喬守江， 吳瑞

（安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

1 引言

建筑施工行業(yè)安全生產(chǎn)形勢嚴峻，許多施工企業(yè)在安全生產(chǎn)管理方面壓縮資源，一旦發(fā)生安全事故，則會造成嚴重的損失和影響，所以，必須加強外部監(jiān)管，從監(jiān)理工作的角度出發(fā)，充分利用以BIM為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)，發(fā)揮其集成性、模擬性、協(xié)調(diào)性、可視化的特點，提高信息采集、共享水平，降低管理溝通成本，查找分析施工現(xiàn)場可能存在的安全隱患，及時敦促相關(guān)單位進行優(yōu)化整改，通過共同努力，完成安全管理目標(biāo)。

2 建筑施工安全管理理論與BIM 技術(shù)應(yīng)用方向

2.1 施工安全管理理論

建筑施工行業(yè)有其自身特點，比如，露天作業(yè)、高空作業(yè)多，作業(yè)人員綜合素質(zhì)參差不齊，施工工藝復(fù)雜，勞動強度高等，屬于安全事故頻發(fā)行業(yè)。安全管理理論發(fā)展從事后管理到預(yù)防性管理，直到現(xiàn)代安全管理體系，產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，形成了以系統(tǒng)原理、PDCA循環(huán)原理、動態(tài)控制原理、全面管理、安全目標(biāo)管理等為主的理論框架，從全過程、全方面提高危險源控制和管理水平，保證施工過程人員和產(chǎn)品安全。根據(jù)建筑施工安全事故數(shù)據(jù)分析，主要事故類型有高空墜落、物體打擊、機械傷害、坍塌及其他事故，必須明確主要安全事故發(fā)生的原因和特點，找到針對性的控制點，比如，高空墜落主要發(fā)生在基坑、臨邊、洞口、懸空、攀登作業(yè)時，而違章操作、安全防護設(shè)施不合格、臨邊洞口防護不當(dāng)、勞動組織不合理、無證作業(yè)、氣候條件惡劣都是主要致因，必須針對這些影響因素進行歸納整理，篩選總結(jié)出核心因素，包括技術(shù)層面、個人層面、組織層面、環(huán)境層面等，并采用科學(xué)方法進行風(fēng)險評估和危險評價，有針對性地進行預(yù)防性控制管理[1]。

2.2 BIM技術(shù)應(yīng)用方向

BIM 技術(shù)是建筑業(yè)信息化發(fā)展的有力手段，改變了傳統(tǒng)的設(shè)計思維和模式，實現(xiàn)了設(shè)計方案的持續(xù)優(yōu)化，同時，在施工過程中的有效應(yīng)用降低了管理難度，以可視化的方式提高了施工信息的集成和共享水平，可以更好地加強各參與方各專業(yè)的信息協(xié)同，降低了溝通交流成本。在建筑施工安全管理方面，遵循現(xiàn)有安全管理理論體系，BIM技術(shù)更多的是作為一種工具來使用，不能對所有安全管理影響因素產(chǎn)生明顯有效的管控效果，比如，材料設(shè)備采購質(zhì)量仍需要在采購階段進行嚴格把關(guān)，氣候條件變化也無法通過BIM技術(shù)進行預(yù)測管理，所以，必須根據(jù)安全影響因素，明確基于BIM 的建筑施工安全管理方向，為管理工作實施提供科學(xué)指導(dǎo)，現(xiàn)階段主要是圍繞施工現(xiàn)場危險因素管理、人員安全施工管理、組織管理制度完善、安全作業(yè)設(shè)施管理等方面開展具體工作。

3 BIM 技術(shù)在建筑施工安全管理中的應(yīng)用

3.1 BIM建模

BIM 建模軟件有很多類型，不同類型軟件可以滿足不同需求，常用的核心建模軟件有Revit 系列、ArchiCAD、Micro-Station平臺等，其中，Revit能夠通過一個中心數(shù)據(jù)庫對獨立建筑模型進行信息存儲和編輯，有利于信息的協(xié)調(diào)化管理，當(dāng)某個參數(shù)改變時，所有與之相關(guān)的地方都會自動協(xié)調(diào)更新，大大節(jié)約了成本和時間，可以利用該軟件進行建筑、結(jié)構(gòu)、機電、管線等專業(yè)模型建立，如果在設(shè)計階段就使用BIM 技術(shù)進行建模處理，那么可以直接利用模型成果，在此基礎(chǔ)上，添加建筑施工安全信息，形成綜合信息模型，這樣可以節(jié)約建模成本，提高模型利用率。在BIM綜合信息模型的基礎(chǔ)上，遵循科學(xué)性、動態(tài)性、適用性的基本原則，構(gòu)建施工場地布置規(guī)劃系統(tǒng)、施工方案審查管理系統(tǒng)、風(fēng)險監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)、安全應(yīng)急管理系統(tǒng)等諸多子系統(tǒng)，對施工安全管理影響因素采取針對性措施[2]。

3.2 施工場地布置管理

3.2.1 規(guī)劃原則

在以往施工過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)由于機械沖撞造成的安全事故，或者亂堆亂放導(dǎo)致塌方問題，施工現(xiàn)場布置規(guī)劃不合理是其中的重要原因，所以，必須對施工現(xiàn)場布置規(guī)劃方案進行模擬檢查，查找施工現(xiàn)場安全隱患，提高作業(yè)環(huán)境安全水平，以求獲得最佳布置方案?；贐IM技術(shù)的施工場地布置規(guī)劃應(yīng)該遵循一定原則，首先，根據(jù)施工總進度計劃，滿足不同施工階段場地需求；其次，做好不同類型區(qū)域的合理劃分，既要考慮靈活性，又要保證緊湊性；再次，明確不同功能區(qū)域劃分界線，保證施工現(xiàn)場道路順暢，運輸作業(yè)無障礙、有秩序；最后，充分利用施工臨時用地，靈活安排現(xiàn)場機械設(shè)備，保證施工任務(wù)的高效開展。

3.2.2 管理流程

根據(jù)施工單位提交的施工總平面布置圖，利用Revit 軟件對施工現(xiàn)場道路、臨時設(shè)施、車輛行駛路線、材料堆放區(qū)域、機械設(shè)備等進行布置，生成BIM場地布置模型，然后使用Navisworks 軟件對場地布置方案開展漫游模擬，包括車輛運輸模擬、塔吊作業(yè)模擬等重點施工環(huán)節(jié)，如果模擬結(jié)果能夠滿足施工要求，那么就不需修改場地布置方案，如果不能滿足施工要求，那么就需要施工單位重新進行場地布置規(guī)劃修改，然后重復(fù)開啟驗證檢查過程，再次進行漫游模擬，直到所有規(guī)劃內(nèi)容符合施工要求后為止[3]。

3.3 施工方案審查管理

在建筑施工安全管理中，施工組織設(shè)計和施工方案的編制水平直接影響著最終的施工效果，所以必須加強審查管理，尤其是針對具有較大危險性和重要性分部分項工程編制的專項施工方案，比如腳手架工程、模板工程、土方開挖工程、基坑支護與降水工程等。利用BIM 虛擬施工技術(shù)，能夠?qū)κ┕挝惶峁┑氖┕し桨高M行提前模擬演示，及時發(fā)現(xiàn)不合理之處，督促施工單位加強方案優(yōu)化調(diào)整，在3DBIM 模型的基礎(chǔ)上，融入項目進度計劃，建立4DBIM 模型，開展施工過程模擬，檢查是否存在空間沖突碰撞的問題，能否滿足安全管理要求，如果不能滿足需求，就需要重新調(diào)整施工方案，然后再次進行施工過程模擬，直到確定最優(yōu)方案為止。在施工方案審查管理過程中，也可以結(jié)合利用BIM 和VR技術(shù)，對施工組織設(shè)計和施工方案進行模擬，在虛擬漫游過程中及時發(fā)現(xiàn)潛在安全隱患，實現(xiàn)方案優(yōu)化、提前預(yù)防的目的。

3.4 安全監(jiān)控與預(yù)警管理

3.4.1 安全監(jiān)控管理

除了有效的提前預(yù)防管理，施工過程中的安全監(jiān)控依然是重中之重，可以利用BIM技術(shù)和RFID技術(shù)建立安全監(jiān)控系統(tǒng)和安全預(yù)警系統(tǒng)，共同為施工過程保駕護航。安全監(jiān)控管理主要對施工現(xiàn)場作業(yè)人員、物品、機械三方面可能發(fā)生的風(fēng)險進行控制，在作業(yè)人員監(jiān)控方面，可以將RFID標(biāo)簽置于工作服或安全帽內(nèi)，同時在施工現(xiàn)場各區(qū)域安裝RFID讀寫器，當(dāng)作業(yè)人員在施工現(xiàn)場出入時，能夠讀取相關(guān)信息，分析判斷此人員是否能進入該施工區(qū)域。同時，在施工過程中，通過RFID標(biāo)簽?zāi)軌虿杉鳂I(yè)人員活動路徑，實現(xiàn)實時監(jiān)控的目的，再加上標(biāo)簽的圖像信息處理功能，能夠獲取作業(yè)人員所在位置周圍信息，判斷是否處于安全狀態(tài)。在物品監(jiān)控管理方面，以BIM模型為基礎(chǔ)，對施工過程中的危險源進行識別，明確容易發(fā)生安全事故的結(jié)構(gòu)部位，將RFID位移傳感器標(biāo)簽和溫度傳感器標(biāo)簽嵌入其內(nèi)，并在BIM 模型中標(biāo)識裝有傳感器標(biāo)簽的危險源，根據(jù)標(biāo)簽讀寫器采集到的位移和溫度信息，對施工主體安全狀態(tài)進行實時監(jiān)控。除此之外，施工工具的安全監(jiān)控管理也十分重要，比如，在模板支架、腳手架內(nèi)嵌入RFID傾斜度傳感器標(biāo)簽，就可以實時測量施工工具的傾斜度，以此判斷被監(jiān)控施工工具的安全狀態(tài)，同樣需要在BIM模型中標(biāo)識并體現(xiàn)實時狀態(tài)。在機械設(shè)備的監(jiān)控管理上，主要從操作異常和自身故障兩方面出發(fā)，在設(shè)備內(nèi)部嵌入RFID 標(biāo)簽，入場處設(shè)置讀寫器，采集設(shè)備信息，并與BIM模型中設(shè)定的信息進行比對，保證機械設(shè)備的合理運用。同時，利用RFID標(biāo)簽實時收集設(shè)備運行數(shù)據(jù)，以達到機械設(shè)備實時監(jiān)控管理的目的[4]。

3.4.2 安全預(yù)警管理

安全預(yù)警管理主要包括兩個方面，即安全預(yù)警警報發(fā)送、安全警報反饋，通過判斷分析施工現(xiàn)場采集到的具體信息后，如果被監(jiān)控對象處于不安全狀態(tài)，那么就會立刻發(fā)出預(yù)警信號，發(fā)送給一線作業(yè)人員和施工安全管理人員，既可以通過界面提醒的方式，也可以通過綁定手機接收提醒信息，方便現(xiàn)場安全巡查人員與施工人員及時溝通處理。在接到安全警報后，需要及時對監(jiān)控模型進行確認，并做好實地考證，如果確實存在安全隱患，那么就需要采取措施消除隱患，如果出現(xiàn)誤報警情況，則需要查找誤報原因并加以解決。

3.5 現(xiàn)場安全應(yīng)急管理

除了做好事前事中安全管理外，在發(fā)生安全事故后，事故現(xiàn)場的應(yīng)急管理同樣重要，有利于降低安全事故造成的損失和危害。利用BIM 技術(shù)，建立安全應(yīng)急管理系統(tǒng)，涵蓋相關(guān)安全事故案例信息收集、相關(guān)安全事故信息提取、安全事故分析報告生成、安全事故處理方案制定等主要方面，對已經(jīng)發(fā)生的施工安全事故案例進行信息整理，生成基于BIM 的安全事故案例庫，包括事故項目BIM 模型、事故原因、事故部位、處理方案、死傷情況等內(nèi)容，當(dāng)施工現(xiàn)場發(fā)生安全事故時，及時掌握現(xiàn)場實際情況，提取安全事故相關(guān)信息，然后將相關(guān)信息輸入BIM 安全事故案例庫中，通過自動匹配對比分析，生成安全分析報告，并獲取相似案例的事故處置方案，確定當(dāng)前情況下應(yīng)該作出的最優(yōu)選擇，能夠同時兼顧多方面應(yīng)急管理工作，包括實施安全應(yīng)急疏散、上報上級管理部門、實施安全應(yīng)急救援等，保證施工現(xiàn)場井然有序地進行安全事故處理[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，安全管理是建筑工程施工管理的重中之重，直接影響到最終的建設(shè)效果和綜合效益，傳統(tǒng)的安全管理手段存在一定滯后性，利用BIM 技術(shù)開展施工安全管理，能夠有效強化預(yù)防性管理措施，實現(xiàn)事前控制的目的。在施工過程中，可以實現(xiàn)可視化動態(tài)監(jiān)控管理，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，掌握各影響因素的運行狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生危險時，能夠及時報警。事故發(fā)生后，利用BIM技術(shù)進行現(xiàn)場安全應(yīng)急管理，有利于降低安全事故造成的損失。