江妙根

(四川省場道工程有限公司, 四川成都 610000)

機(jī)場土石方作業(yè)區(qū)域一般為幾平方公里，面積大、地勢高差大、地形復(fù)雜，建設(shè)內(nèi)容涵蓋地基處理、土石方挖運(yùn)填筑、邊坡防護(hù)、排水溝渠等，同時(shí)使用的機(jī)械種類多、數(shù)量大，參與建設(shè)的人員多。使用Civil3D分區(qū)域分專業(yè)建模，實(shí)現(xiàn)調(diào)配模擬、施工機(jī)械配合模擬、工序模擬等，提高施工企業(yè)管理人員的工作效率，讓管理更科學(xué)合理，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)的投資、進(jìn)度和質(zhì)量目標(biāo)。

現(xiàn)以成都天府國際機(jī)場土石方工程施工為列，對現(xiàn)場運(yùn)用Civil3D進(jìn)行闡述和總結(jié)。

1 曲面建模

地形曲面可通過測量數(shù)據(jù)和地形圖(含等高線、塊、文字、斷裂線)生成，其過程如下。

1.1 測量數(shù)據(jù)創(chuàng)建曲面

(1)分析測量數(shù)據(jù)格式、新建點(diǎn)文件格式、導(dǎo)入測量數(shù)據(jù)。Civil3D可導(dǎo)入txt、csv、xyz、dat等格式的測量數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)格式新建點(diǎn)文件格式，設(shè)置對應(yīng)的分隔方式、點(diǎn)編號、東距、北距、點(diǎn)高程，新建完成后導(dǎo)入測量數(shù)據(jù)創(chuàng)建曲面(圖1、圖2)。

圖1 新建點(diǎn)文件格式

圖2 導(dǎo)入點(diǎn)文件

(2)出差點(diǎn)處理。使用對象查看器三維觀察曲面，出現(xiàn)明顯等高線密集時(shí)，復(fù)核出差點(diǎn)測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，若數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，可采取排除和刪除出差點(diǎn)方式處理。

排除：曲面特性→定義→生成→排除小于/大于某值的高程。

刪除：選擇曲面→曲面編輯→刪除點(diǎn)。

1.2 地形圖生成曲面

分析現(xiàn)有地形圖，利用有效數(shù)據(jù)使用曲面定義生成曲面(圖3、圖4)。

圖3 原地面俯視

圖4 原地面斜視

(1)等高線：曲面→定義→添加等高線。

(2)塊：曲面→定義→圖像對象→添加塊。

(3)文字：修改→曲面→曲面工具→將文字移動到高程→曲面→定義→圖像對象→添加文字。

地形曲面可直觀反應(yīng)現(xiàn)場地形，為土石方計(jì)算和調(diào)配，邊坡放坡、道槽及其影響區(qū)放坡、臨時(shí)道路規(guī)劃、施工臨時(shí)排水規(guī)劃等提供依據(jù)。

2 土石方計(jì)算和調(diào)配

以原地面曲面、中間計(jì)量曲面和竣工曲面為基礎(chǔ)，創(chuàng)建體積曲面，利用曲面統(tǒng)計(jì)信息和體積面板工具計(jì)算總體和分區(qū)土石方工程量，為施工單位對業(yè)主和分包的中間計(jì)量進(jìn)度款提供數(shù)據(jù)支持。

利用體積曲面準(zhǔn)確計(jì)算土石方工程量，可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)已完成填方總量、挖方總量和剩余填方總量、挖方總量，分析設(shè)計(jì)挖填比和實(shí)際挖填比的關(guān)系，確定一個(gè)合理的挖填比，結(jié)合填挖方區(qū)域分布，進(jìn)行土石方挖運(yùn)的合理調(diào)配和人員機(jī)械的合理安排；同時(shí)可分析出剩余填挖方總量是否匹配，對多余的挖方和不足的填方提前與業(yè)主協(xié)商，場內(nèi)各標(biāo)段形成聯(lián)動，做好相應(yīng)準(zhǔn)備(圖5、圖6)。

圖5 體積曲面及土石方計(jì)算

圖6 二標(biāo)段土石方調(diào)配模擬

3 放坡

邊坡區(qū)進(jìn)行清表和地基處理后，原地面地形發(fā)生變化，設(shè)計(jì)坡腳線按設(shè)計(jì)坡比放坡后一般會向外移動；道槽及其影響區(qū)地基處理要求通常高于土面區(qū)和邊坡區(qū)，準(zhǔn)確找出道槽及其影響區(qū)范圍有利于保證道面結(jié)構(gòu)層的質(zhì)量。

Civil3D放坡工具能快速的放出邊坡區(qū)坡腳線和道槽及其影響區(qū)的邊線，實(shí)現(xiàn)三維觀察校正，分析坡腳線是否超出征地紅線，并能導(dǎo)出坐標(biāo)和高程到GPS，指導(dǎo)測量放線，方便施工(圖7、圖8)。

圖7 邊坡區(qū)放坡

圖8 道槽及其影響區(qū)

4 臨時(shí)道路修建

通過地形曲面觀察分析，結(jié)合測量人員對場區(qū)現(xiàn)有道路和標(biāo)志性構(gòu)筑物的測繪，堅(jiān)持挖填運(yùn)距最短的原則，在保證運(yùn)輸作業(yè)安全的前提下，對原有道路進(jìn)行加寬改造或新建，使用Civil3D路線、縱斷面、橫斷面和道路等工具合理規(guī)劃臨時(shí)道路和計(jì)算臨時(shí)道路土石方工程量(圖9～圖11)。

圖9 臨時(shí)道路規(guī)劃

圖10 填方段施工道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

圖11 臨時(shí)道路漫游

創(chuàng)建路線：常用→路線→路線創(chuàng)建工具。

創(chuàng)建縱斷面：選擇某條路線→曲面縱斷面→添加→在縱斷面圖中繪制→創(chuàng)建曲面縱斷面。

創(chuàng)建橫斷面：創(chuàng)建裝配→使用“連接寬度和坡度、指向曲面的連接坡度”等命令→畫出道路左右行車道、道肩、邊坡等。

創(chuàng)建道路：常用面板→道路→創(chuàng)建道路→選擇路線→選擇設(shè)計(jì)縱斷面→選擇裝配→選擇目標(biāo)曲面。

道路工程量：利用地形曲面和道路曲面生成體積曲面計(jì)算道路土石方工程量。

5 曲面分析和曲面標(biāo)簽

Civil3D中曲面高程、流域、坡度、坡面箭頭等的分析，能整體觀察場區(qū)不同區(qū)域填方高度和范圍，能為設(shè)置臨時(shí)排水溝和集水坑提供合理的參考位置，有利于土石方施工進(jìn)度管理、調(diào)配管理和雨季臨時(shí)排水的動態(tài)設(shè)置。

Civil3D中曲面坡度、點(diǎn)位高程和等高線等標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)了場區(qū)現(xiàn)況曲面有效數(shù)據(jù)的快速查詢，反應(yīng)了現(xiàn)場的實(shí)時(shí)情況，大幅提高工作效率。

6 全場模擬

Civil3D結(jié)合SketchUp、Revit、Lumion等施工常用軟件，進(jìn)行場區(qū)建模，實(shí)現(xiàn)工地建設(shè)可視化模型化，觀測施工完成后的竣工效果(圖12)。

圖12 全場模擬

7 效益分析

與傳統(tǒng)軟件在施工過程中的應(yīng)用相比，Civil3D在機(jī)場土石方施工中的應(yīng)用能夠帶來的效益如表1所示。

表1 傳統(tǒng)軟件與Civil 3D相比

8 結(jié)束語

Civil3D三維建模具有精確、快速、高效、直觀、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，是行業(yè)發(fā)展的趨勢，本文通過Civil3D在成都天府國際機(jī)場土石方工程施工中的應(yīng)用，在保證準(zhǔn)確性的同時(shí)極大地提高了施工作業(yè)人員的工作效率，深受工程計(jì)量和測量人員的好評，提高了員工綜合能力。

同時(shí)為今后在機(jī)場土石方施工中運(yùn)用Civil3D軟件技術(shù)具有推廣和應(yīng)用價(jià)值。