三维技术在安谷水电站工程施工中的应用

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(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610023)

随着时代的进步、科学的发展，科技正极大地改变着人们的工作方式。传统的手工绘图时代已经一去不复返，如今绘图使用的工具变成了各种各样的绘图软件，而且绘图软件也在不断地升级换代，具有越来越强大的功能。它不但可以进行三维实体编辑，还可以对实体进行渲染，制作出精美的效果图和视频动画。本文以Auto CAD和3dsmax软件为例，介绍三维技术在安谷水电站建设过程中的应用。

1 电站效果图的制作

开工初期，参与电站建设的各级领导、管理人员和工作人员，对于电站的认识只停留在招投标文件和图纸等平面文件上，或凭借多年的施工经验对电站有一个个人的笼统认识。现在，通过3dsmax软件，根据招投标图纸文件，绘制出电站的三维图，并加以渲染和修饰，即可形成效果图，可以对电站具有直观的感受。

安谷水电站三维图的绘制采用3dsmax 2010版本，具体的绘制本文不详细讨论，完整的电站模型如图1所示。

图1 安谷水电站三维建模图

安谷水电站的三维模型绘制完毕后，开始进行渲染，包括设置材质、布置灯光和设置相机等步骤，本文主要采用第三方渲染器V-Ray2.0(与3dsmax版本配套)，具体渲染效果如图2所示。

图2 安谷水电站渲染图

三维模型渲染好后，可使用Photoshop软件对渲染图进行修饰，以形成最终的效果图(如图3所示)。

2 大型施工机械布置

通过3dsmax强大的三维建模能力，对电站开挖完成后的形象面貌进行建模，在此基础上布置大型施工机械设备，并形成不同的方案对比，可供方案决策人快速直接地确定最优的施工布置方案，以达到合理的施工布置和规划，有效控制施工成本，保证施工工期和施工质量的目的。

图3 安谷水电站效果图

安谷水电站发电厂房的大型机械布置，就是通过这一方法得以快速确定。在具体应用中，首先根据设计图纸，绘制开挖完成后的形象图(如图4所示)。

图4 安谷水电站发电厂房基坑开挖形象图

开挖形象图绘制好后，在此基础上进行门机、塔基布置，形成不同的方案对比。

图5 安谷水电站发电厂房机械布置方案图

根据安谷水电站的实际施工情况，大型机械方案的布置贯穿在电站施工的前、中期，本文仅以举例的形式提出开挖完成后大型设备的初步布置方案。在施工过程中，随着内、外部条件的改变，有可能需要进行方案调整，三维图可在方案的调整过程中及时更新，以适应方案讨论的需要。

3 施工成本和进度控制

在电站建设中，设计给出的施工蓝图和招标文件往往存在差异，对于一些体型复杂、渐变的结构和部位，传统的手工计算往往难以准确地统计出变化的工程量。如通过采用Auto CAD软件对各部位进行三维建模，通过软件的“质量特性”(massprop)命令，就可以实现各部位的工程量快速提取，从而及时地将施工蓝图和招标文件提供的工程量进行对比，合理地进行成本规划和控制。如通过“剖切”(slice)命令，则可以根据工程的实时进度，对模型进行剖切，确定工程的完成情况，对工程的进度进行控制和及时调整。

图6 安谷水电站发电厂房三维模型

图7 安谷水电站电站厂房2013年5月20日工程形象面貌图

4 关键部位三维模型

在安谷水电站工程建设中，有很多部位体形复杂(如尾水肘管和蜗壳等部位)，但借助Auto CAD的三维绘制能力，可以将这些部位形象地展示出来，同时可用“质量特性”和“剖切”命令，对该部位的工程量按施工分层准确提取；在进行周计划、月计划编制或月工程量结算，确定外包混凝土时，将这些工程量减去，即可得出较为准确的数值。同理，利用“查询面积”(area)命令，可提取实体的表面积，对周转性材料如模板、架管进行管理和规划。

图8 安谷水电站大机组尾水扩散段、肘管和蜗壳三维模型图

5 结语

通过本文对不同实例应用三维技术的介绍，不难发现将三维技术与水电站建设工程有机结合，具有非凡的作用和意义，不仅能提供更加直观、形象的电站整体和分部形象信息，对施工分析提供更好的思路，制定出更合理的施工方案，而且也能精确、实时地提供各类计量数据和详细参数，简化计算过程，快速地进行进度计划编制、进度检查和工程量结算等工作。

总的来说，随着三维技术的发展和人们认识的不断提高，三维技术在工程建设中将得到越来越多、越来越广的应用。

〔1〕侯彦君，瞿翔超.CAD三维技术在宁朗水电站中的应用[J].四川水力发电，2011，30(4)：59～61.