基於CIVIL3D對疏浚工程量的管理研究

作者：未知
摘要：本文採用CIVIL3D建立了部分葉榭塘地形模型與疏浚模型，計算了航道的疏浚工程量。所得數據與傳統軟體相比相差較小，驗證了模型的正確性。基於模型結合相關二次開發，批量得到疏浚斷面圖以及其相應的斷面信息，為把控整個施工流程中的工程量提供了有力的依據，提高了管理水平和管理效率，為相關疏浚工程量的全生命周期的管理與監督提供了新的思路與方法。
　　關鍵詞：基於CIVIL3D；模型建立；疏浚工程量；施工管理
　　中圖分類號：U616 文獻標識碼：A 文章編號：1006―7973（2018）7-0048-02
　　AutoCAD CIVIL3D是Autodesk公司推出的一款用於土木工程行業的BIM軟體。BIM是建築信息模型――Building Information Modeling 的簡稱。BIM技術的實施解決了工程信息在規劃、設計、施工、運營全生命期各階段的有效利用與管理。在設計階段，BIM模型與傳統三維設計模型相比具有可視化、協同性、參數化、模擬性和可出圖性等幾大優勢。
　　早期，余劍在土方的計算中採用了CIVIL3D 。之後蘭寶剛、嚴傑在水利工程的設計中也採用了CIVIL3D 。葉雪雷、鄭斌則在航道設計及其土方量的計算中採用了CIVIL3D 。趙立鵬也在之後的項目中採用CIVIL3D進行航道疏浚模型，工程量計算和施工質量控制等。但未涉及利用BIM軟體進行疏浚工程整個流程的管理與把控。
　　因此，本文採用CIVIL3D建立航道的地形與疏浚模型，同時基於CIVIL3D進行二次開發，批量得到疏浚斷面圖以及其相應的斷面信息，為把控整個施工流程中的工程量提供了有力的依據，提高了管理水平和管理效率。
　　1建模思路和建模流程
　　1.1傳統與CIVIL3D的建模思路
　　1.1.1傳統建模思路
　　（1）導入實測水深點生成泥面線。
　　（2）導入中心線，航道地邊線，斷面線，建立疏浚斷面。
　　（3）與泥面線相交生成斷面疏浚量，通過累加得到生產疏浚總量。
　　1.1.2斷面法原理
　　根據疏浚與吹填工程設計規範（JTS181-5-2012）第7.4.3.4條，可以計算斷面工程量。
　　式中：V：挖槽斷面工程量（m3）。
　　：分別為各計算斷面上的疏浚面積（m3）。
　　：分別為各計算斷面間的艱巨（m）。
　　1.1.3CIVIL3D 斷面法的建模思路
　　（1）導入傳統的勘測數據（如點、等深線、特徵線等）生成地形曲面。
　　（2）導入航道中心線和底邊線，將航道中心線和底邊線轉化成路線。
　　（3）設定裝配模型（即設計疏浚模型），並按路線進行裝配。
　　（4）與地形曲面相交生成斷面工程量，再通過累加得到總的工程量。
　　從建模思路上來分析，都是採用斷面法，通過特定斷面上的量來代表與它相鄰某斷面內的疏浚量。CIVIL3D則可以通過實測的水深點建立了相應的地形曲面，曲面是採用Delauney三角剖分法，因此相對精確。
　　1.2模型建立
　　根據中交上海航道勘察設計研究院有限公司測量得到相應水深點，通過CIVIL3D軟體建立了部分葉榭塘的三維原始地形曲面如圖1，根據設計要求疏浚工程模型低標高為-1.5m，坡比為1：2.5。Civil 3D三維可視化工具表現一流，設計模式實現所見即所得，設計要素動態關聯更新，有助於項目性能優化。
　　通過表1可以看出與傳統方法所得的葉榭塘的疏浚工程量相比CIVIL3D的方法所算相差在5%左右，符合工程要求。
　　2基於CIVIL3D的疏浚工程量的施工管理
　　基於CIVIL3D所得的疏浚斷面裝配模型，可以直觀的檢驗疏浚斷面的合理性，從而在設計初期就對疏浚工程量進行相應的監督與把控。同時基於CIVIL3D進行二次開發不僅能得到疏浚工程量，還能對疏浚施工整個過程中的工程量進行管理與監督。通過二次開發可以在批量得到疏浚斷面圖的同時得到斷面上工程量與超挖量，如下圖4，圖5所示。
　　從圖4可以看出某個斷面上的疏浚工程量和超挖量都用不同的色塊進行填充，同時在對應的表格中即圖5中，能反映出這個斷面的斷面面積，凈量、超挖量等，當在施工過程中時，可以通過每個斷面的工程量對施工過程進行管理與監督，更好的控制工程量。
　　同時通過CIVIL3D建立的三維模型可以對地形與疏浚斷面有直觀的認識，可以較快分析不同樁號間或者航道漸變區域的開挖量，對施工進度較慢的區域進行合理的調整，有利與施工周期的把控。當發現問題時也可及時與設計、施工、監理方進行協商解決，快速且直觀地管理疏浚工程量的整個過程。同時也為施工提供了技術保證以及施工校核的依據。
　　此外，基於BIM模型可以對疏浚工程中的中心線、底邊線、底寬、底標高、邊坡比、超深超寬等重要參數進行校核，對這些參數進行快速的管理與把控。主要是校驗地形數據與設計斷面交點的連線，與邊緣安全控制線進行對比是否滿足要求，不滿足要求的分段需對重要參數做局部修正，從而得到最終參數。
　　3結論
　　本文採用CIVIL3D軟體把BIM技術應用於正向設計當中，建立了葉榭塘某段地形和疏浚三維模型，採用斷面法得到了相應的總的工程量，並與以往傳統軟體所得數據進行?Ρ確治觶?發現相比於採用傳統軟體所得工程量，採用CIVIL3D所得工程量相差則在5%左右，符合工程實際。
　　基於CIVIL3D進行二次開發可以批量疏浚斷面圖，可以得到每個斷面上的斷面面積，凈量、超挖量等。基於這些數據，可以使得管理單位很好的管理和把控整個疏浚過程中的工程量，基於BIM模型能快速的對疏浚工程相關參數，比如中心線、底邊線、底寬、底標高、邊坡比、超深超寬進行校核，提高了管理方的管理的水平和管理效率。
　　參考文獻：
　　[1] 余劍.Civil 3D在土方量計算中的應用[J].城市勘測，2009（4）：128-130.
　　[2] 蘭立偉，嚴傑.AutoCAD Civil 3D在水利工程設計中的應用[J].中國水運（下半月），2009（12）：120-121.
　　[3] 葉雪雷，鄭斌.應用Civil3D進行航道設計及土方計算[J].中國水運，2016（16）：247-248.
　　[4] 趙立鵬.Civil3d軟體在疏浚工程中的應用[J].珠江水運，2017（8）：91-92.