一种基于3DE建立帷幕灌浆BIM模型的方法与流程

一种基于3de建立帷幕灌浆bim模型的方法
技术领域
1.本发明涉及水电工程建模技术领域，具体涉及一种基于3de建立帷幕灌浆bim模型的方法。


背景技术：

2.在国内外水利水电工程中，帷幕灌浆作为水工建筑物地基防渗处理的主要手段，对保证水库安全蓄水、发电以及运行期水工建筑物的安全运行起着重要作用。
3.传统的二维渗控设计中，帷幕灌浆图纸主要通过二维方式表达，包括平切图、轴线展开剖面图、垂直轴线典型纵断面图等，成果不够清晰直观，帷幕灌浆孔的具体空间位置、灌浆顺序、灌浆参数等较为简略。
4.近年来，随着科技进步及国家倡导，bim技术越来越多的应用到水利水电工程建设中，但大多数工程仅实现了bim技术的简单建模、翻模，少数工程达到了正向设计标准，然而也止于工程的三维可视化。生成的bim模型仅部分表达了建筑物结构的几何信息，很多几何信息难以被查询、提取、计算分析，而施工次序、工艺参数等其他非几何信息基本未涉及，最终，使用者能提取到的有效信息甚至少于二维图纸，这显然不是真正的bim 3d模型，也阻碍了后续bim 4d/5d模型的构建。目前的帷幕灌浆模型也是如此，基本停留在三维可视化层面，未体现bim技术的真正作用。


技术实现要素：

5.为了便于建立真正的帷幕灌浆bim模型并快速提取所需信息，提供了一种基于3de建立帷幕灌浆bim模型的方法。
6.本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
7.一种基于3de建立帷幕灌浆bim模型的方法，包括：
8.步骤1、建立布设帷幕灌浆孔的基础模型，所述基础模型中包含每层防渗帷幕的顶边界和底边界；
9.步骤2、选取防渗帷幕的顶边界和底边界，输入帷幕灌浆孔布设参数，根据帷幕灌浆孔布设参数自动生成每层防渗帷幕的中心面及帷幕灌浆孔，并对每一个帷幕灌浆孔附加一个标识符；
10.步骤3、输入所需信息项，通过标识符对帷幕灌浆孔进行定位，并根据输入内容对帷幕灌浆孔进行二次编辑以生成带信息的帷幕灌浆孔，并将帷幕灌浆孔对应的信息录入附属规格参数表中；
11.步骤4、根据需要自动提取帷幕灌浆孔信息。
12.进一步地，所述步骤1建立基础模型后，还包括：检查基础模型是否满足设计要求。
13.进一步地，所述帷幕灌浆孔布设参数包括俯角、排数、排距及孔距。
14.进一步地，根据帷幕灌浆孔布设参数生成每层防渗帷幕的中心面及帷幕灌浆孔的具体步骤为：根据帷幕灌浆孔俯角、每层防渗帷幕的顶边界和底边界，生成每层防渗帷幕的
中心面；根据帷幕灌浆孔排数、排距、每层防渗帷幕的中心面，生成相应上游排/中间排/下游排防渗帷幕的中心面；根据每排防渗帷幕中心面及孔距，生成帷幕灌浆孔。
15.进一步地，在生成帷幕灌浆孔时，将防渗帷幕顶边界划分为平直段和拐角段，平直段帷幕灌浆孔孔位均匀分布，拐角段孔位渐变分布。
16.进一步地，平直段布孔个数k的计算方式为：式中s表示顶边界长度，x表示孔距，a表示渐变修正个数。
17.进一步地，a取2或3。
18.进一步地，拐角段布孔个数i的计算方式为：初拟若拐角段的孔底距离w≤1.5x(i-1)，则按此均布帷幕灌浆孔，否则，
19.进一步地，所述步骤3生成带信息的帷幕灌浆孔后还包括，根据地质信息对灌浆孔进行分类。
20.本发明相比于现有技术具有的有益效果是：采用本技术所述的方法可根据布孔参数和附加信息项自动生成真正的帷幕灌浆bim模型，相较于现有的一般三维可视化模型，有效信息完整详尽，帷幕灌浆工程实体与功能特性的表述完整度大为提高，贴合现场实际施工，便于工程信息管理及在其基础上提质增效。
附图说明
21.图1为一种基于3de建立帷幕灌浆bim模型的方法的流程图。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.如图1所示，一种基于3de建立帷幕灌浆bim模型的方法，包括：
24.步骤1、建立布设帷幕灌浆孔的基础模型；基础模型可根据设计参数自动生成，也可引用已有的模型。基础模型包括每层防渗帷幕的顶边界和底边界、大坝建基面、不良地质体、渗控面等。
25.为保证最终模型的准确性和建模过程可以顺利进行，在建立基础模型后需要对其进行几何检查，若基础模型满足设计要求，则执行后续步骤，若不满足，则提示设计人员及时进行修改调整。
26.步骤2、输入帷幕灌浆孔布设参数，包括俯角、排数、排距及孔距等，根据帷幕灌浆孔布设参数生成每层防渗帷幕的中心面及帷幕灌浆孔，并对每一个帷幕灌浆孔附加一个标识符。具体为：根据帷幕灌浆孔俯角、每层防渗帷幕的顶边界和底边界，生成每层防渗帷幕的中心面；根据帷幕灌浆孔排数排距、每层防渗帷幕的中心面，生成相应上游排/中间排/下游排防渗帷幕的中心面；根据每排防渗帷幕中心面、布孔方向、孔距及孔径，生成帷幕灌浆孔；对帷幕灌浆孔添加标识符，便于后续使用过程中对其进行定位。
27.由于深孔帷幕都是自上而下钻孔，顶边界位于灌浆平洞内，顶边界的空间位置以及在其上生成的孔口端点对于现场施工有实际意义，且为了更合理、均匀的布置帷幕孔，本
实施例在生成帷幕灌浆孔时，将防渗帷幕顶边界划分为平直段和拐角段，平直段帷幕灌浆孔孔位均匀分布，拐角段孔位渐变分布。其中，平直段布孔个数k的计算方式为：式中s表示顶边界长度，x表示孔距，a表示渐变修正个数；为了保证拐角段能有足够的长度满足布孔渐变需求，a可取2或3；则拐角段布孔个数i的计算方式为：初拟若拐角段的孔底距离w≤1.5x(i-1)，则按此均布帷幕灌浆孔，否则，例如：顶边界长度为104.6m，孔距2m，104.6/2向下取整并减2得50，则平直段为100m共51个孔；拐角段为4.6m，初步布置3个孔，提取孔底距离，若不大于(1.5倍孔距
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2)，即按此布置，否则按孔底距离/孔距向上取整布置孔数。
28.步骤3、输入所需信息项，通过标识符对帷幕灌浆孔进行定位，并根据输入内容对帷幕灌浆孔进行二次编辑以自动生成带信息的帷幕灌浆孔，并将帷幕灌浆孔对应的信息录入附属规格参数表中。输入的信息项可包括：孔长、桩号、孔径、孔序、方位角、灌浆分段、灌浆压力、孔口孔底空间位置、每分段孔底最大允许偏差等。如，可提取该帷幕灌浆孔的几何信息，包括孔长、方位角、孔口孔底空间位置等，将信息录入附属规格参数表中；可在生成的帷幕灌浆孔的基础上生成灌浆分段，将分段信息、每分段孔底最大允许偏差等录入附属规格参数表中；可根据孔径生成帷幕灌浆孔包络体；可根据孔序生成不同颜色的孔口端点，并汇总成集，以清楚直观地分辨一序孔、二序孔、三序孔的分布情况。
29.进一步地，可根据地质信息对灌浆孔进行分类，如根据大坝建基面将帷幕灌浆孔划分为基岩钻孔段和混凝土钻孔段，以便于指导现场钻孔，对各灌浆分段赋颜色并编号，以便于施工时链接灌浆记录仪，自动录入灌浆过程信息；可根据不良地质体空间分布，自动搜索相应的灌浆分段，将其标记，方便实际灌浆过程中重点关注。
30.步骤4、可重新输入帷幕灌浆孔布设参数或所需信息项，对已建成的帷幕灌浆bim模型进行二次修改，检查模型，确认满足设计要求后，得到最终的帷幕灌浆bim模型，并根据需要自动提取所需信息，用于二维出图、进度分析、造价分析等方面。