【數(shù)字賦能 共創(chuàng)未來】BIM技術(shù)應(yīng)用競(jìng)賽“集體賽”獲獎(jiǎng)作品展（6）——EGIM技術(shù)（地質(zhì)三維信息模型）在福建省羅源昌西水庫(kù)工程中的應(yīng)用
日前，我院“數(shù)字賦能，共創(chuàng)未來”BIM技術(shù)應(yīng)用競(jìng)賽“集體賽”成功舉辦。經(jīng)過激烈角逐，由工程勘察院BIM競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的“EGIM技術(shù)（地質(zhì)三維信息模型）在福建省羅源昌西水庫(kù)工程中的應(yīng)用”榮獲三等獎(jiǎng)。
福建省羅源昌西水庫(kù)位于羅源縣西北部起步鎮(zhèn)曹垅村附近護(hù)國(guó)溪干流上，距離羅源縣城約8km。本工程任務(wù)以防洪為主，結(jié)合供水，兼顧發(fā)電。水庫(kù)正常蓄水位295m，總庫(kù)容1191萬立方米，工程等別為Ⅲ等。工程樞紐由碾壓混凝土重力壩、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房等建筑物組成，其地質(zhì)勘察部分自初步設(shè)計(jì)階段起采用了自主研發(fā)的“三維地質(zhì)信息化軟件系統(tǒng)”作為建模與分析的工具，探索地質(zhì)三維信息化在工程勘察中的高效性及可靠性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)三維到二維的正向設(shè)計(jì)。
此次BIM設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)成員從勘探點(diǎn)自動(dòng)建模與實(shí)時(shí)更新、地質(zhì)界面自動(dòng)建模及動(dòng)態(tài)更新、自動(dòng)生成三維地質(zhì)模型、基于地質(zhì)條件三維參數(shù)化開挖設(shè)計(jì)、開挖體土石方分級(jí)模型、數(shù)字化三維地質(zhì)編錄系統(tǒng)的應(yīng)用等六個(gè)方面開展了EGIM技術(shù)應(yīng)用的研究。
在實(shí)際勘察過程中，勘探資料的提交往往是漸進(jìn)性的，而且隨著勘察精度深入，對(duì)地質(zhì)信息的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深化，數(shù)據(jù)庫(kù)中的勘探資料可能會(huì)更新。因此，在勘探點(diǎn)自動(dòng)建模與實(shí)時(shí)更新上，團(tuán)隊(duì)成員根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中地質(zhì)勘探資料，動(dòng)態(tài)更新工程區(qū)的勘探點(diǎn)模型。
該工程區(qū)地質(zhì)界面順序自上而下分別為基巖與覆蓋層分界面、全風(fēng)化下限、強(qiáng)風(fēng)化下限、弱風(fēng)化下限、地下水位面、相對(duì)隔水層面。在地質(zhì)界面自動(dòng)建模及動(dòng)態(tài)更新上，團(tuán)隊(duì)成員根據(jù)地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)模型，利用“網(wǎng)格插值軟件模塊”，采用“克里金插值”方法，對(duì)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，自動(dòng)生成地質(zhì)界面三維初始模型。同時(shí)，根據(jù)三維地質(zhì)剖面圖及地質(zhì)勘察等資料，一次性動(dòng)態(tài)更新多個(gè)地質(zhì)界面，并任意抽取三維剖面圖，進(jìn)行地質(zhì)分析，很大程度提高了工作效率和地質(zhì)成果的可靠性。
在自動(dòng)生成三維地質(zhì)模型上，則根據(jù)編輯、固化后的地質(zhì)界面，團(tuán)隊(duì)成員一鍵生成多種三維地質(zhì)體。通過應(yīng)用“網(wǎng)格創(chuàng)建與編輯”軟件模塊，能夠直觀呈現(xiàn)出工程區(qū)覆蓋層與不同風(fēng)化程度基巖層的厚度與延展形態(tài)。
根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件，團(tuán)隊(duì)成員還利用軟件參數(shù)化開挖模塊，動(dòng)態(tài)生成基于地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)意圖的三維開挖面。值得一提的是，此開挖模型可作為施工階段工程地質(zhì)編錄三維底圖資料，亦可在施工階段進(jìn)行地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)，更好地服務(wù)于施工階段的地質(zhì)勘察工作。
剝離出的土石方包括表面的覆蓋層松土、下部的全風(fēng)化土方、強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化石方，根據(jù)開挖面及地質(zhì)界面，可以生成各種土石方分級(jí)三維模型，再利用模型可自動(dòng)計(jì)算剝離量，這一功能也適用于該工程天然建筑材料石料場(chǎng)的開采規(guī)劃與儲(chǔ)量計(jì)算。
在數(shù)字化三維地質(zhì)編錄系統(tǒng)的應(yīng)用上，團(tuán)隊(duì)成員根據(jù)三維開挖面及各種地質(zhì)界面模型，應(yīng)用“地質(zhì)構(gòu)造分析與參數(shù)化拓展“軟件模塊，作地質(zhì)構(gòu)造三維參數(shù)化空間延展與交切。通過參數(shù)化地質(zhì)構(gòu)造建模，呈現(xiàn)了壩基地下地質(zhì)構(gòu)造三維空間延展?fàn)顟B(tài)，地質(zhì)構(gòu)造模型可用于施工地質(zhì)預(yù)報(bào)及地質(zhì)分析等。此外，經(jīng)地質(zhì)構(gòu)造三維模擬后，運(yùn)用三維剖面分析系統(tǒng)，還能輸出任意帶地質(zhì)構(gòu)造的剖面圖。
