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為進一步緩解越來越大的交通壓力提高公民出行的便捷度我國近幾年開始大范圍的加強地鐵建設(shè)以此來帶動經(jīng)濟發(fā)展并改善交通現(xiàn)狀。但是因為目前地鐵安全管理的不成熟二十世紀以來十年間我國已經(jīng)發(fā)生百余起地鐵施工安全事故這也是因為沒有協(xié)調(diào)好地鐵施工的時間、地點以及內(nèi)容而造成的。根據(jù)事故發(fā)生的統(tǒng)計因為地鐵施工空間限制而產(chǎn)生的安全事故不在少數(shù)因此這個問題也是我們需要解決的最大問題。

隨著互聯(lián)網(wǎng)＋的提出利用現(xiàn)代化手段解決疑難問題已經(jīng)成為第一選擇在地鐵施工方面利用BIM技術(shù)建立建筑信息模型通過透視化技術(shù)讓地鐵的建設(shè)科學化、標準化就成為地鐵施工中最為現(xiàn)代化的安全管理模式。

BIM技術(shù)又稱建筑信息模型是Building Information Modeling的簡稱它是指通過提前收集與建筑工程項目有關(guān)的所有信息數(shù)據(jù)并以此為基礎(chǔ)建立建筑模型進而通過數(shù)字信息和三維圖示來演示和仿真建筑物或建筑過程中所具有的真實信息。BIM技術(shù)不僅具有可視性和模擬性也具有可出圖性的特點目前BIM技術(shù)應用于各種建筑施工過程。基于BIM技術(shù)針對地鐵施工過程中存在的安全問題重點可以研究以下幾個方面的應用。

一、對地鐵施工空間的管理

在地鐵施工的過程中包括空間的移動、材料的制作以及材料的存儲等多個環(huán)節(jié)施工空間一般包括可使用空間、施工過程空間和施工產(chǎn)品空間三種。然而在施工后期可用空間會慢慢變少相應就減少了施工路徑限制了材料處理工作施工往往難以進行。

利用BIM技術(shù)可以在施工之前就提前預測施工過程中的所占空間進而最大可能的避免空間擁擠而造成的施工不便從而提高效率降低安全事故的出現(xiàn)率。利用BIM技術(shù)建立模型可以在施工之前對需求、位置和時間進行一定程度的認知避免共享空間的出現(xiàn)從而對施工過程中空間的安排有合理的打算。

二、管理地鐵施工空間的關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)代建筑施工中大多數(shù)都采用網(wǎng)絡(luò)計劃來安排施工空間通過網(wǎng)絡(luò)分析來確定起重機的位置、臨時區(qū)域的分配等工作但是目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不能夠最直觀的反映時間規(guī)劃和空間規(guī)劃跟不上現(xiàn)實的需求。

BIM技術(shù)的出現(xiàn)就解決了這一問題可以通過建立動態(tài)的施工時空模型直觀反映施工空間狀態(tài)。BIM技術(shù)的應用主要分為兩種方式:一種是將其應用于4D的施工管理中不但有效解決全過程的時變問題也可以建立根據(jù)進度變化而產(chǎn)生的三維可視化和計算模型為時變理論提供最佳方式另一種是將其應用于設(shè)計細部或者應用于設(shè)計的檢討和建設(shè)進度檢查、設(shè)施管理資料以及防災檢查等方面隨后用3D方式進行設(shè)計的檢查減少2D產(chǎn)生的失誤。這種方式具體而言一般是應用于以下五個方面即地鐵施工圖生成、圖紙的管理、設(shè)計的優(yōu)化、施工的檢查以及施工管理的優(yōu)化。除此之外利用BIM技術(shù)還可以通過提高設(shè)計圖紙精確度來避免突發(fā)事故的出現(xiàn)。

三、利用BIM技術(shù)對施工空間進行安全管理

利用BIM技術(shù)設(shè)計地鐵空間的安全應用一般包括三步:

第一步是結(jié)合應用目標和設(shè)計圖紙利用BIM技術(shù)建立三維空間的BIM模型

第二步是利用BIM技術(shù)鏈接進度計劃進而開始模擬施工;

第三步是檢查空間沖突并根據(jù)結(jié)果對危險區(qū)域劃分不同的等級。

簡而言之BIM技術(shù)就是先建立三維圖紙再根據(jù)圖紙設(shè)計建立立體模型。 BIM模型具有重要意義也是地鐵施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，BIM模型包括四個組成部分即結(jié)構(gòu)模型、機械模型、建筑模型和管道模型。BIM模型是根據(jù)應用目標的不同而具備不同的表達屬性和特征的施工模型則是在BIM主體模型的基礎(chǔ)上所建立的用于檢測空間碰撞情況的模型舉個例子就像挖掘機或者運土車它們的機械翅膀只是旋轉(zhuǎn)于一定的半徑之內(nèi)單單用實體外形3D模型難以反映其工作的完整狀態(tài)。

BIM模型具備信息的完整性特點通過應用目的的輸入可以對信息表達的邊界和周詳度加以確定進而避免信息混雜或者缺失。BIM模型具備信息的統(tǒng)一性是應為它所需求的軟件是相互串聯(lián)的即便BIM模型變換于不同的軟件但所采用的建模工具和信息標準是相同的因此相同的信息就不需要重復輸入。

四、對于地鐵施工空間中沖突的檢查

地鐵建設(shè)的過程中空間是有一定限制的因此在整個施工過程中難免出現(xiàn)設(shè)備的摩擦或者其他空間沖突現(xiàn)象這也會導致施工進度的減緩和施工效率的地下等問題甚至有可能引發(fā)重大安全事故。舉例而言幾乎每一道工序都需要足夠充足的空間才能順利運行例如施工人員的活動半徑和機械臂長的旋轉(zhuǎn)半徑之間如果產(chǎn)生摩擦或者沖突不但不利于施工效率更有可能造成人員或者財產(chǎn)的損失后果不堪設(shè)想。

BIM技術(shù)的運用就可以避免這一損失的出現(xiàn)。通過BIM技術(shù)在施工之前就進行動態(tài)施工模擬從而發(fā)現(xiàn)施工過程中可能出現(xiàn)或者存在的問題并通過比對和研究尋求可以協(xié)調(diào)機械行進路線和人員活動范圍的最佳運行軌跡真正從源頭上減少人員和財產(chǎn)損失提高施工的安全系數(shù)。

BIM技術(shù)的運用可以在檢測空間沖突之前對大部分的構(gòu)件和工序加以描述并利用邊界法對BIM實體外形進行描述但并不是所有的實體都可以通過外形來描述或預測其所占空間例如部分機械運輸作業(yè)的行為就主要依靠模擬機械活動狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)和前進方式來預估可能發(fā)生的所有碰撞的可能性。

地鐵的大范圍建設(shè)和運用是我國經(jīng)濟發(fā)展和交通發(fā)展的必然產(chǎn)物但是與地上交通相比地鐵的施工具備很大的困難和限制不僅對施工人員的要求很高對施工過程中每個環(huán)節(jié)的要求也非常具體同時地鐵施工是地下施工施工空間非常有限加之器具、建筑材料的擺放和工作人員的集聚施工過程中空間運用更加有限存在極大的安全隱患。而利用BIM技術(shù)通過建立BIM空間模型對施工空間進行嚴格管理和動態(tài)模擬可以最大程度的利用施工空間避免不必要的事故和損失。