淺談BIM技術(shù)在安全管理中的應(yīng)用

李 箭（上海華建工程建設(shè)咨詢有限公司， 上海 200041）

0 引 言

隨著建筑市場(chǎng)如火如荼的發(fā)展，人們不斷在建筑的功能內(nèi)涵及外觀審美上追求新的突破，高大、新奇、功能多樣的建筑體不斷成為城市發(fā)展新的名片。然而，在前衛(wèi)的設(shè)計(jì)理念在建造實(shí)施的過程中，依舊沒有擺脫傳統(tǒng)施工方法的束縛，無形中增加了安全管理的難度。為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，壓縮施工工期、減少安全投入的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，安全生產(chǎn)無法從根本上得到保障。傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理主要是事后管理，無法有效地對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行有效控制，對(duì)于安全管理的探索是企業(yè)生存、社會(huì)健康發(fā)展一項(xiàng)長(zhǎng)期性必修課題。

科技助力于施工安全管理已成為時(shí)代發(fā)展的必然選擇，而建筑信息模型（BUilding Information Modeling，BIM），為施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理手段的革新提供了技術(shù)支撐和實(shí)現(xiàn)手段。對(duì)施工安全管理由“事后管理”向“事前預(yù)防”轉(zhuǎn)變提供了有效的手段。其可視化、協(xié)調(diào)性、仿真性、優(yōu)化性和制圖性五個(gè)特點(diǎn)，使建筑施工安全管理水平實(shí)現(xiàn)了較大的飛躍。

1 BIM技術(shù)在施工安全管理方面的應(yīng)用

1.1 施工現(xiàn)場(chǎng)存在的安全問題

毋庸置疑，建筑業(yè)是一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，安全事故往往造成人員傷亡財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)也對(duì)企業(yè)的生存發(fā)展造成巨大的沖擊。一般來說，國(guó)內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目施工安全管理中存在的問題可以分為以下幾個(gè)方面。

1.1.1 監(jiān)控不到位，體系不完善

施工安全管理過程中，建設(shè)單位、監(jiān)理單位應(yīng)當(dāng)組織施工單位，針對(duì)施工對(duì)象施工過程中的危險(xiǎn)源進(jìn)行有效識(shí)別，對(duì)識(shí)別出的危險(xiǎn)源制定有效的防范措施和安全技術(shù)方案，并進(jìn)行嚴(yán)格審批，但監(jiān)理單位在施工前往往不能很好地對(duì)防范措施進(jìn)行審查，在施工過程中不能有效地跟蹤過程管理，導(dǎo)致安全管理技術(shù)方案執(zhí)行力度不足。同時(shí)，施工企業(yè)雖然制定了公司級(jí)項(xiàng)目級(jí)施工現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)體系，但公司級(jí)對(duì)項(xiàng)目的監(jiān)督管理受地理因素、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)管理水平等因素的影響，導(dǎo)致監(jiān)控水平大打折扣。此外項(xiàng)目部對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理受現(xiàn)場(chǎng)施工條件的變化、分包單位及勞務(wù)隊(duì)伍的影響，難免導(dǎo)致監(jiān)督管理體系的管理脫節(jié)。

1.1.2 場(chǎng)地狹小，協(xié)調(diào)困難

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市中心區(qū)一些破舊的住宅和棚戶區(qū)面臨著大規(guī)模的更新改造。這些地方的施工難免會(huì)遇到場(chǎng)地狹窄、各行各業(yè)交叉、材料放置不合理的情況，導(dǎo)致施工過程中的不安全因素增加。此外，近年來，建筑物日益復(fù)雜，給施工也帶來了巨大的挑戰(zhàn)。特別是在炎熱的夏季施工期間，場(chǎng)地小，天氣悶熱，容易造成工人疲勞，體力和注意力都嚴(yán)重下降，埋設(shè)安全隱患。在施工過程中，交叉作業(yè)需要各班組積極溝通與合作，如果管理人員協(xié)調(diào)深入力度不夠，加上工人溝通效果受文化水平和安全意識(shí)差異影響，會(huì)使新的不安全因素產(chǎn)生。

1.1.3 建筑日趨復(fù)雜，安全教育沒有及時(shí)跟進(jìn)

建筑物日趨復(fù)雜，超高層建筑、城市綜合體、大型體育賽事場(chǎng)館等等，不斷更新著城市的名片。建筑工人大多來自農(nóng)村，一肩挑著農(nóng)業(yè)發(fā)展一肩挑著城市建設(shè)，人員的流動(dòng)性成為安全管理必然面臨的問題。建筑市場(chǎng)施工的不斷發(fā)展使傳統(tǒng)的安全教育不能很好的在有限的時(shí)間內(nèi)達(dá)到施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理的要求。為有效地提高作業(yè)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)的認(rèn)知水平，提高從業(yè)人員的安全意識(shí)，結(jié)合現(xiàn)有的新技術(shù)開展安全再教育已成必然，而針對(duì)不同施工部位高效的進(jìn)行安全教育、安全技術(shù)交底，是當(dāng)下需要解決的教育問題。

1.2 基于BIM建筑工程施工安全管理研究

BIM發(fā)展至今，已經(jīng)成為各大施工企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑。BIM最直觀的功能之一就是將傳統(tǒng)的二維圖紙轉(zhuǎn)化為三維模型，將建成后的建筑物形象展示在我們面前，為決策者和管理人員實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)管理提供依據(jù)。

1.2.1 合理場(chǎng)地布置，營(yíng)造安全施工環(huán)境

施工現(xiàn)場(chǎng)的平面布置往往是在編制投標(biāo)文件時(shí)進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)的，基于工程人員在現(xiàn)場(chǎng)多年的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)籌部署。BIM的提前介入，使得項(xiàng)目執(zhí)行人員可以在施工正式開始時(shí)，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的情況，進(jìn)行功能分區(qū)，場(chǎng)地布置，為項(xiàng)目前期建設(shè)提供可視化的指導(dǎo)。同時(shí)，隨著工程的進(jìn)行，根據(jù)工程建設(shè)的要求，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步細(xì)化，完善全設(shè)施布局，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，通過桌面演練的方式直觀地進(jìn)行決策，減少不必要的浪費(fèi)，更有效地推動(dòng)項(xiàng)目有序開展。通過在施工現(xiàn)場(chǎng)模型中設(shè)置臨邊防護(hù)圍欄、標(biāo)志牌、施工圍擋、沖洗設(shè)備等設(shè)施，深化了項(xiàng)目準(zhǔn)備階段的現(xiàn)場(chǎng)管理，保證了施工安全文明，不僅提醒施工人員注意安全施工，而且提高了管理人員工作效率，事半功倍。

1.2.2 施工過程模擬

在施工過程中，通過建筑模型的建立，不同分部分項(xiàng)工程的集成，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙中缺陷，檢查出管道之間碰撞、管道與結(jié)構(gòu)之間的沖突等細(xì)部問題，為設(shè)計(jì)優(yōu)化圖紙?zhí)峁┮罁?jù)的同時(shí)，減少施工成本的浪費(fèi)，有效避免了工期的延誤。從安全的角度來講，避免了由非正常工序帶來的非預(yù)見性危險(xiǎn)因素，達(dá)到了使安全管理在可控的狀態(tài)下運(yùn)行的目的。同時(shí)通過建筑模型的動(dòng)態(tài)演練，能夠清晰的展示建筑物的施工工序。避免了由管理人員違章指揮、工人誤操作等帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.2.3 塔吊施工安全管理

塔式起重機(jī)是建筑施工中常用的一種基本施工設(shè)備，特別是在建筑群的施工場(chǎng)地，群塔設(shè)置是常態(tài)，常規(guī)的塔吊現(xiàn)場(chǎng)布置圖通過平面圖布置圖指導(dǎo)塔吊施工，而通過BIM的應(yīng)用，在施工場(chǎng)地模型中布置塔吊，能夠直觀地檢查出塔吊高程及水平方向的碰撞情況，及時(shí)消除安全隱患。在一些受限的場(chǎng)地如周邊有既有建筑或外電線路等場(chǎng)地布置，也可對(duì)塔吊的安裝使用進(jìn)行優(yōu)化指導(dǎo)。對(duì)塔吊在實(shí)際的使用過程中的動(dòng)態(tài)模擬，可以通過模擬塔式起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)范圍，以確定塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)半徑、受影響范圍及擺臂的擺動(dòng)范圍均在可達(dá)范圍內(nèi)，從而確保最大的安全性，避免返工情況。

1.2.4 臨邊、洞口防墜落保護(hù)

現(xiàn)代建筑大多數(shù)都涉及高處作業(yè)，高處墜落是建筑工地高發(fā)的五大傷害之一。在實(shí)際施工過程中，有些臨邊、洞口是高空危險(xiǎn)事故頻發(fā)的地方，對(duì)于施工項(xiàng)目來說，必須做好這些部位的安全防護(hù)工作。BIM結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以提高安全管理人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)可視化的管理，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)高處作業(yè)過程中存在的違規(guī)操作、防護(hù)缺陷等問題，及時(shí)消除安全隱患。

2 BIM技術(shù)在施工事故預(yù)防中的應(yīng)用

2.1 安全交底，危險(xiǎn)提前預(yù)防

常規(guī)的安全技術(shù)交底往往是安全管理人員對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行簡(jiǎn)單枯燥的書面交底，通過口頭傳達(dá)和文字記錄等方式，難以加深作業(yè)人員的印象，工人的接受度不是很高。結(jié)合BIM動(dòng)態(tài)模型演示、安全操作規(guī)程動(dòng)態(tài)演練，提醒施工管理人員和工人在施工過程中應(yīng)注意的問題，日常管理過程中，通過大屏幕等方式輪回播放適時(shí)動(dòng)畫，可以直觀便捷地傳遞安全操作規(guī)程等。

2.2 完善安全流程，危險(xiǎn)實(shí)時(shí)把控

常規(guī)的安全檢查往往以書面的形式下達(dá)，需要專人線下跟蹤形成閉環(huán)，管理動(dòng)作開展低效、緩慢、各部門溝通不暢，增加了溝通成本又使危險(xiǎn)因素暴露時(shí)間過長(zhǎng)，增加了安全風(fēng)險(xiǎn)。通過BIM技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)與項(xiàng)目信息管理平臺(tái)的對(duì)接，可以適時(shí)地在線上發(fā)布需整改的安全隱患，負(fù)責(zé)整改的人員通過線上回復(fù)，簡(jiǎn)化了操作流程，提高了辦事效率。相關(guān)責(zé)任人通過平臺(tái)數(shù)據(jù)適時(shí)跟蹤，使得施工現(xiàn)場(chǎng)與安全資料及時(shí)有效地生成匹配，并可在過程中以文件輸出的形式生成表格數(shù)據(jù)，形成工作記錄，便于資料歸檔留存。

2.3 識(shí)別危險(xiǎn)源，劃分危險(xiǎn)區(qū)域

BIM技術(shù)可以形成關(guān)于建筑構(gòu)成以及進(jìn)度的信息體系，可以幫助項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)確地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在的危害因素進(jìn)行識(shí)別，以此來進(jìn)行安全管理和事故規(guī)避的處理。在施工模擬過程中，建模技術(shù)可以識(shí)別危險(xiǎn)源，通過施工方法施工工藝的演示，幫助技術(shù)人員、施工人員、安全管理人員共同探討每個(gè)施工工序、步驟識(shí)別出存在的危險(xiǎn)因素，動(dòng)態(tài)模擬能夠有效地還原施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)活動(dòng)，通過事前分析，優(yōu)化施工工序，通過合理的施工組織、必要的安全技術(shù)措施，改進(jìn)施工方案，進(jìn)一步對(duì)施工區(qū)域危險(xiǎn)程度進(jìn)行劃分。在工程模擬的不同階段劃分不同區(qū)域的危險(xiǎn)程度并及時(shí)反饋相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，從而指導(dǎo)施工，禁止超出安全水平的活動(dòng)，以減少安全事故。

3 結(jié) 語

通過對(duì)當(dāng)前施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理問題的分析，探討了建筑信息建模（BIM）在安全管理應(yīng)用方面的作用與應(yīng)用。BIM技術(shù)能夠有效地幫助施工企業(yè)在項(xiàng)目建設(shè)過程中實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地的合理布局、創(chuàng)造良好的安全環(huán)境，通過施工過程模擬，細(xì)致地幫助項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)識(shí)別過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)因素、劃分危險(xiǎn)區(qū)域，從而優(yōu)化施工方案。其次，基于BIM技術(shù)參與安全交底、塔吊管理、洞口防護(hù)等日常安全管理活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了安全管理全過程的事前預(yù)防、事中監(jiān)測(cè)和事后處理，調(diào)動(dòng)了全體工作人員參與安全管理的積極性，提高了安全管理信息化管理水平，減少了人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，充分體現(xiàn)了其在工程安全管理中的應(yīng)用價(jià)值和廣闊前景。