(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210813068.6 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 中交广州航道局有限公司 地址 510000 广东省广州市海珠区沥滘路 298号29楼 (72)发明人 马定强　黎江　詹锐彪　廖曾平　 张鹏　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 姚壮 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/08(2012.01) E02D 17/06(2006.01)E02D 17/08(2006.01) E02D 29/073(2006.01) (54)发明名称 一种海底沉管隧道基槽设计允许超挖工程 量的计算方法 (57)摘要 本发明的一种海底沉管隧道基槽设计允许 超挖工程量的计算方法， 利用某 一施工阶段海底 地形面及参数化横断面模板， 建立三维基槽开挖 模型； 根据基槽允许的超深超宽条件与三维基槽 开挖模型的特点， 二次开发了设计允许超挖工程 量快速计算工具； 以三维基槽开挖模型为基础， 在设计允许超挖工程量快速计算工具上输入基 槽设计允许超挖工程量计算区域的边界条件， 实 现了快速定量三维可视化分析基槽开挖质量， 快 速计算输出不同超深超宽条件下基槽某一局部 区域的设计允许超挖工程 量。 权利要求书1页 说明书6页 附图8页 CN 115310170 A 2022.11.08 CN 115310170 A 1.一种海底沉管隧道基槽设计允许超挖工程量的计算方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： 步骤S1、 建立 三维基槽开挖模型； 步骤S2、 建立基槽设计界面DTM； 步骤S3、 建立基槽设计允许超挖工程 量三维计算区域； 步骤S4、 设置基槽局部计算区域的边界条件； 步骤S5、 输出基槽局部计算区域的设计允许超挖工程 量。 2.如权利要求1所述的一种海底沉管隧道基槽设计允许超挖工程量的计算方法， 其特 征在于， 所述 步骤S1详细包括： 步骤S11、 利用基槽某一开挖施工阶段后的多波束水深测量数据， 建立基槽某一开挖施 工阶段海底地形面； 步骤S12、 赋予二维基槽中心线标高信息， 建立 三维基槽中心线； 步骤S13、 分段划分基槽， 绘制每段基槽的参数化横断面模板， 建立参数化横断面模板 库； 步骤S14、 分别将每段基槽的参数化横断面模板沿三维基槽中心线拉伸， 调整参数化横 断面模板变坡点的空间位置， 生成基槽设计界面， 建立 三维基槽开挖模型。 3.如权利要求2所述的一种海底沉管隧道基槽设计允许超挖工程量的计算方法， 其特 征在于， 所述 步骤S2包括： 选择步骤S14所述的基槽设计界面， 将其转换为数字地面模型DTM， 建立基槽设计界面 DTM。 4.如权利要求2所述的一种海底沉管隧道基槽设计允许超挖工程量的计算方法， 其特 征在于， 所述 步骤S3详细包括： 步骤S31、 选择三维基槽中心线与基槽设计界面DTM； 步骤S32、 设置计算的截面间距、 槽底允许的向上欠挖厚度偏差与向下超挖深度偏差、 边坡允许的向外超宽 宽度偏差； 步骤S33、 设置基槽三维整体设计允许超挖工程量计算区域的顶面颜色与底面颜色； 建 立沿基槽 槽底中心线分布的基槽设计允许超挖工程 量三维计算区域。 5.如权利要求2所述的一种海底沉管隧道基槽设计允许超挖工程量的计算方法， 其特 征在于， 所述 步骤S4包括： 步骤S41、 选择所述步骤S11基槽开挖形成的海底地形面， 选择基槽三维设计允许超挖 计算区域的顶面、 底面； 步骤S42、 选择基槽三维设计允许超挖计算区域的中心线， 输入中心线的起始桩号、 本 次需计算设计允许超挖工程 量基槽局部计算区域的起始桩号与终止桩号。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115310170 A 2一种海底沉管隧道基槽设计允许超 挖工程量的计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及BIM与疏浚工程交叉的技术领域， 更具体地， 涉及一种海底沉管隧道基 槽设计允许超挖工程 量的计算方法。 背景技术 [0002]断面法适用于航道疏浚、 基槽开挖、 道路、 河堤等狭长带状线性工程的土方量计 算， 分析开挖质量； 原理为划分场地为若干平行 的横截面， 假定相邻断面之间均匀变化， 计 算每相邻断面间土方量， 各断面间土方量之和为总土方量， 本质上是一种简化模 型。 断面法 步骤清晰直观， 可核查超深、 超宽的土方量， 中间资料完整性较好， 可得到每个特定桩号的 断面图， 利用断面图可直观分析施工质量， 提供详细的土方量计算结果报告； 但对于复杂的 计算区域， 例如某 一计算规则下基槽 设计允许超挖工程量的计算等， 存在计算精度低、 计算 过程复杂、 可视化效果差等问题。 [0003]对于基槽开挖 工程， 断面法利用标高差值与二维色块图平面分析基槽的超挖深度 与欠挖厚度， 利用纵横断面图断面分析基槽超挖深度与欠挖厚度， 按基槽开挖允许 的偏差 设定基槽超宽超深， 计算每相邻断面间的欠挖工程量、 超挖工程量、 设计允许超挖工程量， 各断面间各土方量之和为各总土方量。 [0004]不同基槽开挖工程， 允许的超宽超深不同， 设计允许超挖工程量的计算规则不同； 采用断面法计算某些超宽超深条件下 的设计允许超挖工程量过程复杂， 工作量大； 断面法 无法较好 地适用于不同超宽超深条件下 快速计算基槽的设计允许超挖工程 量。 [0005]某基槽开挖工程， 槽底在垂直方向上存在允许的向上欠挖厚度偏差与向下超挖深 度偏差， 边坡在水平方向上存在允许的向外超宽宽度偏差与向内欠挖宽度偏 差， 形成如图1 中阴影部分所示的设计允许超挖工程 量计算区域。 [0006]针对上述情况， 设计允许超挖工程 量存在以下3种计算情况。 [0007](1)基槽开挖形成的海底地形面的最小标高＜槽底 向下允许的偏差线的标高， 基 槽的设计允许超挖工程量在横断面上为海底地形面以上与设计允许超挖工程量计算区域 的重合部分， 如下图2所示。 [0008](2)槽底标高向下允许的偏差线的标高＜基槽开挖形成的海底地形面的最小标高 ＜槽底标高向上允许的偏差线的标高， 基槽的设计允许超挖工程量在横断面上为海底地形 面以上与设计允许超挖工程 量计算区域的重合部分， 如下图3所示。 [0009](3)槽底标高向上允许的偏差线的标高＜基槽开挖形成的海底地形面的最小标 高， 海底地形面以上与设计允许超挖工程量计算区域不存在重合部分， 基槽的设计允许超 挖工程量在横断面上为0， 如下图4所示。 [0010]而采用断面法计算上述基槽开挖工程的设计允许超挖工程量， 原理为在保证计算 精度的条件下， 沿基槽中心线插值计算足量的横断面测线， 在测线上绘制基槽开挖形成的 海底地形面的轮廓线， 设置相应测线的超宽超深范围， 在相 应测线上形成设计允许超挖工 程量计算区域， 计算基槽开挖形成的海底地形面以上与设计允许超挖工程量计算区域重合说　明　书 1/6 页 3 CN 115310170 A 3