摘要：随着建筑技术的进步，施工现场的安全问题日益突出。文章主要分析了建筑工程施工现场安全管理面临的主要问题，并结合BIM技术，提出解决现场安全管理问题的一些合理化方案，以期实现对整个建筑施工现场的有效监控，提高整个建筑施工现场的安全管理水平。
关键词：建筑工程；安全管理；BIM技术
引言
建筑工程安全事件的发生原因往往同时存在人为因素和技术性问题，而由于施工现场作业空间内的风险要素随施工进程不断变化，除了执行各类预防措施和安全防护手段的运用，还要求管理人员能够实时掌握各方面的信息，准确洞察和预测安全隐患，并且利用安全管理制度等来约束相关人员的行为，才能控制局面并实现对施工安全的有效控制。
1、BIM技术的特点
1.1可视化
BIM技术中的可视化功能，是依据建筑信息建立三维数据模型，提高设计方案和施工方案的可操作性，确保建筑工程建设的科学性和合理性。建筑工程安全管理人员则可以通过BIM技术的可视化功能，更好的了解建筑施工安全管理中存在的问题，更加准确和及时的辨认隐蔽工程以及危险源，提高了建筑施工现场安全隐患的排查能力，保障了施工人员的人身安全。
1.2协调性
随着建筑工程规模的不断扩大，异形结构增多，施工难度随之增加。由于建筑工程是一项集多学科和多专业、工期长、施工技术复杂的综合性工程，需要共同协调完成。这就对建筑工程施工管理提出了更高的要求，不仅要求管理人员对施工过程中的各个环节了解透彻，还需要对施工过程中可能存在的风险及时有针对性地制定应对措施和方案，避免事态的发展，进而对整个建筑工程施工进度造成影响。BIM技术的应用，可以很好地协调各个施工环节以及工种之间的关系，提高建筑工程施工效率，从而提升整体安全管理的水平。
1.3模拟性
BIM技术可以对建筑工程施工中的各个环节进行动态模拟，为管理人员更好的了解建筑工程施工过程中可能存在的隐患和问题提供了可靠的依据。通过对模拟环节及数据的分析，使管理人员制定的安全管理方案和应急预案更具针对性和可操作性，最大限度的提升工程质量，降低工程施工安全事故的发生几率。
2、现行安全管理中的难点
2.1管理措施的现场执行存在多方面问题
通常在施工组织计划、监理规划设计等前期准备工作中，参与建筑工程项目管理的各方都会就工程施工技术特点、现场环境条件与工艺应用等进行分析，并且结合既往管理实践制定完善的安全管理计划，从人员教育到防护装备和设施的准备，都会按照相关规定有序进行。但是在工程施工开始之后，预先制定的计划和措施在落实时会遇到多种意外因素的干扰，使得对施工安全态势的控制力被削弱，从而降低了实际的管理效果。首先不同工序和分项工程所使用的机械设备和人员流动频繁，设备运行路线难免会出现冲突，因此现场的组织调度难以保持理想的秩序。其次由于人员流动和施工进度压力等原因，时常导致安全防护措施被忽略，使得现场人员和设施等暴露于危险环境当中。而由于现场管理人员的人数和精力不足以覆盖所有环节的安全监督，因此安全态势得不到有效控制。
2.2因施工技术问题导致的风险控制困难
现代建筑施工特种设备的使用与高风险施工工艺的应用都更加频繁，在深基坑、超高高空以及狭窄作业面上的施工越来越多的情况下，施工安全隐患的预测和防范几乎没有容错空间。首先高空作业的高难度带来了后果更加难以承受的风险，一旦出现坠物或人员跌落事件，波及到的范围会更大。其次技术难度的加大也会变相影响施工现场管理计划的落实，由于施工过程的可控性变差而加剧质量、工期等管理目标与安全管理的矛盾，进一步提升施工风险指数。此外由于施工工艺日益复杂，还导致了设计深度和相关预防措施不够合理，使得安全管理措施和实际需要不符，因此影响实际的安全控制效果。
3、BIM技术在施工安全管理中的应用
3.1危险源识别及危险区域划分
当建筑工程安全管理中应用BIM技术，能使管理人员在工程施工前通过建立有效的BIM模型对施工中的危险因素进行识别，找到施工过程中存在的危险源，例如在施工过程中安全通道建立、临时防护装置设立等问题，都能在BIM模型中提前标注，并对这些危险进行相关等级的设置，保证施工现场的安全。
而通过设置这种清晰的危险识别机制，对施工现场中出现的各种因素进行有效模拟，真正地帮助安全管理人员降低建筑工程安全事故的发生概率。
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3.2安全交底及施工现场安全信息化管理
在建筑工程安全管理工作中应用BIM技术，对BIM建筑模型进行分析，利用先进的科学技术让施工人员置身在模型中，事先就亲身感受到整个施工现场的环境，这样能使施工人员更加准确地防范危险，更清楚发生危险时如何紧急应对，从而将事故的影响降到最低。
3.3现场平面管理及施工空间冲突管理
建筑工程施工过程中，因为会受到各种因素的影响导致容易出现各种各样的失误，造成严重的安全威胁。例如，一些施工场地狭小，施工步骤非常复杂，而一些大型机械的应用不够顺利，导致施工安全管理困难。这种因多个工作面交叉进行、工作量不断变化的问题最容易造成安全事故发生。而通过应用BIM技术，将一些施工数据进行模拟，从而对施工现场的平面图进行分析，科学合理的布置各种施工材料及施工机械，让施工人员事先进行可视化的操作，从而对实际施工有一个清楚的了解，不仅能提高施工的安全性，还能提高建筑工程的质量，对建筑工程企业的发展有着非常重要的作用。
3.4施工安全性指标的建立
上述提到BIM技术对于安全交底及施工现场安全信息化管理，实际上这种信息管理方式的高效性在施工安全性指标的建立上表现地更加明显。
众所周知，施工的安全指标在建筑施工的安全管理之中占据着非常重要的地位。BIM技术的出现在促进高标准的建筑施工安全指标方面表现优异。在传统的施工安全指标构建过程当中，大量数据收集成为所有程序的第一步，继而进行的归纳分析以及多次模拟性试验也被放在必要位置加入其中，如此复杂的流程之后，才能确定比较可靠的安全性指标。而BIM技术则相对简单直观一些，其可以在前期数据收集的基础上直接建立相应的3D建筑模型进行动态试验模拟。这样的过程极大地节省了模拟所需的时间成本以及经济成本，甚至可以做到建筑隐患处的及时修正调整。从这个意义上说，BIM技术不仅可以帮助建立施工安全指标，更能有效地提升施工安全标准的准确性。
3.5利用BIM技术进行4D仿真模拟
建筑行业的快速发展，建筑规模和数量逐渐增加，建筑工程结构的复杂性越来越高，加大了建筑施工管理的难度。为了切实保障建筑工程施工顺利、有序的进行，需要对施工过程中的每一个环节进行严格的监控，避免出现安全隐患或安全事故，造成经济损失。
为确保施工过程顺利进行，采用基于BIM的4D施工动态模拟技术通过反复模拟施工过程，对部分关键节点的施工过程进行模拟并制定多视点的模拟动画，为施工进度、质量及安全管理提供了依据。4D仿真分析技术能够模拟建筑结构在施工过程中不同时段的力学性能和变形状态，为结构安全施工提供保障。将BIM、4D技术和先进的时变结构分析方法结合起来，实现基于BIM的施工过程建筑结构安全性分析与评估，能有效捕捉施工过程中可能存在的危险状态，指导安全维护措施的编制和执行，防止发生安全事故。
3.6做好现场人员定位与预警工作
BIM技术在建筑施工安全管理中应用，可以有效提升施工场地内的安全性，降低安全事故发生率。通过三维可视化动态监测，可以直观、形象地识别施工现场的危险源，并划分种类，标识危害等级以及发生概率等，为工作人员及安全管理人员提供预警，也为安全措施的制定提供可靠的数据支持。高处坠落事故已成为建筑企业第一杀手，以防坠落管理为例，坠落危险源包括尚未建造的楼梯井、风井、采光井、预留洞口等，通过在BIM模型中的危险源存在部位建立牢固、有效的安全防护栏杆、围栏、盖板等构件模型，并且明确安装和拆卸防护构件的时间和地点，有效识别坠落风险，进行安全预警工作。以深基坑开挖为例，通过对施工过程进行持续监控，以现场地表沉降、管线沉降、建筑物沉降、轴力和桩体测斜等监测点实时采集监测数据，确定危险等级，并用颜色在三维模型中描述其危险程度，与进度数据比照，通过可视化手段在时空上定位报警单元，以及其综合影响区域，防患于未然。
3.7运用BIM技术进行安全培训
安全培训工作是建筑工程施工中必不可少的环节，只有严格遵守相关的安全制度，培养安全意识，才能有效的保障自身安全。传统的安全培训工作模式较为单一，只是在施工交底和安全工作会议上讲解安全标准规范和注意事项，并没有完全结合现场的实际工况，而且，对于安全事故发生时，如何保障自身安全，避免安全隐患等问题却很少涉及，无法起到安全教育和培训的最终目的。目前，BIM技术和VR虚拟现实技术结合进行沉浸式安全教育培训，通过模拟真实场景下的工地高危安全事故，如高处坠落、宿舍火灾、高空坠物、脚手架崩塌、塔吊起重伤害等，通过视觉、听觉、触觉真切感受到不安全操作行为的严重危险和后果。这不但激发了施工人员参加安全教育的兴趣，而且极大地提升了其遵守安全制度的自觉性，有效降低了安全事故发生概率。
结语
综上，BIM可有效提高施工质量并控制返工率，这将会一定程度上减少事故的发生，也同样会降低施工成本，实现既经济又安全的施工，做到在施工过程中通过模型信息管理，使各建设阶段的流程得以控制。同时通过信息模型的应用，建立预防机制，可以直观地规范安全生产行为，使生产各环节符合有关安全生产法律法规和标准规范的要求，促使人、机、料、环境处于良好的状态，并持续改进，不断加强使用企业在安全生产过程中规范化建设。
参考文献：
[1]赵伟川，瞿佳依.基于BIM技术的建筑工程施工安全管理研究[J].价值工程，2017，36（30）：53-55.
[2]张立茂，刘文黎，张文静，等.基于BIM的工程施工安全关键技术研究[J].建筑经济，2018，v.39；No.430（8）：44-49.
论文作者:董银利
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
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