浅谈AutoCAD 工程软件在灌区改造中的应用

王 斌

（兰州市大砂沟电力提灌工程管理处，甘肃皋兰730203）

1 工程概况

大砂沟电力提灌工程属于甘肃省最早兴起的高扬程提灌水利工程，取水水源为黄河水。工程位于兰州市区西北部，皋兰县西南部，工程类型属大⑵型泵站工程和中⑸型灌区工程相结合的混合型工程。工程始建于1966 年，1996 年兴建绿化上水工程，工程由原来单纯的农灌工程发展成集农灌、林灌于一体，兼顾灌区工农业生产及生活用水于一体的水利工程。工程农灌覆盖皋兰县忠和、九合、水阜和永登县树屏镇共4 个乡（镇），20 个行政村。绿化覆盖城关、皋兰、永登3 个县（区），灌区现有农业人口3.2 万人，有120 个绿化承包单位。灌区设计灌溉面积0.54 万hm2。其中，农业灌溉面积0.22 万hm2，绿化灌溉面积0.32 万hm2。工程设计流量1.75 m3/s，加大流量1.9 m3/s，分11 级提水，总扬程606 m，净扬程543 m。干渠3 条，长48.06 km；支渠17 条，长121.43 km；水工建筑物568 座。现建成泵站16 座，总装机67 台（套），总容量20 266 kW。敷设绿化上水管道110 km，山顶蓄水池38 座。随着国家大型泵站更新改造，大砂沟电灌工程中的泵站、引水隧洞及渠系建筑物也陆续改造。水利工程是国家的民生工程和命脉工程，要求在工程建设中严格把关，后期运行管理中严格管理、科学管理、优化管理。随着科技的高速发展，泵站自动化系统的应用，各种计算机软件的应运而生，对建设和管理起到很好的帮助和推动作用。Auto CAD 工程软件就是其中一个。

2 AutoCAD 的基本功能

CAD 是一个绘图软件，功能强大，成熟应用于各行各业，在灌区泵站改造、隧洞改造和渠系建筑物改造中已广泛应用，不仅用于设计单位做方案设计，也可用于监理单位质量管控、施工单位施工控制、业主单位质量监督管控、质监部门质量监督、审计部门工程量审计，是一款很好的精确量化协助软件。可以二维成图，也可以三维建模，对整个工程的建设和后期的管理都有很好的帮助。

2.1 平面绘图

AutoCAD 是能以多种方式创建直线、射线、多段线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象的绘图辅助工具。AutoCAD 提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图工具。利用此功能可以绘制泵站主副厂房的平面布置图、断面图、剖面图等各种图纸，精确表达泵房前池、出水池和压力管道的相对位置关系以及隧洞的轴线、明渠轴线的精确表达，从而为方案优化提供准确的依据。

2.2 三维建模

在平面上画出模型剖面视图，把视图切换到三维视图，可以利用建模、实体编辑、视觉样式、视图、UCS（改变坐标系）等方法建立三维模型。三维模型是一种比较准确、直观、形象的表达方式，在泵站改造前期的可研究性分析、初步设计中，可以形象地和周围建筑物的平面位置和高程作对比分析，从而选出最优方案。

2.3 编辑图形

AutoCAD 具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、矩阵、拉伸、延长、修剪缩放对象等，可以创建多种类型尺寸、文本输入、设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等。

3 AutoCAD 在工程建设中的应用

3.1 测量成果的形成

大砂沟工程项目开工建设前，组织施工单位、监理单位、业主单位进行三方联测，对施工红线内的原始地形地貌及原始建筑物进行测量，利用测量仪器对地形地貌变化点进行精确测量，形成地形地貌图，在原始地形地貌图上进行方案设计。对泵站工程而言，需对场院原地坪高程以及原泵房管理房、前池、引水渠等建筑物采集数据，对压力管道管床测量横纵断面。对隧洞及明渠工程而言，需对隧洞的断面和轴线、明渠暗渠的断面和轴线进行精确测量，将测量成果整理，最终用AutoCAD 制图软件，形成平面图、横断面、纵断面图以及地勘图纸等，可以结合CASS、灵域断面、远盛等二次开发软件辅助形成测量成果。

3.2 施工放样辅助

施工放样就是把设计图纸上工程建筑物的平面位置和高程，按照比例利用一定的测量仪器和方法精确地测设到施工现场，从而进行后续施工，也称为施工放线。在泵房基坑开挖中、压力管道管槽开挖、山体削坡等土方开挖中，可利用AutoCAD 控制开挖线，按照图纸设计边坡比例、开挖深度高差计算出开挖线，绘制出不用高程下的开挖线布置，随着开挖的高程跟进控制，从而保证开挖的安全和质量。在隧洞轴线、明暗渠轴线的控制中，可利用多段线、圆弧、直线等组合线条在AutoCAD 进行计算控制，然后把轴线点利用测量仪器放样到施工现场，从而保证水利工程中建筑物的平顺衔接和水流的平顺过渡，保证工程质量。

3.3 方案事前优化控制

在泵站建设中不可避免地会出现一些变更，设计单位设计过程中也存在与现场实际不相符的设计，或者出现不便于使用的设计，这就要求在事先控制，避免返工，造成不必要的经济损失，保证质量和满足使用要求。泵站工程既是水利工程，更是民生工程，工程形象是否与新时代“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路相迎合，外观颜色、泵房檐口线条样式及颜色等是否与周围环境相匹配，也是建设单位考虑的一项重要因素。利用AutoCAD制作直观的立面效果图，是一项高效而节约成本的方法，通过必选方案选定外墙涂料颜色、装饰线条颜色、泵站字样字体样式和大小，达到事先控制的目的，既经济又快捷高效，从而达到控制整体工程质量的目的。当然条件允许可以通过AutoCAD 与3D max、Photoshop 等软件制作出更为形象美观的比选方案。

3.4 工程量计算签证

大型泵站建设往往采用单价承包合同，工程量需要施工单位、监理单位和建设单位随着工程进度及时签证，工程土方计算往往是争议比较大的工程量，通过AutoCAD 可以对土方进行较为精确地计算，渠道、隧洞、泵房基坑、进水池、出水池等建筑物的土方可以通过多个断面求取平均值，较为准确地计算出签证结果，避免争议，断面可以作为附图说明，作为工程量计算的有力依据，也为工程审计提供了有力依据。

3.5 水工建筑物位移分析

大砂沟泵站工程机泵内安装多台水泵、电机、闸阀等设备，机组设备安装在底板以上的铺装层上，在机组运行中存在震动，必然引起建筑物的沉降，有部分泵房改造做了优化设计，提高机组安装高程，泵房箱体坐落在土方夯填上，增大了后期的沉降，要定期做沉降观测和分析，在泵房主副厂房4 个角点预埋沉降观测点，定期测取观测点坐标和高程，输入到AutoCAD 中保存，测取多组数据后在AutoCAD 中可直观地分析出建筑物的沉降情况。

4 结束语

随着科技的发展，越来越多的科技成果运用在泵站改造和灌区的后期管理中，这是时代进步和社会发展的必然结果，既减轻了工作人员的工作量，又提高了工作效率，保证了建设工程中的质量控制，促使工程建设良性向好发展，同时也势必对工程建设和灌区管理者利用科技工具的能力提出新的要求，需培养更多更具有专业技能和素养的人才投身到工程建设和灌区管理中。