BIM技術(shù)在高速公路施工安全管理中的應(yīng)用研究

摘? ? 要：BIM技術(shù)全稱為Building Information Modeling，即建筑信息模型。高速公路的施工往往伴隨著很多代不確定因素，BIM作為一種建筑學(xué)、工程學(xué)和土木工程專業(yè)的新興工具，在高速公路的施工安全管理方面有著廣闊的應(yīng)用前景。這項(xiàng)技術(shù)提出以后，得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可和使用，BIM技術(shù)及相關(guān)的軟件可以應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成，從建筑的設(shè)計(jì)階段開始，一直到建筑的壽命周期結(jié)束，BIM技術(shù)的應(yīng)用貫穿設(shè)計(jì)到施工到維護(hù)的全過程。由此可以大大提高建筑工程的信息集成化程度，BIM的數(shù)據(jù)庫也是隨各項(xiàng)指標(biāo)的變化處于動(dòng)態(tài)變化范圍的，所以其準(zhǔn)確性和即時(shí)性也都符合建筑要求。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);高速公路;施工安全

1? 引言

隨著BIM技術(shù)在各種建筑行業(yè)展露頭角，高速公路的施工也逐漸開始引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，其具有的優(yōu)勢是傳統(tǒng)的很多信息建模技術(shù)不能相比的。譬如可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性。常用的BIM建模軟件也逐漸被專業(yè)人士所熟知，并推廣開來。其技術(shù)基礎(chǔ)主要是以三維圖形為主，從實(shí)物開始建模，從事建筑學(xué)相關(guān)的電腦輔助設(shè)計(jì)開發(fā)。這樣的理念應(yīng)用于高速公路施工安全管理方面存在著巨大的優(yōu)勢，能夠減少人員傷亡以及建筑失誤等不良影響。為高速公路施工團(tuán)隊(duì)的安全和施工的順利進(jìn)行，本文將就BIM技術(shù)給出相關(guān)的建議和意見，為建筑行業(yè)的發(fā)展盡綿薄之力。

2? 建立虛擬的建筑工程三維模型，減小工程誤差

BIM技術(shù)最核心的優(yōu)勢就在于其信息處理的方便性和準(zhǔn)確性，而在高速公路的建設(shè)過程中，最容易引發(fā)事故或者建筑問題的地方就在于建模。以往的在2D基礎(chǔ)上的建模已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日益發(fā)展的數(shù)學(xué)工程建模技術(shù)但是BIM的可視化這一點(diǎn)，就能領(lǐng)先其他建模技術(shù)幾十年的差距?？梢暬础八娝谩钡男问?，在建筑行業(yè)中所包含的意義十分深遠(yuǎn)，工程師在拿到工程圖紙之后，每個(gè)構(gòu)件若是能夠在圖紙上精確得標(biāo)注出來、繪制出來，無疑是很重要的，但以目前很多工程團(tuán)隊(duì)的技術(shù)水平而言，由于未能采用BIM技術(shù)，往往很多地方都需要考經(jīng)驗(yàn)和想象去彌補(bǔ)。而應(yīng)用BIM技術(shù)，用之建立虛擬的建筑工程三維模型，則能夠大大減小工程誤差。例如，高速公路建筑團(tuán)隊(duì)可以從建筑的整體進(jìn)行規(guī)劃架構(gòu)，基于BIM應(yīng)用管理平臺，建立一個(gè)全面的三維動(dòng)態(tài)可視化集成平臺，盡可能地滿足高速公路建設(shè)中點(diǎn)多線長結(jié)構(gòu)復(fù)雜且與地形地貌緊密結(jié)合的特點(diǎn)，用最直觀的方式向施工團(tuán)隊(duì)展示項(xiàng)目的整體框架和施工方向。工程師要利用BIM管理平臺，基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)整理，融合各種數(shù)學(xué)以及工程物理等學(xué)科的知識，建立3D模型、GIS模型、信息管理體系、手機(jī)APP的施工單位應(yīng)急管理平臺。從施工團(tuán)隊(duì)、工程設(shè)計(jì)管理團(tuán)隊(duì)、安全監(jiān)測團(tuán)隊(duì)三個(gè)角度，建立一個(gè)完整的BIM高速公路修建系統(tǒng)模型，能夠高精度、高效率地完成對施工現(xiàn)場的精準(zhǔn)模擬。

3? 結(jié)合實(shí)務(wù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提高安全系數(shù)

在平時(shí)的施工實(shí)踐中，BIM技術(shù)的應(yīng)用同樣必須要滲透入最核心的領(lǐng)域之中。譬如，可以多利用BIM的電子沙盤功能，基于設(shè)計(jì)成果的工程結(jié)構(gòu)BIM模型以及地形場景建模成果，通過電子沙盤可以有效整合各種類型的高速公路建設(shè)信息。數(shù)字沙盤可以結(jié)合最新型的設(shè)計(jì)元素，滿足甲方更多的個(gè)性化的需求，在不同的地質(zhì)條件下能夠起到不同的效果，當(dāng)然其更多的應(yīng)用在于整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)造型方面或者外部造型等方面應(yīng)用不是很廣泛。通過電子沙盤還可以融合空間地理坐標(biāo)，通過動(dòng)漫漫游的形式進(jìn)行專業(yè)的試圖定位。方便模擬各種情境下的建筑施工情況，如不同的天氣、有無行人、四周地質(zhì)環(huán)境的變化等。多加進(jìn)行實(shí)踐操作，能夠有效提高施工隊(duì)伍的安全系數(shù)。例如，針對虛擬施工目前存在的問題，相關(guān)技術(shù)部門可以對癥下藥采取如下措施，加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)?zāi)M人員的管理力度。首先工程管理部門應(yīng)當(dāng)對BIM軟件開發(fā)人員進(jìn)行綜合的素質(zhì)考核和培訓(xùn)，其中的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)至少包括基本軟件模擬知識、設(shè)備操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)?zāi)M事故的處理等，管理部門對于考核中不合格的員工應(yīng)當(dāng)暫停其現(xiàn)有工作，并安排員工進(jìn)行專業(yè)素質(zhì)的培訓(xùn)，確保在培訓(xùn)合格后方可重新上崗。其次抓好部門內(nèi)的管理工作，很多高速公路建設(shè)部門內(nèi)部管理松散疏漏，這一定程度上給員工偷懶瀆職形成了可乘之機(jī)。要想做好管理工作，工程總監(jiān)首先便可以制定嚴(yán)格的人員懲罰制度，對于工作中造成安全事故的人員，相關(guān)部門必須按照規(guī)章制度予以嚴(yán)格處理。此舉不僅可以對涉事人員形成警示作用，更會(huì)切實(shí)加強(qiáng)全體員工的安全責(zé)任意識。

4? 虛擬施工技術(shù)及智慧決策平臺的應(yīng)用

上文簡單提到的虛擬施工技術(shù)其實(shí)便是BIM在高速公路施工安全管理方面的核心，這里面最重要的部分又是工程結(jié)構(gòu)的建模，在高速公路的建造過程中，往往會(huì)建立很多代橋梁，而建模范圍要以代表性的橋梁為核心，從核心橋梁向周邊進(jìn)行眼神擴(kuò)散，建立起路基模型，再根據(jù)工程所需的精細(xì)程度，通過工程編碼的形式建立起工程單位分部分項(xiàng)結(jié)構(gòu)樹與模型的相互對應(yīng)關(guān)系。智慧決策平臺的應(yīng)用也是信息化不斷推進(jìn)的一大表現(xiàn)，目前很多施工團(tuán)隊(duì)與工程管理部門已經(jīng)建立起完善的智慧決策平臺，并且與BIM軟件相融合，能夠同時(shí)處理多個(gè)領(lǐng)域的工程問題，大大提高了工作效率和安全保障。例如，施工團(tuán)隊(duì)和工程師團(tuán)隊(duì)可以利用BIM相關(guān)軟件，先將高速公路的設(shè)計(jì)圖整理成虛擬實(shí)物，從智慧決策平臺上建立相關(guān)的工程流圖，充分利用施工方法多樣性、多變性的特點(diǎn)，對施工任務(wù)進(jìn)行各種情況下的討論。工程團(tuán)隊(duì)所屬企業(yè)可以將各種條件下的設(shè)計(jì)方案上傳至智慧決策平臺的云端，在不斷模擬的條件下，總結(jié)出最適合當(dāng)前情況下的施工方案。施工團(tuán)隊(duì)不能閉門造車，要借鑒更多優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)關(guān)于安全方面的保障措施。BIM模擬技術(shù)能夠?qū)ㄖ慕ㄔO(shè)流程進(jìn)行驚喜的模擬，能夠大大提高安全性，企業(yè)及其設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)加強(qiáng)對BIM相關(guān)軟件與高速公路建設(shè)之間的融合，請教專業(yè)的建筑團(tuán)隊(duì)，也可以請教其他建筑行業(yè)的專業(yè)人士，BIM技術(shù)的起步較晚，存在很多的發(fā)展可能。虛擬施工技術(shù)在安全保障方面起到很大的作用，目前比較成熟的技術(shù)是外景仿真。在建筑物建成前，虛擬建筑物建成以后的周圍環(huán)境。在場景中加入行人、聲音仿真等特效，使場景渲染感更強(qiáng)，在漫游中實(shí)現(xiàn)碰撞監(jiān)測功能。所以企業(yè)要針對外景仿真以外的吊裝仿真進(jìn)行提升，加大技術(shù)方面和資金方面的投入，以便應(yīng)對各種可能出現(xiàn)的安全問題，為BIM在高速公路建設(shè)過程中的安全保障加一道防線。

5? 結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)在高速公路施工安全管理方面的應(yīng)用十分廣泛，目前主要有三種途徑提高安全保障，分別是建立虛擬的建筑工程三維模型、減小工程誤差、結(jié)合實(shí)務(wù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提高安全系數(shù)、虛擬施工技術(shù)及智慧決策平臺的應(yīng)用。3D實(shí)體工程有著先天的局限性，其處理的幾何形狀不易完整表達(dá)，所以用最先進(jìn)的BIM技術(shù)替代。BIM是仍在持續(xù)發(fā)展并且同時(shí)會(huì)帶來產(chǎn)業(yè)改變的新型技術(shù)，在高速公路建設(shè)中的前景十分廣闊。本文給出三方面提高BIM在高速公路建設(shè)中關(guān)于安全管理能力的方法，希望能給高速公路及相關(guān)企業(yè)的發(fā)展提供一定的幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王念隆. BIM技術(shù)在高速公路施工安全管理中的應(yīng)用[J].交通世界，2019（14）.

[2] 張偉.高速公路施工安全管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2019（9）.

作者簡介：

李威（1986—）男，漢，河北省石家莊晉州市，本科，工程師，研究方向：高速公路施工。