淺談AutoCAD 工程軟件在灌區(qū)改造中的應用

王 斌

（蘭州市大砂溝電力提灌工程管理處，甘肅皋蘭730203）

1 工程概況

大砂溝電力提灌工程屬于甘肅省最早興起的高揚程提灌水利工程，取水水源為黃河水。工程位于蘭州市區(qū)西北部，皋蘭縣西南部，工程類型屬大⑵型泵站工程和中⑸型灌區(qū)工程相結合的混合型工程。工程始建于1966 年，1996 年興建綠化上水工程，工程由原來單純的農灌工程發(fā)展成集農灌、林灌于一體，兼顧灌區(qū)工農業(yè)生產及生活用水于一體的水利工程。工程農灌覆蓋皋蘭縣忠和、九合、水阜和永登縣樹屏鎮(zhèn)共4 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），20 個行政村。綠化覆蓋城關、皋蘭、永登3 個縣（區(qū)），灌區(qū)現有農業(yè)人口3.2 萬人，有120 個綠化承包單位。灌區(qū)設計灌溉面積0.54 萬hm2。其中，農業(yè)灌溉面積0.22 萬hm2，綠化灌溉面積0.32 萬hm2。工程設計流量1.75 m3/s，加大流量1.9 m3/s，分11 級提水，總揚程606 m，凈揚程543 m。干渠3 條，長48.06 km；支渠17 條，長121.43 km；水工建筑物568 座。現建成泵站16 座，總裝機67 臺（套），總容量20 266 kW。敷設綠化上水管道110 km，山頂蓄水池38 座。隨著國家大型泵站更新改造，大砂溝電灌工程中的泵站、引水隧洞及渠系建筑物也陸續(xù)改造。水利工程是國家的民生工程和命脈工程，要求在工程建設中嚴格把關，后期運行管理中嚴格管理、科學管理、優(yōu)化管理。隨著科技的高速發(fā)展，泵站自動化系統(tǒng)的應用，各種計算機軟件的應運而生，對建設和管理起到很好的幫助和推動作用。Auto CAD 工程軟件就是其中一個。

2 AutoCAD 的基本功能

CAD 是一個繪圖軟件，功能強大，成熟應用于各行各業(yè)，在灌區(qū)泵站改造、隧洞改造和渠系建筑物改造中已廣泛應用，不僅用于設計單位做方案設計，也可用于監(jiān)理單位質量管控、施工單位施工控制、業(yè)主單位質量監(jiān)督管控、質監(jiān)部門質量監(jiān)督、審計部門工程量審計，是一款很好的精確量化協(xié)助軟件。可以二維成圖，也可以三維建模，對整個工程的建設和后期的管理都有很好的幫助。

2.1 平面繪圖

AutoCAD 是能以多種方式創(chuàng)建直線、射線、多段線、圓、橢圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形對象的繪圖輔助工具。AutoCAD 提供了正交、對象捕捉、極軸追蹤、捕捉追蹤等繪圖工具。利用此功能可以繪制泵站主副廠房的平面布置圖、斷面圖、剖面圖等各種圖紙，精確表達泵房前池、出水池和壓力管道的相對位置關系以及隧洞的軸線、明渠軸線的精確表達，從而為方案優(yōu)化提供準確的依據。

2.2 三維建模

在平面上畫出模型剖面視圖，把視圖切換到三維視圖，可以利用建模、實體編輯、視覺樣式、視圖、UCS（改變坐標系）等方法建立三維模型。三維模型是一種比較準確、直觀、形象的表達方式，在泵站改造前期的可研究性分析、初步設計中，可以形象地和周圍建筑物的平面位置和高程作對比分析，從而選出最優(yōu)方案。

2.3 編輯圖形

AutoCAD 具有強大的編輯功能，可以移動、復制、旋轉、矩陣、拉伸、延長、修剪縮放對象等，可以創(chuàng)建多種類型尺寸、文本輸入、設定文字字體、傾斜角度及寬度縮放比例等。

3 AutoCAD 在工程建設中的應用

3.1 測量成果的形成

大砂溝工程項目開工建設前，組織施工單位、監(jiān)理單位、業(yè)主單位進行三方聯(lián)測，對施工紅線內的原始地形地貌及原始建筑物進行測量，利用測量儀器對地形地貌變化點進行精確測量，形成地形地貌圖，在原始地形地貌圖上進行方案設計。對泵站工程而言，需對場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數據，對壓力管道管床測量橫縱斷面。對隧洞及明渠工程而言，需對隧洞的斷面和軸線、明渠暗渠的斷面和軸線進行精確測量，將測量成果整理，最終用AutoCAD 制圖軟件，形成平面圖、橫斷面、縱斷面圖以及地勘圖紙等，可以結合CASS、靈域斷面、遠盛等二次開發(fā)軟件輔助形成測量成果。

3.2 施工放樣輔助

施工放樣就是把設計圖紙上工程建筑物的平面位置和高程，按照比例利用一定的測量儀器和方法精確地測設到施工現場，從而進行后續(xù)施工，也稱為施工放線。在泵房基坑開挖中、壓力管道管槽開挖、山體削坡等土方開挖中，可利用AutoCAD 控制開挖線，按照圖紙設計邊坡比例、開挖深度高差計算出開挖線，繪制出不用高程下的開挖線布置，隨著開挖的高程跟進控制，從而保證開挖的安全和質量。在隧洞軸線、明暗渠軸線的控制中，可利用多段線、圓弧、直線等組合線條在AutoCAD 進行計算控制，然后把軸線點利用測量儀器放樣到施工現場，從而保證水利工程中建筑物的平順銜接和水流的平順過渡，保證工程質量。

3.3 方案事前優(yōu)化控制

在泵站建設中不可避免地會出現一些變更，設計單位設計過程中也存在與現場實際不相符的設計，或者出現不便于使用的設計，這就要求在事先控制，避免返工，造成不必要的經濟損失，保證質量和滿足使用要求。泵站工程既是水利工程，更是民生工程，工程形象是否與新時代“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路相迎合，外觀顏色、泵房檐口線條樣式及顏色等是否與周圍環(huán)境相匹配，也是建設單位考慮的一項重要因素。利用AutoCAD制作直觀的立面效果圖，是一項高效而節(jié)約成本的方法，通過必選方案選定外墻涂料顏色、裝飾線條顏色、泵站字樣字體樣式和大小，達到事先控制的目的，既經濟又快捷高效，從而達到控制整體工程質量的目的。當然條件允許可以通過AutoCAD 與3D max、Photoshop 等軟件制作出更為形象美觀的比選方案。

3.4 工程量計算簽證

大型泵站建設往往采用單價承包合同，工程量需要施工單位、監(jiān)理單位和建設單位隨著工程進度及時簽證，工程土方計算往往是爭議比較大的工程量，通過AutoCAD 可以對土方進行較為精確地計算，渠道、隧洞、泵房基坑、進水池、出水池等建筑物的土方可以通過多個斷面求取平均值，較為準確地計算出簽證結果，避免爭議，斷面可以作為附圖說明，作為工程量計算的有力依據，也為工程審計提供了有力依據。

3.5 水工建筑物位移分析

大砂溝泵站工程機泵內安裝多臺水泵、電機、閘閥等設備，機組設備安裝在底板以上的鋪裝層上，在機組運行中存在震動，必然引起建筑物的沉降，有部分泵房改造做了優(yōu)化設計，提高機組安裝高程，泵房箱體坐落在土方夯填上，增大了后期的沉降，要定期做沉降觀測和分析，在泵房主副廠房4 個角點預埋沉降觀測點，定期測取觀測點坐標和高程，輸入到AutoCAD 中保存，測取多組數據后在AutoCAD 中可直觀地分析出建筑物的沉降情況。

4 結束語

隨著科技的發(fā)展，越來越多的科技成果運用在泵站改造和灌區(qū)的后期管理中，這是時代進步和社會發(fā)展的必然結果，既減輕了工作人員的工作量，又提高了工作效率，保證了建設工程中的質量控制，促使工程建設良性向好發(fā)展，同時也勢必對工程建設和灌區(qū)管理者利用科技工具的能力提出新的要求，需培養(yǎng)更多更具有專業(yè)技能和素養(yǎng)的人才投身到工程建設和灌區(qū)管理中。