談3D Mine礦山工程軟件在市政工程中的運(yùn)用

董 燕 舞

(太谷縣市政工程公司，山西 太谷 030800)

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談3D Mine礦山工程軟件在市政工程中的運(yùn)用

董 燕 舞

(太谷縣市政工程公司，山西 太谷 030800)

結(jié)合市政工程的特點(diǎn)，從基礎(chǔ)材料導(dǎo)入、打印、填挖方土方量計(jì)算、地下管線立體建模等方面，闡述了3D Mine礦山工程軟件在市政工程中的運(yùn)用，并分析了該軟件的主要模塊與功能，有助于推動(dòng)市政工程的進(jìn)步發(fā)展。

市政工程，3D Mine軟件，土方量，地下管線

近年來(lái)，隨著數(shù)字城市、影像地圖的快速推廣及應(yīng)用，數(shù)字模式越來(lái)越成為各行各業(yè)的首推，市政工程專業(yè)人員作為城市動(dòng)脈的建設(shè)者、改造者，掌握和靈活運(yùn)用數(shù)字化操作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)城市道路、管網(wǎng)等的三維動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和后期維護(hù)，已經(jīng)成為必需。筆者在2015年秋，曾經(jīng)參加過(guò)武漢立得空間展會(huì)，在展會(huì)上聽取了主辦方的講解，現(xiàn)場(chǎng)觀摩了數(shù)字城市平臺(tái)的模擬運(yùn)行，并且一睹“閃電俠”芳容。作為市政工程技術(shù)人員，能夠熟練掌握運(yùn)用一套立體軟件，對(duì)我們的工作將是一個(gè)質(zhì)的飛躍。3D Mine礦山工程軟件是針對(duì)礦山生產(chǎn)開發(fā)的，其中的一些模塊及功能可以應(yīng)用于市政工程建設(shè)，值得借鑒。下面筆者就3D Mine礦山工程軟件在市政工程建設(shè)中的運(yùn)用談一些心得體會(huì)。

1 基礎(chǔ)材料的導(dǎo)入、導(dǎo)出、打印

工程建設(shè)，設(shè)計(jì)先行。設(shè)計(jì)工作伊始，首先就是基礎(chǔ)資料的導(dǎo)入。過(guò)去的工程設(shè)計(jì)，采用的無(wú)非是“紙上談兵”，一張紙質(zhì)的平面圖，一塊繪圖板，然后用鉛筆、直尺進(jìn)行勾繪，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，手段相對(duì)落后；后來(lái)計(jì)算機(jī)繪圖盛行，電子版的平面設(shè)計(jì)圖應(yīng)運(yùn)而生，設(shè)計(jì)周期及難度相對(duì)降低，同時(shí)打印圖件美觀漂亮，非常適用，現(xiàn)在業(yè)界精英還在使用。隨著3D軟件的開發(fā)利用，相應(yīng)的市政工程專業(yè)軟件推出許多，良莠不齊，筆者也見過(guò)不少，未曾使用過(guò)。就3D Mine軟件來(lái)說(shuō)，導(dǎo)入格式是很多的，兼容各種軟件格式，除了3DS，3DM，3DP，還有AutoCAD的dwg，dxf圖形格式文本格式，點(diǎn)云，MAPGIS，TIF矢量圖片，測(cè)量CASS文件，都能方便導(dǎo)入，導(dǎo)出為PDF格式、圖片，打印模塊中也能方便插入坐標(biāo)網(wǎng)，方便插入打印對(duì)象。

2 填挖方土方量計(jì)算

在以往的市政填挖方土方量計(jì)算中，估算法是最常用的，通過(guò)切割多個(gè)斷面，然后在相鄰剖面之間，采用近似多邊形計(jì)算方法，估算土方量，填挖方?jīng)]有確切的數(shù)據(jù)，雖然說(shuō)計(jì)算方法簡(jiǎn)單易行，但出入也不小。通過(guò)3D Mine工程軟件，進(jìn)行土方量填挖方計(jì)算，比估算法更為簡(jiǎn)單易行，填方、挖方分列計(jì)算，計(jì)算表格及時(shí)生成，直觀明了。倘若計(jì)算運(yùn)土臺(tái)班，乘以松散系數(shù)，一氣呵成。

3 地下管線的立體建模

市政工程建設(shè)過(guò)程中，地下管線星羅棋布，自來(lái)水管道、供熱管線、排水系統(tǒng)、供電、通信，以及各類社會(huì)服務(wù)設(shè)施，隨著舊城改造和城市交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，地表和地下的各種構(gòu)筑物的地理位置讓工程技術(shù)人員焦頭爛額。

3D Mine軟件在編制過(guò)程中，針對(duì)地下開采，開發(fā)有一個(gè)專門的模塊，可以移花接木，應(yīng)用于市政工程的地下管線布置及分類管理，非常合適。

在“開拓設(shè)計(jì)”一欄中，可以進(jìn)行管道的繪制。首先根據(jù)類別不同進(jìn)行分層分類，從顏色和管徑，對(duì)各類管網(wǎng)的屬性予以標(biāo)注，同一屬性的不同管線也分類標(biāo)注，繪制地下管網(wǎng)三維立體全圖。

工程設(shè)計(jì)階段，參照已有管網(wǎng)圖，對(duì)重要線路進(jìn)行保護(hù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成管線拐點(diǎn)坐標(biāo)表，設(shè)計(jì)人員根據(jù)坐標(biāo)，設(shè)立安全紅線，以防損毀線路，造成重大損失。如果沒有地下管網(wǎng)圖而進(jìn)行盲目施工，隨時(shí)都有可能破壞某一重要線路，這樣的案例屢見不鮮。

在社會(huì)高速發(fā)展的今天，城市建設(shè)日新月異。在舊城改造項(xiàng)目中，老街巷需要拓寬改造，渣土廢棄物需要清理，墊層和水穩(wěn)層又需要灰拌土和砂礫進(jìn)場(chǎng)；城中村整村搬遷安置，舊的管網(wǎng)需要拆除、改線、并網(wǎng)，同時(shí)還得注意國(guó)家重點(diǎn)工程專用管網(wǎng)的保護(hù)，這種情況下，三維立體圖就非常實(shí)用，立體模型要在開工前完成。

建立三維立體模型，第一步，搜集施工區(qū)域現(xiàn)狀圖、通信線路竣工圖、排水系統(tǒng)竣工圖、電力、燃?xì)夤芫W(wǎng)結(jié)構(gòu)圖等，矢量化成電子版圖件。有些老舊圖件，由于是不同部門繪制，坐標(biāo)系統(tǒng)不一致，必須實(shí)地查證，統(tǒng)一為一個(gè)坐標(biāo)系，這樣所有的地上建筑設(shè)施和地下管網(wǎng)才能成為一個(gè)有機(jī)的整體；第二步，繪制立體模型，這一步分兩部分，一部分是地表DTM，地表DTM較地下容易制作，根據(jù)矢量化圖，運(yùn)用軟件“表面”模塊即可自動(dòng)生成，然后對(duì)模型加以檢查，以防有個(gè)別錯(cuò)點(diǎn)造成模型失真；地下管網(wǎng)需耗費(fèi)不少時(shí)間來(lái)做，首先要對(duì)所有管線分層存放管理，每一層可以建立子層，不同屬性的線路采用不同的顏色標(biāo)注，其次，逐步對(duì)各層線路進(jìn)行編輯，管徑較大的管路，例如地下排水管道，必須按原尺寸繪制，在轉(zhuǎn)彎和岔道，采用“巷道”功能，至于普通管線，因其線徑較小，可忽略。

經(jīng)過(guò)以上兩步工序，現(xiàn)狀立體模型基本形成，通過(guò)模型，可以三維呈現(xiàn)地上地下的各種構(gòu)筑物，非常逼真，所有構(gòu)筑物的相互關(guān)系一覽無(wú)遺。

竣工后立體模型的建立相對(duì)容易，現(xiàn)在設(shè)計(jì)部門，設(shè)計(jì)材料都是電子版，坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一，竣工圖上的構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)整齊，生成的模型一般不需要修改，在此不做贅述。

4 填挖方工程量計(jì)算

接下來(lái)就是填挖方工程量計(jì)算。在上面，筆者做過(guò)簡(jiǎn)單介紹，具體操作步驟如下：

1)三角網(wǎng)法。我們運(yùn)用3D Mine軟件的表面模塊，生成現(xiàn)狀DTM和竣工后DTM,圈定工程區(qū)域范圍線，調(diào)入圖形工作區(qū),點(diǎn)擊菜單，彈出對(duì)話框點(diǎn)擊確定(見圖1)，根據(jù)狀態(tài)欄提示，分別選擇現(xiàn)狀DTM和竣工DTM、圈定工程區(qū)域范圍線。根據(jù)選擇的參數(shù)，生成了實(shí)體模型、打印報(bào)告(另一個(gè)窗口)、網(wǎng)格圖報(bào)量(另一個(gè)窗口)及分類匯報(bào)報(bào)告(Excel表格)，非常快。

2)網(wǎng)格法。通過(guò)網(wǎng)格法，根據(jù)選擇的參數(shù)，計(jì)算結(jié)束后生成了實(shí)體模型、網(wǎng)格圖以及相應(yīng)計(jì)算結(jié)果報(bào)告，可以按設(shè)定的格網(wǎng)報(bào)告填挖方量，填挖方區(qū)域會(huì)用不同的顏色表示出來(lái)。

3)斷面法。在圖形工作區(qū)分別調(diào)入現(xiàn)狀DTM和竣工DTM、圈定工程區(qū)域范圍線，選擇參數(shù)輸入“斷面間距”，勾選“計(jì)算閉合線內(nèi)的量”，點(diǎn)擊確定(見圖2)，根據(jù)狀態(tài)欄提示，分別選擇工程區(qū)域范圍線、現(xiàn)狀DTM和竣工DTM，再在圖形區(qū)選擇合適的基點(diǎn)位置放置系列剖面圖，操作完成。根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，生成了部分計(jì)算斷面圖及斷面體積計(jì)算報(bào)告。

3D Mine的體積計(jì)算功能是非常強(qiáng)大的，囊括了市政工程體積方量計(jì)算中的各種情況，所需圖件，根據(jù)需要及時(shí)生成，大大簡(jiǎn)化了工程技術(shù)人員的繁瑣工作，方便工程設(shè)計(jì)師和現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)工程的監(jiān)管，很有實(shí)用價(jià)值。

5 3D Mine繪制剖面圖

3D Mine還有一強(qiáng)大功能，那就是剖面圖的繪制。

我們搞市政建設(shè)，現(xiàn)場(chǎng)平面圖和設(shè)計(jì)工程竣工圖是基礎(chǔ)圖件。首先我們把現(xiàn)狀DTM和竣工后DTM，調(diào)入管網(wǎng)圖，系統(tǒng)就生成一個(gè)立體模型，所有的地上地下設(shè)施就一目了然，隨心所欲切割各類剖面，異常方便。下面我簡(jiǎn)單介紹一下拉線切割和沿線切割(見圖3)。

1)拉線切割。我們?cè)谑姓こ探ㄔO(shè)中，經(jīng)常需要繪制道路斷面圖，過(guò)去在繪制斷面圖時(shí)，需要在各類分部圖件量取，工作異常繁瑣，工作量也很大。筆者試用了一下“拉線切割”功能，非常容易操作，效率極高。在工作區(qū)導(dǎo)入現(xiàn)狀DTM和竣工DTM，在圖形工作區(qū)內(nèi)采用畫線段的方式，設(shè)置參數(shù)，畫線位置的剖面就呈現(xiàn)出來(lái)了(見圖4)。

2)沿線切割。“沿線切割”功能也方便操作，首先指定折線或手工繪制折線，參數(shù)設(shè)置完成后，點(diǎn)擊確定，在圖形工作區(qū)內(nèi)即刻生成一系列剖面圖(見圖5)。

當(dāng)然，三維動(dòng)畫那是必須的，實(shí)體動(dòng)畫和動(dòng)畫行走，給人一種身臨其境的感覺。

6 心得體會(huì)

要想成為一名優(yōu)秀市政工程技術(shù)人員，光有高度的責(zé)任感和事業(yè)心那是不夠的，更要有飽滿的熱情，去面對(duì)工作中隨時(shí)可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，勤于思考并熟練掌握各種技能，把工作圓滿完成。

On application of 3D Mine mining engineering software in municipal projects

Dong Yanwu

(TaiguMunicipalEngineeringCompany,Taigu030800,China)

By combining with the features of the municipal projects, the paper illustrates the application of the 3D Mine mining engineering software in the municipal project from the lead in of the basic materials, printing, calculation of earthwork of filling and excavation, and three-dimension modeling of the underground pipeline, and analyzes the main models and functions of the software, so as to enhance the progress of the municipal projects.

municipal project, 3D Mine software, earthwork volume, underground pipeline

1009-6825(2017)09-0257-02

2017-01-07

董燕舞(1977- )，男，助理工程師

TP319

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