Civil 3D在機場土石方施工中的應用

江妙根

(四川省場道工程有限公司, 四川成都 610000)

機場土石方作業區域一般為幾平方公里，面積大、地勢高差大、地形復雜，建設內容涵蓋地基處理、土石方挖運填筑、邊坡防護、排水溝渠等，同時使用的機械種類多、數量大，參與建設的人員多。使用Civil3D分區域分專業建模，實現調配模擬、施工機械配合模擬、工序模擬等，提高施工企業管理人員的工作效率，讓管理更科學合理，實現項目建設的投資、進度和質量目標。

現以成都天府國際機場土石方工程施工為列，對現場運用Civil3D進行闡述和總結。

1 曲面建模

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

1.1 測量數據創建曲面

(1)分析測量數據格式、新建點文件格式、導入測量數據。Civil3D可導入txt、csv、xyz、dat等格式的測量數據，根據數據格式新建點文件格式，設置對應的分隔方式、點編號、東距、北距、點高程，新建完成后導入測量數據創建曲面(圖1、圖2)。

圖1 新建點文件格式

圖2 導入點文件

(2)出差點處理。使用對象查看器三維觀察曲面，出現明顯等高線密集時，復核出差點測量數據準確性，若數據錯誤，可采取排除和刪除出差點方式處理。

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。

1.2 地形圖生成曲面

分析現有地形圖，利用有效數據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現場地形，為土石方計算和調配，邊坡放坡、道槽及其影響區放坡、臨時道路規劃、施工臨時排水規劃等提供依據。

2 土石方計算和調配

以原地面曲面、中間計量曲面和竣工曲面為基礎，創建體積曲面，利用曲面統計信息和體積面板工具計算總體和分區土石方工程量，為施工單位對業主和分包的中間計量進度款提供數據支持。

利用體積曲面準確計算土石方工程量，可實時統計已完成填方總量、挖方總量和剩余填方總量、挖方總量，分析設計挖填比和實際挖填比的關系，確定一個合理的挖填比，結合填挖方區域分布，進行土石方挖運的合理調配和人員機械的合理安排；同時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主協商，場內各標段形成聯動，做好相應準備(圖5、圖6)。

圖5 體積曲面及土石方計算

圖6 二標段土石方調配模擬

3 放坡

邊坡區進行清表和地基處理后，原地面地形發生變化，設計坡腳線按設計坡比放坡后一般會向外移動；道槽及其影響區地基處理要求通常高于土面區和邊坡區，準確找出道槽及其影響區范圍有利于保證道面結構層的質量。

Civil3D放坡工具能快速的放出邊坡區坡腳線和道槽及其影響區的邊線，實現三維觀察校正，分析坡腳線是否超出征地紅線，并能導出坐標和高程到GPS，指導測量放線，方便施工(圖7、圖8)。

圖7 邊坡區放坡

圖8 道槽及其影響區

4 臨時道路修建

通過地形曲面觀察分析，結合測量人員對場區現有道路和標志性構筑物的測繪，堅持挖填運距最短的原則，在保證運輸作業安全的前提下，對原有道路進行加寬改造或新建，使用Civil3D路線、縱斷面、橫斷面和道路等工具合理規劃臨時道路和計算臨時道路土石方工程量(圖9～圖11)。

圖9 臨時道路規劃

圖10 填方段施工道路標準橫斷面

圖11 臨時道路漫游

創建路線：常用→路線→路線創建工具。

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

創建橫斷面：創建裝配→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。

創建道路：常用面板→道路→創建道路→選擇路線→選擇設計縱斷面→選擇裝配→選擇目標曲面。

道路工程量：利用地形曲面和道路曲面生成體積曲面計算道路土石方工程量。

5 曲面分析和曲面標簽

Civil3D中曲面高程、流域、坡度、坡面箭頭等的分析，能整體觀察場區不同區域填方高度和范圍，能為設置臨時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度管理、調配管理和雨季臨時排水的動態設置。

Civil3D中曲面坡度、點位高程和等高線等標簽，實現了場區現況曲面有效數據的快速查詢，反應了現場的實時情況，大幅提高工作效率。

6 全場模擬

Civil3D結合SketchUp、Revit、Lumion等施工常用軟件，進行場區建模，實現工地建設可視化模型化，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

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

表1 傳統軟件與Civil 3D相比

8 結束語

Civil3D三維建模具有精確、快速、高效、直觀、功能強大等特點，是行業發展的趨勢，本文通過Civil3D在成都天府國際機場土石方工程施工中的應用，在保證準確性的同時極大地提高了施工作業人員的工作效率，深受工程計量和測量人員的好評，提高了員工綜合能力。

同時為今后在機場土石方施工中運用Civil3D軟件技術具有推廣和應用價值。