基于安全管理的BIM技术应用

摘要：指出了BIM技术作为新兴的信息化管理手段，不仅应用于工程施工模型模拟、工程进度模拟，也同样应用于安全管理中。天津港大沽口港区粮油区6，7号通用泊位工程（简称粮油6，7号泊位工程）开展了“平安工地”活动创建，BIM技术广泛应用在安全管理策划和风险辨识中，极大提高了项目职业健康安全管理工作，可为今后BIM技术在项目部管理中的应用提供参考和借鉴。

关键词：BIM技术;安全管理;信息化应用

中图分类号：TU712 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）04-0095-02

1 水工项目安全管理难点

水工项目安全管理难点存在以下几个难点。

（1）人员流动性大，特别是在北方地区寒冷季节不能施工，转年复工时会有人员变动，施工经验少的工人会导致操作技能不熟悉从而极易引发生产安全事故。

（2）人员技能水平低，由于水工市场较其他类型建筑市场范围小，导致从事水工行业的工人作业经验少且人员技能熟练程度低。

（3）水工市场工艺传统、施工固化思维较为严重，创新管理热情低且安全管理思维定势顽固。

2 BIM技术应用优势

BIM技术是以工程实际数据为依据建立仿真模型，将建筑工程实际情况以可视化形式展现出来的信息化技术，具有可视性、建筑形态模拟化、工序动态模拟、工期4D模拟、信息协调性好等优点。BIM技术的出现打破了传统施工二维图纸的固有形态，以更加真实的三维动态模拟给人更直观的判断，有利于快速、清晰地辨别现场危险信息，并及时采取应对措施以预防安全事故的发生，让安全管理决策更加信息化、科学化、标准化、超前化，也大大降低了施工安全隐患[1]。

2.1 可视化

“所见即所得”，在传统施工中施工安全质量交底多基于施工经验、二维图纸进行构想，而面对越来越复杂多变的施工现场，经验和构想显然已经不能满足安全需求，因此利用Ruzor虚拟现实技术可以更加直观地模拟还原施工现场原貌，在施工前便可直观检验施工方案的可行性，通过方案模拟实施查找过程中存在的安全风险与隐患，从而不断完善方案，达到杜绝或减少安全隐患的目的。

2.2 超前性

基于Ruzor的4D施工模拟可以明晰各施工工序与建筑施工推进等情况[2]，通过模拟优化施工方案能夠使得施工人员分配、设备人场施工顺序、材料进场变得更具有及时性、合理性，也为各部门间的协同合作带来了极大的便利。

2.3 经济性

创新在安全、质量管理中有着举足轻重的地位[3]，但由于创新过程中需要反复不断地利用实验检验创新成果的可行性，这就会对项目产生巨大的经济压力，很多人因此对工作创新望而却步，但是利用BIM技术虚拟现实的功能可以使施工人员大胆创新，因为在创新实验过程中仅需人力资源便可通过可视化效果看到并了解创新施工的过程和结果，可以避免以往创新实验带来的经济压力，从而激发人员的创新热情。

3 BIM技术在工程施工中的具体应用

3.1 BIM技术在现场规划中的应用

施工前工作人员使用无人机航拍技术采集现场信息，利用revit进行总平面布置的一比一模型搭建，在讨论施工现场整体规划、现场进场位置、材料区位置、船机设备位置及危险区域等问题时，利用三维建模可模拟施工过程如构件吊装路径、危险区域、车辆进出现场状况等，通过直观、多角度、全方位地观察规避了由于现场布置不合理而埋下的安全隐患，优化逃生通道和应急通道设计，给项目前期安全管理策划提供了依据[4]。

使用Fuzor进行场地监控布置模拟，以摄像头具体参数为依据通过虚拟技术进行实际漫游施工现场，检验视频监控位置的覆盖性和科学性，避免仅凭经验和图纸设置监控系统造成的失误。

3.2 BIM技术在风险识别中的应用

在中交集团“三基四化十二到位”安全管理的引领下，风险分级管控已列为安全管理的一项重要抓手。为了提高风险辨识管理，利用BIM技术采集信息来构建建筑工程的时间和空间模型，对施工现场的安全管理进行时间和空间上的模拟管理。如使用Fuzor Construc-tion将本工程各个构件3D模型按照进度计划标注时间标签，在三维环境下各构件3D模型按照标注时间依次成型完成，直至整个工程完工，实现了施工进度计划的4D动画展示。

项目部安全生产领导小组在辨识安全风险时，通过施工环境动画模拟的方式评估现场安全防护设施、施工设备布设等的安全性、合理性、便捷性[5]，清楚地了解每一步施工流程，明确现场的资源使用情况及把控现场的安全管理环境，大大增加了过程管理的可预见性，促进了施工过程中的交流沟通，形成了有效、有针对性的评估施工方法，过程中的问题即发现即解决，避免出现由于人为因素导致的辨识不全面、不充分的现象及可能存在的设计错误，还可以完善施工安全管理控制措施和安全生产费用投入计划的编制，将PDCA循环管理前置。

3.3 BIM技术在专项方案编制中的应用

本质安全是安全管理的最高境界[6]。天津港大沽口港区粮油区6、7号泊位工程被天津市质监总站列为天津市“品质工程”创建示范项目，坚持以“品质创新”为引领提高施工综合管理水平，通过BIM技术进行施工模拟能够真实地验证方案的可行性和安全性，从而尽可能达到本质安全。

在水上桩帽铺底施工过程中，平台搭设一直是安全管理的难点，项目创新小组在研讨施工方案时通过Re-vit建模，3Ds Max动画模拟桩帽施工工艺过程，可视化地预判、分析水上桩帽铺底施工标高控制以及安全防护的施工重、难点，创新性地提出了双桩铺底工艺，在利用Fuzor模型模拟中发现桩帽平台覆盖四个桩基，不仅可以增加平台的稳定性，还加大了平台施工的空间，通过加设护栏、通道使得安全性能得到提升，在实际施工时进一步验证了工艺的可行性，形成了《双桩铺底十安装施工水上围栏》工艺并在实际中成功应用，提高施工过程的安全性、经济性，此工艺创新得到了天津市质量安全监督总站的高度认可。

3.4 BIM技术在安全技术交底中的应用

人员流动性大是水工的一大特点，也加大了安全管理的难度，究其原因是工作不知道怎么做，仅凭口头交代或者一张图并不能很好地交底，不清楚怎么做就不会发现存在的安全隐患和相关安全注意事项，所以“让每名施工人员知道怎么干”是技术交底的一项重要内容。深入挖掘BIM技术的可视化特点，项目部建立高桩码头重大工序施工过程模拟[7]，以VR、动画片的方式展现，过程中讲解人可以随时暂停以详细告知每一步施工注意事项，让其了解工序安全要点。目前项目部已制作钢筋加工、模板施工、水上桩帽铺底施工等虚拟交底视频，让所有施工人员交底后心里有底、干有所戒。

3.5 BIM技术在其他方面中的应用

以提升安全防护水平为目标不断完善安全防护设施[8]。借助BIM虚拟技术研发安全防护设施提高作业过程中的安全性，同时借助BIM验证防护设施的可行性，避免了创新的想法由于不合理的设计而导致的失败。

针对电闸箱更换频繁、临水设置时基础不牢固的问题，创新提出设置电闸箱专用基础，以装配式思路引导，通过BIM模拟演示建立专用电闸箱基础在混凝土基础内加入电缆管，过程中讨论优化改进，最终研发了可移动式电闸箱专用基础，解决了地基不牢固的問题，同时也解决了电闸箱进出线杂乱和防护不到位的问题;在讨论高处作业管理时，通过BIM模拟演示，虚拟设计制作高处作业辅助设施，利用BIM建立爬梯模型后通过演示虚拟人上爬梯，发现了设计的爬梯不符合人工学原理，由于爬梯台阶尺寸设计不合理，虚拟人员需要跳跃才能上去，存在安全风险，鉴于此及时修改了爬梯台阶和护栏尺寸。

4 结语

BIM技术应用极大助推了项目安全管理工作，但目前还是停留在相对简单的应用阶段，相关人员应结合安全管理“人、机、料、法、环”五大要素，基于BIM应用技术将每个要素的管理改进完善后融入到PDCA中，使得安全管理工作科学合理并持续改进。

参考文献：

[1]刘占省.BIM技术概论[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[2]赵彬，王友群，牛博生.基于BIM的4D虚拟建造技术在工程项目进度管理中的应用[J].建筑经济，2011（9）：93～95.

[3]刘飞.BIM技术在建筑施工安全管理中的应用[J].低碳世界，2019（9）：247～248.

[4]王威，胡亚东，杨超.BIM可视化技术的应用研究[J].水泥技术，2019（5）：74～79.

[5]魏博.BIM技术在建筑施工安全管理中的应用[J].价值工程，2019（26）：76～77.

[6]张宇海.关于港口工程中BIM技术的作用分析[J].数字技术与应用，2019（2）：206～207.

[7]王海俊.BIM技术在工程施工现场安全管理应用[J].中国住宅设施，2019（7）：106～107.

[8]马欣，李素蕾.基于BIM的施工安全管理研究[J].建筑安全，2019（8）：60～63.

收稿日期：2020-01-10

作者简介：翟新永（1983-），男，工程师，主要从事安全管理工作。