为进一步缓解越来越大的交通压力提高公民出行的便捷度我国近几年开始大范围的加强地铁建设以此来带动经济发展并改善交通现状。但是因为目前地铁安全管理的不成熟二十世纪以来十年间我国已经发生百余起地铁施工安全事故这也是因为没有协调好地铁施工的时间、地点以及内容而造成的。根据事故发生的统计因为地铁施工空间限制而产生的安全事故不在少数因此这个问题也是我们需要解决的最大问题。

随着互联网＋的提出利用现代化手段解决疑难问题已经成为第一选择在地铁施工方面利用BIM技术建立建筑信息模型通过透视化技术让地铁的建设科学化、标准化就成为地铁施工中最为现代化的安全管理模式。

BIM技术又称建筑信息模型是Building Information Modeling的简称它是指通过提前收集与建筑工程项目有关的所有信息数据并以此为基础建立建筑模型进而通过数字信息和三维图示来演示和仿真建筑物或建筑过程中所具有的真实信息。BIM技术不仅具有可视性和模拟性也具有可出图性的特点目前BIM技术应用于各种建筑施工过程。基于BIM技术针对地铁施工过程中存在的安全问题重点可以研究以下几个方面的应用。

一、对地铁施工空间的管理

在地铁施工的过程中包括空间的移动、材料的制作以及材料的存储等多个环节施工空间一般包括可使用空间、施工过程空间和施工产品空间三种。然而在施工后期可用空间会慢慢变少相应就减少了施工路径限制了材料处理工作施工往往难以进行。

利用BIM技术可以在施工之前就提前预测施工过程中的所占空间进而最大可能的避免空间拥挤而造成的施工不便从而提高效率降低安全事故的出现率。利用BIM技术建立模型可以在施工之前对需求、位置和时间进行一定程度的认知避免共享空间的出现从而对施工过程中空间的安排有合理的打算。

二、管理地铁施工空间的关键技术

现代建筑施工中大多数都采用网络计划来安排施工空间通过网络分析来确定起重机的位置、临时区域的分配等工作但是目前的网络技术不能够最直观的反映时间规划和空间规划跟不上现实的需求。

BIM技术的出现就解决了这一问题可以通过建立动态的施工时空模型直观反映施工空间状态。BIM技术的应用主要分为两种方式:一种是将其应用于4D的施工管理中不但有效解决全过程的时变问题也可以建立根据进度变化而产生的三维可视化和计算模型为时变理论提供最佳方式另一种是将其应用于设计细部或者应用于设计的检讨和建设进度检查、设施管理资料以及防灾检查等方面随后用3D方式进行设计的检查减少2D产生的失误。这种方式具体而言一般是应用于以下五个方面即地铁施工图生成、图纸的管理、设计的优化、施工的检查以及施工管理的优化。除此之外利用BIM技术还可以通过提高设计图纸精确度来避免突发事故的出现。

三、利用BIM技术对施工空间进行安全管理

利用BIM技术设计地铁空间的安全应用一般包括三步:

第一步是结合应用目标和设计图纸利用BIM技术建立三维空间的BIM模型

第二步是利用BIM技术链接进度计划进而开始模拟施工;

第三步是检查空间冲突并根据结果对危险区域划分不同的等级。

简而言之BIM技术就是先建立三维图纸再根据图纸设计建立立体模型。 BIM模型具有重要意义也是地铁施工中的关键环节，BIM模型包括四个组成部分即结构模型、机械模型、建筑模型和管道模型。BIM模型是根据应用目标的不同而具备不同的表达属性和特征的施工模型则是在BIM主体模型的基础上所建立的用于检测空间碰撞情况的模型举个例子就像挖掘机或者运土车它们的机械翅膀只是旋转于一定的半径之内单单用实体外形3D模型难以反映其工作的完整状态。

BIM模型具备信息的完整性特点通过应用目的的输入可以对信息表达的边界和周详度加以确定进而避免信息混杂或者缺失。BIM模型具备信息的统一性是应为它所需求的软件是相互串联的即便BIM模型变换于不同的软件但所采用的建模工具和信息标准是相同的因此相同的信息就不需要重复输入。

四、对于地铁施工空间中冲突的检查

地铁建设的过程中空间是有一定限制的因此在整个施工过程中难免出现设备的摩擦或者其他空间冲突现象这也会导致施工进度的减缓和施工效率的地下等问题甚至有可能引发重大安全事故。举例而言几乎每一道工序都需要足够充足的空间才能顺利运行例如施工人员的活动半径和机械臂长的旋转半径之间如果产生摩擦或者冲突不但不利于施工效率更有可能造成人员或者财产的损失后果不堪设想。

BIM技术的运用就可以避免这一损失的出现。通过BIM技术在施工之前就进行动态施工模拟从而发现施工过程中可能出现或者存在的问题并通过比对和研究寻求可以协调机械行进路线和人员活动范围的最佳运行轨迹真正从源头上减少人员和财产损失提高施工的安全系数。

BIM技术的运用可以在检测空间冲突之前对大部分的构件和工序加以描述并利用边界法对BIM实体外形进行描述但并不是所有的实体都可以通过外形来描述或预测其所占空间例如部分机械运输作业的行为就主要依靠模拟机械活动状态下的旋转和前进方式来预估可能发生的所有碰撞的可能性。

地铁的大范围建设和运用是我国经济发展和交通发展的必然产物但是与地上交通相比地铁的施工具备很大的困难和限制不仅对施工人员的要求很高对施工过程中每个环节的要求也非常具体同时地铁施工是地下施工施工空间非常有限加之器具、建筑材料的摆放和工作人员的集聚施工过程中空间运用更加有限存在极大的安全隐患。而利用BIM技术通过建立BIM空间模型对施工空间进行严格管理和动态模拟可以最大程度的利用施工空间避免不必要的事故和损失。