Civil 3D在机场土石方施工中的应用

江妙根

(四川省场道工程有限公司, 四川成都 610000)

机场土石方作业区域一般为几平方公里，面积大、地势高差大、地形复杂，建设内容涵盖地基处理、土石方挖运填筑、边坡防护、排水沟渠等，同时使用的机械种类多、数量大，参与建设的人员多。使用Civil3D分区域分专业建模，实现调配模拟、施工机械配合模拟、工序模拟等，提高施工企业管理人员的工作效率，让管理更科学合理，实现项目建设的投资、进度和质量目标。

现以成都天府国际机场土石方工程施工为列，对现场运用Civil3D进行阐述和总结。

1 曲面建模

地形曲面可通过测量数据和地形图(含等高线、块、文字、断裂线)生成，其过程如下。

1.1 测量数据创建曲面

(1)分析测量数据格式、新建点文件格式、导入测量数据。Civil3D可导入txt、csv、xyz、dat等格式的测量数据，根据数据格式新建点文件格式，设置对应的分隔方式、点编号、东距、北距、点高程，新建完成后导入测量数据创建曲面(图1、图2)。

图1 新建点文件格式

图2 导入点文件

(2)出差点处理。使用对象查看器三维观察曲面，出现明显等高线密集时，复核出差点测量数据准确性，若数据错误，可采取排除和删除出差点方式处理。

排除：曲面特性→定义→生成→排除小于/大于某值的高程。

删除：选择曲面→曲面编辑→删除点。

1.2 地形图生成曲面

分析现有地形图，利用有效数据使用曲面定义生成曲面(图3、图4)。

图3 原地面俯视

图4 原地面斜视

(1)等高线：曲面→定义→添加等高线。

(2)块：曲面→定义→图像对象→添加块。

(3)文字：修改→曲面→曲面工具→将文字移动到高程→曲面→定义→图像对象→添加文字。

地形曲面可直观反应现场地形，为土石方计算和调配，边坡放坡、道槽及其影响区放坡、临时道路规划、施工临时排水规划等提供依据。

2 土石方计算和调配

以原地面曲面、中间计量曲面和竣工曲面为基础，创建体积曲面，利用曲面统计信息和体积面板工具计算总体和分区土石方工程量，为施工单位对业主和分包的中间计量进度款提供数据支持。

利用体积曲面准确计算土石方工程量，可实时统计已完成填方总量、挖方总量和剩余填方总量、挖方总量，分析设计挖填比和实际挖填比的关系，确定一个合理的挖填比，结合填挖方区域分布，进行土石方挖运的合理调配和人员机械的合理安排；同时可分析出剩余填挖方总量是否匹配，对多余的挖方和不足的填方提前与业主协商，场内各标段形成联动，做好相应准备(图5、图6)。

图5 体积曲面及土石方计算

图6 二标段土石方调配模拟

3 放坡

边坡区进行清表和地基处理后，原地面地形发生变化，设计坡脚线按设计坡比放坡后一般会向外移动；道槽及其影响区地基处理要求通常高于土面区和边坡区，准确找出道槽及其影响区范围有利于保证道面结构层的质量。

Civil3D放坡工具能快速的放出边坡区坡脚线和道槽及其影响区的边线，实现三维观察校正，分析坡脚线是否超出征地红线，并能导出坐标和高程到GPS，指导测量放线，方便施工(图7、图8)。

图7 边坡区放坡

图8 道槽及其影响区

4 临时道路修建

通过地形曲面观察分析，结合测量人员对场区现有道路和标志性构筑物的测绘，坚持挖填运距最短的原则，在保证运输作业安全的前提下，对原有道路进行加宽改造或新建，使用Civil3D路线、纵断面、横断面和道路等工具合理规划临时道路和计算临时道路土石方工程量(图9～图11)。

图9 临时道路规划

图10 填方段施工道路标准横断面

图11 临时道路漫游

创建路线：常用→路线→路线创建工具。

创建纵断面：选择某条路线→曲面纵断面→添加→在纵断面图中绘制→创建曲面纵断面。

创建横断面：创建装配→使用“连接宽度和坡度、指向曲面的连接坡度”等命令→画出道路左右行车道、道肩、边坡等。

创建道路：常用面板→道路→创建道路→选择路线→选择设计纵断面→选择装配→选择目标曲面。

道路工程量：利用地形曲面和道路曲面生成体积曲面计算道路土石方工程量。

5 曲面分析和曲面标签

Civil3D中曲面高程、流域、坡度、坡面箭头等的分析，能整体观察场区不同区域填方高度和范围，能为设置临时排水沟和集水坑提供合理的参考位置，有利于土石方施工进度管理、调配管理和雨季临时排水的动态设置。

Civil3D中曲面坡度、点位高程和等高线等标签，实现了场区现况曲面有效数据的快速查询，反应了现场的实时情况，大幅提高工作效率。

6 全场模拟

Civil3D结合SketchUp、Revit、Lumion等施工常用软件，进行场区建模，实现工地建设可视化模型化，观测施工完成后的竣工效果(图12)。

图12 全场模拟

7 效益分析

与传统软件在施工过程中的应用相比，Civil3D在机场土石方施工中的应用能够带来的效益如表1所示。

表1 传统软件与Civil 3D相比

8 结束语

Civil3D三维建模具有精确、快速、高效、直观、功能强大等特点，是行业发展的趋势，本文通过Civil3D在成都天府国际机场土石方工程施工中的应用，在保证准确性的同时极大地提高了施工作业人员的工作效率，深受工程计量和测量人员的好评，提高了员工综合能力。

同时为今后在机场土石方施工中运用Civil3D软件技术具有推广和应用价值。