中铁十九局集团有限公司 200333
摘要：随着互联网+的提出，利用现代化手段解决疑难问题已经成为第一选择，在地铁施工方面，利用BIM技术建立建筑信息模型，通过透视化技术让地铁的建设科学化、标准化，就成为地铁施工中最为现代化的安全管理模式。本文将对BIM技术在地铁施工安全方面的应用进行探讨。
关键词：BIM技术；地铁工程；施工安全；空间管理
1地铁施工空间管理理论
在地铁施工的过程中，包括空间的移动、材料的制作以及材料的存储等多个环节，施工空间一般包括可使用空间、施工过程空间和施工产品空间三种。然而在施工后期，可用空间会慢慢变 少，相应就减少了施工路径，限制了材料处理工作，施工往往难 以进行。
利用BIM技术，可以在施工之前就提前预测施工过程中的所占空间，进而最大可能的避免空间拥挤而造成的施工不便，从而提高效率，降低安全事故的出现率。利用BIM技术建立模型，可以在施工之前对需求、位置和时间进行一定程度的认知，避免共享空间的出现，从而对施工过程中空间的安排有合理的打算。
2管理地铁施工空间的关键技术
现代建筑施工中，大多数都采用网络计划来安排施工空间，通过网络分析，来确定起重机的位置、临时区域的分配等工作，但是，目前的网络技术不能够最直观的反映时间规划和空间规划，跟不上现实的需求。
BIM技术的出现，就解决了这一问题，可以通过建立动态的施工时空模型，直观反映施工空间状态。BIM技术的应用主要分为两种方式：一种是将其应用于4D的施工管理中，不但有效解决全过程的时变问题，也可以建立根据进度变化而产生的三维可视化和计算模型，为时变理论提供最佳方式；另一种是将其应用于设计细部，或者应用于设计的检讨和建设进度检查、设施管理资料以及防灾检查等方面，随后用3D方式进行设计的检查，减少2D产生的失误。这种方式具体而言，一般是应用于以下五个方面，即地铁施工图生成、图纸的管理、设计的优化、施工的检查以及施工管理的优化。
3基于 BIM 的施工空间安全管理方法
3.1 BIM建模技术
(1)主体模型：BIM 模型一般由以下四部分组成，建筑模型、结构模型、管道模型、机械模型。并根据 BIM 应用目标，根据详细程度建立不同模型并表达模型构件及其属性。将建筑 3D 模型与设计、施工及管理信息集成一体，实现了 3D 模型参数化创建与显示，建筑构件和体量、材料、进度、成本、质量、安全等信息关联、查看、编辑和扩展。
(2)施工模型：在建立主体模型后需要建立施工模型，以便后续空间碰撞检测的进行。例如挖掘机、运土车等水平运输工具，其机械臂可以在机械周边一定半径内旋转，故仅用某一时刻该实体的外形3D描述并不能反映其工作时的空间需求。而是应该根据其运动特性将其可旋转的部分经过旋转后所形成的整体模型，作为其空间需求。
按照大型项目的应用需求，综合模型必须满足以下三个特性：BIM 模型信息的完整性。根据应用目的，确定信息表达的范围边界以及信息表达的详细程度，避免信息的冗余或缺失。一般来说构件应包含三维几何信息，如空间位置、形状等。还包括相应的工程属性信息，如构件的类型、材料组成、结构类型、工程性能，工程安全性能、材料耐久性能等多结构信息；还有进度、工法、质量、人力以及成本、材料、机械资源等施工信息等。
BIM 模型信息的相关性。项目各参与方信息共享，基于网络实现文档、图档的提交、审核、审批及利用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于 BIM 的参数化设计使各个单元之间设计变更得到快速传递，模型中的某个对象或者相应工程计划的一处修改发生，会自动更新与之关联的所有对象。
BIM 模型信息的统一性。由于 BIM 的应用需要一系列软件的串联，因此当模型在不同软件中转换时，因采用统一的建模工具且基于相同的信息互用标准。这样建立的模型信息是一致的，同一信息无需重复输入。
3.2 4D 虚拟施工技术
将3D 模型与进度计划结合起来，BIM 模型包含了构件的几何属性、空间占用参数与时间进度参数，根据进度进展动态显示模型进度，提前对施工场地布置、材料堆放、机械进场出场路线进行预演。在虚拟现实环境下通过对施工整个过程的模拟，使得项目的参与各方对于项目的开展有直观的了解。在施工过程中借助虚拟现实系统真实展现客观环境实现动态、集成和可视化的 4D 施工管理。将真实的建筑物及周边施工现场环境通过 3D 模型展现出来，给予直观的现场感受。将几何构件与时间进度参数联系起来形象的展示施工过程，实现建设项目施工阶段工程进度、人工、设备和场地布置的动态集成管理及施工过程的可视化模拟，实现项目各参与方协同工作。项目各参与方信息共享，基于网络实现文档、图档和视档的提交、审核、审批及利用。项目各参与方通过网络协同工作，进行工程洽商、协调，实现施工质量、安全、成本和进度的管理和监控。实现虚拟施工。在计算机上执行建造过程，虚拟模型可在实际建造之前对工程项目的功能及可建造性等潜在问题进行预测，包括施工方法实验、施工过程模拟及施工方案优化等。要管理这种空间冲突，首先就要在项目开始前根据具体施工方法考虑每一项施工活动的空间需求，将空间需求与相应的施工方法、资源等联系起来。施工模拟是后续地铁空间安全管理进行的基础，使其具备时间与空间属性，便于后续空间冲突检查的开展以及危险区域级别的动态反馈。
一般工程会经历多次设计变更，因此在具体使用时，若一旦发生工程变更，只需修改 BIM 参数化模型或其构件对应的工程数据，信息一次修改、双向联动、同步更新。因此，当其中模型或者施工进度发生变化之后，可以对数据进行对应修改。更新之后的模型与进度计划通过命名规则进行自动对应，也可灵活的进行任务的增删，同步更新检查结果。
3.3 空间冲突检查
地铁建设的过程中，空间是有一定限制的，因此，在整个施工过程中，难免出现设备的摩擦或者其他空间冲突现象，这也会导致施工进度的减缓和施工效率的地下等问题，甚至有可能引发重大安全事故。举例而言，几乎每一道工序都需要足够充足的空间才能顺利运行，例如施工人员的活动半径和机械臂长的旋转半径之间如果产生摩擦或者冲突，不但不利于施工效率，更有可能造成人员或者财产的损失，后果不堪设想。
BIM技术的运用就可以避免这一损失的出现。通过BIM技术，在施工之前就进行动态施工模拟，从而发现施工过程中可能出现或者存在的问题，并通过比对和研究，寻求可以协调机械行进路线和人员活动范围的最佳运行轨迹，真正从源头上减少人员和财产损失，提高施工的安全系数。
BIM技术的运用可以在检测空间冲突之前，对大部分的构件和工序加以描述，并利用边界法对BIM实体外形进行描述，但并不是所有的实体都可以通过外形来描述或预测其所占空间，例如部分机械运输作业的行为，就主要依靠模拟机械活动状态下的旋转和前进方式，来预估可能发生的所有碰撞的可能性。
4结束语
因为地铁施工的环境十分的复杂，施工现场和场外行人车流很多只有一墙之隔，所以可以利用的空间十分有限。这样就必须基于BIM技术，将施工空间作为一种极其有限的资源进行严格的管理，这样才可以最大程度的避免地铁施工带来的安全隐患。
参考文献：
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[2]张成方，李超. BIM技术在地铁施工安全方面的应用浅析[J]. 河南科技. 2013(09)
[3]陈帆，谢洪涛. 基于贝叶斯网络的地铁施工安全技术创新绩效研究——以BIM技术创新为例[J]. 技术与创新管理，2015，02:108-115.
论文作者:王宗清
论文发表刊物:《基层建设》2016年26期9月中
论文发表时间:2016/12/8
标签：模型论文; 空间论文; 地铁论文; 信息论文; 技术论文; 进度论文; 构件论文; 《基层建设》2016年26期9月中论文;