BIM技术在高速公路施工安全管理中的应用

2021-03-31李云鹏中交一公局集团有限公司总承包经营分公司中级工程师工程硕士

中国建筑装饰装修 2021年3期

李云鹏中交一公局集团有限公司总承包经营分公司中级工程师，工程硕士

1 概述

1.1 高速公路施工安全管理问题

当前高速公路施工过程中部分相关施工单位没有充分重视施工安全管理工作，这与管理人员思想意识不到位、对安全管理所发挥重要价值充分不认识有很大关系。加之施工单位很多领导没有深入了解安全管理工作所产生的影响，更多地重视经济效益，导致没有严格地监督施工现场安全，进而导致施工人员没有高度关注安全问题，施工中有所松懈，导致对高速公路施工质量安全产生严重不良影响。

此外，有的施工人员没有经过岗前培训，施工中没有严格遵守施工操作流程规范，对一些细节问题的重视度不够，工程整体建设存在不同程度的安全隐患，易在后期施工或者运营过程中发生安全事故，对人员生命财产安全产生威胁，甚至严重影响整个工程施工质量。

现如今，高速公路工程建设正在朝着机械化方向发展，施工中需要应用大量机械设备。机械化施工方式可以大大节省工作量，有助于提升施工质量。但是，如果没有充分落实安全防护工作，会出现机械伤人事故。加之部分企业对机械设备操作人员没有充分开展岗前安全培训，所用员工没有持证上岗，导致施工安全隐患较大。

1.2 BIM的应用价值

建筑信息模型BIM 作为现代信息技术的典型代表，可以在高速公路施工安全管理中发挥重要价值。其不但可以应用于设计阶段，还能在档案模型、价值估量等多方面进行应用。BIM 技术具有延续性特征，能及时传递信息，可以提升信息传递的高效性和准确性。在实践中，BIM 还具有一致性。

首先，在工程项目管理过程中应用BIM 技术能构建三维数据库，其中包含各个阶段多方面信息内容，能让管理者及时深入地了解工程相关信息。其次，BIM 技术具有协同性和延续性，设计师可以通过BIM模型及时查看相关数据信息，并且各个部门能通过这一共享平台及时清晰地了解所要查询的内容，能编辑相关信息，有助于及时更新相关信息，管理人员可以及时查看最新消息，能及时调整管理方式。最后，作为现代信息行业非常重要的一种技术，BIM 技术在信息管理方面发挥着巨大作用，该模型能分析整理一些复杂的数据，形成的数据库较为系统、完善，大大提升信息准确性和及时性。

2 BIM技术在安全管理中的应用

2.1 识别划定危险源

识别和评估风险源头是高速公路施工安全管理中的首要任务，只有准确地判断安全危险源，才能采取有效的风险预防措施，重点关注这些危险源。

在BIM 系统中准确地录入安全管理规范、场地勘探资料、项目实际情况、施工质量标准等信息，实现安全风险识别基础数据库构建，再在工程施工进展中不断补充和分析数据库信息。BIM 系统可以自动识别风险判断风险等级，通过数据库中的数据能及时明确危险源且科学判定风险源风险等级，用指定颜色或者符号标记好，自动生成风险应对方案[1]。在安全风险管理计划制定过程中，安全管理人员需要调整和优化系统给出的结果，根据具体情况指导安全施工管理工作。

BIM 技术还能对安全风险评定级别，并且根据优先级依次处理同时出现的安全风险，避免进一步扩大安全风险，降低现场发生混乱的概率。与传统危险源人工识别和划定的方式相比，BIM 技术能取代传统依靠人员施工管理经验判定安全风险的方式，利用准确的数据，可以大大提升安全风险识别的效率和准确性，能深度挖掘数据，能准确确定作业点风险高发的安全危险源。BIM数据库中包含各个部分信息内容，通过类似工程可以完成经验总结分析。

可见，该技术可以对整个施工过程进行分析，确定风险源，比人工更加全面、深入地分析施工现场安全问题。管理人员根据系统提供危险警示向施工现场及时反映，做好警示标志或者警戒线设置，对施工人员和管理人员进行提醒。例如，利用BIM 技术能直观地向施工人员展示安全事故发生过程及严重后果，让施工人员直观感受安全问题所产生的危害，利用视觉冲击提醒施工人员在施工中重视施工安全。

2.2 安全隐患排查

高速公路施工中会受到多种因素影响导致发生不同程度的安全问题。在施工安全隐患排查中，利用BIM 技术可以动态化管理实际施工过程。在识别危险源阶段系统能定位重点监管工序和作业项目，并且工作人员在具体开展施工作业前可以利用BIM 系统相关功能安全监管各项作业。

例如，边坡开挖阶段易受到地质条件和施工环境条件的影响，是容易发生安全风险的环节。工作人员在实际开展施工前可以利用BIM 技术模拟施工现场，对施工过程进行模拟分析，判断验证施工方案可行性，对其中可能存在的问题进行发现与预防，保证实际施工过程安全，降低发生坍塌、滑坡等事故的可能性。在排查施工安全隐患过程中，可以结合应用BIM 技术和GIS 系统，将高速公路各项目地图、测量数据信息等准确录入系统中，三维模拟整个工程项目，利用BIM 技术协调和集中化管理整个工程场地、人员、设备、物料等资源，深度实施安全隐患排查。

应注意的是，在施工过程中需要将各类数据信息准确地录入BIM 系统中，从而提升信息模型的针对性和准确度。在BIM系统具体应用前需要调整系统，避免在使用过程中发生信息获取方面的问题。BIM 系统动态化收集整理施工现场信息，针对不同施工项目和环节具有不同的安全管理标准，可以根据施工进展及时调整安全管理重点。通过将BIM 技术应用于安全管理中，可以高效完成质量管理、进度管理工作，有助于实现高标准高速公路项目建设[2]。

2.3 风险模拟演练

通过对以往高速公路施工安全事故案例进行总结分析可知，安全事故发生大多与人员安全意识缺失、违规操作等有着重要关系。公路建设行业经过多年发展后，很多企业已经开始重视岗前安全培训工作，并且将其作为标准化、必然性工作。但是，受到枯燥安全培训模式的影响，很多施工人员没有充分重视安全风险，无法直观体验安全事故所产生的严重后果，在具体施工中也就无法采取有效的安全预防措施，很多一线施工人员无法真正落实安全管理工作。

通过在安全培训中应用BIM 技术能模拟安全事故发生过程，能构建真实的风险场景，受训人员能够直观地查看安全事故发生过程和严重后果，更加明确安全的重要性。

此外，安全风险应急演练中也可以利用BIM 技术，同时结合应用VR 技术，虚拟安全风险场景，让员工进行决策模拟，对整个安全风险过程进行切身体会，提升自身安全风险应对能力。在应急方面，BIM 系统能通过共享平台及时向工程参与者传达施工实时信息，管理者登录终端能对项目进展情况一目了然[3]。如果出现某一新风险点，可以及时收到风险应急警示，管理人员及时制定处理方案，降低风险发生概率。

2.4 施工现场协调管理

一方面，利用BIM 技术可以开展现场协同管理。BIM 技术有着强大的施工模拟功能，可以精确地模拟每个操作细节，能精准定位高速公路施工安全风险点，能实现安全管理方案优化，有助于安全事故预防控制。划分安全监管重点区域后，系统能模拟可能发生的风险过程，预估所产生的影响及损失，对安全风险发展规律进行判断，从而保证一旦发生紧急情况能采取最优控制方案，避免风险发生后出现严重后果。

高速公路需要多个工种交叉作业完成，传统管理中受到时间、空间多方面限制导致易出现施工冲突、信息不对称等问题，各个部门小组难以高效地配合，无法充分发挥出协同作用。但是，利用BIM 技术能合理规划和安排各项资源，各个工种能按照既定时间、方式进场施工，保证能顺利、及时地完成施工作业，各个工种和部门能更加清晰、流畅地配合完成复杂过程[4]。

另一方面，利用BIM 技术能合理管理现场材料设备。施工企业在应用BIM 技术的过程中，能实时了解材料和设备使用情况，并且科学地制定管理方案。施工企业利用BIM 技术能准确了解现场材料的应用情况，并且实时管理各种物料，能提前预测施工设备存在的问题，保证材料设备供应的同时定期检查设备材料，确保施工稳定开展，同时提升作业安全性。

例如，利用BIM 技术科学地管理施工设备，能合理制定设备养护计划，提示需要养护维系的设备，降低设备由于维护不及时而在施工中发生故障的概率。利用BIM技术能分类管理各项材料，能实时监测材料使用情况，提示采购部门及时进行材料供给和设备租赁，保证更加顺利地进行各项施工作业，提升施工安全性。通过利用BIM 技术模拟施工现场情况还能确定施工设备是否存在配置不合理问题，做好安全保障措施，提升设备使用安全性。维护管理人员通过模型能及时开展设备维修维护工作，并且将维修记录记入系统，减少设备遗漏管理问题，全面提升设备管理水平[5]。