基于BIM技術(shù)的高層建筑施工安全管理分析獲獎科研報告

基于BIM技術(shù)的高層建筑施工安全管理分析獲獎科研報告摘要：高層建筑具有施工周期長、施工難度大、高空作業(yè)量多等特點(diǎn)，其施工過程管理難度大，容易發(fā)生安全事故。有鑒于此，本文闡述了BIM概念以及高層建筑施工特點(diǎn)，最后，分析了BIM技術(shù)的高層建筑施工安全管理，以供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);高層建筑;現(xiàn)場施工;安全管理

引言

在高層建筑施工項(xiàng)目中，BIM技術(shù)依靠自身的3D模型及4D虛擬建造技術(shù)，不但能將傳統(tǒng)高層建筑中工人作業(yè)施工量度大、建筑工期較長、存在較高防火等級、施工技術(shù)相對更難、更復(fù)雜、交叉作業(yè)等建造中的難題有效解決，還能大幅度提高建筑施工中的安全性、降低安全隱患，使安全事故發(fā)生率大大降低。

1BIM概念

在三維體系上建立一個對建筑中所包含的信息進(jìn)行綜合考慮的模型，就是BIM技術(shù)。在實(shí)際運(yùn)用中，通過BIM技術(shù)參數(shù)化可將其工作效率提高，另外，BIM技術(shù)能夠促進(jìn)相關(guān)工作人員及時反饋需要的信息，其次它還不受空間、時間、使用器具的限制，均能使圖紙及設(shè)計稿具備相同的、和諧的、完備的特點(diǎn)。

1.1技術(shù)適用性

首先，應(yīng)該充分地多方面考慮危險來源、當(dāng)前具備的材料、費(fèi)用及花銷方面的問題，之后建立一個模型，這樣就能在施工中發(fā)現(xiàn)那些潛藏的危險、安全問題，并且制定出合理的解決方案。其次，在以往的高層建筑施工過程中，信息不能有效互通。例如項(xiàng)目重大危險源外腳手架爬升作業(yè)，以往是依靠項(xiàng)目經(jīng)理或項(xiàng)目部根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)、工作方案，對各工種人員、施工設(shè)備、施工工序進(jìn)行安排，圍繞該項(xiàng)危險源進(jìn)行調(diào)整控制，調(diào)整過程中容易出現(xiàn)遺留或不完善的地方，導(dǎo)致風(fēng)險的存在。在運(yùn)用BIM技術(shù)后，可以將信息實(shí)現(xiàn)互通、交換并分享，系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)一致性得到了保障，每個系統(tǒng)之間的壓力相應(yīng)也減少很多，對施工中的安全方面起到了積極、有效的幫助，并且優(yōu)化處理了施工方案，危險源得到有效控制。

1.2經(jīng)濟(jì)適用性

BIM在費(fèi)用上較其他建筑方面的程序要高一些，一套建模軟件須近百萬，還有相關(guān)配套設(shè)備、人員培訓(xùn)等。但在現(xiàn)時高層建設(shè)工程中，投資者想要的是合理優(yōu)化工期以及精準(zhǔn)的進(jìn)度節(jié)點(diǎn)控制效果。現(xiàn)階段我國對安全生產(chǎn)監(jiān)督日益完善，如發(fā)生安全生產(chǎn)事故，且不說事故造成的經(jīng)濟(jì)損失，單因事故對項(xiàng)目的調(diào)查、停工、停產(chǎn)，還有對責(zé)任單位的行政處罰、社會輿論的評價等無形的損失是投資者無法接受的。通過運(yùn)用BIM技術(shù)，可以使施工中的事故發(fā)生率大大降低，風(fēng)險得到有效控制。運(yùn)用BIM技術(shù)后，總成本控制在3%內(nèi)，成本估算時間是原有的20%，施工人員工作效率顯著提高，巨大的經(jīng)濟(jì)效益顯而易見。

2高層建筑施工特點(diǎn)分析

2.1施工周期長

高層建筑施工作業(yè)量較大，直接導(dǎo)致施工周期長，一般超過兩年，因此，在高層建筑施工中，優(yōu)秀的施工方案特別重要，如合理選擇安全管理方案、質(zhì)量計劃等，并根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)及施工過程中具體情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，一方面可以提高施工效率，另一方面可以加強(qiáng)施工成本、質(zhì)量、安全管理。

2.2施工環(huán)境復(fù)雜

一方面高層建筑施工由于周期長，高層作業(yè)量多，施工環(huán)境復(fù)雜多變;另一方面由于眾多的施工人員、管理人員參與項(xiàng)目施工，現(xiàn)場管理環(huán)境復(fù)雜，給高層建筑安全管理增加了難度。高層建筑施工應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場管理，協(xié)調(diào)管理、有序化管理，減少重疊施工，提高現(xiàn)場安全作業(yè)管理水平。

2.3高空作業(yè)量大

高層建筑施工作業(yè)過程中，大部分都是高空作業(yè)，需要有效的運(yùn)輸系統(tǒng)來支撐，施工中材料、機(jī)械設(shè)備等在高空作業(yè)中可能發(fā)生墜落，造成物體打擊事故。而且高空作業(yè)機(jī)械設(shè)備多，用電安全也是重要的安全管理內(nèi)容。在高空作業(yè)時，由于高度高，若有強(qiáng)風(fēng)吹過易引發(fā)樓體共振，給施工人員帶來心理恐懼，發(fā)生墜落，危及施工人員的人身安全。因此，在高層建筑施工中，更應(yīng)做好安全管理，避免上、下同時施工，減少安全事故發(fā)生的概率。

3基于BIM技術(shù)的高層建筑施工安全管理分析

施工安全問題是高層建筑工程作業(yè)中的重要問題，隨著科技的不斷發(fā)展與更新，使用計算機(jī)信息技術(shù)模擬施工現(xiàn)場進(jìn)行安全管理在現(xiàn)代化作業(yè)中應(yīng)用越來越廣，使用BIM技術(shù)進(jìn)行高層建筑安全管理模擬與建筑安全管理目的相符。在虛擬的模型環(huán)境中，通過輸入施工所需要的信息，模擬施工現(xiàn)場的情況及安全問題，施工技術(shù)負(fù)責(zé)人可以依據(jù)模擬結(jié)果作出相應(yīng)調(diào)整，設(shè)計最優(yōu)的安全施工方案，使高層作業(yè)順利開展。目前利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工現(xiàn)場安全管理主要從以下兩個方面開展：

3.1利用BIM進(jìn)行碰撞檢查

高層建筑施工作業(yè)存在很多不同專業(yè)之間立體交叉施工作業(yè)，以及各類大型機(jī)具設(shè)備在施工現(xiàn)場參與施工，參與施工的作業(yè)人員與機(jī)械設(shè)備越多，影響范圍越廣，活動空間就越受限，越容易引發(fā)沖突。施工現(xiàn)場經(jīng)常會出現(xiàn)施工沖突、作業(yè)打結(jié)、流程不合理的局面，施工現(xiàn)場空間布局不合理，或施工作業(yè)時間沖突，很容易導(dǎo)致建筑構(gòu)件、材料或機(jī)械設(shè)備之間發(fā)生碰撞，容易引發(fā)安全事故。為了在施工前提前了解施工中的各類沖突，進(jìn)行碰撞檢查必不可少。而BIM技術(shù)中的碰撞檢查能很好地解決這一問題。施工企業(yè)要積極培養(yǎng)BIM技術(shù)人員，利用BIM技術(shù)對建筑施工作業(yè)進(jìn)行模擬，對施工中的可能碰撞作業(yè)進(jìn)行檢測，以確定施工人員、機(jī)具設(shè)備的合理作業(yè)空間范圍，做到實(shí)際施工操作中能有效避免碰撞，避免安全事故的發(fā)生。在BIM技術(shù)中，通過各個專業(yè)信息模型合并成一個完整的建筑模型，再導(dǎo)入BIM相關(guān)軟件（如Naviswork、魯班BIM相關(guān)軟件等）進(jìn)行碰撞檢查，實(shí)現(xiàn)施工人員、施工機(jī)具、施工空間的合理布局，得到最優(yōu)方案，BIM碰撞檢測程序。將碰撞檢查的最優(yōu)方案使用到施工方案中，形成最優(yōu)的施工組織設(shè)計。通過碰撞檢測可以有效避免因?yàn)樵O(shè)計不當(dāng)、施工布局不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е路倒ぁ⒀悠诘葐栴}，達(dá)到合理安排施工、節(jié)約成本的效果。

3.2識別危險區(qū)域，加強(qiáng)安全防護(hù)

建筑物洞口、邊沿都是危險區(qū)域，都容易發(fā)生安全事故，一般情況下作業(yè)現(xiàn)場都安裝了防護(hù)欄和防護(hù)網(wǎng)，可以在很大程度上預(yù)防事故發(fā)生，但是在高層作業(yè)中，比如某些出入洞口、升降機(jī)洞口、基坑周邊等部位，安裝防護(hù)欄和防護(hù)網(wǎng)有困難，安全管理就要識別這些危險區(qū)域，采取措施裝好防護(hù)欄和防護(hù)網(wǎng)。結(jié)合高層建筑施工進(jìn)度計劃表，通過BIM可視化和虛擬化，在模型中識別出危險區(qū)域及其事故發(fā)生可能的影響范圍，進(jìn)行危險區(qū)域定位，形成安全管理模型，安全模型應(yīng)在BIM總模型中進(jìn)行檢測，查看是否有效，將有效的安全管理模型形成最終的安全管理方案，并根據(jù)管理方案在施工現(xiàn)場對這些危險區(qū)域加強(qiáng)安全防護(hù)，以消除高層建筑施工現(xiàn)場的安