BIM技术和风险识别的施工安全控制探讨范文

摘要:在建筑工程施工安全管理过程中，管理人员要精确有效地控制安全管理细节。如果从建筑工程施工事故的成因出发，管理人员可以采用事故树分析法配合层次分析法，深度了解建筑工程施工过程中存在的致险因素，然后利用 Revit 软件建立 BIM 模型做好安全控制防护工作，有效解决危险区域、结构薄弱识别问题，做好准确定位。本文分析概括了建筑工程施工安全问题与 BIM 技术内容，提出了建筑工程施工安全风险识别技术方法，建立了风险识别机制，并结合建筑工程案例展开例证分析。

关键词:建筑工程施工；BIM 技术；风险识别机制；安全控制方法

在建筑工程施工安全控制过程中，为了实现施工现场数字化的优化管理，建筑施工人员需要建立 BIM 模型，基于实验过程、实验数据来证明 BIM 模型受力分析的正确性与实用性价值。所以，采用 BIM 技术与风险识别机制对提高建筑工程施工安全控制水平是很有帮助的，它能做好预防部署，同时防范建筑施工安全事故的发生。

1建筑工程施工安全问题现状与 BIM 模型构建

1.1建筑工程施工安全问题现状

目前，我国正在推动建筑产业化发展，其中的建筑生产安全问题也日益凸显。例如，建筑行业中的复杂、危险、多样性生产特点均已凸显出来，导致建筑业生产事故频发，具体包括施工过程中容易出现的因安全防护不到位而导致的高空坠落事故、施工结构薄弱部位处理不当导致的坍塌事故、对危险区域识别不当导致的设备伤害安全事故等。相关数据统计显示，2010 ～ 2020 年的 10 年间，国内共发生坍塌事故 800 余起、高空坠落事故 3000 余起、机具伤害事故 398 起、其他事故789 起。总体来讲，建筑工程项目由于建设周期偏长、建造内容复杂、使用技术种类较多，项目在施工安全控制水平的把握上具有一定难度，安全事故频发也是司空见惯的。由此可见，建筑工程施工安全问题不容小觑。

1.2BIM 模型构建

BIM（Building information modeling，建筑信息模型）是当前建筑行业关注的技术焦点，该技术建立了三维数字技术基础，为建筑全生命周期建设搭建主线，基本实现了建筑产业链中各个环节的有效关联。BIM 技术主要采用了 Tekla Structures这样的设计软件，所以，BIM 技术构建的三维可视化模型是相当精致的，它能够从建筑项目建设前期的规划设计阶段到施工阶段、施工后期运营管理阶段实现建设项目有效信息的交流共享，始终保证施工过程各方信息的一致有效。BIM 实体三维模型中包含了多点内容，如 3D 漫游、碰撞检查、动画演示、模拟施工等，它们都是建筑模型中衍生出来的技术内容，可结合建设工程的薄弱部位、致险因素进行准确定位与安全控制，以实现施工现场数字化管理内容的有效标注，建立动态监测机制，从而保证对某些建筑施工安全控制问题的提前预警。从技术拓展层面来看，目前 BIM 模型构建也涉及虚拟施工技术内容，它建立了安全监控三大模块，优化构建多维数字化安全管理技术体系，确保 BIM 软件平台装配式土建模型构建到位。而利用施工模拟技术也可生成 4D-BIM 模型，保证对施工安全信息进行 4D 图像监控，建立施工过程与支撑体系信息的有效连接，实现 BIM 技术对作业空间的全面模拟，从而构建BIM 模型。在这一过程中 BIM 技术也能对建筑工程项目中的致险因素进行准确定位，提高建筑施工安全控制水平。

2基于 BIM 技术的建筑工程施工安全风险识别方法

2.1技术应用原则

在建筑施工安全管理过程中，建筑企业应该构建 BIM 技术模型对建筑工程项目本身的安全辨别内容进行分析，并引入自动化技术原则，最终形成基于 BIM 技术模型的建筑工程施工安全风险识别方法机制。在构建 BIM 模型前期，建筑企业需要对资料收集工作进行有效调整，建立信息筛选机制，围绕动态性BIM 技术模型原则有效识别风险因素，建立施工过程阶段性安全风险识别机制，并确保 BIM 技术模型能够覆盖项目施工全过程。从技术应用特征角度来看，BIM 技术模型在风险识别过程中是能够实现实时调整与适应的，且其自动化技术原则也充分借助了计算机软件应用技术，能够有效辅助施工现场图纸模型展开安全管理审查工作，因此它能实现对施工现场危险因素的有效自动识别，从而提高建筑工程施工安全控制管理效率与水平。

2.2风险识别技术方法

施工企业可利用 BIM 技术模型简化建筑工程施工安全控制管理中的复杂问题，建立层次化分析机制，结合相应指标权重优化相关方案。大体来讲，建筑企业需要利用 BIM 模型中的安全检查机制来识别施工风险，总结积累安全控制方法经验，保证施工风险识别经验的有效优化。在具体的风险识别技术应用过程中，建筑企业需要利用 BIM 模型来构建、分析高空坠落事故树，了解施工安全控制情况，优化相关技术防范重点，从而对 BIM 模型进行科学分析。BIM 模型构建过程中的两项关键技术：

（1）基于 BIM 模型构建层次分析结构模型，结合递阶层次分析 BIM 模型，其中包含了低层、中层与高层。在该项技术中，基本因素全部集中在低层，事故树中的最小径集全部集中在中层，高空坠落全部集中在高层。相关技术人员结合构造层次分析了解坠落事故树模型，从而可实现对 BIM 模型内容的有效丰富。

（2）建立判断矩阵，分析权重计算与一致性检验内容，提高 BIM 模型控制水平，结合层次分析方法实施 BIM 量值分析，充分考虑具体工况，建立打分机制，对 BIM 模型安全控制技术内容进行 9 级标度，并计算因素权重，最后验证一致性检验技术内容。例如，施工企业要在建筑施工工期内保证利用 BIM碰撞试验建立判断矩阵，分析权重计算内容，结合布局技术确保排线高低排布合理化，施工应用的有效配置，减少因施工建设投入过大而导致的工程项目地下室无吊顶问题。在工程建设过程中，建筑企业需要建立良好的专业分析机制，配合 Tekla Structures 设计软件设计系统管线密集部分，结合 BIM 技术平台分析项目建筑、幕墙、结构与安装工程系统管线，建立并优化三维模型。另外，建筑企业要通过 BIM 技术平台配合项目建筑、结构、幕墙以及安装工程系统对管线三维模型进行优化调整，确保充分利用 BIM 技术平台配合建筑结构、幕墙、安装工程系统形成管线三维模型，充分利用 BIM 技术中的可视化技术平台优化三维模型，保证工程项目给排水设计施工管理到位。在建筑工程项目中，建筑企业还需要对暖通、强电、给排水、智能光纤进行冲突与碰撞检测，从而有效优化解决相关技术问题。总之，应汇总施工技术问题，保证做到对二维图纸的有效修改与调整，选择在施工会审阶段解决施工设计问题，从而形成大量准确有效的 BIM 建模数据，以确保与原设计图纸相互匹配。一般人防区域设计方面必须优化 BIM 管线设计内容，从而有效提高其专业管线对接水平。

2.3风险识别技术方法的应用结果

在分析建筑工程施工安全控制机制的中风险识别结果过程时，技术人员需要剖析 BIM 模型，利用模型的多个因素分析项目施工事故发生的某些决定性因素，从而更好地关注项目中的风险防范对象。根据分析数据结果可知，建筑工程项目施工中由于防护不到位而导致的坠落事故占比达 32.87%，而由于检查监督处理不到位所导致的事故大约占 14.23%。

3基于 BIM 技术的建筑工程施工安全控制案例简析

3.1案例工程项目概述

某建筑工程项目采用平板式独立基础配合防水板的形式，同时为钢框架与支撑结构，这样就建立了中心支撑与偏心支撑联合框架机制。该工程项目为 40 层，属于超高层建筑，建筑结构整体较为复杂，对施工技术的要求相对较高，整体施工难度偏大。目前，该建筑工程项目采用 BIM 技术建模，设计规划施工安全控制方案，其中涉及的施工技术要点相当丰富。

3.2基于 BIM 技术的建筑工程施工风险安全控制要点

3.2.1危险区域预警识别安全控制技术要点

该项目利用 BIM 技术配合 RFID 技术建立施工现场传感机制，主要结合射频识别感应、报警设备等建立 RFID 标签，设置安全帽并自动定位。在这一过程中，该项目便建立了基于 BIM模型的联合预警系统与机械监控设备机制，主要对洞口、临边进行安全部位的安全防护方案设计，对项目中的危险区域进行有效防护，建立危险源预警识别机制，有效控制建筑工程项目施工中的不安全因素，避免发生坍塌或高空坠落事故。另外，设备操作权限识别预警机制主要考虑了建筑项目施工现场环境过于复杂，容易引起建筑设计技术管理的片面性与滞后性问题，以及管理漏洞等问题。在引入 BIM 技术后，相关技术人员需要分析机械设备参数与施工作业标准，建立二者的计算匹配机制，明确设备操作权限识别预警机制内容，即参考计算结果最快发出预警提示信号，以满足施工作业现场机械设备操作管理规范要求。

3.2.2建立 BIM 模型安全防护体系

某建筑工程项目专门采用 BIM 模型建立安全防护体系，主要利用 BIM 三维模型中的高可视化技术，结合施工安全防护机制对建筑工程项目细节内容进行直观展示，同时分析安全防护体系下的复杂构建内容，避免现场防护不到位，最大化地消除安全防护隐患问题。从技术层面来讲，BIM 模型就是为某建筑工程项目建立 BIM 三维模型，配合 BIM 5D 平台主要对建筑内部塔吊、电梯口以及附着操作平台进行调整优化，围绕钢结构工程设置内容建立临边安全防护机制。另外，相关技术人员要基于 BIM 正向设计流程配合 FE 模型共同创建建筑模型安全防护技术体系，主要参考地质、地形、线路模型等技术参数，明确建筑安全等级；充分利用 Bentley Power Civil 软件二次开发 BIM 建模工具，设计创建适合于建筑工程项目的施工模板，结合设计意图展开设计施工作业。在创建建筑工程项目 BIM 模型过程中，技术人员也会引入 FE 理论，配合 Hyper Mesh 软件对建筑工程项目的 BIM 模型与离散成型 FE 模型进行分析调整，采用了 8 个节点对实体单元衬砌、回填、主体结构离散等进行分析，以确保构件之间设置防穿透机制，其中采用模型单元数量超过 300 万个。

4结语

综上所述，在当前的建筑工程施工安全控制管理过程中，施工企业应该充分、灵活地采用 BIM 技术，主要结合 BIM 模型对项目风险内容进行有针对性的识别，做好风险监测工作，有效防止建筑中的坍塌、高空坠落等安全事故的发生，以追求达到建筑工程项目安全生产的最终目标。

作者：唐晓 单位：甘肃第四建设集团有限责任公司