CN110543743A - 一种基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法，包括采集地质岩土资料，得到现场的地质数据，基于三维可视化技术，建立场地的三维地质模型，并形成三维地图；基于岩质、土层的力学参数和空间地质分布，在所述三维地图上进行辅助设计；对辅助设计中不同场地的处理方式进行复核，调整不符合要求的设计，形成三维总图。本发明基于施工现场的三维地理信息，形成三维地图，结合实际地质情况和设计需求，在三维地图上进行辅助设计，并基于地质信息，对辅助设计进行复核，以满足设计需求，形成三维总图，保证了变电站结构设计、地基处理、支护结构设计与地理信息的紧密衔接，降低设计变更率，提高设计效率。
Description
技术领域
本发明涉及变电站设计技术领域,具体地说是一种基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法。
背景技术
在进行变电站建造之前，首先会进行变电站总体结构的设计，现有变电站的设计采用二维地面信息设计。
传统的二维总图设计是仅仅基于场地地表情况下的设计，无法进行场地的辅助设计，如地基处理、桩基、边坡与挡墙的形态设计以及场地平整等设计，尤其是需要进行地基处理或有桩基、挡土墙设计的工程，无法准确估测工程地质情况，也无法准确地判断其选用的处理型式是否合理。导致设计图纸不合理、返工率高，影响工程进度。
发明内容
本发明实施例中提供了一种基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法，以解决现有技术中设计图纸不合理、返工率高，影响工程进度的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明提供了一种基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法，包括以下步骤：
采集地质岩土资料，得到现场的地质数据，基于三维可视化技术，建立场地的三维地质模型，并形成三维地图；
基于岩质、土层的力学参数和空间地质分布，在所述三维地图上进行辅助设计；
对辅助设计中不同场地的处理方式进行复核，调整不符合要求的设计，形成三维总图。
进一步地，采集的所述地质岩土资料包括场地的地质结构、土层分布、场地稳定性、均匀性、岩石的裂缝情况、岩石的断层情况、岩石的完整程度、岩石的风化程度和地下水情况。
进一步地，所述得到现场的地质数据具体过程为：
通过高密度电阻率法获取场地的地质分布情况；
选取采样点，对所述采样点进行测量、地质勘测和试验，得到现场的地质数据。
进一步地，所述辅助设计包括地基设计、场地场平与土方工程设计、填方区挡土墙型式设计、挖方区边坡设计。
进一步地，所述地基设计包括桩基处理，所述桩基处理包括桩基长度和布置方式。
进一步地，所述桩基处理的具体过程为：
根据所述三维地质模型的地质信息，计算地基处理深度；
根据不同点位的地质情况，调整桩基的布置方式和桩基长度。
进一步地，辅助设计中对桩基的处理方式进行复核，调整不符合要求设计的具体过程为：
获取当前桩基设计中的桩基长度和布置方式；
计算当前桩基设计对应的桩端承载力，判断所述桩端承载力是否满足桩上结构需求；
若不满足，则调整桩基尺寸和/或布置方式，重复进行复核，直至到达设计要求。
进一步地，所述调整桩基尺寸和/或布置方式时，通过高密度电阻率法实测桩位地质情况，进行桩间距、桩径和/或桩长设计参数的调整。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
1、基于施工现场的三维地理信息，设计三维总图，实现了地理信息的三维可视化，具体包括进行工程地质分析，形成三维地图，结合实际地质情况和设计需求，在三维地图上进行辅助设计，并基于地质信息，对辅助设计进行复核，已满足设计需求，保证了变电站结构设计、地基处理、支护结构设计与地理信息的紧密衔接，降低设计变更率，提高设计效率。
2、根据三维地质数据，进行准确的地质工程设计，合理选用如桩基、挡土墙和边坡等对应的处理方式，确保工程设计质量和后期的使用安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述方法的流程示意图；
图2是本发明所述方法实施例的流程示意图；
图3是本发明高密度电阻率法获取数据的示意图；
图4是本发明的桩基设计效果示意图；
图5是本发明桩基参数的示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1、2所示，本发明基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法，包括以下步骤：
S1,采集地质岩土资料，得到现场的地质数据，基于三维可视化技术，建立场地的三维地质模型，并形成三维地图；
S2,基于岩质、土层的力学参数和空间地质分布，在所述三维地图上进行辅助设计；
S2,对辅助设计中不同场地的处理方式进行复核，调整不符合要求的设计，形成三维总图。
步骤S1中，采集的地质岩土资料包括场地的地质结构、土层分布、场地稳定性、均匀性、岩石的裂隙情况、断层情况、岩石的完整程度、岩石风化程度、地下水情况。
场地的地质结构和土层分布均可采用如图3所示的高密度电阻率法获取，不同岩层或同一岩层由于成分和结构等因素不同，而具有不同的电阻率；通过接地电极将直流电供入地下，建立稳定的人工电场，在地表观测点垂直方向或某剖面的水平方向(图3所示)的电阻率变化，从而得出土层的分布情况或地质构造情况。
场地的稳定性、均匀性通过土工试验获取；岩石的裂隙情况、断层情况可以通过层析成像、声波测井、放射性测井、电视测井等方法获取；岩石的完整程度通过管波探测获取；岩石风化程度通过层析成像法获取；地下水情况通过电测井或激发极化法获取。
得到现场的地质数据具体包括通过高密度电阻率法获取场地的地质分布情况；选取采样点，对所述采样点进行测量、地质勘测和试验，得到现场的地质数据。
其中采样点选取一定数量的具有代表性的点，选取依据为土层分布不均、场地下岩石存在裂隙或岩石较易风化、地下水位较高处。对采样点的测量包括极坐标放样测量，地质勘探包括地球物探法：电阻率法、层析成像法和综合测井法等，其中综合测井法包括电测井方式、电视测井方式和声波测井方式。试验包括室内试验和室外试验，室内试验包括土的击实试验、CBR试验、压缩性试验和无侧限抗压强度试验；室外试验包括标准贯入试验、岩石地基载荷试验和声波测试试验。
得到的现场地质数据包括地下水分布情况、岩石风化程度、岩层分布情况和地基承载力等。
基于理正三维地质建模，建立三维地质模型，根据现场地质数据形成场地的三维地图。该三维地图能够查看平面图、立面图和剖面图。结合现场勘测、土工试验等数据，以及岩质、土层的力学参数和空间地质分布等数据，在三维地图上输入相关信息，形成能够实现岩土工程分析计算的三维方法，能够进行承载力评估和土方挖填量的统计工作。
步骤S2中，根据上述在三维地图上输入的相关信息，进行的辅助设计，辅助设计包括地基设计、场地场平与土方工程设计、填方区挡土墙型式设计、挖方区边坡设计。
地基设计包括地基的处理深度，根据三维地图上的地质信息，计算得到地基处理深度，如采取桩基处理时，获取三维地图上的地质信息，计算当前地质信息下地基处理深度，根据不同点位的地质情况，调整桩基的布置方式和桩基长度，桩基的布置方式如图4所示，可见桩基长度参差不齐。
地基的处理方法根据场地对应的地质信息选择经济合理的方法，包括灰土换填、水泥挤密桩、碎石桩、灰土挤密桩、预压法、强夯、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法等多种地基处理方法。
场地场平与土方工程的设计中，通过三维地图上的地质信息，获取原地面的高程等信息，结合地基的处理深度，计算场地土方和石方工程量，进行相应的场地场平与土方工程的设计。
填方区挡土墙型式的设计中，根据填土高度、填土性质及将降雨等情况，以及力学计算，确定挡土墙型式。其中力学计算包括抗滑移、抗倾覆、挡土墙地基承载力。
挖方区边坡设计中，根据实际的地质和环境条件、边坡高度、边坡侧压力的大小和特点、对边坡变形控制的难易程度及边坡的安全等级，确定边坡形式。
步骤S3中，辅助设计完成后，对辅助设计所处地理位置的地质情况进行复核，以桩基复核为例，获取当前桩基设计中的桩基长度和布置方式；计算当前桩基设计对应的桩端承载力，判断桩端承载力是否满足桩上结构需求；若不满足，则调整桩基尺寸和/或布置方式，重复进行复核，直至到达设计要求。
如图5所示，上述调整桩基尺寸和/或布置方式时，通过高密度电阻率法实测桩位地质情况，进行桩间距a、b，桩径c和/或桩长d设计参数的调整。保证设计与实际地质情况相吻合。现有设计中不会对每个点位的地质信息进行匹配，而是选择一种最为保险的设计理念，往往造成资源的浪费，增加工程造价。
确定好符合要求的辅助设计，从而得到变电站设计的三维总图。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法，其特征是，包括以下步骤：
采集地质岩土资料，得到现场的地质数据，基于三维可视化技术，建立场地的三维地质模型，并形成三维地图；
基于岩质、土层的力学参数和空间地质分布，在所述三维地图上进行辅助设计；
对辅助设计中不同场地的处理方式进行复核，调整不符合要求的设计，形成三维总图。
2.根据权利要求1所述的基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法，其特征是，采集的所述地质岩土资料包括场地的地质结构、土层分布、场地稳定性、均匀性、岩石的裂缝情况、岩石的断层情况、岩石的完整程度、岩石的风化程度和地下水情况。
3.根据权利要求1所述的基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法，其特征是，所述得到现场的地质数据具体过程为：
通过高密度电阻率法获取场地的地质分布情况；
选取采样点，对所述采样点进行测量、地质勘测和试验，得到现场的地质数据。
4.根据权利要求1所述的基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法，其特征是，所述辅助设计包括地基设计、场地场平与土方工程设计、填方区挡土墙型式设计、挖方区边坡设计。
5.根据权利要求4所述的基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法，其特征是，所述地基设计包括桩基处理，所述桩基处理包括桩基长度和布置方式。
6.根据权利要求5所述的基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法，其特征是，所述桩基处理的具体过程为：
根据所述三维地质模型的地质信息，计算地基处理深度；
根据不同点位的地质情况，调整桩基的布置方式和桩基长度。
7.根据权利要求6所述的基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法，其特征是，辅助设计中对桩基的处理方式进行复核，调整不符合要求设计的具体过程为：
获取当前桩基设计中的桩基长度和布置方式；
计算当前桩基设计对应的桩端承载力，判断所述桩端承载力是否满足桩上结构需求；
若不满足，则调整桩基尺寸和/或布置方式，重复进行复核，直至到达设计要求。
8.根据权利要求7所述的基于三维可视化技术的变电站三维总图设计方法，其特征是，所述调整桩基尺寸和/或布置方式时，通过高密度电阻率法实测桩位地质情况，进行桩间距、桩径和/或桩长设计参数的调整。
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