基于CIVIL3D對(duì)疏浚工程量的管理研究

周琦

摘 要：本文采用CIVIL3D建立了部分葉榭塘地形模型與疏浚模型，計(jì)算了航道的疏浚工程量。所得數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)軟件相比相差較小，驗(yàn)證了模型的正確性?；谀Ｐ徒Y(jié)合相關(guān)二次開(kāi)發(fā)，批量得到疏浚斷面圖以及其相應(yīng)的斷面信息，為把控整個(gè)施工流程中的工程量提供了有力的依據(jù)，提高了管理水平和管理效率，為相關(guān)疏浚工程量的全生命周期的管理與監(jiān)督提供了新的思路與方法。

關(guān)鍵詞：基于CIVIL3D；模型建立；疏浚工程量；施工管理

中圖分類號(hào)：U616 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2018）7-0048-02

AutoCAD CIVIL3D是Autodesk公司推出的一款用于土木工程行業(yè)的BIM軟件。BIM是建筑信息模型——Building Information Modeling 的簡(jiǎn)稱。BIM技術(shù)的實(shí)施解決了工程信息在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)全生命期各階段的有效利用與管理。在設(shè)計(jì)階段，BIM模型與傳統(tǒng)三維設(shè)計(jì)模型相比具有可視化、協(xié)同性、參數(shù)化、模擬性和可出圖性等幾大優(yōu)勢(shì)。

早期，余劍在土方的計(jì)算中采用了CIVIL3D 。之后蘭寶剛、嚴(yán)杰在水利工程的設(shè)計(jì)中也采用了CIVIL3D 。葉雪雷、鄭斌則在航道設(shè)計(jì)及其土方量的計(jì)算中采用了CIVIL3D 。趙立鵬也在之后的項(xiàng)目中采用CIVIL3D進(jìn)行航道疏浚模型，工程量計(jì)算和施工質(zhì)量控制等。但未涉及利用BIM軟件進(jìn)行疏浚工程整個(gè)流程的管理與把控。

因此，本文采用CIVIL3D建立航道的地形與疏浚模型，同時(shí)基于CIVIL3D進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，批量得到疏浚斷面圖以及其相應(yīng)的斷面信息，為把控整個(gè)施工流程中的工程量提供了有力的依據(jù)，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(tǒng)與CIVIL3D的建模思路

1.1.1傳統(tǒng)建模思路

（1）導(dǎo)入實(shí)測(cè)水深點(diǎn)生成泥面線。

（2）導(dǎo)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(guò)累加得到生產(chǎn)疏浚總量。

1.1.2斷面法原理

根據(jù)疏浚與吹填工程設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTS181-5-2012）第7.4.3.4條，可以計(jì)算斷面工程量。

式中：V：挖槽斷面工程量（m3）。

：分別為各計(jì)算斷面上的疏浚面積（m3）。

：分別為各計(jì)算斷面間的艱巨（m）。

1.1.3CIVIL3D 斷面法的建模思路

（1）導(dǎo)入傳統(tǒng)的勘測(cè)數(shù)據(jù)（如點(diǎn)、等深線、特征線等）生成地形曲面。

（2）導(dǎo)入航道中心線和底邊線，將航道中心線和底邊線轉(zhuǎn)化成路線。

（3）設(shè)定裝配模型（即設(shè)計(jì)疏浚模型），并按路線進(jìn)行裝配。

（4）與地形曲面相交生成斷面工程量，再通過(guò)累加得到總的工程量。

從建模思路上來(lái)分析，都是采用斷面法，通過(guò)特定斷面上的量來(lái)代表與它相鄰某斷面內(nèi)的疏浚量。CIVIL3D則可以通過(guò)實(shí)測(cè)的水深點(diǎn)建立了相應(yīng)的地形曲面，曲面是采用Delauney三角剖分法，因此相對(duì)精確。

1.2模型建立

根據(jù)中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司測(cè)量得到相應(yīng)水深點(diǎn)，通過(guò)CIVIL3D軟件建立了部分葉榭塘的三維原始地形曲面如圖1，根據(jù)設(shè)計(jì)要求疏浚工程模型低標(biāo)高為-1.5m，坡比為1：2.5。Civil 3D三維可視化工具表現(xiàn)一流，設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)所見(jiàn)即所得，設(shè)計(jì)要素動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)更新，有助于項(xiàng)目性能優(yōu)化。

通過(guò)表1可以看出與傳統(tǒng)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基于CIVIL3D的疏浚工程量的施工管理

基于CIVIL3D所得的疏浚斷面裝配模型，可以直觀的檢驗(yàn)疏浚斷面的合理性，從而在設(shè)計(jì)初期就對(duì)疏浚工程量進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)督與把控。同時(shí)基于CIVIL3D進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)不僅能得到疏浚工程量，還能對(duì)疏浚施工整個(gè)過(guò)程中的工程量進(jìn)行管理與監(jiān)督。通過(guò)二次開(kāi)發(fā)可以在批量得到疏浚斷面圖的同時(shí)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(gè)斷面上的疏浚工程量和超挖量都用不同的色塊進(jìn)行填充，同時(shí)在對(duì)應(yīng)的表格中即圖5中，能反映出這個(gè)斷面的斷面面積，凈量、超挖量等，當(dāng)在施工過(guò)程中時(shí)，可以通過(guò)每個(gè)斷面的工程量對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行管理與監(jiān)督，更好的控制工程量。

同時(shí)通過(guò)CIVIL3D建立的三維模型可以對(duì)地形與疏浚斷面有直觀的認(rèn)識(shí)，可以較快分析不同樁號(hào)間或者航道漸變區(qū)域的開(kāi)挖量，對(duì)施工進(jìn)度較慢的區(qū)域進(jìn)行合理的調(diào)整，有利與施工周期的把控。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也可及時(shí)與設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理方進(jìn)行協(xié)商解決，快速且直觀地管理疏浚工程量的整個(gè)過(guò)程。同時(shí)也為施工提供了技術(shù)保證以及施工校核的依據(jù)。

此外，基于BIM模型可以對(duì)疏浚工程中的中心線、底邊線、底寬、底標(biāo)高、邊坡比、超深超寬等重要參數(shù)進(jìn)行校核，對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行快速的管理與把控。主要是校驗(yàn)地形數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)斷面交點(diǎn)的連線，與邊緣安全控制線進(jìn)行對(duì)比是否滿足要求，不滿足要求的分段需對(duì)重要參數(shù)做局部修正，從而得到最終參數(shù)。

3結(jié)論

本文采用CIVIL3D軟件把BIM技術(shù)應(yīng)用于正向設(shè)計(jì)當(dāng)中，建立了葉榭塘某段地形和疏浚三維模型，采用斷面法得到了相應(yīng)的總的工程量，并與以往傳統(tǒng)軟件所得數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)相比于采用傳統(tǒng)軟件所得工程量，采用CIVIL3D所得工程量相差則在5%左右，符合工程實(shí)際。

基于CIVIL3D進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)可以批量疏浚斷面圖，可以得到每個(gè)斷面上的斷面面積，凈量、超挖量等?；谶@些數(shù)據(jù)，可以使得管理單位很好的管理和把控整個(gè)疏浚過(guò)程中的工程量，基于BIM模型能快速的對(duì)疏浚工程相關(guān)參數(shù)，比如中心線、底邊線、底寬、底標(biāo)高、邊坡比、超深超寬進(jìn)行校核，提高了管理方的管理的水平和管理效率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 余劍.Civil 3D在土方量計(jì)算中的應(yīng)用[J].城市勘測(cè)，2009（4）：128-130.

[2] 蘭立偉，嚴(yán)杰.AutoCAD Civil 3D在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2009（12）：120-121.

[3] 葉雪雷，鄭斌.應(yīng)用Civil3D進(jìn)行航道設(shè)計(jì)及土方計(jì)算[J].中國(guó)水運(yùn)，2016（16）：247-248.

[4] 趙立鵬.Civil3d軟件在疏浚工程中的應(yīng)用[J].珠江水運(yùn)，2017（8）：91-92.