信息化在工程建設(shè)安全質(zhì)量管理中的應(yīng)用

盛旭曦，肖鑫濤，穆清君

(中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北 武漢 430012)

0 前 言

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，超大規(guī)模、高難度的項(xiàng)目不斷出現(xiàn)，工程施工的復(fù)雜性和不確定性給工程建設(shè)的安全質(zhì)量管理提出新的要求，依靠傳統(tǒng)人員盯查已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)下工程建設(shè)領(lǐng)域的管理需要，施工信息化管理手段應(yīng)用而生。信息化管理手段具有簡(jiǎn)化工作、節(jié)約成本、提高效率、資源優(yōu)化和安全質(zhì)量提高等優(yōu)點(diǎn)，在建筑業(yè)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

1 工程概況

襄陽(yáng)東西軸線道路工程魚梁洲隧道全長(zhǎng)5 400 m，其中樊城段敞開(kāi)段160 m，暗埋段154 m，西汊沉管段351 m，魚梁洲暗埋段3 580 m，東汊沉管段660 m，東津段暗埋段長(zhǎng)335 m，敞開(kāi)段長(zhǎng)160 m。水域隧道采用雙軸線干塢沉管法施工，陸域隧道采用明挖暗埋施工。

樊城區(qū)屬于襄陽(yáng)市老城區(qū)，地貌為漢江一級(jí)階地，場(chǎng)地較為平坦，地面標(biāo)高63.51～66.30 m，有防洪大堤，標(biāo)高約70.00 m；魚梁洲為高漫灘，洲面開(kāi)闊、平緩，地面高程一般為62.5～63.92 m；東津區(qū)為漢江二級(jí)階地，地面高程起伏較大，一般為65.30～69.64 m。

項(xiàng)目區(qū)域地質(zhì)以粉細(xì)砂層、中砂層、圓礫及卵石層為主，透水性較好，水量較豐富，與漢江水相通，漢江水位62.00～62.45 m。如圖1所示為沉管隧道橫斷面布置圖。

圖1 沉管隧道橫斷面布置圖(單位：cm)

2 項(xiàng)目難點(diǎn)

本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地下水位高，地質(zhì)透水性強(qiáng)，安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)高，施工具有如下幾個(gè)特點(diǎn)以及難點(diǎn)。

1)基坑規(guī)模大。明挖隧道長(zhǎng)4 389 m，基坑寬度為30.7～31.5 m，基坑最大深度超過(guò)27 m，超過(guò)8 m深的基坑長(zhǎng)度4 264 m，達(dá)到陸域隧道的97.2%。

2)透水風(fēng)險(xiǎn)高。項(xiàng)目區(qū)域85%范圍砂卵石地層超過(guò)百米，需要采用懸掛式止水支護(hù)結(jié)構(gòu)。

3)抗裂難度大。沉管隧道管節(jié)預(yù)制采用全斷面順澆法整體預(yù)制，沉管每延米混凝土量達(dá)到102 m3，預(yù)制經(jīng)歷四季變化，大體積混凝土易開(kāi)裂；同時(shí)相鄰節(jié)段施工縫容易產(chǎn)生收縮徐變裂縫。

4)同時(shí)開(kāi)工作業(yè)點(diǎn)多。本工程工期僅36個(gè)月，要求項(xiàng)目多點(diǎn)同時(shí)作業(yè)，項(xiàng)目同時(shí)作業(yè)點(diǎn)8個(gè)。

5)作業(yè)人員多。根據(jù)項(xiàng)目工期要求，其中東汊干塢800 m范圍內(nèi)每班約有200名工人作業(yè)。

3 安全質(zhì)量管理現(xiàn)狀

3.1 安全隱患不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)

1)現(xiàn)場(chǎng)管理人員不足，經(jīng)驗(yàn)不夠，傳統(tǒng)方式安全檢查很難做到24 h全覆蓋。

2)對(duì)操作人員的不良作業(yè)習(xí)慣，如疲勞作業(yè)、使用智能手機(jī)等不安全行為無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)特種設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況缺乏有效的監(jiān)控有段。

3)大型項(xiàng)目工藝繁雜，工序交叉多，在連續(xù)作業(yè)的狀態(tài)下，施工面逐漸增多，達(dá)不到全過(guò)程監(jiān)控。

3.2 生產(chǎn)管理不均衡

1)現(xiàn)場(chǎng)管理人員及作業(yè)人員經(jīng)驗(yàn)不足，無(wú)法充分理解方案要領(lǐng)。

2)資源配置不足，現(xiàn)場(chǎng)未嚴(yán)格按進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施，工序轉(zhuǎn)換較慢，生產(chǎn)進(jìn)度無(wú)法保證。

3)危大工程現(xiàn)場(chǎng)使用的設(shè)備往往比較急，一味增加設(shè)備，造成很多設(shè)備閑置、人員閑置，無(wú)形成本增加，造成資源浪費(fèi)。

3.3 交底流于形式，針對(duì)性不強(qiáng)

交底以專業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行交流，缺乏通俗易懂語(yǔ)言和生動(dòng)形象的展示，操作工人沒(méi)有深刻體會(huì)理解，不能高效地執(zhí)行技術(shù)方案，質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)高。

4 信息化在項(xiàng)目中的具體應(yīng)用

本項(xiàng)目線路長(zhǎng)、工期短、工程量大，依靠傳統(tǒng)的人盯方式管理，需要人員數(shù)量多、成本高、效率低，并且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)控。為了解決上述問(wèn)題，項(xiàng)目引入信息化技術(shù)，為工程建設(shè)管理提供保障[1]。

4.1 引用BIM技術(shù)，加強(qiáng)技術(shù)、質(zhì)量、安全、進(jìn)度管理

4.1.1 采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工方案及工藝模擬

利用BIM模型對(duì)專項(xiàng)施工方案或重要施工作業(yè)方案進(jìn)行模擬，輔助項(xiàng)目部對(duì)方案進(jìn)行驗(yàn)證、分析，提高方案的可行性；同時(shí)利用BIM模型的三維可視化特點(diǎn)，輔助進(jìn)行方案模擬。

利用BIM模型進(jìn)行關(guān)鍵分部分項(xiàng)的工序模擬。對(duì)關(guān)鍵復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)展開(kāi)三維分析，通過(guò)工序模擬對(duì)方案進(jìn)行論證，提升施工可操作性，利用傳統(tǒng)二維圖紙結(jié)合三維模型，借助三維虛擬漫游技術(shù)呈現(xiàn)技術(shù)方案，使施工重點(diǎn)、難點(diǎn)部位可視化，提前預(yù)見(jiàn)問(wèn)題，從而確保工程質(zhì)量[2]。

4.1.2 采用BIM技術(shù)安全管理

安全員利用BIM移動(dòng)端進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安全檢查，對(duì)照模型開(kāi)展危險(xiǎn)源檢查，發(fā)現(xiàn)安全問(wèn)題通過(guò)拍照、錄音和文字記錄等方式與模型相關(guān)聯(lián)，并上傳至BIM集成平臺(tái)，相關(guān)管理人員在BIM集成平臺(tái)上做出批示，安全員根據(jù)批示進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指揮整改，并將整改情況再次上傳至BIM集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)安全問(wèn)題的過(guò)程控制。

4.1.3 采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工進(jìn)度管控

通過(guò)BIM集成平臺(tái)，將BIM模型與施工進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，以多視口、不同專業(yè)穿插的形式進(jìn)行施工模擬，便于進(jìn)度計(jì)劃的調(diào)整與優(yōu)化。

跟蹤控制施工進(jìn)度，將實(shí)際進(jìn)度、工況及現(xiàn)場(chǎng)照片錄入BIM集成平臺(tái)，將實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度展開(kāi)綜合對(duì)比，為現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度管理提供預(yù)警提示。

4.2 智能化建造資源配置系統(tǒng)

4.2.1 鋼筋加工生產(chǎn)管理系統(tǒng)

項(xiàng)目鋼筋加工采用全自動(dòng)鋼筋加工生產(chǎn)線，充分發(fā)揮精度高、工效高和勞動(dòng)強(qiáng)度低的優(yōu)勢(shì)[3]。

1)采用先進(jìn)設(shè)備加工，鋼筋加工尺寸偏差小，整齊劃一。

2)鋼筋加工精度高，保障綁扎精度，提高施工質(zhì)量；而且加工標(biāo)準(zhǔn)化，有利于施工方法和工藝的發(fā)展和提高。

3)采用智能化控制系統(tǒng)，降低人為操作失誤的概率，降低損耗。

4)綜合優(yōu)化配料加工，提高鋼筋的利用率，降低損耗率。

5)工人個(gè)體生產(chǎn)效率平均提高5～8倍，降低了人工費(fèi)用。

6)自動(dòng)化物流傳輸系統(tǒng)降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高物流效率。

4.2.2 混凝土生產(chǎn)管理系統(tǒng)

1)信息化出、入庫(kù)管理，實(shí)時(shí)掌握原材料的庫(kù)存數(shù)據(jù)。

2)多渠道監(jiān)控，封堵原材料入庫(kù)漏洞。

3)實(shí)現(xiàn)原料消耗數(shù)據(jù)與工控機(jī)數(shù)據(jù)同步上傳。

4)無(wú)縫對(duì)接生產(chǎn)控制系統(tǒng)，生產(chǎn)效率大大提高。

5)GPS系統(tǒng)輔助生產(chǎn)運(yùn)行，車輛調(diào)度更加合理。

6)引入制冰系統(tǒng)、自動(dòng)化噴霧養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)及溫控系統(tǒng)，有效抑制混凝土開(kāi)裂。

4.3 深基坑穩(wěn)定性及井群降水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

降水井水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和基坑穩(wěn)定性監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)放數(shù)據(jù)接口，實(shí)時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)處理中心；管理者通過(guò)管理系統(tǒng)直接查詢、調(diào)用現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從而實(shí)時(shí)掌握監(jiān)測(cè)情況。

4.4 安全環(huán)境信息化

4.4.1 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控

為加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)管理，保證施工材料及設(shè)備的財(cái)產(chǎn)安全，利用攝像頭對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，監(jiān)控中心以調(diào)用視頻實(shí)時(shí)圖像、存儲(chǔ)視頻回放、暫停抓拍、錄像下載、根據(jù)攝像頭按照時(shí)間進(jìn)行檢索查詢等功能。

4.4.2 人員通道及勞務(wù)實(shí)名制系統(tǒng)

在項(xiàng)目各封閉的出入口安裝身份識(shí)別卡、人員定位和面部識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)在施工人員佩戴帶有RFID電子標(biāo)簽的安全帽或者RFID電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)人員身份識(shí)別與進(jìn)出的嚴(yán)格管理。配合現(xiàn)場(chǎng)LED顯示屏，實(shí)時(shí)更新現(xiàn)場(chǎng)人員信息。

4.4.3 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)

通過(guò)安裝在工地中的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域?qū)嵭腥旌驅(qū)崟r(shí)高清視頻監(jiān)控，有效制止工地的違章作業(yè)，對(duì)工地實(shí)施循環(huán)滾動(dòng)巡查和重點(diǎn)檢查。在視頻監(jiān)控基礎(chǔ)上接入智能噴淋降塵設(shè)備，真正地實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)功能。

在施工現(xiàn)場(chǎng)建立PM2.5、PM10監(jiān)測(cè)點(diǎn)，相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)與集成平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)文明施工。安裝工自動(dòng)啟用報(bào)警裝置，警示現(xiàn)場(chǎng)施工，保護(hù)施工環(huán)境，減少施工污染。

5 結(jié)束語(yǔ)

信息化施工是現(xiàn)代信息技術(shù)與施工技術(shù)和管理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，對(duì)實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)項(xiàng)目的目標(biāo)具有重要的作用。施工現(xiàn)場(chǎng)引用信息化管理，將復(fù)雜的信息如安全規(guī)章、生產(chǎn)要求等具體化和形象化，從而實(shí)現(xiàn)各崗位人員的規(guī)范操作，有利于提高工作效率。采用信息化施工技術(shù)從表面上看雖然使工程成本有所增加，但優(yōu)化了設(shè)計(jì)和施工，保證了施工質(zhì)量和安全，避免發(fā)生事故造成更大損失，從而保證工程項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

[ID:009462]