利用Excel数据合并在AutoCAD中绘制堤防横断面图的探讨

任少峰

(岐山县水利局，陕西 岐山 722400)

1 引言

在水利工程土石方施工中，进场后复核设计工程量和完工后的结算都要进行横断图测量，将长达几千米的测量数据绘制成横断面图是一项繁重而又容易出错的工作，如何准确绘制提高工作效率就显得较为重要。在石头河堤防建设实践中，总结了利用Excel数据编辑，在与AutoCAD快速展点并自动绘制断面图的具体方法。

在AutoCAD中绘制一条曲线，而这条线如果是由多个坐标点(x、y)连接而成的，逐点输入起来就比较麻烦，并且很容易出错。Excel软件数据计算功能可以提供坐标点(X、Y)格式的数据，把Excel坐标格式的数据与AutoCAD巧妙的结合起来，绘制出所需要的线段生成原始横断面图。

Excel是具有强大的数据计算与分析功能电子表格软件，基于Excel电子表格的数据合并、连接功能结合CAD多线段输入坐标原理。具体使用方法：excel电子表格有二维坐标连接功能，用连接符号“&”将该数据默认为一个二维的坐标，之间用英文状态逗号隔开，使用此符号后就能将所需数据合并在一起，在CAD中将数据粘贴到CAD的命令行中用多线段方法自动生成原始横断面图。

2 石头河堤防治理工程技术实例

石头河发源于秦岭北麓太白山区，流域面积731 km2，流经太白、眉县斜峪关经岐山县安乐镇汇入渭河，县内流程15.1 km，河床平均宽度300 m，比降19.4‰。岐山县石头河安乐镇段防洪工程新修右岸堤防长度3108.8 m(桩号0+000～3+108.80)，按照20年一遇洪水标准设防，洪峰流量为1540 m3/s，工程级别为Ⅳ级，堤顶超高为1.2 m。断面为梯形堤顶宽4 m，迎、背水坡坡比为1∶2，迎水坡采用0.5 m厚的格宾笼石护坡，护坡堤顶高程为设计洪水位以上1.2 m，护脚为3层1 m厚的格宾笼石，自上而下分别宽1 m、2 m和3 m。工程于2014年11月9日开工建设，2015年6月30日完工，完成主要工程量：挖方量14.3万m3，回填方量23.9万m3，格宾笼石3.7万m3。

3 堤防轴线加密坐标点的提取

在石头河堤防工程建设中，施工单位进场后对堤防原始断面进行复测，测量人员快速地用复测数据绘图并计算出土方的填挖量，对项目组织相应的工作策划及部署至关重要。根据堤防施工图中轴线已知控制坐标点，进行加密放样间隔距离每20 m一个横断面，沿轴线方向用GPS或全站仪进行复测，在开展施工放样之前先要按照施工图已知控制坐标点进行加密点的计算。

在Excel中输入堤防中轴线已知控制坐标点X、Y值，在E4单元格中输入=C4&“，”&D4(英文状态输入逗号)就出现了一对链接坐标值(见图1)，在CAD命令行处键入画线命令，点击鼠标右键，粘贴链接数据就自动生成堤防设计轴线，接下来就是对这条轴线进行每20 m的定距等分，以便于在CAD图中求得坐标值。

图1 堤防设计轴线坐标表

(1)定距等分：在进行定距等分设计轴线时先要对其合并，在CAD命令栏输入“PE”命令，输入“M”，将多条线合并为一条多段线。定距等分就是根据指定的距离对线段进行等分，合并完成轴线后，点击菜单栏里的“格式选择-点样式”，在命令行输入“ME”，选中这条绘制好的线段，选择输入定距等分的距离数值20 m可完成定距等分，共等分点数155个。要提取这些大量X、Y坐标值，单纯的去手动操作一个个的提取将花费大量的时间和精力，在cad中提供了可以批量提取数据的功能。

(2)坐标提取：在施工放样时我们要用到大量坐标的提取，在CAD从菜单栏中单击工具“数据提取”命令，选择“创建新数据提取”，指定“将数据提取另存为”的路径及文件名称，点击“保存”，选择“在当前图形中选择对象”，点击右侧拾取按钮，在类别过滤器中勾选“几何图形”和“文本”，在特性表中勾选“位置X”“位置Y”，勾选“将数据输出至外部文件”，指定文件名称和保存的位置，本次共导出156个点包含点的X、Y坐标，选中“位置X”“位置Y”列中的全部数据，转换为数字；选中“位置X”列，点击排序。查找起始0+000桩号点对应的坐标值，以间隔20 m排列出0+020、0+040等桩号，便于在施工放样时对照使用，见图2。

图2 堤防轴线控制点坐标表

(3)堤防中轴线及横断面测量：根据堤防中轴线加密坐标点进行放样，用GPS或全站仪从桩号0+000开始，沿堤轴线方向每隔20 m打桩定出整桩号，在地形有明显变化处或经过沟、坑、路以及需要经过构筑物的地方应加密打桩标记，里程桩号编号：0+000、0+020、0+040。

原始横断面测量的主要内容是在各中桩处测量垂直于堤防中线方向的地面高低起伏，测量宽度由堤顶宽度、高程以及地面高程和坡比来确定，在中线两侧各测量宽度20米并打桩标记。从桩号0+000开始测量断面上平距和高程对应的数据组，(以测量前进方向轴线左侧边距为-，右侧为+)，详细记录桩号、平距、高程数据。

4 在Excel上处理数据

将现场测量的桩号、平距和高程数据输入Excel表格中，见图3，第A列为里程桩号，第B列为各点相对于中桩的水平距离，第C列为地面上各点高程，第G列的300、350为等差数据，目的是为了在CAD上能按里程桩断面从左至右依次画多个断面图，使它们不会出现上一断面的右部与下一断面的左部相交，H列是B列与G列计算之和，L列是链接数据，在L列单元格中输入=H3&″，″&C3并回车，单击鼠标左键，当指针变成细十字时，按住鼠标左键向下拖动进行复制，这样我们就得到了一组水平距离与高程链接数据组完成的数据编辑。

图3 原始地面测量数据记录表

5 绘制图形

(1)绘制图形

在CAD绘制图形时比例尺1∶1，这样在方便计算断面面积，挖填高度直接将查询数据输入即可，标注出所需画线的各点坐标值。先绘制堤防标准断面按照设计堤顶宽度4 m、边坡比1∶2、坡角笼石基础、开挖放坡线进行同时定义为块方便复制。将例中L列数据，按Ctr+C将其复制到剪贴板上，在CAD命令行输入画线的命令L(直线)，将复制的坐标Ctr+V粘贴到命令行，即可快速自动完成原始地面线的绘制。根据设计堤顶高程纵坡比分别计算出桩号0+010、0+031、0+038断面的中桩高程，依次为614.82 m、614.47 m、614.30 m。在桩号0+031原断面图上中桩位置上标注出高程614.47 m，将标准横断面图复制到此点高程位置处，两侧边坡线就自然连接到原地面线上，最后标注出断面图的各点高程和距离，这样就完成了断面图的构架。

(2)图形面积查询

堤防工程量计算包括堤身回填量、基础挖方、清基长度等内容，图形面积查询有二种方法：①在CAD中选择绘制好的横断面图单击建立的面域，对于全填或全挖的断面是一个闭合非相交的图形，使用“Area”命令中查询面积时，“指定第一个点”输入字母“o”并点击图形，数据显示断面的面积和周长，②不能建立面域的断面是一种半填半挖的断面，通过“多段线”命令将每一个区域角点连接闭合，求出每个断面的挖、填面积，将这些图对应的长度、面积等数据填入相应的表格中(见图4)，完成所有断面数据后，在Excel中列表按照堤身填方、基础挖方等内容求出相邻断面方量，再计算出整个堤防所需的工程量。

图4 桩号0+031堤防横断面

6 批量出图

在CAD出图打印分为模型空间打印、布局空间打印，前一种出图速度较慢。在CAD图纸中单击“布局”标签进入布局空间，调整布局视口，进入页面设置管理器，设置打印机、设置打印范围、图纸尺寸、打印范围、打印比例、打印样式表等参数，选择要打印范围为窗口，将图纸平移到视口中央即可，进行预览无误后就可以点击确定进行打印了。

7 结语

在堤防工程建设中利用Excel强大的数据计算建立坐标数据组，与在CAD中快速批量展点绘制堤防断面图的两者结合，自动完成绘图和计算工程量的功能，方法简单快捷、准确率高，该方法也可应用在道路、管沟等施工领域，通过软件的相互综合运用将给技术人员提供很大的帮助。