摘要：BIM技术所具备的可视化、协调性让它在建筑行业得到了良好的应用，其主要是通过构建三维数字模型对建筑工程项目的设计、施工等环节进行管控，能够有效加强设计质量与施工效率。本文对BIM技术在工程中施工规划与安全管理的应用与具体效果作简要探讨，以供参考。
关键词：BIM技术；工程；施工规划；安全管理
引言
随着我国现代科学技术的迅猛发展，各种新型技术不断涌出，然而这些新技术的应用成效有好有坏。BIM技术也是新型技术的一种，其所具备的科学性、高效性以及先进性，对建筑工程项目整体施工流程至关重要。BIM技术不仅能够提升建筑工程管控质量与效率，并且也为建筑项目的安全施工、安全管理奠定了坚实基础。由云南监协工程咨询有限公司负责项目咨询的云南烟叶复烤有限责任公司保山复烤厂易地技术改造项目（项目建设规模 90400平方米 总投资45495.4万元）；本人在项目设计阶段咨询及实施阶段充分应用BIM，取得了较好的社会和经济效益。
1.BIM建模技术在施工场地规划中的应用
建筑工程中所涉及到的施工技术较为繁多，且高空交叉作业也比较多，如何在限定的施工场地内确保施工流程的安全性，那么应当对其进行合理部署与规划。BIM技术可以根据施工设计方案与图纸对工地环境进行模拟与规划，其主要内容有工地主体工程位置、交通路线图、材料仓库、加工棚、机器设备存储区域等。通过BIM技术所构建的三维数字模型，并与施工设计需求进行有机结合，对工地环境进行科学划分，为施工时机器设备的正常运转、材料输送以及施工人员的安全提供有力保障。而一些规模较大的建筑工程在实际施工环节通常会应用到大批施工器械与运输车辆，若是未曾对其进行合理规划，那么极易出现安全事故。比如塔吊，该机器是建筑项目施工环节不可或缺的机械设备，在应用塔吊施工过程中，普遍发生的事故就是碰撞和起吊[1]。基于此，一定要对施工现场进行科学规划，塔吊所占据区域一定要安全、合适。如下图1，就是利用BIM建模技术对施工现场环境的模拟景象。
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图1 施工现场模拟图
在该图中，分别对施工材料放置地区、建筑主体以及两台塔吊机器进行了三维模拟，而塔吊所处位置是依据其运行轨迹进行模拟来确定的，很好的避免了两台塔吊在施工过程中会出现碰撞或冲突。由BIM技术所构建的三维数字模型，将施工现场的部署变得更加直观，也为工程管理工作人员对工地信息的深入了解提供了便利性。还可以以此对施工场地进行科学合理划分，能够有效防止由于施工环节中机器作业出现碰撞或者是材料存放位置不正确导致基坑边坡超出承载能力而引起坍塌等现象。而且根据该三维立体模拟图，再与实际施工进度相结合，就能够对施工现场分布展开动态的规划，比如：车辆、机器设备的行驶路线、施工人员的活动范围等，能够最大程度降低施工环节中一系列伤害、塌方等安全事故的发生几率。倘若施工环节有较为严重的安全隐患，该三维数字模型还可以对其划分安全区域，并反映出危险地区的源头，之后将该危险源予以合理控制。除此之外，BIM技术还可以构建可视化的三维模型，与施工现象工人进行实时交流互动，共同为安全施工、安全生产努力。
2.BIM4D虚拟施工技术
虚拟施工流程通过3D模型再结合项目进度计划，之后对其予以4D施工模拟，及早察觉实际施工环节中大概率会出现的问题，并根据此，对施工设计方案进行优化、改善，同时还能识别危险区域，并对危险区域进行级别区分，能够有效预防安全事故。如图2所示：
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图2 4D虚拟施工安全管理流程
在虚拟施工流程之前应当制作科学合理的施工组织设计与准确的施工进展计划。前者具备较强的组织性与规划性，对建筑工程有很大影响，是工程建设中关键的技术根据与经济目标，能够对整体施工流程进行相关指导。后者是通过建筑工程的工期与工作人员、机器设备、施工材料等众多方面对施工流程予以科学有效的梳理，对其秩序、时间进行合理安排[2]。之后再通过BIM建模技术构建虚拟施工模型与几何模型，通过此对施工方案予以模拟，具体如图3所示：
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图3 4D虚拟施工方案优化流程
3.利用BIM技术对碰撞冲突进行检测
建筑工程的实施过程极为复杂，且其过程是动态的，有很多立体交叉高空操作，若是设计方案不规范、不合理，那么在实际施工过程中极易产生时间与空间的冲突，从而使得部品、设备产生冲突。如图4所示：
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图4 碰撞检测流程
为了有效减少建设过程中冲突与碰撞的情况出现，一定要对其施工现场环境、空间以及区域进行合理规划，并对建筑工程中管理体系进行完善健全。
3.1设备管线冲突与碰撞检测
随着现代经济的迅速发展，建筑工程的规模也越来越大，而其中机器设备较多，且管线也很多，对其进行布置和安排时，存在一定困难度，而且经常出现管线之间的碰撞或者是管线与设备的碰撞，还有管线与结构部品的碰撞，这些问题都为施工产生很大的恶劣影响。而通过BIM技术对管线路径进行三维设计规划，能够将这些问题进行妥善解决。BIM模型能够对建筑工程整体做“预演”，在构建模型时还能够对建筑项目予以全方位的三维校审，从而及时分析设备管线与构件之间所存在的冲突。并且建设工程的信息也可以通过BIM技术对其进行统一管理，并检测设备管线与其他构件所产生的碰撞。在对其冲突进行检测时，需要反复多次的进行，直至得到最为合理的管线综合部署方案，从而指导后续安全施工与安装设备环节。如图5所示：
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图5 管线与结构部品碰撞示意图
3.2机械碰撞与冲突检测
一般规模偏大的建筑项目在施工环节中都会应用到大量的机器设备，而这些机器设备在运行时需要有充足的空间与面积，这样操作人员也会更加便捷的去施工。这有助于防止机器与机器之间或者是机器与建筑物之间产生冲突碰撞。否则极易出现重大安全事故，并为建设企业造成较大的经济损失。因此对机器展开动态模拟，并对其机械行驶路线与施工人员的活动区域进行优化，可有效减少安全事故的发生。
通常情况下可根据机器设备的几何特性与运行特征构建其三维模型，并构建动态模型，使其对机器在作业时的运行轨迹进行全方位模拟。以塔吊为例，对其前进、旋转时的形态予以动态模拟，同时充分考虑塔吊在施工过程中能够旋转构件的回转半径。此外还需要认真检查临近构件的冲突隐患[3]。
塔吊的体积偏大，且运行轨迹较多，在操作时极易产生冲突，出现安全事故，因此一定要加强对塔吊位置和运行轨迹的管控。下图为某建筑工程中两台塔吊的位置。
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图6 塔吊之间的碰撞检测
在对这两台塔吊展开碰撞模拟探析时，得出它们在正常施工中极易出现碰撞的结论。将这次模拟的结论为基本依据对施工单位提议，要加强对塔吊活动区域的管控力度，并结合实际施工需求，对此实施分阶段的施工方式，以最大限度避免两台塔吊出现碰撞冲突从而产生安全事故。
城市中高层建筑物越来越多，如果塔吊无法跟随施工进度对其高度进行合理调节，那么极易在塔臂进行旋转时，与建筑结构产生碰撞，从而引发安全事故。基于此，相关工作人员可对塔吊的运行轨迹或半径予以碰撞检测，以此确定塔吊爬升的具体进度。如下图所示：
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图7 塔吊与建筑结构之间的碰撞检测
结束语
BIM技术通过对施工现场环境危险区域予以规划，并对建设场地的部署进行优化，还构建了三维数字模型对施工流程进行模拟，不仅使得建筑项目综合质量得到了显著提高，而且推动了建筑行业的健康稳定发展。
参考文献
[1]姜俊,姜国青,何以农.基于BIM技术的工程施工规划和安全管理[J].江西建材,2020(04):46+48.
[2]杨宏伟.建筑工程施工安全管理中BIM技术的应用研究[J].工程技术研究,2020,5(08):42-43.
[3]秦丽芳. BIM技术在水电工程施工安全管理中的研究[D].华中科技大学,2013.