Civil 3D軟件在疏浚工程中的應用研究

趙立鵬

摘 要：在海南鋪前大橋水域配套工程施工中，利用Civil 3D軟件建立水下地形曲面、航道疏浚模型、工程量計算、施工質量控制等過程，介紹Civil 3D軟件在疏浚工程中的應用。

關鍵詞：Civil 3D 航道疏浚 質量分析

1.前言

建筑信息模型（ B u i l d i n g Information Modeling）是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性，五大特點。BIM技術不是單指某個軟件，通常包含一個核心建模軟件和依據核心建模軟件的一系列軟件，如可視化、結構分析、造價管理、進度計劃控制等軟件。通過對比多個可實現BIM核心建模軟件，如Autodesk Revit、Autodesk Civil 3D等軟件，結合疏浚工程較建筑工程相對簡單、以大量數據為依托的特點，Autodesk Civil 3D軟件能較方便的實現地形曲面建模，地質分層，斷面圖，挖填方體積表等操作，且Civil 3D同CAD操作方法基本相同。

本文結合Civil3D軟件在海南鋪前大橋水域配套工程航道疏浚施工過程中的應用實例，淺談Civil3D軟件在疏浚工程中的應用。

2.工程概況

海南鋪前大橋水域配套工程位于海南海口塔市與文昌鋪前鎮的中間水域，在鋪前灣現有航道和防風錨地的基礎上，配合鋪前大橋進行航道擴建和防風錨地的搬遷。

項目航道入口位于鋪前灣-6.0m水深處，南至鋪前灣，縱向穿越擬建鋪前大橋工程所在位置，并在航道南端新建防風錨地。航道總長7.05km，新建防風錨地面積約為1.36km2，并在航道兩側及錨地邊緣布置相應的助航設施。平面位置示意圖如圖1所示。

3.建模思路及建模流程

3.1建模思路

經查閱現有資料，Civil 3D在道路設計中優勢明顯，運用廣泛，但在疏浚工程中的應用較少。因疏浚工程可看作水下道路開挖工程，運用類似道路工程的建模思路，根據測量數據、設計尺寸、邊坡坡比等要素，來建立疏浚工程模型。

3.2建模流程

根據建模思路及海南鋪前大橋水域配套工程的相關資料，航道疏浚工程的建模流程參見圖2。

根據此流程，建立的模型圖參見圖3、4、5。

4.模型分析

4.1水深分析

將根據測量結果生成的XYZ文件，導入Civil 3D形成現狀曲面，利用軟件的可視化操作排除高程異常點，及利用三角網進行平差，使水深更接近水下真實情況（參見圖5）。

4.2工程量計算

根據浚前數據生成浚前水下地形曲面，套用利用放坡工具制作的航道疏浚模型，結合利用檢測測量數據生成的浚后水下地形曲面，可以快速計算出施工工程量。采用Civil 3D所計算出來的工程量與HYPACK測量軟件、CASS軟件所計算出來的工程量誤差較小，能夠滿足日常施工需要。

4.3施工質量進度分析

利用Civil 3D 設計要素關聯更新的特點，定義好縱斷面線后，生成的縱斷面圖可隨斷面要素線的移動實時更新（參見圖6）。在施工中方便分析除固定樁號的開挖質量外，也可較快分析各樁號之間或航道漸變處的開挖質量，對施工進度較慢區域或開挖效果不滿足施工要求的區域合理安排船舶進行掃淺施工。

結合工程實際情況，航道疏浚要求超深0.4m，超寬4m，但超寬超深量不予計量?？筛鶕嶋H利用Civil 3D制作出超挖模型，可查看疏浚船舶航道開挖的超寬超深量，出現超深或超寬情況時，及時同船舶溝通，調整施工方法，合理減少施工成本。

5.推廣應用

5.1地質沉降分析

可根據地質鉆孔資料將各地質分層生成地質坐標文件，利用Civil 3D建立地質模型，參見圖7。形象分析施工范圍內各種土質的分布情況，指導施工?；蛟诖堤罟こ讨?，根據地質情況，結合堆載厚度和各種土質的變形模量、孔隙比等，進行分層沉降分析及整體沉降分析，指導施工。

5.2復式邊坡分析

在疏浚工程施工中，若出現需開挖復式邊坡的情況時，根據施工坡比要求，利用CIVIL 3D建立復式邊坡模型后（參見圖8），可快速進行施工質量分析、工程量計算等工作。

6.結論

相比利用CAD等2D軟件，結合本文介紹的Civil 3D軟件在疏浚工程中的應用，結合其3D可視化操作，利用曲面創建、坡面創建、實時更新等功能，為疏浚工程的管理提供另一種工具，但Civil 3D在疏浚工程中的應用前景還需工程管理者進行相關推廣，例如沉降分析等還需另作研究。

參考文獻：

[1]葉雪雷，鄭斌.應用Civil 3D進行航道設計及土方計算[J].中國水運，2016（16）：247–248.

[2]江寶鋼.淺談Autodesk Civil3D軟件在工程中的應用[J].山西建筑，2008（16）：364–365.