本發(fā)明涉及水利水電工程，具體涉及一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、帷幕灌漿技術作為水利水電工程滲控工程中的重要技術措施，對提升工程防滲性能與穩(wěn)定性、延長工程使用壽命和降低工程的維護成本起著關鍵性作用，防滲帷幕灌漿質量將直接影響到水電站蓄水、發(fā)電和水工建筑物的安全運行。

2、帷幕灌漿通過將水泥漿液灌入水工建筑物地基巖體裂隙、孔隙以形成連續(xù)的阻水帷幕，一般要求深入相對不透水層。在水利水電工程設計中，設計人員一般通過傳統(tǒng)的二維作圖手段進行水工建筑物的防滲工程設計，無法清晰反映工程地質條件的復雜性和滲控工程的相關性，且設計過程復雜，設計周期較長，設計成果無法三維直觀展示，難以實現(xiàn)帷幕灌漿設計、建模和出圖一體化，因此需要進行基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法及系統(tǒng)研究。而對于水利水電工程中防滲帷幕工程開展三維設計工作面臨的主要技術任務有：1、研究自動計算、拾取防滲帷幕中心線并結合地質模型對大壩左、右岸灌漿洞起始點進行選點、定點；2、研究結合地質模型并沿防滲帷幕中心線自動生成中心線處縱剖面圖輔助判斷地質條件；3、研究結合地質模型自動進行帷幕底線設計，并結合地質模型的地質斷層、結構面等進行副帷幕設計；4、研究帷幕灌漿孔模型快速搭建、一鍵化生成和平面自動分序、編號，實現(xiàn)設計、建模、出圖一體化；5、研究帷幕灌漿孔特性表(部位、孔序、孔號和孔深等)、工程量表快速統(tǒng)計、批量生成。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供了一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法及系統(tǒng)。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

3、一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法，包括以下步驟：步驟1、確定防滲帷幕中心線；步驟2、沿防滲帷幕中心線剖切地質模型，生成地質縱剖面圖；步驟3、結合地質模型按照設計原則交互式布置防滲帷幕底線控制點，進行防滲帷幕底線設計，生成整體帷幕底線；步驟4、結合地質模型的地質信息設置副帷幕位置，自動生成副帷幕中心線，指定所剖切地質模型所生成的對象并生成副帷幕縱剖面圖，進行副帷幕底線設計；步驟5、結合地質模型對灌漿孔進行布設；步驟6、批量生成灌漿特性表、工程量表、帷幕灌漿布置圖和灌漿孔三維模型。

4、基于上述技術方案，更進一步地，步驟1中，確定的過程包括以下步驟：步驟11、首先設定防滲帷幕中心線名稱；步驟12、選擇防滲帷幕中心線確定方式，其中，確定方式包括程序自動計算和手動拾??；步驟13、讀取壩軸線的相關數(shù)據(jù)，其中，讀取方式包括數(shù)據(jù)傳遞、壩線傳遞和數(shù)據(jù)庫讀入；步驟14、設計防滲帷幕中心線起點和終點位置；其中，防滲帷幕中心線起點和終點的設計方式分為兩種，第一種為在壩軸線與指定曲面交點的基礎上偏移指定距離；第二種為在壩軸線的起點和終點沿壩軸線方向延伸指定距離，并求出點在指定曲面的映射高程；步驟15、確定防滲帷幕中心線。

5、基于上述技術方案，更進一步地，步驟2中，過程包括以下步驟：步驟21、選擇確定的防滲帷幕中心線；步驟22、設定防滲帷幕剖切路線和起始點樁號范圍；步驟23、指定所剖切地質模型所生成的對象，其中，所生成的對象包括地形曲面、基覆分界線、強風化層、弱風化層和地質斷層、不利結構面等，并設置縱斷面圖的名稱、標注欄，一鍵化生成縱剖面圖。

6、基于上述技術方案，更進一步地，步驟3中，過程包括以下步驟：步驟31、對防滲帷幕底線名稱屬性進行定義、修改；步驟32、選取縱剖面圖對象；步驟33、設定防滲帷幕底線參數(shù)，根據(jù)不同設計標準，自動確定防滲帷幕底線位置，其中，設計標準包括相對不透水性、壩高以及高程。

7、基于上述技術方案，更進一步地，步驟4中，過程為：過程包括以下步驟：步驟41、定義修改副帷幕名稱；步驟42、設定副帷幕樁號；步驟43、設定副帷幕線樁號偏移值；步驟44、根據(jù)所生成的副帷幕防滲中心線設定剖切路線和樁號范圍，指定所剖切地質模型所生成的對象并生成副帷幕縱剖面圖；步驟45、進行副帷幕底線設計。

8、基于上述技術方案，更進一步地，步驟42中，選擇步驟1生成的防滲帷幕帷幕中心線，為整個副帷幕樁號設定的基準線；在此基礎上，根據(jù)步驟2生成的防滲帷幕中心線縱剖面圖中生成的對象進行設置副帷幕起點和終點樁號。

9、基于上述技術方案，更進一步地，步驟5中，過程包括以下步驟：步驟51、對帷幕灌漿孔部位進行設定，其中，包括帷幕中心線、起點和終點樁號及部位名稱；步驟52、選擇布設灌漿孔的帷幕線對象，并設定灌漿孔布設原則，包括帷幕灌漿孔起點和終點樁號及其孔位間距；步驟53、自動進行帷幕灌漿孔分序、編號。

10、基于上述技術方案，更進一步地，步驟52中，帷幕灌漿孔起點和終點樁號的設置過程為：設定從起點和至終點的設置原則，獲取從起點自動讀取灌漿孔布設起點樁號；獲取至終點坐標自動讀取灌漿孔布設終點樁號。

11、基于上述技術方案，更進一步地，步驟6中，過程為：根據(jù)已生成的防滲帷幕中心線或副帷幕防滲中心線至帷幕底線信息，結合步驟5中設置的灌漿孔布置方式以及孔距參數(shù)，沿著帷幕底線的走向，以設定的孔距為間隔單位，逐一計算并累加灌漿孔的數(shù)量，同時測量每個灌漿孔從帷幕中心線至底線的長度，進行全面的灌漿孔數(shù)量及長度統(tǒng)計，并自動生成帷幕灌漿孔布置圖；以灌漿孔的平面坐標以及高程信息為基礎數(shù)據(jù)點，構建起每個灌漿孔在三維空間中的實體模型；依據(jù)各灌漿孔與灌漿孔之間的相對位置關系以及與帷幕中心線、底線所構成的空間幾何形態(tài)，將眾多單個灌漿孔模型組合成完整的帷幕灌漿孔三維結構，一鍵化創(chuàng)建帷幕灌漿孔三維模型；最終對之前統(tǒng)計的灌漿孔數(shù)量、長度以及其他相關特性數(shù)據(jù)進行整理與格式化輸出，生成帷幕灌漿孔特性表和工程量表。

12、一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫、中心線設計模塊、縱剖面圖生成模塊、防滲帷幕底線設計模塊、副帷幕設計模塊、灌漿孔孔位布置設計模塊；其中，中心線設計模塊、縱剖面圖生成模塊、防滲帷幕底線設計模塊、副帷幕設計模塊和灌漿孔孔位布置設計模塊都基于數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)互通。

13、相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果：

14、本發(fā)明可自動計算、拾取帷幕中心線并結合地質模型對大壩左、右岸灌漿洞起/終點進行自動選點、定點，通過結合地質模型并沿帷幕中心線自動生成中心線處縱剖面圖輔助判斷地質條件，進而根據(jù)不同設計標準(相對不透水層、壩高和高程值)自動確定防滲帷幕底線位置、和副帷幕中心線平面位置，快速進行帷幕灌漿孔分序、編號和帷幕灌漿孔三維模型搭建，解決了滲控工程地質條件的隱蔽性和帷幕灌漿特性表、工程量表極難統(tǒng)計等問題，實現(xiàn)了防滲帷幕設計、建模、出圖一體化，極大降低了水利水電工程防滲工程設計的復雜性，提高了生產(chǎn)效率。

技術特征：

1.一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法，其特征在于，步驟1中，確定的過程包括以下步驟：

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法，其特征在于，步驟2中，過程包括以下步驟：

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法，其特征在于，步驟3中，過程包括以下步驟：

5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法，其特征在于，步驟4中，過程包括以下步驟：

6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法，其特征在于，步驟42中，選擇步驟1生成的防滲帷幕帷幕中心線，為整個副帷幕樁號設定的基準線；并根據(jù)步驟2生成的防滲帷幕中心線縱剖面圖中生成的對象進行設置副帷幕起點和終點樁號。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法，其特征在于，步驟5中，過程包括以下步驟：

8.根據(jù)權利要求7所述的一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法，其特征在于，步驟52中，帷幕灌漿孔起點和終點樁號的設置過程為：設定從起點和至終點的設置原則，獲取從起點自動讀取灌漿孔布設起點樁號；獲取至終點坐標自動讀取灌漿孔布設終點樁號。

9.根據(jù)權利要求8所述的一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法，其特征在于，步驟6中，過程為：

10.一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建系統(tǒng)，其特征在于，執(zhí)行權利要求1-9任一項所述的一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法，包括數(shù)據(jù)庫、中心線設計模塊、縱剖面圖生成模塊、防滲帷幕底線設計模塊、副帷幕設計模塊和灌漿孔孔位布置設計模塊；其中，中心線設計模塊、縱剖面圖生成模塊、防滲帷幕底線設計模塊、副帷幕設計模塊和灌漿孔孔位布置設計模塊都基于數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)互通。

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于地質模型的防滲帷幕三維構建方法及系統(tǒng)，涉及水利水電工程技術領域，步驟包括：確定防滲帷幕中心線；生成縱剖面圖；防滲帷幕底線設計；副帷幕設計；灌漿孔自動布設；批量生成灌漿特性表、工程量表、帷幕灌漿布置圖和灌漿孔三維模型。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫、中心線設計模塊、縱剖面圖生成模塊、防滲帷幕底線設計模塊、副帷幕設計模塊、灌漿孔孔位布置設計模塊。本發(fā)明解決了滲控工程地質條件的隱蔽性和帷幕灌漿特性表、工程量表極難統(tǒng)計等問題，實現(xiàn)了防滲帷幕設計、建模、出圖一體化，極大降低了水利水電工程防滲工程設計的復雜性，提高了生產(chǎn)效率。

技術研發(fā)人員：謝剛,武恒恒,楊鐵增,邢珊珊,王毅鳴,鄭兆信,呂典帥,劉士佳,李剛,崔笑,張萌,朱夏甫,宋凱,林玉旋,喬浩
受保護的技術使用者：中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15