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水利水電工程是我國社會經濟發展的基礎,其存在的特征主要包含以下幾方面內容。
1.選址及設計工作與環境之間存在密切的關聯將水利水電工程與常規的建筑工程進行對比發現,其選址、設計與規劃等工作同環境之間存在著密切的關聯。例如:假如在規劃或設計水利水電工程之前并沒有進行詳盡的現場調查,或者勘察工作不細致等,都可能導致水利水電工程對周邊地表水體造成危害,從而使環境影響問題更加嚴重。
2.施工范圍較大,對環境影響較嚴重對于水利水電工程來講,其所需的占地面積普遍較廣,可以達到數萬平方公里。那么,其所影響的面積也相應增大,占用大量水生生物、森林等資源,并且也會對風景區、城鎮等區域造成危害。也就是說,水利水電工程對水環境、生態環境及社會經濟方面都可能造成影響。
3.缺乏完善的保護與管理方法因為建設項目等工業發展較早,已經創建了一系列較為全面的環境保護及管理方法,同時積累了大量經驗,研發了相應的技術。但是,對于水利水電工程來講,其發展相對較晚,人們當時對水環境及生態環境的保護意識不足,所以,缺乏完善的環保方法。所以,相關人員就應通過不斷的專研,找尋合理的、全面的、與之相協調的保護與管理方法,并且參考國外成功的經驗,引入先進的設備,從而確保水利水電工程得以順利開展,不對水環境及生態環境造成危害。
二、水利水電工程對水環境影響
對于水利水電工程來講,其建設施工對水庫內部及上下游水質及水量都造成影響,其主要包含以下幾方面內容:
(1)在水利水電工程中,水質出現季節性的變化;
(2)均勻的削弱了下游進入河口的流量,從而導致鹽水入侵情況發生;
(3)降低了下游河體的自凈能力;
(4)由于蒸發量不斷增加,從而縮減了下游河體的流量;
(5)對回游性魚類的繁殖與生長都造成阻礙;
(6)增快工程項目中浮游植物及水藻的生長;
(7)有可能使下游土體輸入的營養物質減少。
三、水利水電工程對水環境影響評價工作的相關內容
在進行水環境影響評價工作時。對水環境影響評價工作進行等級劃分的依據包含以下三方面內容:
(1)污水的排放量;
(2)污水水體的復雜程度;
(3)水域的規模。以下就其三方面內容進行詳細分析,并以工程實例進行論述。
1.污水的排放量在水環境影響評價工作中,對污水的排放量可將其劃分成5個范圍,
2.污水水體的復雜程度污水水體的復雜程度是依照污染物的種類及水質參數的數量進行區分的。可以劃分為簡單、中等及復雜三種。
3.水域的規模水域的規模是依據流量大小進行劃分的,可以分為大、中、小三類。以河流為例,當平均流量超過150m³/s時,則為大,平均流量處于15m³/s~150m³/s之間,則為中,如果平均流量低于15m³/s,則為小。
4.工程實例設定,某水利水電工程項目其污水的排放總量為14,600m³/d,則其對水環境影響評價分級的判據詳見表3。
四、水環境評價的方法
進行水環境評價的方法一般選用的是單項指數法。其計算公式如下:Sij=Cij/Csi,其中,Sij表示水質參數i在第j點的標準指數;Cij指的是水質參數i在第j點的濃度,單位為mg/L,Csi指的是水質參數i的標準值,單位為mg/L。假如水質參數i在第j點的標準指數大于1,則說明該水質參數已經超過相應的水質標準,就無法符合使用需求。對特殊水體計算溶解氧(DO)及酸堿度(pH),計算溶解氧還應考慮兩種情況,當DOj高于DOs,則SDOj=|DOf-DOj|/DOf-DOs,當DOj小于DOs,則SDOj=10-9DOj/DOs其中,SDOj指的是溶解氧的標準指數;DOf指的是某氣壓、水溫情況下飽和溶解氧的濃度,單位為mg/L,在計算公式中,經常選取DOf的計算公式為DOf=468/(31.6+T),T為水溫,單位℃,DOj為溶解氧的真實測定數值,單位為mg/L,DOs為溶解氧的評價標準限制,單位為mg/L。酸堿度(pH)的取值不同,對水質的影響也存在區別。其計算公式為:當pHj≤7,(7.0)/(7.0)jjsdSpHpHpH,當pHj>7,(7.0)/(7.0)jjsuSpHpHpH,其中,SpHj表示pH的標準指數,pHj為真實測定數值;pHsd為評價標準中pH的下限值,pHsu為評價標準中pH的上限值。
五、水利水電工程降低水環境影響的措施
較為常用的消減污染源方法包含以下內容:
(1)對預計建設的水利水電項目事先制定清潔、防污染等措施,并對項目設計的水體進行控制;
(2)實行節水及循環水標準,結合項目施工特點,對廢水進行相應的處理后再進行排放;
(3)在水利水電工程施工階段,由于挖設基坑或堆土而導致土層,應盡快修建雨水攔截裝置,并種植植物,從而預防沉積物進入地表水體;
(4)在應用化學藥劑時,預先規劃好藥劑的使用時間、使用數量、使用范圍,同時規劃好藥劑流入水體的處理方法;
(5)在水污染總量控制的區域,利用排污交易方法,確保污水排放總量不增加;
(6)如果條件允許,可以應用人工濕地的方法對非點源污染進行控制。
六、總結
關鍵詞:水工建筑物;工程等別;結構安全性;混凝土強度指標;抗震設計
作者簡介:劉遠(1979-),男,廣東中山人,華南農業大學水利與土木工程學院博士研究生,講師。(廣東?廣州?510642)
基金項目:本文系華南農業大學教育教學改革與研究項目(項目編號:JG09016)的研究成果。
中圖分類號:G642?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)25-0059-02
“水工建筑物”是水利水電工程專業的一門核心課程,課程的主要任務是使學生掌握各種水工建筑物的設計理論和方法。該課程內容多、知識面廣,涉及重力壩、拱壩、土石壩、水閘、水工隧洞等各種不同的結構物。它們在材料、工作原理上都不一樣,所以設計方法也不一樣,這是“水工建筑物”學習的難點之一。但是,各種水工建筑物的設計共同遵循著一些基本準則和方法。因此,在開始學習各種水工建筑物的設計之前,必須先學習“水工建筑物設計綜述”這一章,意在探討這些基本準則和方法。“水工建筑物設計綜述”是“水工建筑物”課程的主線,對整個課程的學習起著重要的引導作用,必須予以足夠的重視。
由于課內學時的壓縮,教學內容的刪減,很多教師只給這一章內容安排1~2個學時,有的甚至是一帶而過。這將給后面課程內容的教學造成很大的困難。筆者自2007年開始講授“水工建筑物”,積累了幾年的教學經驗后,越發覺得“水工建筑物設計綜述”內容的重要。因此,自2010年起將這一章內容的授課學時增加至6學時,重點講述“水利水電工程等別劃分”(0.5學時)、“水工建筑物的安全性”(2學時)、“混凝土的強度指標”(0.5學時)以及“水工建筑物的抗震設計”(2學時)等內容,務必使得學生先打下良好的基礎,再學習各種水工建筑物的設計。
一、水利水電工程等別劃分
對于一般的水利水電工程,需先確定工程等別,然后根據工程等別確定水工建筑物的級別,最后根據水工建筑物的級別確定結構安全級別。結構安全級別是進行水工建筑物設計的安全依據,設計時相關安全系數的取值是根據結構安全級別來確定的。若結構安全級別定的低,就會使得選擇的安全系數偏小,結構的安全就存在隱患;反之,結構安全級別定的高,選擇的安全系數就會偏大,使得結構的安全余量過大,建筑物的材料用量增加,加大了工程的投資。因此,水利水電工程等別的劃分直接影響水工建筑物設計的安全性和經濟性。
關于水利水電工程等別的劃分,目前有3個規范可依:國家強制性標準GB50201-94《防洪標準》、水利行業標準SL252-2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》以及電力行業標準DL5180-2003《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》。水利水電工程等別,根據水庫規模、防洪對象的重要性、治澇規模、供水對象的重要性、水電站的裝機容量等,分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五個等級;水工建筑物的級別是根據工程等別及該水工建筑物在工程中的作用和重要性確定,它反映了對不同水工建筑物的不同技術要求和安全要求。永久性水工建筑物分為1、2、3、4、5五級(其中主要建筑物分1~5級,次要建筑物分3~5級),臨時性水工建筑物分為3、4、5三級。水工建筑物的結構安全級別,應根據建筑物的重要性及破壞可能產生后果的嚴重性確定,與水工建筑物的級別對應,分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三級(1級水工建筑物對應結構安全級別為Ⅰ級,2、3級水工建筑物對應結構安全級別為Ⅱ級,4、5級水工建筑物對應結構安全級別為Ⅲ級)。
水利水電工程等級的劃分看似簡單,容易被忽視,但它直接影響水工建筑物設計的安全性和經濟性,是水工建筑物設計的其中一個關鍵步驟,應當引起足夠的重視。當中涉及水利水電工程等別、水工建筑物的級別和結構安全級別三個提法相近,但含義不同的概念,容易造成混淆。教師在講授時,可結合工程實例來闡述這三個概念的含義,有利于學生理解。
二、水工建筑物的安全性
關鍵詞:控制 水利水電工程 建設 質量
中圖分類號:F416.9文獻標識碼:A文章編號:
引言
我國的水利水電工程建設近些年來實現了跨越發展,經過多年的實踐,在水利水電工程建設方面經積累了大量的經驗,在引進國際上先進的管理方法和經驗的同時,在相關專題的研究方面也取得了可喜的成果。但是,隨著水利水電建設項目規模的日益擴大,其建設條件也日趨復雜,水利水電工程質量控制成為水利水電建設項目管理的核心,因此,需要對水利水電建設項目管理專業領域的有關問題進行深入而廣泛的研究。
1 水利水電工程質量控制概述
水利水電工程質量控制是一項復雜而又繁重的任務。建設項目的質量是決定工程成敗的關鍵,也是建設項目三大控制目標的重點。
1.1建設項目管理。建設項目管理是指在建設項目生命周期內所進行的有效的計劃、組織、協調、控制等管理活動,其目的是在一定的約束條件下,達到建設項目的最優目標,即質量、工期和投資控制目標得以最優實現。由于水利水電建設項目的獨有的復雜特點,從而其具有幾大共性,即實踐性、復雜性、多樣性、風險性和不連續性等特點;同時,由于我國的國情與西方國家存在一定的差異,因此,我國水利水電建設項目管理還具備其自身特點。
1.2工程項目質量控制。質量是指實體滿足明確和隱含需要的能力的特性總和。質量主體是實體。而工程項目質量的內涵包括三方面的內容:(1)工程項目實體質量;(2)功能和使用價值;(3)工作質量。工程項目質量控制是指為達到工程項目質量要求所采取的作業技術和活動。工程項目質量要求主要表現為工程合同、設計文件、技術規范規定的質量標準。因此,工程項目質量控制就是為了保證達到工程合同規定的質量標準而采取的一系列措施、方法和手段。在研究水利水電工程項目質量控制的有關問題時,也必須充分考慮水利水電工程項目質量特點,包括:主體的復雜性、影響質量的因素多、質量隱蔽性、質量波動大、終檢局限大、質量要受投資、進度的制約等。質量控制的任務:根據水利水電工程合同規定的工程建設各階段的質量目標,對工程建設全過程的質量實施監督管理。
2 水利水電工程施工階段的質量控制
水利水電工程質量控制的目的是確保水利水電工程項目質量目標全面實現,提高水利水電工程項目的投資效益、社會效益和環境效益。但由于各階段的質量目標不同,各階段具有不同的質量控制對象和任務。施工階段質量控制是水利水電工程項目全過程質量控制的關鍵環節。工程質量很大程度上取決于施工階段質量控制。施工階段的質量控制不僅是水利水電工程項目質量控制的重點,也是監理工程師質量控制的核心內容。
施工階段的質量控制是一個經由對投資人的資源和條件的質量控制進而對生產過程及各環節質量進行控制,直到對所完成的工程產品的質量檢驗與控制為止的全過程的系統控制過程。根據施工階段工程實體質量形成過程的時間階段,質量控制劃分為以下三個階段:施工前控制、施工中控制、施工后控制。
2.1施工事前質量控制。監理工程師施工前質量控制的主要任務包括兩方面:一是對施工承包商的準備工作質量的控制,即對施工人員、施工所用建筑材料和施工機械、施工方法和措施、施工所必備的環境條件等的審核;二是監理工程師應做好的事前質量保證工作,即為了有效地進行預控,監理工程師需要根據承包商提交的各種文件,依照本工程的合同文件及相關規范、規程,建立監理工程師質量預控計劃。另外,還需做好施工圖紙的審查和發放。
首先,是對承包商準備工作的質量控制。包括五個方面:(1)承包商人員的質量控制。按照規定,承包商在投標時應按招標文件的要求及《水利水電土建工程施工合同條件》有關條款的規定提交詳細的《擬投人合同工作的主要人員表》,其目的是為了保證承包商的主要人員符合投標的承諾。(2)材料和工程設備的質量控制。(3)施工機械設備的質量控制。(4)施工方法和措施的控制。(5)環境因素的質量控制。其次,是對監理工程師的事前質量控制。程序有:(1)監理工程師事前質量控制計劃;(2)施工圖紙的審查和發放。
2.2施工中質量控制。工程實體質量是在施工過程中形成的,施工過程中質量的形成受各種因素的影響最多,因此,施工過程的質量控制是施工階段工程質量控制的重點。而施工過程是由一系列相互關聯、相互制約的施工工序所組成,它們的質量是施工項目質量的基礎,因此,施工過程的質量控制,必須落實到每項具體的施工工序的質量控制。
2.3施工后質量控制。事后質量控制是指完成施工過程而形成產品的質量控制,其工作內容主要包括:審核竣工資料;審核承包商提供的質量檢驗報告及有關技術性文件;整理有關工程項目質量的技術文件,并編目、建檔;評價工程項目質量狀況及水平;組織聯動試車等。
工程質量評定和工程驗收是進行事后質量控制的主要內容。工程質量評定,即依據某一質量評定的標準和方法,對照施工質量具體情況,確定其質量等級的過程。對水利水電工程,要求按照水利部頒發的《水利水電工程施工質量評定規程》進行質量評定。工程驗收是在工程質量評定的基礎上,依據一個既定的驗收標準,采取一定的手段來檢驗工程產品的特性是否滿足驗收標準的過程。
3 水利水電工程質量管理體制
《水利工程質量管理規定》中規定:水利工程質量實行項目法人(建設單位)負責、監理單位控制、施工單位保證和政府監督相結合的質量管理體制。水利水電工程質量監督機構負責監督設計、監理、施工單位在其資質等級允許范圍內從事水利水電工程建設的質量工作;負責檢查、督促建設、監理、設計、施工單位建立健全質量體系;按照國家和水利行業有關工程建設法規、技術標準和設計文件實施工程質量監督,對施工現場影響工程質量的行為進行監督檢查。項目法人(建設單位)應根據工程規模和工程特點,按照水利部有關規定,通過資質審查招標選擇勘測設計、施工、監理單位并實行合同管理。監理單位應根據監理合同參與招標工作,從保證工程質量全面履行工程承建合同出發,簽發施工圖紙;審查施工單位的施工組織設計和技術措施;指導監督合同中有關質量標準、要求的實施;參加工程質量檢查、工程質量事故調查處理和工程驗收工作。施工單位要推行全面質量管理,建立健全質量保證體系,在施工過程中認真執行“三檢制”,切實做好工程質量的全過程控制。
4 結語
水利水電工程的質量控制是大中型水利水電工程項目管理中一項極為重要的任務。由于水利水電工程的自身特點,使得水利水電工程質量控制任務既復雜又繁重。我國水利水電工程“質量控制”的條款與國際廣泛采用的條款間仍存在較大差距,需要不斷努力去完善。
參考文獻:
[1]水利水電工程施工過程的監督[J].中國水利,2001.10.
[關鍵詞]水利水電;工程;概預算;應用分析
中圖分類號:TV文獻標識碼: A
一、前言
在當前水利工程施工過程中,工程概預算對工程的施工成本有著重要的影響,因此,在施工前要根據工程的實際情況對工程進行概預算,以便提高工程成本控制水平。
二、概預算的編制依據和步驟
1、編制依據
(1)工程設計文件、報告,工程所在地的交通、氣象、社會經濟情況;
(2)現行水利水電工程概算定額(包括工程建筑定額、機電設備、金屬結構設備安裝定額);
(3)上級及工程主管部門制定的政策、法令、法規;
(4)水利水電工程概預算編制辦法及取費標準;
(5)工程施工企業等級及執行的人工工資標準;
(6)水利水電工程材料供應情況及價格信息。
2、編制步驟
(1)在編制概預算文件前首先要充分了解工程設計情況,熟悉設計圖紙,掌握工程中所涉及到的項目和內容。編制人員還應到工程施工現場,對場內場外交通、工程所在地的海拔高程、氣候條件等加以了解。另外,還應掌握工程施工組織、施工措施和方法、建筑材料的運輸距離和方式、施工機械設備情況,勞動力配備等。水利水電工程投資來源較為復雜,有中央投資、地方財政投資、中央和地方按比例共同投資,另外,還有外商投資和中外合資等形式,在編制概預算文件時,應搞清工程投資來源。
(2)為了計算工程造價,組織材料供應,進行工程招投標,將建設項目劃分為6個部分;一是建筑工程(水利水電樞紐工程和其他永久建筑物);二是機電設備安裝工程(構成電廠及泵站固定資產的全部機電設備);三是金屬結構設備及安裝工程(閘門、啟閉機和攔污柵等設備);四是臨時工程(施工導流、交通工程和場外供電線路等);五是水庫淹沒處理補償費;六是其他費用。
(3)按國家和地方水利部門頒發的最新定額和取費標準編制工程概預算單價。
(4)按照工程設計圖紙計算匯總建筑工程量,并按工程設計階段乘以相應的階段系。
(5)按建筑工程量和單價相乘的法計算工程概預算,并按建筑項目劃分逐級向上匯總,得出工程總概、預算投資。
三、水利工程概預算編制中應注意的幾個問題
1、概預算書中計量單位的名稱、符號使用在概預算的書中,所進行計量單位的名稱和單位符號應該根據1984年由國務院的《關于在我國統一實行法定計量單位的命令》的規定來進行選用。在概預算書中有一些具體的要求,主要包括概預算書中在表達量的時候,以及在圖、表、公司和文字敘述的時候,詞頭和單位都應該一律使用國際符號,也就是使用法定的計量單位中的單位符號,如果沒有規定的,可以使用漢字單位來進行表示,例如臺班、工時、延長米、根等。在概預算的書中,一些敘述性的文字可以使用法定計量單位的時候,在計量單位的使用上,最好運用數字或者字母來表示。
2、概算書中各表和計算書的金額單位,應根據實際情況進行采用對于人工的工資、鳳、水、電荷施工機械臺時費、材料預算價格以及混凝土材料的單價等一些基礎的單價,都應該以元作為基本單位,還要精確到小數點的后面2位。在單價表中的合計欄里面,要以元為主要的單位,并且精確到元,此外,在建筑工程表和設備及安裝工程概算表中的合計欄,則要運用萬元作為單位,并且精確到小數點的后2位或者萬元。在總概算表、分年度投資表和工程概算總表等的各欄中,使用的單位應該是萬元,并且其精度應該根據工程的實際工程投資和規模大小來確定,普遍情況下是精確到萬元或者保留2位小數,對于一些特大型的水利水電工程來說,也精確到億元或保留2位小數。
3、復核工程數量并按照概預算編制規定的要求正確表述
由于水利工程一般投資都存在較大的情況,基本都是上百萬,甚至多到上千萬的情況,有時候一些分項工程的投資都可以高達幾百萬元。因此,在對水利水電工程進行概預算編制的時候,對工程量設計進行復核是相當重要的,是一個至關重要的環節。其中工程量的復核內容包括了數量、設計條件、單位和地質條件等,每一個不同的條件都會嚴重影響到概預算的正確計算方法,因此,在編制概預算的時候,工作人員應該仔細閱讀圖紙,對工程量進行反復的復核,確保工程的質量。
四、水利工程概預算編制的應用分析
1、材料價格分析建筑材料價格是組成工程概預算單價的重要組成部分,它隨市場需求情況波動較大。水利水電工程的材料預算價格=(材料市場價格+運雜費+包裝費+運輸保險費)×(1+采購保管費率),材料市場價格因材料產源、供貨部門不同變動較大,在編制概預算前應根據市場調查情況詳細分析,不能隨意而定。由于水利水電工程的不定性,需對大量建筑物資進行不同方式和路徑的運輸。在工程概預算過程中只要根據貨物等級、路面等級、運輸工具和運輸距離等合理的計算出材料費用,就能有效的防止人為地提高路面等級、加長運輸距離、甚至變更施工材料等現象的發生。
2、工程量分析工程量計算的正確與否,直接影響著工程概預算文件編制質量的好壞,反過來,工程概預算的實施情況也反映著工程量的進度和質量。故編制人員在掌握專業知識的同時,還應具備一定的水工、機電、地質、金屬結構等專業知識,對各專業所提供的工程量應和圖紙(設備清單)進行核對,防止盲目照抄。另外,在計算工程量時應遵循如下原則:
(1)工程項目的設置應與定額子目劃分相適應;
(2)工程量的計量單位應與定額子目的單位一致;
(3)在計算工程量時應根據不同的設計階段乘以相應的階段系數;
(4)計算施工過程中超控、超填的工程量和附加工程量。
3、勞力、三材、地材分析工程概預算編制在工作勞力、三材、地材應用等工作中起著非常關鍵的分配作用。根據勞動量的大小,組織施工隊伍,根據材料量,考慮材料供應,根據地材量,籌備地材。工程概預算工作是組織施工、合理調配勞力、安排施工進度、組織材料供應等必不可少的參考資料,同時,也是計算三材差價、追加投資的重要依據。
五、水利水電工程概預算編制過程中常見問題的分析處理
1、水利水電工程單價中含其他行業單價某一項水利工程在編制初步設計概算、預算時,建安工程費里一般都由土建、機電設備安裝、通信、房屋建筑、電力線路、交通等幾部分組成,編制概算或編制標底及投標報價時只編制土建部分的工程預算單價,安裝工程里只列入安裝工程費,設備原價則根據咨詢(或當時的市場指導價)進行,如此會有比較大的出入。為此應按當地及國內各原材料的統一指導價,從而得出材料價差。對于不同于水利行業的房屋建筑、通信、電力、交通等部分,可根據當時當地的市場價編列綜合單價(例如:房屋按1000元/m2、通信按8000元/km、10kv高壓線路按140000元/km、380v輸電線路按30000元/km),其綜合單價里含設備、材料、工人工資、利潤、稅金等費用,在執行時不應重復計列。
2、水利水電工程中各費用的構成水利水電工程一般建設規模大、投資多,為了控制投資額,對工程所需的各項費用都作了劃分。其建設項目費用可分為:建筑工程費;機電設備及安裝工程費;金屬結構設備及安裝工程費;臨時工程費;其他費用;預備費(包括基本預備費和價差預備費);建設期還貸利息;水庫淹沒處理補償費。其中前四項中建筑工程費和安裝工程費按其費用構成可分為:直接工程費、間接費、計劃利潤、稅金。以上各費用在整個水利水電投資額中占有較大的比重,編制概預算時應按照工程具體情況、設計階段和深度、施工企業等級合理劃分費用組成。
六、結束語
在水利工程施工過程中我們根據相關的制度對概預算進行編制,對施工成本和相關的費用進行預算。
參考文獻
工程勘測是水利水電工程建設中一項必不可少的工作,可以為施工圖紙的設計以及施工方案的制定提供可靠依據。基于水利水電工程建設發展需求,傳統的平面勘測設計方式已經變得不適用,所以必須應用三維技術,實現水利水電工程立體勘測設計,更加全面、詳細的將整體工程情況展現出來,對工程施工起到更好的指導作用。文章分析了水利水電工程中三維勘測設計技術的特點及優勢,結合具體的技術要點,對三維勘測設計技術的實踐應有進行了分析,具有一定的參考價值。
關鍵詞:
水利水電工程;三維勘測設計;技術要點;實踐應用
1水利水電工程中三維勘測設計技術的應用優勢及重要意義
水利水電工程中的三維勘測設計技術,與傳統的二維設計技術相比,有著眾多的應用優勢。首先,可以將工程的平面勘測設計圖轉化為立體模型,使工程構建組成以及構建關系更加明確、清晰,能夠展示出水利水電工程的全貌情況。其次,工程的三維模型具有較強的靈活性,能夠根據結果反饋對模型進行調整,模擬工程實際情況,進而做出正確的工程決策,確保工程方案變更的科學性及可行性。并且,在三維勘測設計技術中,還能夠對模型進行上色和渲染,能夠通過色彩的不同,快速、準確的辨別工程構件,使工程設計圖更加直觀化、形象化。三維勘測設計技術提高了水利水電工程設計圖的精準度,有助于提升工程的整體設計水平,促進我國水利水電事業的良好發展。其次,利用三維軟件和計算機技術,可以減輕設計人員的工作任務量,并避免出現人為設計失誤現象,有助于提升水利水電工程設計質量和設計效率。另外,在應用三維勘測設計技術的時候,需要不同設計人員的相互合作,可以結合計算機技術實現工程信息及資料共享,可以提高水利水電工程設計隊伍的綜合素質。這些都是水利水電工程中三維勘測設計技術的應用的重要意義。
2水利水電工程中三維勘測設計技術要點
要想充分發揮三維勘測設計技術在水利水電工程中的應用優勢,首先就需要明確其技術要點,并加以科學應用。
2.1模型參數化設計
在對水利水電工程進行二維勘測設計時,工程構件都是用固定尺寸的集合來表示的,當完成一個工程構件設計之后,需要將這些尺寸幾何進行刪除,然后再重新組合用來表示不同工程構件,這種工程構件表示方法缺乏靈活性,并且還會耗費大量的時間和精力。在三維勘測設計技術中融入交互式軟件,可以根據工程構件的實際情況,在零部件設計環境及拓撲圖不發生變化的基礎上,根據工程構件尺寸參數變化以及所對應的關系式,三維軟件可以對原有模型尺寸大小進行修改,并生成新的工程構件模型。
2.2模板化設計
在進行水利水電三維勘測設計時,可以使用CATIA軟件,以工程構件的特點及用途為分類標準,創建多種類型的設計模板。在繪制工程模型及圖紙的時候,只需要輸入相應的幾何參數,模板便會根據預先設定的運行程序,以標準參數為參考進行自主計算,進而完成對幾何參數的修改。所創建的設計模板不僅包括三維模型,還包括二維平面圖,能夠在短時間完成重復設計,提高了工程設計效率[2]。
2.3骨架設計
骨架設計又叫做主元線框設計,其概念是將總工程劃分為多個項目,繪制出整體施工流程和工程框架結構,然后對不同施工階段中影響施工項目的主要因素進行分別控制,進而實現對整個工程的全面控制。在設計水利水電工程骨架結構時,首先應該從最高層面開始,向下逐級延伸出多個子骨架,形成樹干狀設計結構,對工程中的各個關鍵點和基準點進行準確定位和布置,并定義工程構建的重要尺寸[3]。通過對水利水電工程進行骨架設計,能夠更加清晰、直觀、準確的將工程項目之間的邏輯關系表示出來,整體工程框架結構就會變得更加明了,可以為設計人員提供更加可靠的設計資料,調整設計方案也會變得更加方便。
2.4協同設計
水利水電工程屬于大型工程項目,需要不同設計人員的協同配合下才能完成整體項目的勘測設計。傳統勘測設計方式很難實現信息共享,需要設計人員進行面對面的交流,設計效率較低。三維勘測設計技術中的協同設計,能夠利用網絡平臺構件數據庫,并借助通信技術實現信息的有效傳遞和共享,不同設計者即便是不進行面對面的交流,也可以獲取相同的水利水電工程數據,可以有效避免出現數據孤島現象,實現了不同技術領域和不同工程項目設計之間的有效連接,設計流程變得更加規范、清晰,工程設計效率得到了顯著提升。
3水利水電工程中三維勘測設計技術的實踐分析
3.1水利水電工程介紹
某地為緩解地區用水及用電緊張現象,打算新建水利水電工程。該水利水電工程等級為Ⅰ等大(1)工程,預期投入使用后水庫容量為22.53億m3。經過對工程地點的環境因素進行綜合分析,決定采用碾壓混凝土重力壩形式,水壩總長度為1157m,最高處為188m,經計算后,得到所需混凝土總量以及開挖總量大約為980萬m3和2250萬m3。
3.2水利水電工程模型的構建
在利用三維三維勘測設計技術構建水利水電工程模型的時候,需要從地質模型、水工結構模型兩方面進行考慮。本工程中地質建模所用軟件主要有GOCAD和CATIA,通過將地形數據、地質平面圖數據、鉆孔和平洞數據等導入到軟件中,可以根據數據之間的關聯性,自動繪制出工程地質平面圖以及剖面圖,并得到較為準確的開挖工程量。在構建水工結構模型時,主要使用CATIA軟件,利用骨架設計技術將總工程分解為不同項目,比如重力壩可以分解成為連接壩段、溢流壩段、非溢流壩段等,利用結構草圖和關鍵性的參數及公式,通過逐個項目實現對整個工程的控制,進而完成水工結構模型的構建。
3.3水利水電工程模型的計算和仿真
在完成水利水電工程三維模型的構建之后,可以以三維模型為重要依據,借助專業測量工具對工程所需混凝土總量、開挖量及填方量進行計算并進行核對,得出較為準確的工程量數據。同時,還可以將ABAQUS軟件與CATIA軟件進行有效連接,對水利水電工程結構的載荷能力及抗震能力進行計算分析,評估工程結構的穩定性及抗震性能。并且,在計算工程模型的時候,還要結合二維設計圖紙進行全面分析,確保圖紙的企業標準化。除此之外,該水利水電工程中還應用了3D-Max軟件,對工程模型進行渲染,并采用三維動畫仿真技術對實際工程情況進行了模擬,驗證了工程方案的科學性及可行性。
4結語
將三維勘測設計技術應用與水利水電工程中,可以得到更加全面、準確的工程數據,能夠使用三維模型將工程構件及工程項目之間的邏輯關系更加清晰的呈現出來,已經成為水利水電工程設計的必然發展趨勢。通過了解并掌握三維勘測設計技術中的關鍵技術,將其科學應用于水利水電工程中,可以有效提高工程設計水平及設計質量。
參考文獻:
[1]萬云輝,李小帥,錢富運.三維勘測設計技術在水利水電工程中的應用研究[J].長江科學院院報,2015(07):137-142.
[2]韋光林.三維CAD技術在水利水電工程設計中的應用[J].水利規劃與設計,2015(09):102-104.