三維技術在安谷水電站工程施工中的應用

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(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，610023)

隨著時代的進步、科學的發(fā)展，科技正極大地改變著人們的工作方式。傳統(tǒng)的手工繪圖時代已經(jīng)一去不復返，如今繪圖使用的工具變成了各種各樣的繪圖軟件，而且繪圖軟件也在不斷地升級換代，具有越來越強大的功能。它不但可以進行三維實體編輯，還可以對實體進行渲染，制作出精美的效果圖和視頻動畫。本文以Auto CAD和3dsmax軟件為例，介紹三維技術在安谷水電站建設過程中的應用。

1 電站效果圖的制作

開工初期，參與電站建設的各級領導、管理人員和工作人員，對于電站的認識只停留在招投標文件和圖紙等平面文件上，或憑借多年的施工經(jīng)驗對電站有一個個人的籠統(tǒng)認識。現(xiàn)在，通過3dsmax軟件，根據(jù)招投標圖紙文件，繪制出電站的三維圖，并加以渲染和修飾，即可形成效果圖，可以對電站具有直觀的感受。

安谷水電站三維圖的繪制采用3dsmax 2010版本，具體的繪制本文不詳細討論，完整的電站模型如圖1所示。

圖1 安谷水電站三維建模圖

安谷水電站的三維模型繪制完畢后，開始進行渲染，包括設置材質、布置燈光和設置相機等步驟，本文主要采用第三方渲染器V-Ray2.0(與3dsmax版本配套)，具體渲染效果如圖2所示。

圖2 安谷水電站渲染圖

三維模型渲染好后，可使用Photoshop軟件對渲染圖進行修飾，以形成最終的效果圖(如圖3所示)。

2 大型施工機械布置

通過3dsmax強大的三維建模能力，對電站開挖完成后的形象面貌進行建模，在此基礎上布置大型施工機械設備，并形成不同的方案對比，可供方案決策人快速直接地確定最優(yōu)的施工布置方案，以達到合理的施工布置和規(guī)劃，有效控制施工成本，保證施工工期和施工質量的目的。

圖3 安谷水電站效果圖

安谷水電站發(fā)電廠房的大型機械布置，就是通過這一方法得以快速確定。在具體應用中，首先根據(jù)設計圖紙，繪制開挖完成后的形象圖(如圖4所示)。

圖4 安谷水電站發(fā)電廠房基坑開挖形象圖

開挖形象圖繪制好后，在此基礎上進行門機、塔基布置，形成不同的方案對比。

圖5 安谷水電站發(fā)電廠房機械布置方案圖

根據(jù)安谷水電站的實際施工情況，大型機械方案的布置貫穿在電站施工的前、中期，本文僅以舉例的形式提出開挖完成后大型設備的初步布置方案。在施工過程中，隨著內(nèi)、外部條件的改變，有可能需要進行方案調整，三維圖可在方案的調整過程中及時更新，以適應方案討論的需要。

3 施工成本和進度控制

在電站建設中，設計給出的施工藍圖和招標文件往往存在差異，對于一些體型復雜、漸變的結構和部位，傳統(tǒng)的手工計算往往難以準確地統(tǒng)計出變化的工程量。如通過采用Auto CAD軟件對各部位進行三維建模，通過軟件的“質量特性”(massprop)命令，就可以實現(xiàn)各部位的工程量快速提取，從而及時地將施工藍圖和招標文件提供的工程量進行對比，合理地進行成本規(guī)劃和控制。如通過“剖切”(slice)命令，則可以根據(jù)工程的實時進度，對模型進行剖切，確定工程的完成情況，對工程的進度進行控制和及時調整。

圖6 安谷水電站發(fā)電廠房三維模型

圖7 安谷水電站電站廠房2013年5月20日工程形象面貌圖

4 關鍵部位三維模型

在安谷水電站工程建設中，有很多部位體形復雜(如尾水肘管和蝸殼等部位)，但借助Auto CAD的三維繪制能力，可以將這些部位形象地展示出來，同時可用“質量特性”和“剖切”命令，對該部位的工程量按施工分層準確提??；在進行周計劃、月計劃編制或月工程量結算，確定外包混凝土時，將這些工程量減去，即可得出較為準確的數(shù)值。同理，利用“查詢面積”(area)命令，可提取實體的表面積，對周轉性材料如模板、架管進行管理和規(guī)劃。

圖8 安谷水電站大機組尾水擴散段、肘管和蝸殼三維模型圖

5 結語

通過本文對不同實例應用三維技術的介紹，不難發(fā)現(xiàn)將三維技術與水電站建設工程有機結合，具有非凡的作用和意義，不僅能提供更加直觀、形象的電站整體和分部形象信息，對施工分析提供更好的思路，制定出更合理的施工方案，而且也能精確、實時地提供各類計量數(shù)據(jù)和詳細參數(shù)，簡化計算過程，快速地進行進度計劃編制、進度檢查和工程量結算等工作。

總的來說，隨著三維技術的發(fā)展和人們認識的不斷提高，三維技術在工程建設中將得到越來越多、越來越廣的應用。

〔1〕侯彥君，瞿翔超.CAD三維技術在寧朗水電站中的應用[J].四川水力發(fā)電，2011，30(4)：59～61.