Civil 3D软件在疏浚工程中的应用研究

赵立鹏

摘 要：在海南铺前大桥水域配套工程施工中，利用Civil 3D软件建立水下地形曲面、航道疏浚模型、工程量计算、施工质量控制等过程，介绍Civil 3D软件在疏浚工程中的应用。

关键词：Civil 3D 航道疏浚 质量分析

1.前言

建筑信息模型（ B u i l d i n g Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性，五大特点。BIM技术不是单指某个软件，通常包含一个核心建模软件和依据核心建模软件的一系列软件，如可视化、结构分析、造价管理、进度计划控制等软件。通过对比多个可实现BIM核心建模软件，如Autodesk Revit、Autodesk Civil 3D等软件，结合疏浚工程较建筑工程相对简单、以大量数据为依托的特点，Autodesk Civil 3D软件能較方便的实现地形曲面建模，地质分层，断面图，挖填方体积表等操作，且Civil 3D同CAD操作方法基本相同。

本文结合Civil3D软件在海南铺前大桥水域配套工程航道疏浚施工过程中的应用实例，浅谈Civil3D软件在疏浚工程中的应用。

2.工程概况

海南铺前大桥水域配套工程位于海南海口塔市与文昌铺前镇的中间水域，在铺前湾现有航道和防风锚地的基础上，配合铺前大桥进行航道扩建和防风锚地的搬迁。

项目航道入口位于铺前湾-6.0m水深处，南至铺前湾，纵向穿越拟建铺前大桥工程所在位置，并在航道南端新建防风锚地。航道总长7.05km，新建防风锚地面积约为1.36km2，并在航道两侧及锚地边缘布置相应的助航设施。平面位置示意图如图1所示。

3.建模思路及建模流程

3.1建模思路

经查阅现有资料，Civil 3D在道路设计中优势明显，运用广泛，但在疏浚工程中的应用较少。因疏浚工程可看作水下道路开挖工程，运用类似道路工程的建模思路，根据测量数据、设计尺寸、边坡坡比等要素，来建立疏浚工程模型。

3.2建模流程

根据建模思路及海南铺前大桥水域配套工程的相关资料，航道疏浚工程的建模流程参见图2。

根据此流程，建立的模型图参见图3、4、5。

4.模型分析

4.1水深分析

将根据测量结果生成的XYZ文件，导入Civil 3D形成现状曲面，利用软件的可视化操作排除高程异常点，及利用三角网进行平差，使水深更接近水下真实情况（参见图5）。

4.2工程量计算

根据浚前数据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，结合利用检测测量数据生成的浚后水下地形曲面，可以快速计算出施工工程量。采用Civil 3D所计算出来的工程量与HYPACK测量软件、CASS软件所计算出来的工程量误差较小，能够满足日常施工需要。

4.3施工质量进度分析

利用Civil 3D 设计要素关联更新的特点，定义好纵断面线后，生成的纵断面图可随断面要素线的移动实时更新（参见图6）。在施工中方便分析除固定桩号的开挖质量外，也可较快分析各桩号之间或航道渐变处的开挖质量，对施工进度较慢区域或开挖效果不满足施工要求的区域合理安排船舶进行扫浅施工。

结合工程实际情况，航道疏浚要求超深0.4m，超宽4m，但超宽超深量不予计量。可根据实际利用Civil 3D制作出超挖模型，可查看疏浚船舶航道开挖的超宽超深量，出现超深或超宽情况时，及时同船舶沟通，调整施工方法，合理减少施工成本。

5.推广应用

5.1地质沉降分析

可根据地质钻孔资料将各地质分层生成地质坐标文件，利用Civil 3D建立地质模型，参见图7。形象分析施工范围内各种土质的分布情况，指导施工。或在吹填工程中，根据地质情况，结合堆载厚度和各种土质的变形模量、孔隙比等，进行分层沉降分析及整体沉降分析，指导施工。

5.2复式边坡分析

在疏浚工程施工中，若出现需开挖复式边坡的情况时，根据施工坡比要求，利用CIVIL 3D建立复式边坡模型后（参见图8），可快速进行施工质量分析、工程量计算等工作。

6.结论

相比利用CAD等2D软件，结合本文介绍的Civil 3D软件在疏浚工程中的应用，结合其3D可视化操作，利用曲面创建、坡面创建、实时更新等功能，为疏浚工程的管理提供另一种工具，但Civil 3D在疏浚工程中的应用前景还需工程管理者进行相关推广，例如沉降分析等还需另作研究。

参考文献：

[1]叶雪雷，郑斌.应用Civil 3D进行航道设计及土方计算[J].中国水运，2016（16）：247–248.

[2]江宝钢.浅谈Autodesk Civil3D软件在工程中的应用[J].山西建筑，2008（16）：364–365.