淺談AutoCAD 工程軟件在灌區改造中的應用

王 斌

（蘭州市大砂溝電力提灌工程管理處，甘肅皋蘭730203）

1 工程概況

大砂溝電力提灌工程屬于甘肅省最早興起的高揚程提灌水利工程，取水水源為黃河水。工程位于蘭州市區西北部，皋蘭縣西南部，工程類型屬大⑵型泵站工程和中⑸型灌區工程相結合的混合型工程。工程始建于1966 年，1996 年興建綠化上水工程，工程由原來單純的農灌工程發展成集農灌、林灌于一體，兼顧灌區工農業生產及生活用水于一體的水利工程。工程農灌覆蓋皋蘭縣忠和、九合、水阜和永登縣樹屏鎮共4 個鄉（鎮），20 個行政村。綠化覆蓋城關、皋蘭、永登3 個縣（區），灌區現有農業人口3.2 萬人，有120 個綠化承包單位。灌區設計灌溉面積0.54 萬hm2。其中，農業灌溉面積0.22 萬hm2，綠化灌溉面積0.32 萬hm2。工程設計流量1.75 m3/s，加大流量1.9 m3/s，分11 級提水，總揚程606 m，凈揚程543 m。干渠3 條，長48.06 km；支渠17 條，長121.43 km；水工建筑物568 座。現建成泵站16 座，總裝機67 臺（套），總容量20 266 kW。敷設綠化上水管道110 km，山頂蓄水池38 座。隨著國家大型泵站更新改造，大砂溝電灌工程中的泵站、引水隧洞及渠系建筑物也陸續改造。水利工程是國家的民生工程和命脈工程，要求在工程建設中嚴格把關，后期運行管理中嚴格管理、科學管理、優化管理。隨著科技的高速發展，泵站自動化系統的應用，各種計算機軟件的應運而生，對建設和管理起到很好的幫助和推動作用。Auto CAD 工程軟件就是其中一個。

2 AutoCAD 的基本功能

CAD 是一個繪圖軟件，功能強大，成熟應用于各行各業，在灌區泵站改造、隧洞改造和渠系建筑物改造中已廣泛應用，不僅用于設計單位做方案設計，也可用于監理單位質量管控、施工單位施工控制、業主單位質量監督管控、質監部門質量監督、審計部門工程量審計，是一款很好的精確量化協助軟件。可以二維成圖，也可以三維建模，對整個工程的建設和后期的管理都有很好的幫助。

2.1 平面繪圖

AutoCAD 是能以多種方式創建直線、射線、多段線、圓、橢圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形對象的繪圖輔助工具。AutoCAD 提供了正交、對象捕捉、極軸追蹤、捕捉追蹤等繪圖工具。利用此功能可以繪制泵站主副廠房的平面布置圖、斷面圖、剖面圖等各種圖紙，精確表達泵房前池、出水池和壓力管道的相對位置關系以及隧洞的軸線、明渠軸線的精確表達，從而為方案優化提供準確的依據。

2.2 三維建模

在平面上畫出模型剖面視圖，把視圖切換到三維視圖，可以利用建模、實體編輯、視覺樣式、視圖、UCS（改變坐標系）等方法建立三維模型。三維模型是一種比較準確、直觀、形象的表達方式，在泵站改造前期的可研究性分析、初步設計中，可以形象地和周圍建筑物的平面位置和高程作對比分析，從而選出最優方案。

2.3 編輯圖形

AutoCAD 具有強大的編輯功能，可以移動、復制、旋轉、矩陣、拉伸、延長、修剪縮放對象等，可以創建多種類型尺寸、文本輸入、設定文字字體、傾斜角度及寬度縮放比例等。

3 AutoCAD 在工程建設中的應用

3.1 測量成果的形成

大砂溝工程項目開工建設前，組織施工單位、監理單位、業主單位進行三方聯測，對施工紅線內的原始地形地貌及原始建筑物進行測量，利用測量儀器對地形地貌變化點進行精確測量，形成地形地貌圖，在原始地形地貌圖上進行方案設計。對泵站工程而言，需對場院原地坪高程以及原泵房管理房、前池、引水渠等建筑物采集數據，對壓力管道管床測量橫縱斷面。對隧洞及明渠工程而言，需對隧洞的斷面和軸線、明渠暗渠的斷面和軸線進行精確測量，將測量成果整理，最終用AutoCAD 制圖軟件，形成平面圖、橫斷面、縱斷面圖以及地勘圖紙等，可以結合CASS、靈域斷面、遠盛等二次開發軟件輔助形成測量成果。

3.2 施工放樣輔助

施工放樣就是把設計圖紙上工程建筑物的平面位置和高程，按照比例利用一定的測量儀器和方法精確地測設到施工現場，從而進行后續施工，也稱為施工放線。在泵房基坑開挖中、壓力管道管槽開挖、山體削坡等土方開挖中，可利用AutoCAD 控制開挖線，按照圖紙設計邊坡比例、開挖深度高差計算出開挖線，繪制出不用高程下的開挖線布置，隨著開挖的高程跟進控制，從而保證開挖的安全和質量。在隧洞軸線、明暗渠軸線的控制中，可利用多段線、圓弧、直線等組合線條在AutoCAD 進行計算控制，然后把軸線點利用測量儀器放樣到施工現場，從而保證水利工程中建筑物的平順銜接和水流的平順過渡，保證工程質量。

3.3 方案事前優化控制

在泵站建設中不可避免地會出現一些變更，設計單位設計過程中也存在與現場實際不相符的設計，或者出現不便于使用的設計，這就要求在事先控制，避免返工，造成不必要的經濟損失，保證質量和滿足使用要求。泵站工程既是水利工程，更是民生工程，工程形象是否與新時代“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路相迎合，外觀顏色、泵房檐口線條樣式及顏色等是否與周圍環境相匹配，也是建設單位考慮的一項重要因素。利用AutoCAD制作直觀的立面效果圖，是一項高效而節約成本的方法，通過必選方案選定外墻涂料顏色、裝飾線條顏色、泵站字樣字體樣式和大小，達到事先控制的目的，既經濟又快捷高效，從而達到控制整體工程質量的目的。當然條件允許可以通過AutoCAD 與3D max、Photoshop 等軟件制作出更為形象美觀的比選方案。

3.4 工程量計算簽證

大型泵站建設往往采用單價承包合同，工程量需要施工單位、監理單位和建設單位隨著工程進度及時簽證，工程土方計算往往是爭議比較大的工程量，通過AutoCAD 可以對土方進行較為精確地計算，渠道、隧洞、泵房基坑、進水池、出水池等建筑物的土方可以通過多個斷面求取平均值，較為準確地計算出簽證結果，避免爭議，斷面可以作為附圖說明，作為工程量計算的有力依據，也為工程審計提供了有力依據。

3.5 水工建筑物位移分析

大砂溝泵站工程機泵內安裝多臺水泵、電機、閘閥等設備，機組設備安裝在底板以上的鋪裝層上，在機組運行中存在震動，必然引起建筑物的沉降，有部分泵房改造做了優化設計，提高機組安裝高程，泵房箱體坐落在土方夯填上，增大了后期的沉降，要定期做沉降觀測和分析，在泵房主副廠房4 個角點預埋沉降觀測點，定期測取觀測點坐標和高程，輸入到AutoCAD 中保存，測取多組數據后在AutoCAD 中可直觀地分析出建筑物的沉降情況。

4 結束語

隨著科技的發展，越來越多的科技成果運用在泵站改造和灌區的后期管理中，這是時代進步和社會發展的必然結果，既減輕了工作人員的工作量，又提高了工作效率，保證了建設工程中的質量控制，促使工程建設良性向好發展，同時也勢必對工程建設和灌區管理者利用科技工具的能力提出新的要求，需培養更多更具有專業技能和素養的人才投身到工程建設和灌區管理中。