摘要：BIM（BuildingInformationModeling），即建筑信息模型，是利用数字仿真技术集成项目建设全过程信息的三维数据模型，拥有信息关联性、完备性、一致性、模拟性、协调性、优化性和可视化、可出图等诸多优势特点，建设方借助这一技术手段，能够实现工程项目全过程精细管理。对比传统的建筑施工安全管理，BIM技术可让项目领导者直观、及时看出建筑现场潜藏的安全隐患，实时整改，以保证建筑施工安全。因此，探究BIM技术在建筑施工安全管理中具备重要意义。
关键词：建筑施工；安全管理；BIM技术；应用
1.BIM技术概述
建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）是将项目全过程中的数据集成于3D计算机模型中，通过多种手段与途径充分表达出这些信息的方式。BIM技术的采用突破了2D图纸的限制，通过三维立体的模型将施工过程中的施工动态详细地呈现出来，能够实现投资方、建设方、监管方的共同参与；以模型为依据实时输入施工信息，进而实现了对工程进度的动态管理；不同部门间将相关信息输入到模型中经过一系列计算能够计算出施工过程中存在的冲突，进而加强了建筑施工过程中的多方交流，实现了多专业间的协调，有助于减少部门间的冲突，因此在建筑设计与施工过程中得到了广泛的应用。
图1
2.BIM技术的特点
2.1可视化
可视化即“所见即所得”。对于建筑行业来说，可视化的模型在工程建设中作用非常大，它改变了用传统的二维线条施工图来相互交流和决策的方式，特别是目前层出不穷的复杂异形构造体对参建者提出更高的要求。BIM三维模型的出现能够让所有参建者更加清晰明朗地讨论问题。在安全管理方面可以让参建者通过BIM三维模型的可视化状态下来辨识工程项目从开始到竣工施工作业中存在的全部风险源，在未施工前制定对策措施，达到预防事故发生的目的。
2.2工程施工一体化
获取建筑工程的相关技术信息以及建立施工安全管理的评价体系是建筑工程一体化的体制概况。如果整个建筑工程的施工过程得以BIM技术的应用，通过建筑结构信息的获取和建筑施工安全模型的建立（如塔吊作业时，两台塔吊的碰撞几率均可以进行模拟分析），可以使施工人员的施工作业有据可依，可以获取最直接的施工数据信息，并能进行科学合理的数据筛选，形成完备的施工方案。
2.3模拟性
在进行建筑工程设计时，都需要对整个建筑施工相关活动进行模拟，而传统的建筑工程设计在进行模拟时存在一定的不足，导致不能够及时发现设计中存在的问题。而通过BIM技术进行建筑工程设计模拟，能够准确的将设计中的一些问题进行呈现，从而给建筑工程设计人员一个正确的反馈，提高建筑工程设计质量。此外，通过采用BIM技术还能对建筑工程整体造价进行合理控制，从而保证建筑施工企业的经济效益稳定增长。
2.4模型的开放性
BIM是开放的模型，一方面，开放性表现在项目生命周期内不同阶段的不同参与方，上至决策层，下到具体的操作者，每个人都是模型的建设者，也是模型的使用者，每个人都能够从模型中获取自己需要的信息，同时又将不同主体和不同阶段的有用信息通过插入、提取、更新和修改形成模型信息；另一方面，模型提供的是一个开放的信息平台，基于这个平台，不同专业背景不同分工的人可以协同配合，使总体目标价值最大化。也正是因为开放性的特点，BIM技术才被称为颠覆传统建设领域生产和管理方式的革命性技术。从信息技术协作融合的角度来讲，BIM的开放性又表现在它实现了对CAD、CAE、GIS、BLM、VDC、RFID等诸多信息处理技术的兼容和互用。
2.5模型的多功能性
借助BIM，业主方可以实现规划方案预演、场地分析、建筑性能预测和成本估算等工作；设计单位可以实现可视化设计、协同设计、性能化设计、工程量统计和管线综合等工作内容；施工方可以实现施工进度模拟、数字化建造、物料跟踪、可视化管理和施工配合等任务；运维单位可以进行虚拟现实和漫游、资产和空间管理、建筑系统分析和灾害应急模拟等工作。这些功能的集成，使BIM具有超出寻常的应用价值。
3.BIM技术在建筑施工安全管理中的应用
3.1工程概况
崇左至水口高速公路NOCS-CL1标段陇禁隧道，位于崇左市龙州县上金乡两岸村陇禁屯北侧约450m。陇禁隧道作为分离式小净距隧道，设计净宽度为13.25m，净高度为5.0m，左线起于KBK23+665，终于KBK24+016，全长351m；右线起于KAK23+680，终于KAK24+010，全长330m。崇左段左线的明洞为10m长、右线的明洞为29m长；龙州端左线明洞长为5m，右线明洞长为11m；崇左端及龙州端洞门均采用端墙式；龙州端洞口左右线棚洞长度均为10m；左、右线纵坡均为单向坡，坡率0.5%。
本项目使用的BIM软件情况：
（1）3DEXPERIENCER2017X：此软件为达索平台下的CATIA三维建模软件，主要用来建立隧道各个部分模型结构以及实现隧道整体的拼接与组装，同时可用来统计模型各个部分的工程量，实现模型构件之间的碰撞检查等。
（2）Revit：此软件主要用来对CATIA模型不同格式的导出，以及根据施工步骤及施工节点对整体模型进行拆分重组及预拼装，实现BIM模型轻量化上PIP平台。
（3）NavisworksManage2017：此软件可以同revit三维模型协同对接，实现后期的模型渲染、施工动画模拟以及行车仿真等任务。
（4）CorelVideoStudioProX10：软件主要针对施工动画的后期视频剪辑包装工作。
（5）Lumion6.0：软件主要用于渲染BIM模型中的各个构件，增强现实效果。
3.2模型效果展示
本项目采用CATIA软件建立隧道各节段支护、衬砌、锚杆、钢筋网架等结构模型，然后基于空间线路准确放样，精准对接各段，形成三维隧道模型。
3.3陇禁隧道中BIM应用分析
（1）参数化建模：基于隧道横断面相关的设计信息，建立横断面模板参数化数据库，将横断面关联在平纵曲线上，达到衬砌基于空间线路的准确放样，各衬砌段间精准对接，快速批量化生成一个三维隧道结构大大提高建模效率，节省工作时间。
（2）碰撞检查：在传统工程设计中，受限于设计人员空间思维能力和二维图纸平面表达能力，不可避免地存在错落碰缺问题。利用CATIA内嵌的模型碰撞检查功能，按照标准图纸完成隧道模型建立之后，进行构件的碰撞检查，能够及时发现设计中的碰撞安全隐患，并导出碰撞报告，提出设计优化建议，既可以提高设计质量，又可以避免后期返工造成的工期延误和资源浪费。
（3）工程量统计：BIM模型是一个富含工程信息的数据库，通过规范化的结构命名、详细的参数制定、IFC标准结构分类，利用CATIA报表功能可以制定各种工程量统计表格，快速精确统计工程量，有效缩短了工程计量环节、大幅提升了造价人员的工作效率。
（4）施工动画模拟：将隧道模型轻量化导入NavisworksManage中，进行施工方案工艺模拟，优化施工场地及机械布置，提高施工质量保证施工安全性。
（5）AR增强交底：打破传统的书面交底方式，基于高精度的BIM模型开展隧道增强交底应用，在施工图纸中添加识别图标，将隧道典型复杂构件BIM模型与图纸关联，利用AR技术，使基层施工人员在隧道施作过程中，随时调出样板构件三维立体模型，并可将模型叠加在实际施工部位，实现班组施工精准交底。
（6）效果展示与漫游：隧道模型建立完成后将其导入Lumion中进行材质渲染，然后以行车视角进行漫游动画展示，可以精确还原接近现实的隧道行车效果，同时可供现场人员参观学习，增强了业主感受、方便政府人员监管。
（7）施工协同管理平台应用：采用Revit软件将CATIA模型按照施工节点进行分段拆分，然后导入PIP施工管理平台，现场管理人员利用手机APP随时随地查看模型构造，方便施工。同时根据全模型各个节段，对施工现场发生的质量、安全、进度、竣工验收等事件进行实时记录上传，并与BIM模型构件相关联，使得整个施工流程快速、透明、留痕，实现真正意义上的三维可视化协同管理，极大地增强各方人员对施工现场的管控。
3.4在建筑施工安全管理中进行4D施工模拟
社会经济的进一步发展，助推了建筑行业的快速发展，建筑施工项目日益增多，建筑施工项目的规模也在不断扩大，同时也加大了施工项目管理人员的工作难度。在进行建筑工程施工管理过程中，管理人员需要对每一个环节都密切关注，需要保障每一个环节都万无一失，否则就可能带来一定的安全隐患。然而，这种管理方式，无形中增加了管理人员的工作强度，也会导致人力、物力和财力资源的浪费。而BIM技术在建筑施工管理活动中的应用，能够在建筑施工安全管理中进行4D模拟，并利用施工现场的3D模型和施工进度链接来获取相关数据信息，进而构建4D模型，能够进一步密切相关工作人员的联系。同时4D施工模型和建筑施工方案之间的有效联合，能够有效实现资源优化配置，降低材料使用量，提升建筑施工活动的有序性和科学性，提升施工活动的安全性。
3.5危险源辨识
施工项目危险源辨识的是与否全面影响着事故发生的可能性。传统的做法是管理人员依据个人经验进行确定危险源的类型和危险程度，因对现场实际的施工环境情况无法最直接的查看而导致危险源辨识出现漏项，不全面。通过BIM建模将施工范围内的所有既有环境真实地创建，并与实际工程项目进行融合，让危险源辨识人员更加直观地面对施工环境情况，从不同视角辨识危险源。这样就可更加全面地分析出各阶段施工过程中存在的安全问题，并在模型中以高亮色调显示出来，以便提醒参建人员施工到某项工序时应当注意的安全事项。
3.6加强事故安全防护
在建筑工程安全管理过程中，应用BIM技术能够加强事故安全防护力度。首先，应用BIM技术能够更好的收集建筑工程各项数据，然后根据收集到这些建筑信息对施工中可能出现问题进行准确的预测。并且，BIM技术还能够对一些容易出现安全问题的区域进行及时的监控，保证这些区域出现问题时能够及时的得知，并针对性的对其进行有效的控制，降低施工事故的发生，保证建筑工程施工人员的安全。其次，BIM及时还能将建筑施工安全防护体系与自身系统进行融合，通过建立有效的安全防护模型体系，在虚拟的环境下对建筑工程安全问题进行模拟，然后不断的对施工过程进行优化，从而达到对建筑工程施工安全管理的最优处理。此外，需要我们注意的是，在应用BIM技术对建筑施工安全管理进行实时监控时，必须要准确的收集安全管理人员的各项操作数据，从而避免因为操作人员的失误，造成整个BIM技术应用存在数据上的错误。
3.7在建筑施工安全管理中进行三维碰撞检查
在建筑工程施工准备阶段，设计人员需要预先对相关管线的具体布置位置进行设计，有效防范管线间出现的碰撞现象。过去，主要运用的是2D设计图纸，2D设计图纸无法实现碰撞检查，稍有不慎，就会存在遗漏和疏忽等各种问题，进而导致后续施工中出现问题，严重情况下还可能产生安全事故。而运用BIM技术后，就能够利用其可视化的特点实现三维碰撞检验，这样就可以最大限度的避免管线出现碰撞现象，降低施工过程中的返工频次。此外，通过三维碰撞检测，管理人员还可以进一步优化3D结构方案，全面提升建筑施工的安全性和质量水平。
3.8在建筑施工安全管理中进行虚拟工作
BIM技术在建筑工程施工安全管理中的运用还体现在虚拟建造方面。利用虚拟手段，能够促使施工人员对建筑施工的相关外部信息进行一个大致的了解，从而采取更为适宜的施工方案。虚拟建筑需要能够全部表现出建筑模型的物理特征，便于居住者和客户对建筑模型进行观察。因此BIM技术具体的虚拟性就可以得到有效发挥。同时施工人员还能够结合施工环境、施工条件等因素不断优化和调整建筑施工方案，进而全面提升建筑工程的抗风险能力。
结论
综上所述，对于建筑行业来说，加强建筑工程安全施工管理，对整个行业的健康发展有着非常重要的意义。而利用BIM技术不仅能够提高施工安全管理的质量，更能够对一些存在的安全隐患进行排查，从而提高建筑工程施工质量。所以，在建筑工程施工过程中，必须要充分认识到BIM技术的重要性，从而对BIM技术的应用进行不断完善，保证建筑工程施工安全管理工作能够落实到实处，为建筑工程行业的稳定发展提供保障。
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论文作者:贺斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/24
标签：模型论文; 技术论文; 隧道论文; 安全管理论文; 建筑施工论文; 建筑工程论文; 建筑论文; 《基层建设》2019年第5期论文;