GOCAD软件在溪洛渡工程勘探平硐封堵排查中的应用

2016-09-28黄啸鹰李攀峰

水电站设计 2016年3期

关键词：溪洛渡批处理语句

黄啸鹰,李攀峰,陈　奎

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都　610072)

GOCAD软件在溪洛渡工程勘探平硐封堵排查中的应用

黄啸鹰,李攀峰,陈奎

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都610072)

基于GOCAD平台构建了溪洛渡工程枢纽区勘探平硐和防渗帷幕的三维模型，直观地实现了勘探平硐封堵排查；同时还基于GOCAD的script语句结构，运用Excel Vba编写了批处理宏，实现了平硐封堵建模的批处理，大大提高了建模效率。

GOCAD；溪洛渡工程；勘探平硐；封堵

0　前　　言

为了查明溪洛渡工程区的基本地质条件，为工程设计提供可靠的地质基础资料，前期勘探阶段，在工程枢纽区先后完成了143个勘探平硐，累计洞长达19 122.24 m。在低高程河床坝基、地下厂区等重要工程部位，勘探平硐尤其集中。根据工程需要，大部分位于库水位以下的勘探平硐需要封堵，以避免蓄水后对大坝、厂房等工程运用产生影响。

目前工程实践中常用的二维CAD图件，将空间为题采用平面表达，直观性差，尤其是在空间相对关系分析方面具有一定的不足。为此，本文尝试采用构建三维模型来直观地实现溪洛渡工程枢纽区勘探平硐封堵排查，并试图解决快速批量建模问题。

1　平硐封堵建模

1.1建模软件简介[1]

GOCAD软件最早由法国Nancy大学开发，主要针对地质、地球物理和油藏工程的计算机三维模拟和辅助设计。从最初的简单构造建模，发展到今天复杂构造建模、复杂三维模型网格剖分、岩石物理属性模型等，GOCAD始终处于半智能化建模的最高水平。GOCAD采用了Mallet教授提出的离散光滑插值(DSI)技术和适应能力很强的三角剖分和四面体剖分技术，这些技术组合实现了对空间地质对象进行三维分析的功能。它既可以进行表面建模，又可以进行实体建模；既可以设计空间几何对象，也可以表现空间属性分布。在地质工程、地球物理勘探、矿业开发、水利工程中应用较广泛。

GOCAD不仅是用来构造三维地质模型、地球物理模型和储层模型的软件系统，同时也是一个很方便的开发平台，为开发出用户交互式的应用程序提供了一些特殊的支持。

1.2批处理建模方法

基于GOCAD平台，根据其script语句结构用Excel Vba编写了批处理宏，实现了平硐封堵的批处理，大大提高了建模效率。具体处理方法如下：

1.2.1GOCAD软件script语句结构

(1)根据两点坐标建立直线模型。script语句结构：gocad pline_create_from_points closed false points "-1 5 0 1 5 0" name ccc coordinate_system_name Std

其中：端点坐标分别为(-1,5,0)和(1,5,0)，直线的名称为“ccc”。通过修改直线端点坐标和名称，就可构建出相应的直线模型。

(2)根据直线与延伸方向构建平面。script语句结构：gocad tsurf_create_from_tube name sss curves ccc expansion 0. 0. 1000. select_number_of_levels False number_of_levels 1 seal_ends false two_ways false dissociate_vertices true

其中：sss为新构建面的名称，ccc为构建面所依据的直线，(0,0,1000)为延伸向量。通过修改这些参数，就可构建出相应的平面模型。

(3)根据与平面相交将直线分段。script语句结构：gocad on PLine ccc111 break_at_surface_intersection surface sss split true

其中：ccc111为所需分段的直线，sss为相交平面。通过修改这些参数，就可方便地实现指定直线分段。

1.2.2Excel Vba批处理宏

运用Excel Vba编写了批处理宏[2]，可以实现以下功能：

(1)根据设计专业提供的封堵点坐标—以该点坐标为基点，以一定角度(默认为60°，若与平硐轴线接近平行时，需调整该角度值)向两侧各延伸一定长度(默认为5)，可以得到位于平面内的辅助线，以该辅助线为基线，向上延伸坐铅垂面可得到与平硐轴线的交点，该交点就是平硐封堵段的一个端点；重复上述操作，可求得平硐封堵的全部端点或转点，从而实现根据设计专业提供的二维坐标，确定出封堵段的空间位置。

(2)根据封堵段的坐标信息，写出相应的GOCAD可直接调用的script文本文件(PDFD.txt)。

Excel Vba批处理宏的具体代码如下：

Sub pdfd()

平硐封堵段三维建模前处理宏

Dim No_pd As String

Dim Name_fd As String

Dim X, Y, Z, X1, X2, Y1, Y2 As Double

Dim DX, DY, DZ As Double

Dim Ang As Double

Dim Length As Double

Dim C_name, S_name As String

Dim Sht As Variant

Set Sht = ThisWorkbook.ActiveSheet

Dim I As Integer

Dim FLN As String, FN As Integer

FLN = ThisWorkbook.Path + "” + "PDFD.txt"

FN = FreeFile()

Open FLN For Output As FN

Ang = 60

Length = 5

I = 2

10If Sht.Cells(I, 1).Value <> "" Then

X = Sht.Cells(I, 3).Value

Y = Sht.Cells(I, 4).Value

Z = 0

X1 = X - Length * Cos(Ang / 180 * 3.14159265)

X2 = X + Length * Cos(Ang / 180 * 3.14159265)

Y1 = Y - Length * Sin(Ang / 180 * 3.14159265)

Y2 = Y + Length * Sin(Ang / 180 * 3.14159265)

C_name = "C_" & Sht.Cells(I, 1).Value & "_" & Sht.Cells(I, 2).Value

S_name = "S_" & Sht.Cells(I, 1).Value & "_" & Sht.Cells(I, 2).Value

No_pd = Sht.Cells(I, 1).Value

Print #FN, "gocad pline_create_from_points closed false points "; """" & X1 & " " & Y1 & " " & Z & " " & X2 &" " & Y2 & " " & Z & """" & " name " & C_name & " coordinate_system_name Std"

Print #FN, "gocad tsurf_create_from_tube name " & S_name & " curves " & C_name & " expansion 0. 0. 1000. select_number_of_levels False number_of_levels 1 seal_ends false two_ways false dissociate_vertices true"

Print #FN, "gocad on " & No_pd & " break_at_surface_intersection surface " & S_name & " split true"

I = I + 1

GoTo 10

End If

Close #FN

End Sub

1.2.3快速建模

在Excel软件中打开平硐封堵设计坐标文件，运行批处理宏，可得到全部平硐封堵段的三维数据文件PDFD.txt；在GOCAD软件中直接导入，即可方便地建立平硐封堵三维模型(见图1)。

1.3建模成果

运用上述方法，建立了溪洛渡枢纽区勘探平硐封堵三维模型(见图2)，为了分析方便，同时还构建了大坝、防渗帷幕三维模型。