BIM技术在水利水电工程施工安全管理中的实践应用研究
摘要
关键词
BIM技术;水利水电;工程施工;安全管理;实践应用
正文
在水利及水电工程的建设过程中,安全隐患重重,为确保工程目标的顺畅达成,务必实施全方位、实时更新的安全管理措施,以根除施工阶段的安全隐患。在常规的安全管理模式中,由于理念和技术较为陈旧,安全管理的实际效果并不理想。随着工程行业现代化的步伐加快,BIM技术在安全管理上的作用日益显现,企业需主动利用BIM建模技术,充分利用其模拟、可视和协同的特性,通过施工模拟及时识别安全风险,并据此拟定相应的安全预防措施。
1BIM技术在水利水电工程施工安全管理中的应用优势
建筑信息模型技术(BIM)凭借其显著的可视化效果、高效协调能力、仿真模拟特性以及绘图输出功能,在水利及水电工程建设的施工安全管理领域展现出非凡实力。以下是具体改写内容:1)借助BIM技术打造的三维可视化模型,能以生动形象、精确无误的方式展现工程设计细节和工地现状,让管理者全面掌握工程全貌,及时发现潜在的安全风险,为实施及时的预防策略打下坚实基础。2)BIM技术能够实现不同专业模型的完美对接与细致的冲突检测,有效预判并排除设计缺陷或施工矛盾带来的安全隐患,保障工程进度不受影响。3)BIM技术的仿真模拟功能能够模拟施工流程,优化施工策略,最大程度降低现场试验的错误成本,显著提高施工效率和安全水平。4)依托BIM模型打造的安全管理系统,能够对施工现场的人员、机械、物料等关键因素进行动态跟踪和实时监控,实时把握施工进展,为科学决策提供详尽的数据支持。此外,BIM技术还能够自动生成各类施工绘图和技术文件,保证信息的一致性、准确度与完整性,大幅减少因信息传递失误而引发的安全事故。总体而言,BIM技术以其立体化、全息式、动态跟踪、细节管理的特点,为水利及水电工程建设的施工安全管理提供了强大的助力。
2BIM技术在水利水电工程中的应用价值
2.1专业分析
水利及水电建设是一项涵盖众多领域的复合型工程项目,施工期间会跨越众多学科领域,包括但不限于工程测绘、项目规划、方案设计、施工建造、科学研究以及工程管理等环节,其安全监管任务极为繁重,对管理者提出了极高的能力要求,必须具备跨领域协调和多任务处理的能力。引入建筑信息模型(BIM)技术后,可以显著减轻设计者的工作负担,利用BIM创建的三维模型,可以整合水利水电项目中相关的各类数据,有效提升作业效率。此外,BIM技术生成的三维模型具备极强的通用性,能够适应不同专业和岗位的建模需求。针对测绘领域,处理海量测绘数据是一项沉重的工作负担,但利用BIM模型可以极大地提升数据处理速度,为后续工程进展提供关键性的支持信息。
2.2工程流程
在开展水利电力工程的建设活动之前,采用建筑信息模型技术(BIM)对工地进行前期勘查,能够详尽地记录下工地的地质状况及气候变迁信息,并且方便查询到与之相关的地理位置资讯和科研成果,这为构建施工计划提供了关键的基础数据。BIM技术不仅能够创建立体模型,还能自动绘制出相关的设计图纸,极大地简化了设计流程,提升了工作效率。借助于BIM技术生成的平面设计图,设计工作者可以精确地掌握建筑信息,为设计团队和其他建设参与者,如建筑商、运营机构等,搭建起协作的基石,这在提升生产效率、减少成本支出以及缩短建设周期方面起到了不可或缺的作用。工程完工之际,BIM技术还可用于对整个建设过程进行综合的分析总结,并提供详尽的施工记录,这对于确保工程顺利通过验收提供了不可或缺的参考依据。
3BIM技术在水利水电施工安全管理的应用
3.1构建工程安全评价体系
在实施水利水电工程建设项目时,确保施工安全目标是工程单位必须坚守的核心任务。在整个工程实施阶段,企业应严格贯彻“安全至上”的管理与建设准则。当工程安全管理引入BIM技术时,必须针对水利工程项目的特性,打造一套全面的安全评估体系。该体系一旦建立,便能针对施工现场的各种安全隐患进行全面的评估分析。在传统的安全评估模式中,通常依赖于专家团队的研究与对比分析,这种方法往往带有较强的主观色彩,并且构建评估体系的成本极为高昂。与之相比,基于BIM技术的安全评估体系,能够依托专业模型对安全风险的类别及严重程度进行精确的量化判断,从而大大提高了工程项目安全评估和管理的效率。
3.2构建安全管理模型
在水利工程项目施工中,安全管理需贯彻始终,成为不可或缺的管理环节。伴随着我国水利水电工程项目的不断增多,无论是国家层面还是行业内部,都对安全管理的要求日益严格。尽管参与这些项目的施工企业都在努力实施安全管理措施,但安全施工事故依旧时有耳闻。这一现象反映出我国水利水电工程项目在施工安全管理方面尚有许多不足之处,同时也有巨大的提升空间。引入BIM技术于施工安全管理领域,施工企业得以依据现场具体状况构建安全管理模型,并将安全管理的各项参数及信息整合入模型之内。借助BIM软件,能够自动完成安全分析,并依据分析结果制定出安全施工计划,从而实现事故的提前预防。
3.3施工安全管理
在水利电力工程建设的施工安全管理环节中,监理人员必须密切关注实际施工进度与预定计划的匹配程度,毕竟在制定进度计划时,已经全面考量了众多潜在的不确定因素。若施工实际进度与计划出现偏差,这往往意味着现场施工中可能遗漏了一些关键因素,这些因素有可能成为工程安全的潜在威胁。鉴于此,安全管理在施工过程中应当依托BIM技术建立的安全评估体系和模型,强化对施工各环节的安全监管。监理人员不仅要对施工的质量把关,更要对施工的安全性和进度进行监督。如果在施工过程中发现工程进度、质量与设计方案存在出入,应立刻展开原因调查,毕竟施工质量不合格或进度过快等现象都有可能触发现场安全事故。
3.4识别危险因素、划分危险区域
以某一水电工程建设项目为实例,该项目位于水资源丰富的区域,其地质条件和水资源特性使得施工现场的安全隐患较为突出。鉴于此,在水电工程建设的施工安全管理方面,施工企业必须将地理信息系统(GIS)采集的现场数据迅速且精确地整合进建筑信息模型(BIM)之中。利用BIM软件的三维操作特性,可以在多种参数之间构建联系,进而通过图像化的手段展现整个施工流程。图像化与施工模拟技术使得识别施工过程中的风险因素变得更加简单,从而可以在模型中迅速圈定潜在的危险区域,并针对这些特定区域制定出切实可行的安全管理措施。BIM系统还能够对施工区域进行合理划分,利用颜色编码的方式明确各区域的风险等级,这样一来,现场施工人员可以直观地了解各区域的危险程度,并根据BIM系统提供的危险区域划分,对施工方案进行相应的优化调整。
3.5施工安全检查
在实施水利水电工程项目的过程中,施工阶段的安全管理至关重要。必须确保各个环节的安全审核能够有序、高效地进行,这对于保障工程的整体品质极为关键,并且可以更加迅速地识别出各种潜在的问题和风险因素,从而有效地进行风险控制。为实现这一目标,依托先进技术的支持不可或缺。借助建筑信息模型(BIM)技术,例如,通过构建数字化模型来模拟必要的信息与数据,对当前工程环节进行综合检测,识别并记录已出现或可能出现的各类问题,并据此编制检查报告。进一步地,利用BIM技术将数据可视化,对检查结果进行深入分析,并据此制订具有针对性的安全管理策略。在运用BIM技术制定安全管理措施时,应着重于在工程启动前对建立的模型进行细致审查,包括设定评估指标、反复模拟以验证模型的准确性,同时针对模型揭示的问题和风险因素进行安全分析和检测。此外,BIM技术的应用还能够促进安全管理工作的提升与改进。这项技术能够整合工程项目在整个生命周期中的各种信息,并通过三维模型的形式展现,对大量数据进行模拟。因此,安全管理团队得以借助可视化且全面的信息数据,实现对施工现场的全面监控,并能针对紧急情况制定最合适的应对策略和措施,有效预防和解决各类问题和隐患,这对于促进水利水电工程信息化进程有着正面推动作用。
3.6施工安全评估指标体系构建
开展水利水电工程项目之前,依据建筑行业的BIM评价体系,可构建一套施工安全评价的指标网络。在BIM技术的实际应用过程中,针对不同施工项目,制定一套标准化的系统规范,确保数据模型与工程实际操作的紧密对接。构建这一体系时,主要利用BIM技术的自动化接口,打造出初步的设计模型,并对施工初期潜在的安全隐患进行综合预测。鉴于水利水电工程的施工复杂性,BIM安全评价模型包含大量内容,需在科学和动态原则的指导下,分层次构建。针对水利水电工程的实际特性,安全评价的指标系统涵盖了人员、机械、管理、周边环境等多个方面。人员方面涉及安全知识的普及、安全教育的实施以及员工个人素质等要素。
4BIM技术在水利水电工程施工安全管理中的应用实践
4.1施工现场安全管理中的应用
在现代水利水电工程的建设过程中,BIM技术的运用在提升施工现场安全管理水平方面发挥着至关重要的作用,其应用涵盖了施工过程的直观展现、实时监督以及动态评估等多个层面。1)例如,利用BIM技术打造的三维立体施工模型,为管理层提供了一个全方位、立体化的施工现场视角,使得各个施工步骤的实时进展和关键环节得以明确展现,便于管理层迅速掌握工程进度,及时识别可能存在的安全风险。2)通过整合多种传感器和监控设备于BIM系统中,能够对施工区域的人员活动、设备运行及材料分布进行实时监控,一旦监测到异常状况,系统会立刻启动预警机制,指导管理层采取必要的预防措施。结合虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等前沿技术,BIM技术能够打造出沉浸式的施工模拟环境,使得管理层能够在虚拟空间中预演不同的施工技术和操作步骤,从而提前识别并排除潜在的安全威胁,对施工方案进行优化,保障施工的安全和高效。此外,BIM技术与多种安全管理软件的融合,实现了数据的互通有无,对施工过程中产生的海量数据进行分析,迅速发现安全隐患,并依据风险程度自动制定安全管理策略,为现场管理人员的决策提供了智能化的辅助。以一座特大型水电站的建设为例,项目部运用BIM技术建立了一个包含整个施工现场的三维可视化模型,并通过该模型发现了一台塔吊在作业时吊臂与临时用电设施的安全距离不足,及时向现场管理人员发出了预警信号。随后,通过模拟调整塔吊的运行轨迹和优化临时设施的布局,成功避免了潜在的安全事故。
4.2施工过程安全管理中的应用
在水利水电工程建设的施工安全管理环节,BIM技术发挥了创新性的作用,为确保施工的顺利进行和安全提供了强有力的保障。在施工安全方案的评估与改进工作中,借助BIM技术对施工方案进行立体化的模拟和安全性分析,采用虚拟施工的手段对各个施工环节的安全隐患进行辨识和评价,进而完善施工技术和程序,筛选出最适宜的施工方案,从根本环节上降低安全风险。此外,BIM技术在施工方案的设计冲突检测和调整中也发挥了重要作用,有效预防了因设计失误或施工矛盾导致的安全生产事故。在施工进度和安全的监管与协调方面,通过将施工进度计划与BIM系统相结合,实现了对施工进度的实时监控,及时识别进度偏差对施工安全的影响,合理调整资源分配和施工调度,确保了施工进度与安全的同步进行。在施工质量和安全的跟踪管理方面,BIM技术对关键工序和关键部位的质量进行了实时监控和管理,通过模型信息与现场施工数据的对照分析,及时发现了质量问题和安全隐患,并采取了有效的措施加以解决和整改,确保了施工的质量和安全。以一座特大型水利枢纽工程为例,该工程采用了BIM技术对导流隧洞施工方案进行了安全性评价和优化。在BIM系统中模拟了导流隧洞的开挖过程,评估了不同开挖方案对隧洞稳定性和周边岩体位移的影响,最终确定了一种分层次开挖并及时进行支撑的施工方案,有效控制了隧洞的形变在20毫米以内,显著降低了坍塌和涌水涌泥的风险。在隧洞衬砌施工阶段,BIM技术被用于模拟和优化混凝土的浇筑过程,通过调整浇筑顺序和层厚,确保了衬砌混凝土内部温度不超过45℃,防止了温度裂缝的出现,保障了衬砌的质量和安全。
4.3施工应急安全管理中的应用
在现代水利水电工程施工的应急安全管理领域,BIM技术扮演了日益关键的角色,它为提升应急处理的科学性、效率及特定性贡献了先进的技术支持。在制定施工安全事故的应急预案时,借助BIM技术打造的三维可视化施工场景,能够模拟出火灾、爆炸、崩塌等多种紧急事故情景,对事故的影响范围和结果进行深入分析,进而优化救援路径和资源分配,形成更为科学、合理、实用的应急计划。在事故的应急处置与救援环节,结合应急预案和BIM技术,通过虚拟现实(VR)技术实施应急演练,有效提升了应急反应的迅速性和精确度。此外,BIM技术的实时动态模拟功能,为应急指挥和救援提供了直观的可视化决策支持,进一步优化了救援策略和资源分配,最大程度地降低了事故带来的损失和人员伤害。在事故调查与分析阶段,BIM技术通过对事故现场的三维重建,以及对事故场景的可视化展示和数据分析,迅速定位事故成因和责任归属,为事故调查和责任判断提供了清晰、可信的证据。同时,总结事故经验,改进安全管理措施,预防类似事故的重复发生。以一座水电站大坝施工项目为例,该项目运用BIM技术建立了大坝的三维可视化模型,并在模型中模拟了大坝崩溃、洪水泛滥等极端事故情况。通过模拟事故影响、人员疏散路径、应急物资配置等方面的情况,制定了一套更为科学、全面的应急预案,并在BIM系统中完成了多次模拟演练,使得应急响应时间缩短超过30%。在一次由于强降雨导致的坝肩部分坍塌事故中,2名工人受伤,应急指挥中心利用BIM技术对事故现场进行了实时动态模拟,迅速确定了受影响区域和风险源,合理调配救援力量和设备,在最短时间内救出受困人员,最小化了事故损失。
结论
综上所述,作为一项复杂的系统工程,水利水电建设在施工阶段会遭遇众多不利条件的干扰。假如没有实施高效的管控策略,便有可能引发各类安全事故,给公司带来重大的经济负担。利用BIM技术在安全管理领域的深度融合,打造出水利水电项目三维可视化模型,能够对施工阶段潜在的安全隐患进行细致深入的剖析,进而制定出切实可行的管理措施,以将风险影响控制在可接受的范围内,从而确保水利水电项目的安全顺利进行。
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