Civil3D技术在水利工程中的有效应用

王利超 王福增 吕学军

摘 要：Civil 3D是Autodest公司发明的智能三维设计软件，目前被广泛应用到水利、勘查、道路及场地规划等多种领域中，其是能够实现从设计方案、施工、效果图到动画漫游的集成化设计工具，技术设计要素的动态关联更新功能有效降低工程设计的劳动强度，从而能够满足工程中所见即所得的设计目的。

关键词：Civil 3D技术；水利测量；纵断面

中图分类号：TP319 文献标志码：A

Civil 3D技术是目前我国设计行业普遍使用的一款针对基础设备领域的设计软件，此软件能够根据专业的不同需求专门定制，其中的三维动态工程模型能够快速地实现道路场地、工程、场地规划及排水系统的设计，其中的纵断面、曲面、标注及横断面通过动态的方式相互连接，能够快速且便捷地设计多种方案，从而为决策提供全新的图纸，备受交通、水利、规划及市政等行业设计人员的喜爱。该文以某渠道为例，分析了Civil 3D技术在地形曲面创建及坡度分析、坝体开挖等测量中的应用。

1 某渠道的设计

1.1 渠道的概况

渠道位于A市B县，为该县的输水总干渠，总长25 km，流量为65 m3/s，总干渠从中游渠引水，其能够灌溉的面积为3.84万km2，渠道为大型规模，三级工程级别。

1.2 曲面的创建

Civil 3D技術的设计基础就是曲面的创建，原始地形曲面主要通过以下方式构成：其一，通过地形图高程点实现；其二，通过插入点文件实现；其三，通过地形图等高线实现；其四，通过纵横断面数据文件的导入实现；其五，通过landxml.文件的导入实现。其中除了通过纵横断面数据文件的导入实现曲面的创建，其他4种方法一般在点文件及地形图文件的曲面生成中使用，因此方法不可取。

2.1 纵横断面数据的处理

通过纵横断面数据文件导入实现曲面的创建，要根据软件的固定格式对纵断面及横断面的文件进行分别创建。

在设计渠道工程过程中，测绘数据一般通过Excel表格提交，通过转换得到软件需求数据类型及格式。项目渠道为25 km，横断面测量数据有400多项，检查并且转换测量数据，从而满足项目曲面生成所用的时间需求，时间为1h左右。

2.2 原始地形曲面的生成

在纵断面及横断面的数据文件处理完成之后，就能够实现原始地形曲面的创建。首先，创建渠道的路线，Civil 3D软件中的路线生成不仅能够通过手工进行绘制，还能够通过对象进行创建。该文通过外业工作设计路线进行，也就是通过已有的导航图，直接实现路线的创建。

使用原始地形的点或者等高线，通过“曲面创建——定义——等高线”此命令添加等高线，生成地形曲面。将曲面作为参考，创建和元数据具有动态关系的智能对象。在实现三角网地形曲面的创建之后，通过Civil 3D软件的“对象查看器”功能对三维地形曲面进行查看。在创建地形曲面之后，能够根据地形曲面分析渠道工程的高度、汇流等数据。

2.3 本地模板的设置

Civil 3D中具备中国标准图形模块，在应用过程中要对其进行补充，实现测绘常用模板文件的设置。

其一，将点标签样式转变成为勘测点，从而对不同类型的数据进行区分，还能够添加多个点样式，象土石分界点、原始点等；

其二，添加自定义点文件格式；

其三，修改曲面样式，一般以实际的需求设置多个曲面，象设计曲面、原始曲面等，不同曲面设置不同的颜色及展现方式；

其四，其他设置，象线形、图层及字体等。

3 纵横断面的设计及工程量的计算

3.1 设计纵断面

纵断面的设计是在原始地形曲面创建基础上实现的。首先创建原始地形的纵断面数据，根据软件操作一步步实现。如果软件中的纵断面数据都是动态数据，就要更改原始路线及地形，纵断面数据也会发生变化。在此之后，通过渠道规模和纵断面图对水利工程参数进行计算，从而设计纵断面线。

3.2 横断面的设计

通过纵断面对水利工程参数计算结果，能够得出渠道横断面的形式，在软件中实现横断面的设计，要通过装配进行定义。该工程Civil 3D装配形式为渠道衬砌底部临土断面，剔除渠道衬砌的厚度断面，两者中间存在衬砌厚度，因此在标准横断面绘制过程中要通过特殊手段实现。可以对装配插入点的修改及装配基准点的位置相对关系实现。实现步骤为：

其一，创建渠道临土面装配。通过CAD中的画线功能实现渠道标准横断面的绘制，对渠道临土面位置进行测量，通过常规的装配对部件进行选择，从而实现渠道剔除断面的装配；

其二，通过装配插入点表现形式进行修改。在完成装配之后选择装配线，将插入点改为可见性，之后选择编辑装配样式选项中的标记，通过部件右侧菜单选择插入点，实现插入点表现形式的定义；

其三，对基准线点及插入点位置进行修改。装配选中之后将界面放大，从而看见基准线点的蓝色圆框具有2个蓝色点，上为圆形，下为正方形。

3.3 土程量的计算

创建渠道装配之后，根据渠道生成操作提示生成渠道，之后进行土程量的计算。Civil 3D的工程量计算原理是曲面的对比，根据曲面的基准及目标的相对位置计算曲面夹范围体积。因此在土程量计算之前要对曲面进行设计及清废。设计曲面及清废曲面的过程较为简单，前者根据软件提示一一进行，后者通过选择渠道实现，右击“渠道特型”选择曲面选项栏的新建曲面，选择清楚连接代码在曲面中添加，点击应用及确定。在完成以上操作之后，对水利渠道进行采样，之后生成采样线，实现渠道材质的制定及工程量、清废工程量、土方挖的计算。

在设置渠道材质之后，生成工程量统计表及横断面图。生成渠道之后，根据渠道中的要素线生成纵断面图设计线。在熟练掌握Civil 3D软件之后，就能够降低渠道断面的设计时间，尤其在方案发生变化之后，工程量变化的计算也能够在短时间内完成，设计的速度及精准度都有了进一步的提高。

3 结语

Civil 3D软件的操作较为简单，在熟练掌握操作流程之后，能够快速的且熟练的使用在工程设计中。软件自身的工作模式较灵活，用户根据自身需求对软件进行操作，如果只是想要对工程量进行计算，那么就可以进行简单地设定，根据指定顺序操作；如果要使纵断面、平面图满足出图标准，就要设计者积累在工程中常用的造型及转配制作模块的经验，从而满足设计的精准性及高效性。

参考文献

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[3]贾丙普，陈博，陈党莹.AutoCAD Civil 3D在亭子水利枢纽测量工作中的应用[J].四川水利，2013，34（3）：59-61.

[4]王奕钦.AutoCAD Civil 3D在双曲拱坝建模中的应用[J].西北水电，2015（1）：103-105.