在地铁隧道施工中，安全工作无疑是重中之重。施工中发生安全事故，不仅会影响工程进度，而且可能会造成严重的人员伤亡。为了更好的保证地铁隧道施工的安全，就需要利用BIM技术实现隧道安全的预警，通过对地铁隧道工程模拟，可以实现对整个施工空间的精确管理，能够及时发现存在的安全隐患，采取准确的处置措施，大大减少发生事故的概率，提升隧道施工的安全性。

施工空间的管理

在地铁隧道施工的过程中，施工空间的管理至关重要。在施工过程中，如果施工空间不能得到有效的分配，不仅会影响到施工的效率，造成施工现场的混乱，还会引发严重的安全隐患。因此就需要地铁施工企业对施工空间进行详尽的安排。利用BIM技术进行施工空间的管理，可以帮助施工企业更为精确的进行施工空间的分配和施工时间的管理，避免出现施工现场的混乱。首先，需要利用BIM技术建立相关的模型，BIM模型不同于一般的2D或者3D模型，而是在模型中赋予了大量的工程属性，这就需要施工企业更具工程图纸的需求，建立隧道的主体模型和施工模型。主体模型包含隧道的地质结构模型，机械模型，建筑结构模型。施工模型则包括，机械运动轨迹的整体模型，以及机械施工时的空间模型。在进行模型建立时，要尽可能的保证相关数据的完整性，统一性，精确性以及相关性。在建立隧道主体模型和施工模型的基础之上，还要将施工的进度融合进来，才能够对施工过程进行精确的模拟。在整个模型中包含了构件的几何属性，空间占用数据以及时间属性。这样就可以对整个施工进行模拟，从而实现对施工空间的预测。在隧道施工中，空间冲突是影响施工效率的重要因素。必须保证每一个施工工序都拥有足够的空间，因此就需要利用BIM技术在施工前在施工开始前，对施工方案进行准确的模拟，从中找到存在的问题，从而对施工空间进行合理的预测和安排，优化机械运行路线以及人员施工范围，避免施工空间的冲突，造成施工现场的无序，增加发生安全事故的概率,还能够大大提升施工空间的利用效率。除了进行空间冲突分析，还要对时间冲突进行分析，这就需要相关人员利用BIM技术对空间冲突和分类空间冲突进行精准的判断，并对这些冲突所产生的结果进行预估。在进行施工空间管理的过程中，可以将其分为三类，第一类是可使用空间，顾名思义就是尚未被占用的空间；第二类是施工占用空间，就是施工中正在占用的空间；第三类就是物品占用空间，这里主要指机械设备、材料所占用的空间。

通过利用BIM技术，可以更好的实现对施工空间的安全管理。首先，就要借助隧道的三维模型以及相关的数据，建立隧道内部空间的三维模型。其次，就是要将施工进度信息与隧道空间的三维模型进行结合，从而更好地模拟整个施工过程。最后检测施工空间冲突，通过分析和计算可以对施工空间进行分级，按出现空间冲突的概率大小，对整个空间进行划分，这样可以更好地实现对施工空间的管理。在BIM的隧道的三维空间模型当中，为了更好的检测空间冲突，就需要在原有模型的基础上加入更多的信息，这些信息包括机械设备的运动轨迹和运动半径等等，这样可以使整个模型更加科学和完整，从而使分析结果更加准确。在整个模拟和分析的过程中，必须保证数据的准确性和完整性，否则就不能保证数据的准确度。

隧道结构安全预测

在隧道建设过程中，隧道周围的地质情况会对施工产生非常大的影响，因此就需要对周边的地质数据进行详细的分析，这其中包括，工程影响范围内的建筑物沉降倾斜数据，隧道的结构变形数据，隧道围岩的监测数据以及沉降数据等等。将这些数据与BIM结构数据模型进行有效的结合，通过相关的技术建立监测曲线，然后对监测曲线进行特定数值的设置。通过BIM软件可以清晰的观测到数据的变化情况。通过BIM软件对隧道结构与周围岩土结构的计算结果进行科学的对比，可以更好地实现对隧道模型和岩土体模型的验证。如果在监测的过程中，发现监测点的最大数值已经超过隧道结构稳定性，地面沉降所设定的预警值上限，系统就会启动预警机制，发出警告，提醒相关工作人员。通过模型的计算和分析，最后将计算结果与监测数据进行比对，从而验证数据模型的合理性和科学性，从而更好地保证隧道结构本身的安全性。

来源：《新型工业化》第11卷第2期2021年2月

作者：韩岩青 马建雷 周扬

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