全是建筑施工過程中的基礎要求。對于不同施工階段而言，存在的安全問題、隱患和風險各不相同，借助BIM 技術能夠實現對于現場施工環境的模擬分析，以此在施工前及時發現施工現場以及施工過程中存在的各種隱患問題，展開相應安全防護設計，全面保障現場施工安全。BIM技術在施工現場構建以及安全設計當中的應用主要包括以下內容。

第一，施工現場布置。建筑工程通常工期較為緊張，而且施工場地有限，存在多專業、單位同時施工的情況，對此，需要借助BIM 技術對施工場地布置進行科學規劃和動態管理，以此降低施工場地、生活區、辦公區以及材料區等不同區域之間的矛盾和沖突，同時提高場地使用率。對此，可以利用BIM 技術創建三維模型，對施工現場圍擋設施、大型設備、運輸道路以及加工棚等的布設進行優化，以此保障場地布置的合理性。

第二，基坑開挖臨時防護。在此階段，為保障基坑開挖施工安全，需要先對施工現場與模型進行比對，確保二者保持高度的一致性。以某青年公寓建設項目為例，該項目中模型的邊坡防護桿高度為1.3 m，下桿離地高度為0.3 m，立桿之間的距離為1.4 m，并將防護設施與開挖邊坡之間的距離控制在1 m。該模型的規劃和設計，有效提升了安全設施設置的合理性，而且還實現了安全信息的高效錄入，以及邊坡防護的可視化轉換。

第三，施工安全空間檢查。對此，可以將現場模型導入Navisworks 軟件當中，并將帶有安全帽的施工人員高度設置為1.9 m，碰撞距離為1 m，在實際施工過程中，若施工人員在蹲伏狀態下，施工空間不足1 m 則容易引發安全問題，需要采取相應優化措施。

第四，懸挑腳手架設計。懸挑腳手架是建筑施工過程中的常用設施。腳手架設計的合理性以及安裝施工的安全性，對于整個建筑施工有著直接的影響。BIM 技術在此環節的應用主要包括以下內容：首先，通過建筑結構模型的構建，明確懸挑結構；其次，根據懸挑腳手架設計方案，對施工過程展開動畫模擬，以此排除腳手架搭設、拆除過程中存在的安全風險；最后，在腳手架驗收過程中，通過將現場數據信息錄入系統當中，實現現場與設計方案模型之間的對比，保障二者同步。

3.2 施工現場安全監控

一方面，在實際施工過程中，借助BIM 技術，能夠實現對于現場安全的有效排查，及時發現各種安全隱患問題，加強對施工過程的監控，及時發現各種不安全施工行為，并展開施工指導，以此保障現場施工安全。在此過程中，值得注意的是，應加強對于高處作業的安全檢查和監控，常見的危險源、危險問題以及相應控制措施情況如表1所示。

表1 高處作業危險源分析

另一方面，應做好現場安全信息采集和處理工作。相應安全信息處理流程如圖1所示[2]。

4 BIM技術在施工質量控制中的應用

4.1 施工方案深化

第一，圖紙審查。通過BIM 技術，進行精細化建模，以此及時發現圖紙設計當中的各種錯誤、缺漏以及碰撞問題等，實現提前進行方案變更調整，以此避免施工過程中發現問題，再進行設計變更或者返工等，延誤工期。BIM 技術在圖紙審查當中的應用，有著提升施工質量，保障施工進度的作用。

第二，結構深化。在相應工程模型的基礎上，BIM 技術可直接進行結構深化處理，并輸出相應工程圖。在此過程中，可采用不同著色方式進行管理，將圖中存在的設計問題或者發生變更的構件突出顯示出來，以此幫助相應技術人員以及施工人員明確施工要點，并在實際施工前，對現場情況進行重點核實，以此保障相應施工技術措施應用的有效性和合理性。與傳統二維深化方式相比，BIM 技術的應用能夠進一步提高深化工作的質量和效率。

第三，砌體排布深化。在結構深化完成之后，還需要進行砌體排布深化，在滿足相關標準要求下，模擬不同構造柱的位置，以達到減少碎磚數量，使整磚砌塊數量最多的目的，然后生成精細化砌塊排布圖，以此為砌塊的集中處理提供指導，提高現場砌塊處理效率，減少切割浪費。

第四，機電深化。對于建筑工程而言，在實際施工的過程中，存在各種機電設備、管線等，而且涉及的專業相對較多。為保障機電施工的順利進行，提升管線排布的合理性以及機電工程質量，需要借助BIM 技術，將各專業模型進行整合，并展開碰撞模擬實驗，進行碰撞檢查，并根據碰撞報告，對管線排布方式等進行調整，保障機電管線凈空符合相關要求，然后出具深化后的圖紙，如圖2所示。

4.2 施工技術交底

借助BIM 技術能夠實現可視化交底，將相應圖紙整合到BIM 模型當中，不僅能夠實現對于圖紙問題的調閱，便于圖紙講解，而且還能夠對施工過程中的重難點問題進行可視化交底，幫助施工人員更好地理解施工圖紙，了解施工技術要點內容，同時強化對于圖紙的印象，進一步保障施工質量。以鋼平臺施工技術交底為例，其施工技術要點如圖3所示。

4.3 現場質量管理

現場質量管理主要包括以下兩個方面：一方面，強化質量巡檢。在進行現場質量檢查的過程中，可借助相應移動設備，快速記錄施工質量相關信息，包括數據錄入以及圖片錄入等多種方式，而且有助于明確相應質量責任，避免后期追責過程中出現推脫等不良情況，實現施工過程的動態管理。另一方面，實現實測實量。根據BIM 系統當中的標準化質量檢查模板和相應要求，能夠在移動端App 實時調取電子圖紙，并進行點位數據信息的錄入，保障數據信息的準確性，避免由于各種問題，出現復測情況，以此提高質量檢查效率。此外，還可以輸出施工質量合格率，分析施工質量情況，有助于及時發現實際施工問題，并采取有效解決措施，保障施工質量[3]。

5 結語

BIM 技術在施工現場安全以及質量管控當中有著十分重要的作用，不僅能夠用于前期安全設計、施工圖紙深化，而且還能夠借助模型實現施工過程動態模擬，進一步避免設計當中的問題。此外，還能夠進行可視化技術交底，促使施工人員明確施工要點，保障施工質量和技術應用效果，并實現對于施工現場安全以及施工過程質量的動態監管。相信隨著對BIM技術的深入研究和廣泛應用，施工水平以及質量安全都將會得到良好保障。