Civil3D技術在水利工程中的有效應用

王利超 王福增 呂學軍

摘 要：Civil 3D是Autodest公司發明的智能三維設計軟件，目前被廣泛應用到水利、勘查、道路及場地規劃等多種領域中，其是能夠實現從設計方案、施工、效果圖到動畫漫游的集成化設計工具，技術設計要素的動態關聯更新功能有效降低工程設計的勞動強度，從而能夠滿足工程中所見即所得的設計目的。

關鍵詞：Civil 3D技術；水利測量；縱斷面

中圖分類號：TP319 文獻標志碼：A

Civil 3D技術是目前我國設計行業普遍使用的一款針對基礎設備領域的設計軟件，此軟件能夠根據專業的不同需求專門定制，其中的三維動態工程模型能夠快速地實現道路場地、工程、場地規劃及排水系統的設計，其中的縱斷面、曲面、標注及橫斷面通過動態的方式相互連接，能夠快速且便捷地設計多種方案，從而為決策提供全新的圖紙，備受交通、水利、規劃及市政等行業設計人員的喜愛。該文以某渠道為例，分析了Civil 3D技術在地形曲面創建及坡度分析、壩體開挖等測量中的應用。

1 某渠道的設計

1.1 渠道的概況

渠道位于A市B縣，為該縣的輸水總干渠，總長25 km，流量為65 m3/s，總干渠從中游渠引水，其能夠灌溉的面積為3.84萬km2，渠道為大型規模，三級工程級別。

1.2 曲面的創建

Civil 3D技術的設計基礎就是曲面的創建，原始地形曲面主要通過以下方式構成：其一，通過地形圖高程點實現；其二，通過插入點文件實現；其三，通過地形圖等高線實現；其四，通過縱橫斷面數據文件的導入實現；其五，通過landxml.文件的導入實現。其中除了通過縱橫斷面數據文件的導入實現曲面的創建，其他4種方法一般在點文件及地形圖文件的曲面生成中使用，因此方法不可取。

2.1 縱橫斷面數據的處理

通過縱橫斷面數據文件導入實現曲面的創建，要根據軟件的固定格式對縱斷面及橫斷面的文件進行分別創建。

在設計渠道工程過程中，測繪數據一般通過Excel表格提交，通過轉換得到軟件需求數據類型及格式。項目渠道為25 km，橫斷面測量數據有400多項，檢查并且轉換測量數據，從而滿足項目曲面生成所用的時間需求，時間為1h左右。

2.2 原始地形曲面的生成

在縱斷面及橫斷面的數據文件處理完成之后，就能夠實現原始地形曲面的創建。首先，創建渠道的路線，Civil 3D軟件中的路線生成不僅能夠通過手工進行繪制，還能夠通過對象進行創建。該文通過外業工作設計路線進行，也就是通過已有的導航圖，直接實現路線的創建。

使用原始地形的點或者等高線，通過“曲面創建——定義——等高線”此命令添加等高線，生成地形曲面。將曲面作為參考，創建和元數據具有動態關系的智能對象。在實現三角網地形曲面的創建之后，通過Civil 3D軟件的“對象查看器”功能對三維地形曲面進行查看。在創建地形曲面之后，能夠根據地形曲面分析渠道工程的高度、匯流等數據。

2.3 本地模板的設置

Civil 3D中具備中國標準圖形模塊，在應用過程中要對其進行補充，實現測繪常用模板文件的設置。

其一，將點標簽樣式轉變成為勘測點，從而對不同類型的數據進行區分，還能夠添加多個點樣式，象土石分界點、原始點等；

其二，添加自定義點文件格式；

其三，修改曲面樣式，一般以實際的需求設置多個曲面，象設計曲面、原始曲面等，不同曲面設置不同的顏色及展現方式；

其四，其他設置，象線形、圖層及字體等。

3 縱橫斷面的設計及工程量的計算

3.1 設計縱斷面

縱斷面的設計是在原始地形曲面創建基礎上實現的。首先創建原始地形的縱斷面數據，根據軟件操作一步步實現。如果軟件中的縱斷面數據都是動態數據，就要更改原始路線及地形，縱斷面數據也會發生變化。在此之后，通過渠道規模和縱斷面圖對水利工程參數進行計算，從而設計縱斷面線。

3.2 橫斷面的設計

通過縱斷面對水利工程參數計算結果，能夠得出渠道橫斷面的形式，在軟件中實現橫斷面的設計，要通過裝配進行定義。該工程Civil 3D裝配形式為渠道襯砌底部臨土斷面，剔除渠道襯砌的厚度斷面，兩者中間存在襯砌厚度，因此在標準橫斷面繪制過程中要通過特殊手段實現。可以對裝配插入點的修改及裝配基準點的位置相對關系實現。實現步驟為：

其一，創建渠道臨土面裝配。通過CAD中的畫線功能實現渠道標準橫斷面的繪制，對渠道臨土面位置進行測量，通過常規的裝配對部件進行選擇，從而實現渠道剔除斷面的裝配；

其二，通過裝配插入點表現形式進行修改。在完成裝配之后選擇裝配線，將插入點改為可見性，之后選擇編輯裝配樣式選項中的標記，通過部件右側菜單選擇插入點，實現插入點表現形式的定義；

其三，對基準線點及插入點位置進行修改。裝配選中之后將界面放大，從而看見基準線點的藍色圓框具有2個藍色點，上為圓形，下為正方形。

3.3 土程量的計算

創建渠道裝配之后，根據渠道生成操作提示生成渠道，之后進行土程量的計算。Civil 3D的工程量計算原理是曲面的對比，根據曲面的基準及目標的相對位置計算曲面夾范圍體積。因此在土程量計算之前要對曲面進行設計及清廢。設計曲面及清廢曲面的過程較為簡單，前者根據軟件提示一一進行，后者通過選擇渠道實現，右擊“渠道特型”選擇曲面選項欄的新建曲面，選擇清楚連接代碼在曲面中添加，點擊應用及確定。在完成以上操作之后，對水利渠道進行采樣，之后生成采樣線，實現渠道材質的制定及工程量、清廢工程量、土方挖的計算。

在設置渠道材質之后，生成工程量統計表及橫斷面圖。生成渠道之后，根據渠道中的要素線生成縱斷面圖設計線。在熟練掌握Civil 3D軟件之后，就能夠降低渠道斷面的設計時間，尤其在方案發生變化之后，工程量變化的計算也能夠在短時間內完成，設計的速度及精準度都有了進一步的提高。

3 結語

Civil 3D軟件的操作較為簡單，在熟練掌握操作流程之后，能夠快速的且熟練的使用在工程設計中。軟件自身的工作模式較靈活，用戶根據自身需求對軟件進行操作，如果只是想要對工程量進行計算，那么就可以進行簡單地設定，根據指定順序操作；如果要使縱斷面、平面圖滿足出圖標準，就要設計者積累在工程中常用的造型及轉配制作模塊的經驗，從而滿足設計的精準性及高效性。

參考文獻

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