基于BIM技术的地铁施工安全管理研究

摘 要：地铁作为我国众多中大型城市的主要代步工具之一，其在缓解地面交通拥挤、改善环境质量、带动城市经济发展等发面发挥着极其重要的作用。但是，地铁施工安全问题却不容忽视，特别是近些年地铁施工安全问题屡屡发生，给人们的生命财产与社会的稳定发展均带来了极大的负面影响。而BIM作为一种新兴技术，其在確保地铁施工安全等方面发挥了重要作用，基于此，本文围绕BIM技术在地铁施工安全方面的应用展开探究，以供参考。

关键词：BIM技术；地铁工程；施工安全；空间管理

1 引言

借助于BIM技术能够把工程的具体施工进度等信息及时反馈至相关部门，进而实现对下一步工作科学、及时的安排部署。其在提升施工质量与效率的同时，有效规避施工安全隐患，因此，加强对BIM技术在地铁施工安全方面的应用意义重大。

2 BIM技术简述

BIM技术即是建筑信息模型，其是创建、管理设施功能及物理特性的数字化表达过程，因其能够为建筑设施全生命周期的管理与决策提供非常准确的信息支持，所以给土木工程的变革与发展带来了极大的帮助，其应用范围也愈来愈加广泛。在进行地铁工程施工时，利用BIM技术所建立的安全管理系统，能够给安全管理工作提供良好的可视化技术支持，进而促使在地铁施工安全管理过程中所做出的决策更加的科学合理，如此既能够有效推进施工安全的标准化管理进程，而且还能够大大提升工程施工的整体效率。

BIM技术特征：其一，信息的一致性。在地铁工程施工的全过程中，其对各施工阶段的模型数据信息均能够保持同步，对于相同的数据信息则不必进行重复添加，并且BIM模型还能够实现自我演变过程，其对象在各时期均可以实现扩充与更改无需再次添加，如此便可以预防发生数据信息的不统一问题。其二，空间的关联性。BIM模型所含对象是可以被识别且彼此存在一定关联的，当模型里其中某一对象需进行修改时，那么与之相关联的其他对象也会发生对应的更改，以此来保证模型信息具有良好的完备性。其三，信息的完备性。利用BIM技术来表达地铁工程实体的三维几何数据信息时，其不是简单的可视化演示，还包含了如施工过程中的机械设备、人工、施工进度、所用工程材料等信息。

3 BIM技术在地铁施工安全方面的应用

3.1 地铁施工空间管理理论

地铁施工中的施工空间是不断变化的，尤其是在施工的收尾阶段施工空间愈来愈小，但是所需要的施工操作却并未减少，如此便给人员的施工操作带来了极大的不便，并且给施工人员带来了极大的安全隐患。所以，在进行地铁施工时，一定要认识到合理分配施工空间的重要性，尽量通过提前预测以及合理安排施工活动空间来减少空间占有率，以此来提升地铁工程施工的效率与质量。在进行地铁空间管理时要充分认识到空间的三个特征：时间、位置与人的需求，这三个要素均是不可或缺的。地铁施工过程要求具备一定的空间资源，若是特定的空间资源被施工人员所共享，则将会对人员产生负面影响，所以，要务必确保施工中空间充足。通常而言，地铁施工空间可划分为以下几种：其一，为施工产品空间，指的是已建好的静态建筑成品所占用的空间；其二，为施工过程空间，指的是施工人员在进行施工操作时所占用的活动区域；其三，为可使用空间，指的是施工过程所需要的施工材料与使用工具所占用的可利用空间。

3.2 地铁施工管理的关键技术

现阶段，利用现代化信息来安排施工空间已经相当普遍，通常都是由管理人员通过网络远程指挥系统来对施工材料、所使用的工具、运输通道以及临时区域等进行合理规划，然而，当前的现代化网络信息技术存在着较大的局限性，其在真实直观反映空间与时间规划方面仍不尽人意，难以满足现实需求。而利用BIM技术，则可以通过建立动态施工时空模型的方法来将地铁施工的空间状态比较直观的反映出来，以此来提升地铁施工的质量与效率，确保施工安全。此外，利用BIM技术所设计出的模型还能够对各种设计环节进行有效的检查，以此来弥补平面视图的缺陷，并且将立体模型与BIM技术相结合还能够强化空间感，通过及时发现问题来避免资源浪费。

一般而言，再应用BIM技术时可分为以下两种方式：其一，将BIM技术应用于设计的细部检讨、建设进度的检查与设施管理资料的检查等，再利用3D方式来进行设计检查，以此来规避2D方式所带来的各种失误；其二，在4D的施工管理中应用BIM技术，以此来处理全过程的时变问题，此外，还能够建立基于进度变化的三维可视化与计算模型，以此来为时变理论提供最优的方式。

3.3 基于BIM的施工安全管理

在借助BIM技术来对地铁空间安全应用进行管理时，通常可以分为三个步骤：首先要结合BIM的应用目标、施工组织设计以及相应的设计图纸来建立三维BIM模型；然后再借助BIM技术链接施工进度具体计划，进行施工程序模拟；其后再对地铁施工空间冲突进行仔细的检查，并且根据检查结果将危险区域划分成不同的级别。

换句话说，BIM技术是首先建立三维图纸，其后结合三维图纸来建立立体模型，BIM模型在地铁施工过程中占据相当重要的地位，其主要是由管道模型、结构模型、建筑模型以及机械模型四个部分组成。当BIM的应用目标不相同，那么BIM模型则具备不相同的特点及表达属性，而施工模型是在上述主体模型的基础之上建立起的模型，该模型主要是用来检测地铁施工空间的碰撞情况，例如，运土车的机械臂膀能够在一定的半径内旋转，仅仅利用实体外形3D模型无法将其真实的空间需求完整的描述出来，此时则需要结合其运动的实际特性与轨迹来建立一整体模型。BIM模型的信息一般具有较好的完整性，其通过输入应用目的便能够将信息表达的详细程度与边界予以确定，以此来克服信息的冗余、缺失等问题。由于BIM模型所需软件为彼此串联的，所以模型信息具有良好的统一性，当BIM模型在不相同的软件里变换时，由于其所用的信息标准与建模工具是统一的，所以，对于相同的信息则无需重复输入。

3.4 基于BIM的施工空间冲突检查

由于地铁工程工作空间相对狭小，并且施工工序相当复杂繁琐，所以，在不同的施工环节经常会发生设备摩擦或其他空间冲突等问题。例如，无论是施工人员还是施工机械设备均需要占据一定的施工空间，当施工机械臂长的旋转半径与施工人员的活动半径发生碰撞或摩擦时，便会严重降低工程的整体施工效率，有时还会导致相当严重的安全事故，导致人员伤亡与财产损失。而通过利用BIM技术则可以有效规避上述问题，在进行地铁工程施工前，利用BIM模型模拟施工动态，提前排查在进行施工时有可能出现的问题，判断人、机工作活动空间是否存在一定的冲突，并且经过比对与计算，确定出施工人员的最佳活动范围与机械最合理的行进路线，以提升地铁工程施工的效率与安全性，从源头上控制安全事故的发生。对于大多数的构件与工序来讲，利用BIM技术均能实现对其的外形描述，进而有效预测其需占据的空间。然而，并非全部的实体都可利用BIM技术来预测其占用的空间，比如说，对于施工机械的运输作业等，只能通过模拟机械活动时的前进与旋转方式，来对可能发生的碰撞与摩擦进行预测。

4 结论

地铁工程施工环境复杂、工程量大、施工周期长，且施工中能够使用的空间相当有限，极易引发一系列施工安全问题。而基于BIM技术开展地铁施工安全管理，可以实现对每一寸施工空间的最优化利用，值得人们对其进行更深入的探究。

参考文献：

[1] 汪定国.BIM技术在地铁施工安全方面的应用浅析[J].低碳世界，2017（23）.

[2] 许兆交.BIM技术在地铁施工安全方面的应用[J].中国科技投资，2017（7）.

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