一文讲清混凝土面板堆石坝智能化设计：以中国电建西北院面板坝案例展开

一文讲清混凝土面板堆石坝智能化设计：以中国电建西北院面板坝案例展开

混凝土面板堆石坝是一种以堆石体为支承结构，在其上游表面浇筑混凝土面板作为防渗结构的堆石坝，简称面板堆石坝或面板坝。主要由堆石体和防渗系统组成，包括面板、趾板、垫层、过渡层、主堆石区、次堆石区等部分。

作为水利水电工程、抽水蓄能工程常见的主要坝型之一，其应用范围较广泛，建设方法也愈加现代化。本文以中国电建西北院面板坝的成功案例展开叙述混凝土面板堆石坝三维数字化技术设计。

中国电建西北院在达索系统3D EXPERIENCE平台进行三维正向抽水蓄能设计，基于自身面板坝设计经验的积累，以及对达索系统高级知识工程的灵活应用，历时三年时间成功自主研发出混凝土面板堆石坝智能化设计模块CFRD APP，提供系列三维数字化设计服务，数字化赋能面板坝设计。

建设思路

中国电建西北院具有面板坝几十年的设计经验积累，项目数据丰富。通过调研分析大量的已建及在建水电、抽蓄工程面板坝设计资料，凝练院内及行业面板坝设计知识经验，总结形成标准化的设计流程及数据接口。以达索系统3D EXPERIENCE高级知识工程能力为基础，建立混凝土面板堆石坝设计知识库、资源库、属性库、材料库，并结合CATIA的CAA二次开发，开发混凝土面板堆石坝系列三维数字化设计功能，打造高效专业的混凝土面板堆石坝智能化设计平台。

设计内容及开发框架

面板坝设计内容主要包括建筑物布置、坝顶设计、坝体设计、趾板与面板设计、基础处理、接缝止水等，设计成果除三维模型几何数据外，还包括相关特征参数与工程量属性信息。

功能展示

趾板定线

趾板线的确定需综合考虑地形、地质、水文等要素，利用三维可视化的手段辅助设计人员快速完成趾板定线设计工作。

坝顶设计

坝顶设计模块主要包含坝顶超高计算、坝顶建筑物设计及计算、计算成果导出、工程量导出等功能。

坝体设计

坝体设计模块主要包含坝体填筑分区设计、坝后之字路设计、填筑累计曲线自动生成等功能。

趾板与面板设计

趾板与面板设计是混凝土面板堆石坝设计工作中的关键环节，采用参数化、动态化的设计方法，使趾板与面板设计更加高效、准确、快速。趾板与面板设计模块主要包含趾板体型设计、面板体型设计、趾板开挖设计、趾板分缝设计、面板分缝设计等功能。

基础处理

基础处理是确保大坝安全稳定运行的前提条件，基础处理模块主要包含坝基开挖设计、支护设计、帷幕灌浆设计等功能。

二维出图

二维出图模块包含自动投影、自动标注、图纸导出、CAD快速标注等功能，基于三维设计成果可快速完成二维施工图纸转化。

属性统计

传统面板坝设计生产中，工程量统计是最为繁琐的一项工作。本平台基于三维设计成果，能够快速、准确地完成设计工程量统计工作，并一键输出工程量统计表，极大地提升了三维设计生产效率与成果质量。

项目应用

目前，面板坝智能化设计平台已在中国电建西北院承担的多个水电及抽蓄项目等项目的设计生产中进行了应用，有效提升了项目设计生产效率及设计质量。