BIM技术在高速公路施工安全管理中的应用

摘  要：近些年，我国科学技术的革新，BIM技术在高速公路施工安全管理中得到了普遍应用。在道路建设项目中，BIM技术可以用于创建工程项目信息模型，直观、简单地描绘具体工程及其实施过程，还可以辅助工程各环节参与者根据需要使用数字模型进行动态计算或查询，实现准确的信息交流。本文主要介绍了BIM技术的发展以及如何应用这项技术解决高速公路工程项目管理中的问题。

关键词：BIM技术;高速公路;施工管理;具体应用

中图分类号：U415    文献标识码：A

0 引言

從保障高速公路施工安全的角度来看，BIM技术的科学运用有助于提高施工效率，保障高速公路的施工安全。在使用 BIM 技术时，工程师必须实地勘探建筑施工环境并创建施工项目的科学信息模型。技术人员要根据信息模型对高速公路项目进行工期分析、盈利能力分析和验收分析。严格落实高速公路项目的技术控制，遵循高速公路建设安全管理行业标准，监控道路建设质量数据，确保事故优先级处理原则，实现高速公路建设施工的有序进行。

1 BIM技术在高速公路施工安全方面应用的内涵

1.1 BIM技术在高速公路施工安全中的应用概述

在高速公路建设中，相关人员有必要积极运用BIM技术进行项目管理，以确保高速公路建设的安全。要在高速公路安全管理系统中引入BIM技术，相关人员就必须完成决策支持、实时监控和运营管理等任务，创建有效的公路模型信息处理系统，提高公路建设的安全性[1]。为确保技术信息模型的设计完整，保证信息模型与施工工程的一致性高，工程师必须使用BIM技术创建完整的公路信息模型。当技术人员收集信息以管理和监控公路建设的安全时，必须使用传感器来跟踪地下施工中的异常现象，采用GPS定位和视频监控手段进行信息采集，创建符合高速公路安全指标的BIM模型，保证模型的可评价属性。对高速公路建设模型的信息描述十分重要，可以方便内部组件相互链接，确保能够及时找到关联组件的技术信息。通过建立完整的技术管理和控制体系，管理人员可以在工程施工中融入单位工程的施工技术管理和安全控制标准，确保工程有序进行。

1.2 在高速公路施工管理中应用BIM技术的意义

首先，简化施工管理内容。高速公路施工时间长，施工现场条件艰苦，全部依赖人工管理控制效率不高且容易出错[2]。引入BIM技术可以简化工程项目的管理流程，能够有效促进项目管理效率提升，提升工程项目的施工速度，规避了可能存在的安全风险。使用BIM技术管理高速公路建设流程，可以整合相关数据、材料和文件，以3D模型的形式传递这些信息，实现工程项目的可视化，对施工中可能出现的问题进行预测并做到提前处理，及时将安全隐患扼杀在摇篮。

其次，共享项目数据和信息以改进安全管理。根据具体情况规划高速公路施工体系，采用合适的技术对设计情况进行具体分析，提高信息的准确性，对不同施工部门进行最有效的资源配置。在高速公路项目开工前，需要根据具体的数据信息制定工程蓝图，尽可能收集完整、准确的数据，并用计算机进行处理，对重复或过时的数据进行剔除。

最后，工程可视化。BIM技术可以将二维设计图纸以三维形式展现，实现工程结构的可视化，让人们更清晰地掌握不同构件之间的关系，更直观地感受工程成品的效果，这有助于解决方案中的问题，使设计方案更加的准确。BIM技术的可视化属性可以准确向各施工部门分割给定项目的内容，实现时间感与空间感的有机融合，提高部门间的协调性[3]。在工程规划阶段就可以避免许多结构性问题，从而使高速公路施工更加安全和高效。

2 高速公路施工安全管理存在的问题

2.1 坠落防护安全检查实力问题

目前，我国有关机构对交通行业提出了新要求，即施工单位要强化自身信息系统建设，完善自身信息化水平。此外，交通行业发展议程中也提到了交通建设施工中普遍存在的坠落防护问题，这些要求督促施工单位积极探索新技术的应用。对于交通行业而言，施工过程中存在诸多突变因素，这些不确定因素会严重危及建设工人的生命安全。为了更好地保障他们的生命安全，安全管理变得越来越重要。然而，我国目前的高速公路建设安全管理和安全检查能力不足。在当前的安全管理工作中，相关管理措施不仅不足以达到安全管理的标准，而且对影响特定项目建设安全的威胁和问题无法做到及时监测，相关安全管理人员和检查人员解决问题的专业水平不高，导致我国高速公路施工安全管理工作不到位。其次，其中，BIM技术的应用显著提升了高速公路施工安全性，为安全管理工作的顺利开展提供了技术支持。

2.2 施工方案缺陷问题

近年来，我国高速公路建设项目时常出现因施工方案问题而引发的安全事件，严重影响了我国交通业的发展。由于高速公路建设项目数量众多，实施难度大，传统的项目设计无法考虑到项目中的各个方面需求，这为问题的出现留下了隐患。为解决这一问题，需要将信息技术有效地应用到道路规划设计中，以提高工程设计质量，防止施工方案出现缺陷。

2.3 统筹兼顾问题

高速公路建设过程中，需要保证高速公路工程的有序运行。但在传统工程施工中，往往难以兼顾高速公路的整体情况，这导致安全事件的发生频率升高[4]。例如，施工阶段旋转弧度较大等问题会影响道路稳定性，高速公路转体的安全性无法得到保证，在高速公路实际投入使用后很容易出现安全事故。这些问题通常很难从传统施工规划层面解决，它们涉及我国现行道路安全管理体系中的关键问题，这是在后续公路投入使用后安全事故频发的主要诱因，为提高公路建设的质量安全造成严重威胁。

2.4 安全管理技术问题

为保障公路桥梁建设的安全，技术缺陷主要分为施工技术和施工设备。施工技术在某些方面决定了工程整体的质量和安全。陈旧落后的施工技术不仅不能保证施工质量，而且严重危害工程安全。规划阶段的技术问题，特别是从设计的角度来看，会影响后期的施工过程，影响建筑的安全运行，给安全管理造成不便。工程机械是建筑行业必不可少的工具，是影响建筑质量的最重要原因。当设备自身的性能和质量存在缺陷，不仅拖延工程进度，还会发生触电甚至火灾等事故。

3基于BIM的高速公路施工安全管理探究

3.1 建立施工安全评估标准

现如今，BIM技术在我国高速公路施工安全管理中的应用越来越广泛，为我国高速公路的计算机化建设作出了巨大贡献。而一个全面系统的BIM安全评估标准，可以更有效地提升高速公路的安全性能。制定BIM安全评估标准需要长时间的摸索。因此，在建立安全评估标准之前，需要对整个高速公路的应用周期进行深入研究和分析。派遣专家团队进行实地调研，可以对整个施工过程进行全面准确的评估，深入了解整个建设项目，保证执行BIM施工安全评估标准后可以有效保障施工安全。此外，为确保BIM安全评估标准的制定建立在动态理论调研基础之上，BIM安全评估标准必须参考大量相关文献资料，确保该标准能够全面准确地反映所涉及的问题，确保道路安全管理的有效性，最终推动我国道路安全管理的全面发展。

3.2 确立施工方案防护性能

在高速公路安全管理工作中应用BIM技术，可以在定义一个项目的生命周期方面起到帮助作用，同时，BIM技术的使用还可以有效提高施工整体的安全性，确保建设工人的安全。借助BIM技术，相关工作人员可以制定高水平的高速公路防护方案，以保障高速公路每一个施工环节的安全。随着高速公路的扩建，相应的安全要求也越来越高，而BIM技术是满足这一要求的主要技术保障。BIM技术的合理应用，可以使施工方案更加全面，能够对施工中可能出现的问题进行及时解决，保证高速公路安全防护质量显著提高。在规划BIM技术解决方案时，需要考虑到整个建设项目的设计内容，比如高速公路的应用时长和各个建设阶段具体的数据等，确保完成的BIM建筑模型可以更全面地涵盖施工计划，促进高速公路施工安全管理的整体质量。

3.3 确定以BIM技术的施工安全管理

3.3.1风险管理层面

在高速公路施工过程中，BIM技术人员需要优化需求模型，为高速公路施工过程建立预警保障机制，让项目的负责人员及时了解项目的施工状态[5]。相关人员需要对高速公路施工期间可能发生的所有事故类型进行分类，对于严重影响工程安全的问题，应及时通知管理人员解决。在建设高速公路时，需要对事故原因进行统计，以便及时消除影响工程中可能存在的各种隐患。基于调查数据，对BIM建筑信息模型结构进行安全动态预测时，应重点关注道路交通中的风险预防和行为保护。技术人员需要仔细验证高速公路施工中的各个环节是否全部符合行业安全标准，并专注于空间碰撞验证研究。在高速公路施工安全管理中，根据安全等级确定事故处理的等级。在管理道路工程施工项目时，技术人员还必须能够对资源信息进行收集和分类，以免影响与地下工程相关的材料性能，并对高速公路安全数据进行科学管理。

3.3.2职能安全管控层面

BIM技术可以在模型中利用自身的虚拟施工技术，直接对高速公路的环境功能、外观和结构进行映射。管理人员可以在施工开始前研究虚拟模型，分析施工过程中的安全隐患，并采用有针对性的预防策略，在虚拟环境中执行所有施工管理任务。此外，施工进度管理是工程施工监管的要点，施工方案、环境、技术等因素都会对施工进度造成影响。如果实际工程进度远低于预期工程进度，工程质量将无法得到保证;盲目跟从施工进度，也导致工程遗留潜在的安全隐患。高速公路施工中应用BIM技术能够实现4D施工过程模拟，将施工过程以可视化的形式表现出来，使总承包商和分包商的施工过程以直观的方式呈现出来。4D施工建模、施工管理方案和安全管理规划的结合，使得施工管理方案更容易执行，为大型机械设备规划、人工分配和材料供给等相关管理提供便利。

3.3.3危险区域隔离与引导

在施工过程中，危险源头的分析十分重要。高速公路施工区域的突变性强，一旦发生事故，施工人员和当地因素的影响会阻碍疏散工作的而有序进行。危险区域隔离与引导过程中，通过BIM技术在立体空间消除施工中的潜在危险。与人工分析相比，BIM技术更加精确。危险区域与施工现场隔离，并设置警示标志，能够确保施工现场安全，提高施工现场管理质量。其次，在创建安全疏散模型时，可以判断现场人员可能会产生的情绪变化，使模型更加真实有效。

3.3.4虚拟应急演练

BIM技术是计算机化的虚拟信息技术，其使用虚拟3D图像来模拟制造生产过程。基于计算机的BIM和VR的结合不但构筑了虚拟空间，还可以让虚拟角色执行某些任务，提供虚拟应急培训功能。运动模拟环境十分逼真，身临其境，能够帮助工程人员掌握真实施工情况。

3.4控制施工过程中的成本

相较于传统计算机模型，BIM技术更加准确和方便。过去，工程师们根据现场的实际情况，综合考察多样化的复杂施工效果，计算出具体的施工图尺寸以及适当成本，总体工程工作量大，特别是如果工程图纸或数据的变化影响了项目成本，二次成本估算将难以精准实现。BIM技术可以轻松适应工程变更细节进行3D建模，为每个流程步骤生成数据，控制成本并确保技术准确性。事实证明，BIM技术可以实现道路工程动态管理项目成本，特别是在施工环节，极大程度地节省了大量计算时间，提高了工作效率。如果项目出现问题，可以使用BIM技术进行精准控制，配合施工现场，及时分析缺陷并提出解决方案。使用BIM技术创建的3D模型还可以随着时间的推移调整项目的成本，然后使用BIM技术准确、动态地管理项目。

4 结论

综上所述，BIM技术在高速公路施工安全管理中的应用，有助于提高安全管理的效率。在公路建设项目的实施阶段，员工应做好安全规划准备，对潜在危害进行及时检测筛查，并在项目施工开工前做好前期安全管理工作。对于高速公路建设项目，在运营阶段应进行维护管理和附加消防管理。高速公路工程安全管理工作首先要确保施工的质量和安全，落实高速公路建设控制标准，提高工程管理水准。

参考文献

[1]房青.基于BIM技术的高速公路施工安全管理分析[J].砖瓦，2021（4）：127-128.

[2]李云鹏.BIM技术在高速公路施工安全管理中的应用[J].中国建筑装饰装修，2021（3）：40-41.

[3]龍斌.BIM技术在高速公路施工管理中的应用[J].交通世界，2020（25）：160-161.

[4]李保勇.BIM技术在高速公路施工安全管理中的应用[J].工程技术研究，2020，5（13）：168-169.

[5]莫智仁.基于BIM技术的高速公路施工安全管理分析[J].四川水泥，2020（5）：150-151.

收稿日期：2021-08-05

作者简介：李钰（1977—），男，四川阆中人，本科，高级工程师，研究方向：工程施工管理。