资源简介
中华人民共和国水利行业标准
SL/T858—2025
水利水电岩土工程三维协同
设计技术规程
Technical specification for3D collaborativedesign
ofgeotechnicalengineeringin water
resourcesandhydropower
2025- 12- 29发布 2026- 03- 29实施
中华人民共和国水利部 发布
中华人民共和国水利部
关于批准发布 《水文设施工程施工及验收规程》 等 2项水利行业标准的公告
2025年第 37号
中华人民共和国水利部批准发布 《水文设施工程施工及验收规程》 (SL/T 649—2025) 等 2项水利行业标准 , 现予以公告 。
水利部
2025年 12月 29 日
前 言
根据水 利 技 术 标 准 制 修 订 计 划 安 排 , 按 照 SL/T 1—2024 《水利技术标准编写规程》 的要求 , 编制本标准 。
本标准共 7章和 2个附录 , 主要技术内容有 :
— 水利水电岩土工程三维协同设计平台和软件的要求 , 开展三维协同设计的流程 ;
— 水利水电岩土工程开展三维协同设计的资源配置和数据准备工作 ;
— 水利水电工程中的边坡 、地基和地下洞室等岩土工程 ,在勘测设计 、建设实施和运维阶段开展三维协同设计的内容和要求 ;
— 水利水 电 岩 土 工 程 三 维 协 同 设 计 成 果 校 审 和 交 付 的要求 。
请注意本标准的某些内容可能涉及专利 。本标准的发布机构不承担识别专利的责任 。
本标准批准部门 : 中华人民共和国水利部
本标准主持机构 : 水利部水利工程建设司
本标准解释单位 : 水利部水利工程建设司
本标准主编单位 : 中水北方勘测设计研究有限责任公司
本标准参编单位 : 长江勘测规划设计研究有限责任公司黄河勘测规划设计研究院有限公司
中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
加华地学 (武汉) 数字技术有限公司本标准出版 、发行单位 : 中国水利水电出版社
本标准主要起草人 : 高玉生 池建军 陈亚鹏 刘海瑞赵文超 曾 俊 王国岗 王 竑
陈艳国 杨 凡 谢明霞 朱焕春李小州 钱 彬 衣雪峰
本标准审查会议技术负责人 : 刘志明 王笃礼
本标准体例格式审查人 : 陈 昊
本标准在执行过程中 , 请各单位注意总结经验 , 积累资料 ,随时将有关意见和建议反馈给水利部国际合作与科技司 (通信地址 : 北京市西城区白广路二 条 2 号 ; 邮政编码 : 100053; 电话 : 010 63204533; 电 子 邮 箱: bzh@ mwr.gov.cn; 网 址: ht- tp: //gjkj.mwr.gov.cn/jsjd1/bzcx/)。
1 总 则
1.0.1 为规范水利水电岩土工程三维协同设计的工作流程 、工作内容和技术要求 , 推进三维协同设计在水利水电岩土工程全生命期的应用 , 制定本标准 。
1.0.2 本标准适用于大型水利水电工程中的边坡 、地基和地下洞室等岩土工程三维协同设计工作 。
1.0.3 本标准主要引用下列标准 :
GB/T 7027 信息分类和编码的基本原则与方法
GB/T 18894 电子文件归档与电子档案管理规范
GB/T 43697 数据安全技术 数据分类分级规则
GB 50086 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范GB/T 51212 建筑信息模型应用统一标准
GB/T 51269 建筑信息模型分类和编码标准
GB/T 51301 建筑信息模型设计交付标准
GB/T 51447 建筑信息模型存储标准
SL/T 212 水工预应力锚固技术规范
SL 266 水电站厂房设计规范
SL/T 279 水工隧洞设计规范
SL/T 377 水利水电工程锚喷支护技术规范
SL/T 386 水利水电工程边坡与挡土墙设计规范
SL/T 792 水工建筑物地基处理设计规范
SL/T 803 水利网络安全保护技术规范
1.0.4 水利水电岩土工程三维协同设计除应符合本标准规定外 ,还应符合国家现行有关标准的规定 。
2 术 语
下列术语及其定义适用于本标准 。
2.0.1 岩 土 工 程 三 维 协 同 设 计 3D collaborative design of geotechnical engineering
基于地表信息模型 、三维地质模型开展岩土工程设计信息模型创建和应用 时 进 行 多 专 业 、多 参 与 方 数 据 共 享 及 交 互 的 设 计活动 。
2.0.2 岩 土 工 程 信 息 模 型 geotechnical engineering informa- tion model
水利水电岩土工程数据和信息的三维数字化表达 , 主要由地表信息模型 、三维地质模型 、岩土工程设计信息模型组成 。
2.0.3 地表信息模型 terrain information model
反映场地地表地形及地物特征等相关信息的模型 。
2.0.4 三维地质模型 3D geological model
反映地质体几何信息和属性信息的数字化立体模型 。
2.0.5 岩土工程设计信息模型 geotechnicalengineering design information model
反映水利水电工程与岩土体有关的边坡 、基坑 、地下洞室的开挖 、支护及地基处理等设计信息和安全监测信息的模型 。
2.0.6 模型单元 model unit
模型中承载工程几何信息及其相关属性信息的相对独立的功能或部位 。
2.0.7 几何信息 geometric information
信息模型中地质 体 、构 件 的 空 间 位 置 、形 状 和 几 何 尺 寸 的描述 。
2.0.8 属性信息 attribute information
描述模型单元地质特征 、材质 、力学参数 、施工要求等属性
特征的信息 。
2.0.9 模型精细度 levelof model definition
岩土工程信息模型中所容纳的模型单元丰富程度 。
3 基 本 规 定
3.0.1 水利水电岩土工程三维协同设计宜贯穿于勘测设计 、建设实施和运维等不同阶段 。
3.0.2 水利水电岩土工程各阶段三维协同设计宜在上阶段协同设计成果的基础上开展 , 宜采用参数化设计 。
3.0.3 水利水电岩土工程三维协同设计应编制策划书 , 明确工作目标 、工 作 任 务 、 资 源 配 置 、技 术 路 线 、进 度 计 划 、 责 任 分工 、成果校审与交付要求 。
3.0.4 水利水电 岩 土 工 程 三 维 协 同 设 计 应 采 用 统 一 的 坐 标 系 、高程基准和单位制 。
3.0.5 水利水电岩土工程信息模型应满足不同阶段和相关专业信息获取 、更 新 和 管 理 的 要 求 , 并 应 符 合 GB/T 51212 的 相 关规定 。
3.0.6 水利水电岩土工程信息模型的几何信息和属性信息宜同步创建 。
3.0.7 水利水电岩土工程信息模型命名规则 、版本管理应符合GB/T 51269、GB/T 51301的相关规定 。
3.0.8 协同设计 平 台 应 具 备 直 接 输 出 工 程 图 纸 、属 性 信 息 表 、工程量清单表的能力 。
3.0.9 水利水电岩土工程信息模型跨平台共享或与其他系统对接时 , 应转化为开放或兼容的数据格式 。
3.0.10 应建立数据安全机制 , 数据处理 、传输 、存储和应用应符合 SL/T 803的有关规定 , 并应按照 GB/T 43697 的有关规定对数据进行分级管理 。
3.0.11 三维协同设计成果归档应按照 GB/T 18894的有关规定执行 。
4 协同设计平台与流程
4.1 协 同 设 计 平 台
4.1.1 协同设 计 平 台 应 具 备 模 型 管 理 、文 档 管 理 、用 户 管 理 、权限管理 、流程管理和资源管理功能 。
4.1.2 协同设计平台宜符合下列规定 :
1 具有兼容性 , 支持数据交换 , 满足不同软件之间信息的共享和传递 。
2 支持参数化和非参数化设计 。
3 支持交互式计算 。
4 具有 集 成 、管 理 、更 新 、维 护 , 以 及 快 速 检 索 、调 用 、传输 、计算分析和可视化功能 。
4.2 协 同 设 计 流 程
4.2.1 水利水电岩土工程各阶段三维协同设计应在设计策划的基础上 , 按资源配置 、数据准备 、设计及交互 、成果输出与交付的流程开展工作 , 并宜符合附录 A 的规定 。
4.2.2 资源配置宜包括项目搭建 、权限配置和资源库配置 。
4.2.3 数据准备宜符合下列规定 :
1 勘测设计阶段宜包括地表信息模型 、三维地质模型以及结构设计信息 、地下设施信息 。
2 建设实施阶段宜包括勘测设计阶段信息模型 、施工资料 、变更资料和施工监测数据 。
3 运维阶段宜包括建设实施阶段信息模型 、运行期监测数据和运维管理信息 。
4.2.4 设计及交互应符合下列规定 :
1 勘测设计阶段地表信息模型 、三维地质模型以及结构设计信息 、地下设施信息应动态更新 。
2 建设实施阶段宜在勘测设计阶段信息模型基础上 , 按照施工地 质 信 息 、设 计 变 更 信 息 和 施 工 监 测 数 据 动 态 更 新 设 计成果 。
3 运维阶段宜在建设实施阶段信息模型基础上 , 按照运行监测数据和运维管理信息动态更新信息模型 。
4 地质与设计专业宜通过模型实现协同和数据交互 。
5 信息模型组装后应进行信息模型校审 , 形成固化的信息模型 。
6 模型版本的固化应进行版本标识和版本管理 。
4.2.5 成果输出与交付内容宜包括信息模型 、工程图纸 、属性信息表 、工程量清单表 、可视化文件等 。
5 资源配置与数据准备
5.1 一 般 规 定
5.1.1 资源库应由适用于岩土工程项目 的通用数据组成 , 并具有可扩展性和可配置性 。
5.1.2 信息分类和编码应根据模型的创建 、使用和管理的需要进行 , 并应遵循下列原则 :
1 唯一性原则 , 每一个代码仅应标识一个编码对象 。
2 系统性原则 , 应根据水利水电岩土工程信息分类形成信息编码体系 。
3 可扩充性原则 , 单个分类表内的分类层级不宜超过 6级 ,同一层级类目数量不应大于 99个 。
4 编码方式应简洁 、实用 , 易于识别 。
5 同一层级的信息编码结构 、格式应统一 。
5.1.3 岩土工程信息模型的属性信息宜设置为身份信息 、定位信息 、设 计 信 息 、技 术 要 求 、施 工 信 息 、 资 产 信 息 、运 维 信 息等 , 并应符合 GB/T 51301的相关规定 。
5.1.4 岩土工程 信 息 模 型 数 据 存 储 与 管 理 应 符 合 GB/T 51447的相关规定 。
5.2 资 源 配 置
Ⅰ 项 目 搭 建
5.2.1 项目搭建内容应包括建立工作目 录 、设置工作环境 、配置模板文件 。
5.2.2 工作目录建立和文件命名宜按专业 、 阶段 、成果等分类进行 。
5.2.3 工作环境宜包括单位制 、 图层 、标注样式和文字样式等 。
5.2.4 模板文件 应 根 据 项 目 需 求 配 置 , 内 容 宜 包 括 设 计 模 型 、
用户设置 、文件设置 、工具栏 、视图特性 、显示样式等 。
Ⅱ 权 限 配 置
5.2.5 人力资源角色权限配置宜按照设计单位质量保证体系实施 , 角色宜包含项目负责人 、设计人 、校审人等 。
5.2.6 项目负责人在项目启动时应明确项目参与人员角色权限 ,权限宜包括创建 、删除 、读取 、修改 、锁定 、发布等 。
Ⅲ 资 源 库 配 置
5.2.7 水利水电岩土工程三维协同设计应进行资源库配置 , 资源库宜包括技术标准库 、设计资源库 、监测资源库和知识库等 。
5.2.8 技术标准库应由岩土工程设计应执行的国家 、行业技术标准组成 。
5.2.9 设计资源库包括断面设计资源库 、建筑材料库 、构件库 ,并应满足下列要求 :
1 断面设计资源库应由断面库 、设计参数等组成 , 可通过调整参数获得所需要的断面轮廓和构件形态 。
2 建筑材料库应由工业材料和混凝土预制件组成 , 宜包括材料名称 、规格型号和物理力学参数 。
3 构件库应包含构件的名称和描述构件的参数 。
5.2.10 监测资源库应包括监测项目类别 、监测仪器及相应的参数 、预警指标 。
5.2.11 知识库宜包括法律法规 , 历史项目文档 、设计模型 、施工工艺 、监测数据 、案例经验以及其他相关资料等 。
5.3 数 据 准 备
Ⅰ 基 础 数 据 准 备
5.3.1 地表信息模型 、三维地质模型 、结构设计信息 、地下设施信息的基础数据应满足设计信息模型构建的需要 。
5.3.2 地表信息模型应反映地表及地表设施的几何形态 、位置 、相互关系等几 何 信 息 和 属 性 信 息 , 内 容 宜 包 括 地 形 以 及 地 上 建 (构) 筑物 、水系 、交通 、施工场地等 。
5.3.3 三维地质模型应反映地层岩性 、地质构造 、物理地质现象和水文地质条件等内容 , 边坡三维地质模型还应包括边坡岩土体结构分区及其物理力学参数 , 地基 、地下洞室三维地质模型还应包括岩土体质量分区及其物理力学参数 。
5.3.4 结构设计信息宜包括建 (构) 筑物的坐标定位 、几何形态 、空间位置 、结构荷载 、应力应变 、稳定性要求等 。
5.3.5 地下设施 信 息 宜 包 括 建 筑 物 及 影 响 范 围 内 的 地 下 管 线 、地下建 (构) 筑物 、地下交通设施等 。
Ⅱ 分 类 与 编 码
5.3.6 岩 土 工 程 信 息 模 型 的 一 级 分 类 宜 划 分 为 地 表 信 息 模型 、 三 维 地 质 模 型 、 岩 土 工 程 设 计 信 息 模 型 , 二 级 至 五 级 分类 宜 采 用 面 分 法 和 线 分 法 相 结 合 , 并 应 符 合 GB/T 7027 的 相关规定 。
5.3.7 岩土工程信息模型编码应以信息分类为基础 , 编码的制定应满足信息模型管理和数据检索的要求 。
5.3.8 岩土工程信息模型的编码结构如图 5.3.8 所示 , 并应符合下列规定 :
图 5.3.8 模型编码结构示意图
1 模型单 元 编 码 宜 由 表 代 码 、一 级 类 代 码 、二 级 类 代 码 、三级类代码 、 四级类代码和五级类代码构成 。
2 模型单元编码采用全数字编码方式 , 表代码与一级类代码之间用半角字符 “” 连接 , 其他各层级代码之间用半角字符“.” 隔开 。
3 各层级代码不足 6位时用 “00”补齐末位 。
5.3.9 岩土工程信息模型的分类与编码宜符合附录 B 的规定 。
5.3.10 岩土工程信息模型编码与其他编码结合使用时 , 编码逻辑运算符号的运用应符合 GB/T 51269的相关规定 。
Ⅲ 模 型 精 细 度
5.3.11 岩土工程设计信息模型精细度由几何细度和信息深度两个维度表达 , 几何细度和信息深度应满足相应阶段模型精细度要求 , 并应符合下列规定 :
1 模型精细度基本 等 级 划 分 应 符 合 GB/T 51301—2018 中4.2.2条的规定 。
2 勘测设计阶段可根据项目设计深度要求建立相应精细度的模型单元 。
3 建设实施阶段应对勘测设计阶段模型精细度进行校验 。
4 运维阶段模型精细度不低于建设实施阶段 。
5.3.12 岩土工程设计信息模型各阶段模型精细度等级宜符合下列规定 :
1 项目建议书阶段模型几何细度等级不宜低于 G1, 信息深度不宜低于 N1。
2 可行性研究报告阶段模型几何细度等级不宜低于 G2, 信息深度不宜低于 N1。
3 初步设计阶段模型几何细度等级不宜低于 G3, 信息深度不宜低于 N2。
4 建设实施阶段模型几何细度等级不宜低于 G4, 信息深度不宜低于 N3。
5 运维阶段模型几何细度等级不宜低于 G4, 信息深度不宜低于 N4。
5.3.13 岩 土 工 程 设 计 信 息 模 型 的 几 何 细 度 要 求 宜 符 合 表
5.3.13的规定 。
5.3.14 岩土 工 程 设 计 信 息 模 型 信 息 深 度 宜 符 合 表 5.3.14 的规定 。
表 5.3.13 岩土工程设计信息模型几何细度要求
表 5.3.14 岩土工程设计信息模型信息深度
续表 5.3.14
6 三 维 协 同 设 计
6.1 一 般 规 定
6.1.1 水利水电岩土工程中边坡 、地基和地下洞室的设计应符合相关标准和项目特定要求 。
6.1.2 水利水电岩土工程设计信息模型应在地表信息模型 、三维地质模型的基础上 , 综合考虑结构设计信息 、地下设施信息等因素进行创建 。
6.1.3 边坡 、地基及地下洞室信息模型宜满足交互式计算分析要求 , 并应符合下列规定 :
1 信息模型宜能转换为计算模型 。
2 边坡计算模型宜包括岩土体及其物理力学参数 , 支护和截排水模型单元 。
3 地基计算模型宜包括岩土体及其物理力学参数 , 基坑支护 、地基处理和降排水模型单元 。
4 地下洞室计算模型宜包括岩土体及其物理力学参数 , 支护 、衬砌 、灌浆 、 回填和防排水模型单元 。
5 设计信息模型应根据计算分析结果调整优化 。
6 三维地质模型更新时 , 宜自动提示版本变更 , 并支持批量更新 。
6.2 勘 测 设 计 阶 段
Ⅰ 边 坡 工 程
6.2.1 边坡工程三维协同设计宜包括开挖 、支护和截排水等设计内容 , 并宜符合下列规定 :
1 开挖设计内容宜包括创建坡面 、马道 、沟槽等模型单元 。
2 支护设计内容宜包括创建压坡 、支挡结构 、锚固结构和坡面防护等模型单元 。
3 截排水设计宜包括创建排水洞 、排水孔 、排水管 、排水带 、反滤设施等模型单元 。
6.2.2 边坡工程设计应符合 SL/T 386的规定 。
6.2.3 开挖设计宜采用起坡线及坡高 、坡比 、级数 、 马道宽等设计参数生成初始开挖面 , 并根据地形 、地质 、用地 、环境 、建筑物布置 、地面附着物分布等条件修正模型 。
6.2.4 支护和截排水设计宜采用材料库和构件库 , 设置位置坐标 、 间排 距 、 角 度 、构 件 尺 寸 、构 件 型 号 等 参 数 , 生 成 支 挡 结构 、锚固 结 构 、 坡 面 防 护 、 排 水 孔 、 排 水 管 、 排 水 带 等 模 型单元 。
6.2.5 边坡监测设计应在边坡开挖 、支护和截排水设计基础上进行 , 并根据边坡工程监测项目类别和仪器建立监测模型单元 。
Ⅱ 地 基 工 程
6.2.6 地基工程三维协同设计宜包括基坑开挖 、基坑支护 、地基处理和降排水等设计内容 , 并宜符合下列规定 :
1 基坑开挖设计内容宜包括创建坡面 、 马道 、沟槽等模型单元 。
2 基坑支护设计内容宜包括创建支挡结构 、锚固结构 、灌浆及坡面防护等模型单元 。
3 地基处理设计内容宜包括创建灌浆 、 防渗墙 、挖填置换 、复合地基或桩基等模型单元 。
4 降排水 设 计 内 容 宜 包 括 创 建 排 水 管 、排 水 带 、 降 水 井 、回灌井 、反滤设施等模型单元 。
6.2.7 地基工程设计应符合 SL/T 792的规定 。
6.2.8 基 坑 开 挖 、 基 坑 支 护 和 降 排 水 设 计 应 按 照 6.2.3 条 、 6.2.4条执行 。
6.2.9 灌浆 、 防渗设计宜按照灌浆孔间距 、排距 、深度 、浆液扩散半径等设计参数 , 生成灌浆 、 防渗模型单元 。
6.2.10 挖填置换设计应根据建筑物布置及三维地质模型中地质缺陷分布 , 确定挖填置换范围 , 生成混凝土齿墙 、混凝土塞等挖
填置换模型单元 。
6.2.11 复合地基或桩基设计应根据三维地质模型 、开挖 、支护模型以及建筑物布置 , 确定复合地基或桩基设置范围 , 并按照桩间距 、桩排距 、桩直径 、桩深度等设计参数 , 生成复合地基或桩基模型单元 。
6.2.12 地基监测设计应在基坑开挖 、基坑支护 、地基处理和降排水设计基础上进行 , 并根据地基工程监测项目类别和仪器建立监测模型单元 。
Ⅲ 地 下 洞 室 工 程
6.2.13 地下洞室工程三维协同设计宜包括洞室开挖 、支护 、衬砌 、灌浆和防排水等设计内容 , 并宜符合下列规定 :
1 洞室开挖设计内容宜包括创建开挖轮廓和开挖体等模型单元 。
2 支护设计内容宜包括创建超前管棚 、超前小导管 、 喷混凝土 、锚杆 、锚索 、钢拱架等模型单元 。
3 衬砌设计内容宜包括创建混凝土衬砌 、钢筋混凝土衬砌 、预应力混凝土衬砌 、钢板衬砌等模型单元 。
4 灌浆设计内容宜包括创建超前预注浆 、 固结灌浆等模型单元 。
5 防排水 设 计 内 容 宜 包 括 创 建 排 水 洞 、排 水 孔 、排 水 管 、排水带 、反滤设施等模型单元 。
6.2.14 地下洞室衬砌型式为管片时 , 应进行回填设计 , 内容宜包括创建管片背部豆砾石灌浆结石 、水泥砂浆 、细石混凝土等模型单元 。
6.2.15 地下洞室工程设计应符合 SL/T 279、SL/T 377 、SL/ T 212、GB 50086和 SL 266的规定 。
6.2.16 洞室开挖设计宜采用开挖断面库 , 通过设置开挖断面型式 、开挖尺寸等参数 , 生成开挖模型单元 。
6.2.17 支护和防排水设计宜采用材料库和构件库 , 通过设置间排距 、角度 、构件尺寸 、构件型号等参数 , 生成地下洞室工程支
护和防排水模型单元 。
6.2.18 衬砌和回填设计宜采用断面库 , 通过设置衬砌和回填断面型式 、尺寸等参数 , 生成衬砌和回填模型单元 。
6.2.19 灌浆设计应按照 6.2.9条执行 。
6.2.20 地下洞室监测设计应在开挖 、支护 、衬砌 、灌浆 、 回填和防排水设计基础上进行 , 根据地下洞室工程监测项目类别和仪器建立监测模型单元 。
6.3 建 设 实 施 阶 段
6.3.1 建设实施阶段应根据施工期数据对岩土工程设计信息模型进行动态更新 。
6.3.2 建设实施阶段应根据更新后的三维地质模型复核勘测设计阶段成果的合理性 , 必要时宜开展动态优化设计 , 并应符合下列规定 :
1 发生设计变更时信息模型应做相应修改 , 并保存变更依据和数据信息 。
2 宜采用信息模型对主要施工方案进行模拟优化 , 包括施工导截流 、基坑排水 、开挖及支护等 。
6.3.3 建设实施阶段监测分析工作应在动态更新的设计信息模型基础上 , 按时间顺序动态映射施工过程轮廓形态与关键指标的变化 , 开展施工期安全预警工作 。
6.4 运 维 阶 段
6.4.1 运维阶段应根据运营维护记录对岩土工程设计信息模型进行更新 。
6.4.2 运维阶段信息模型应包括各参与方的数据和信息 、竣工验收信息和其他相关资料 。
6.4.3 运维阶段 应 根 据 监 测 信 息 模 型 与 判 据 、监 测 数 据 变 化 ,开展安全预警工作 。监测信息模型应符合下列规定 :
1 宜 基 于 监 测 信 息 对 应 力 、位 移 、渗 流 采 用 三 维 可 视 化
展示 。
2 应反映监测点应力 、变形 、渗压的动态变化 , 并应设置预警值 。
3 宜具备动态反馈分析及预测预警功能 。
7 成果校审与交付
7.1 一 般 规 定
7.1.1 岩土工程三维协同设计成果校审与交付应满足勘测设计 、建设实施 、运维各阶段应用需求 , 宜采用一套信息模型贯穿全生命期应用 。
7.1.2 对于数字孪生水利工程 , 岩土工程信息模型宜作为基础数据加入数字孪生水利工程数据底板建设中 。
7.1.3 岩土工程信息模型应采用数字化方式进行交付 。
7.2 成 果 校 审
7.2.1 模型交付前 , 应对协同设计成果的完整性 、准确性 、一致性 、合规性和链接有效性进行校审 。
7.2.2 协同设计成果完整性校审应包括下列内容 :
1 模型几何信息和属性信息的完整性 。模型几何信息应无缺损 、无空隙或冗余体 , 属性信息应无缺项 、漏项 。
2 协同设计文件资料的完备性 。 相关说明 、 附图 、签章等应完整 、清晰 。
7.2.3 协同设计成果准确性校审宜采用量测 、碰撞检查等方式对模型的尺寸和空间定位信息进行校审 。
7.2.4 协同设计成果一致性校审应检查不同表现形式交付物的数据 、信息的一致性 。
7.2.5 协同设计成果合规性校审应包括下列内容 :
1 与设计策划书的符合性 。
2 模型精细度与 5.3节相关规定的符合性 。
7.2.6 协同设计成果链接有效性校审应检查设计文件链接 、信息链接的有效性 。
7.3 成 果 交 付
7.3.1 交付物主要包括模型 、工程图纸 、属性信息表 、工程量清单表 、策 划 书 、 可 视 化 文 件 等 。 各 阶 段 的 交 付 物 应 符 合 表7.3.1 的规定 :
表 7.3.1 各 阶 段 交 付 物
7.3.2 模型交付应包括各阶段交付所需的全部信息 , 并应符合下列规定 :
1 模型可检索其他交付物 。交付时 , 应一同交付 , 并应确保索引路径有效 。
2 模型的表达方式及其衍生品宜包括模型视图 、表格 、文档 、 图像 、点云 、多媒体及网页 , 并应具有关联访问关系 。
3 轻量化模型应支持项目的应用需求 。
7.3.3 文档资料交付应符合下列规定 :
1 工程图纸 、策划书等文档应采用通用的文档格式 , 保证文档内容的完整性和可读性 。属性信息表 、工程量清单表可采用电子表格格式 。
2 可视化文件应基于模型单元及其属性数据生成 , 应连同所使用的模型单元一并交付 , 并建立有效的链接关系 。
7.3.4 成果交付应根据双方约定的方式进行 , 交付工作应及时
回复确认 , 并应符合下列规定 :
1 交付过程中 , 双方均应确保数据的安全传输 , 防止数据丢失或损坏 。
2 应做好交付记录 , 包括交付时间 、交付内容 、交付方式 、接收确认等信息 , 作为交付过程的凭证 。
附录 A 水利水电岩土工程三维协同设计流程
A.0.1 勘测设计阶段三维协同设计宜按照图 A.0.1 流程执行 。
图 A.0.1 勘测设计阶段三维协同设计流程
A.0.2 建设实施阶段三维协同设计宜按照图 A.0.2 流程执行 。
图 A.0.2 建设实施阶段三维协同设计流程
A.0.3 运维阶段三维协同设计宜按照图 A.0.3 流程执行 。
图 A.0.3 运维阶段三维协同设计流程
附录 B 岩土工程信息模型分类与编码表
B.0.1 地表信息模型的分类与编码宜按照表 B.0.1执行 。
表 B.0.1 地表信息模型分类与编码
续表 B.0.1
B.0.2 三维地质模型的分类与编码宜按照表 B.0.2执行 。
表 B.0.2 三维地质模型分类与编码
续表 B.0.2
续表 B.0.2
B.0.3 岩土 工 程 设 计 信 息 模 型 的 分 类 与 编 码 宜 按 照 表 B.0.3执行 。
表 B.0.3 岩土工程设计信息模型分类与编码
续表 B.0.3
续表 B.0.3
续表 B.0.3
续表 B.0.3
标 准 用 词 说 明
中华人民共和国水利行业标准
水利水电岩土工程三维协同设计技术规程
SL/T858—2025
条 文 说 明
制 定 说 明
SL/T 858—2025《水利 水 电 岩 土 工 程 三 维 协 同 设 计 技 术 规程》, 经水利部 2025年 12月 29 日 以第 37号公告批准发布 。
本标准在制定过程中 , 编制组根据新阶段水利高质量发展对水利技术标准的要求 , 对水利水电岩土工程三维协同设计应用需求和应用情 况 进 行 了 调 查 研 究 , 通 过 在 新 疆 QBT 水 利 枢 纽 工程 、乌东德水电站 、黄河古贤水利枢纽工程等典型项目应用 , 总结了我国水利行业岩土工程三维协同设计的实践经验 。
为便于广大勘测 、设计 、施工 、科研 、管理等单位有关人员在使用本标准时能够正确理解和执行条文规定 , 《水利水电岩土工程三维协同设计技术规程》 编制组按照章 、节 、条 、款 、项的顺序编制了本标准的条文说明 , 对条文规定的目的 、依据以及执行中需要注意的有关事项进行了说明 。本条文说明不具备与标准正文同等的法 律 效 力 , 仅 供 使 用 者 作 为 理 解 和 把 握 标 准 规 定 的参考 。
1 总 则
1.0.1 水利部将推进数字孪生水利建设作为推动水利高质量发展的六条实施路径之一 , 围绕数字孪生水利体系建设 , 在顶层设计 、政策方针 、技 术 突 破 、标 准 建 设 等 方 面 深 入 开 展 了 相 关 工作 。新时期 , 以新质生产力为代表的新理论 、新技术 、新方法及新设备研发积极促进着水利水电工程勘测设计三维数字化技术的创新发展 。构建以 “互联网 + ”、水利工程信息模型 (WIM) 为基础的水利工程勘测设计 、建设实施 、运维的数智化管理体系 ,已成为行业发展的必然趋势 。
水利水电岩土工程主要指水利水电工程中与岩土体有关的边坡工程 、地基工程和地下洞室工程 , 是水利水电工程的重要组成部分 , 需要勘测 、设计 、监测等专业协同工作 。岩土工程设计与地质条件紧密相关 , 具有地质体 、水工建筑物并重的特点 。水利水电岩土工程三维协同设计作为水利水电工程三维协同设计的基础 , 本标准的制 定 填 补 了 行 业 内 岩 土 工 程 三 维 协 同 设 计 标 准 的“空白 ”, 以技术标准引领与指导数字化技术在岩土工程的科学应用是十分必要的 。
为使本标准更好地指导水利水电岩土工程三维协同设计 , 编制组对长江勘测规划设计研究有限责任公司 、黄河勘测规划设计研究院有限公司 、 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司 、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司等相关企业进行了调研 。调研结果表明 , 水利水电行业内的大型设计院在众多大中型工程项目的边坡 、地基及地下洞室进行了三维设计 , 初步实现了三维设计 、计算分析以及成果的三维交付 , 本标准的编制具有良好的实践基础 。
水利水电岩土工程全生命期三维协同设计的应用主要包括 :勘测设计阶段 , 基于倾斜摄影三维实景模型和三维地质模型 , 综
合水工设计 的 规 划 、规 模 等 因 素 , 进 行 岩 土 工 程 三 维 断 面 、 开挖 、支护设计 , 实现多尺度 、多专业信息模型构建 ; 建设实施阶段 , 对工程施工全过程中岩土体的稳定 、质量安全 、工程进度等重要信息进行感知 、监测 、分析 、预警和响应 , 提高设计变更 、施工优化管控水平 ; 运维阶段 , 促进勘测设计 、建设实施 、运维的数据融合 , 结合监测信息建立相应的预警平台 , 为工程的安全运行提供科学高效的依据 。
3 基 本 规 定
3.0.1 水利水电岩土工程在勘测设计 、建设实施和运维等不同阶段均能开展三维协同设计 , 每个阶段协同设计的侧重点不同 ,其中勘测设计阶段侧重于地质与设计多专业协同 , 实现信息模型的创建和成果输出 ; 建设实施阶段侧重于基于施工揭露信息和设计变更等开展动态设计和安全预警 ; 运维阶段侧重于基于监测数据和监测信息模型的安全预警等 。
3.0.2 水利水电岩土工程三维协同设计以信息模型为基础 , 勘测设计阶段依 据 地 表 信 息 模 型 、三 维 地 质 模 型 以 及 结 构 设 计 信息 、地下设施信息等创建勘测设计阶段信息模型 , 并随着设计阶段深化 、更新信息模型 。建设实施阶段以勘测设计阶段信息模型为基础 , 并根据施工揭露的地质条件及设计变更动态调整 , 得到建设实施阶段信息模型 。运维阶段以建设实施阶段信息模型为基础 , 根据运维监测数据 、运维管理信息创建运维阶段信息模型 。各阶段信息模型创建过程中优先采用参数化的方式 , 通过定义参数 、规则和关系来控制模型单元的生成 , 当修改参数时 , 相关模型单元自动更新 。
3.0.3 设计策划是开展水利水电岩土工程三维协同设计的基础 ,一般通过策划讨论统一各专业标准和要求 , 确保项目成员对项目目标 、策略和计划理解一致 , 并形成策划书 , 指导具体协同设计工作开展 。
3.0.4 水利水电岩土工程通常涉及大范围地形 , 且需要多专业的协同工作 , 统一的坐标系和高程基准是确保各专业空间位置准确匹 配 的 基 础 , 坐 标 系 优 先 采 用 国 家 大 地 坐 标 系 ( 如CGCS2000) , 高程基准优先采用 1985 国家高程基准 。水利水电岩土工程设计信息模型几何信息和属性信息中的单位优先采用国际单位 。
3.0.6 水利水电岩土工程信息模型的信息包括几何信息和属性信息 , 几何信息主要包括尺寸 、定位 、空间拓扑关系等 , 属性信息主要包括名称 、规格 、材料 、功能 、性能等参数 , 建立几何模型后需同步添加属性信息以保证模型信息的完整性 。
3.0.8 协同设计平台生成的成果主要包括信息模型以及通过信息模型得到的图纸 、表单等 。通过剖切信息模型 , 添加标注得到相应的二维 、三维图纸 ; 归类 、提取信息模型的属性信息得到属性信息表 ; 提取信息模型中模型单元的面积 、体积等几何信息得到工程量清单 。
3.0.9 水利水电岩土工程三维协同设计通过信息模型传递和共享数据时 , 优先采用原始数据格式 (如 .dgn、.rvt等) , 原始数据格式保留了完整的模型参数 、属性信息及关联关系 。 当需要跨平台共享或与其他系统对接时 , 一般把原始数据格式转换为开放或 兼 容 的 数 据 格 式 , 如 IFC、 FBX、 OBJ、 XML、 STL、 STEP等 。
3.0.10 建立数据安全管理制度是保障信息全生命周期安全的核心举措 , 三维 协 同 设 计 数 据 处 理 、传 输 、存 储 和 应 用 需 要 符 合SL/T 803《水利网络安全保护技术 规 范》 要 求 , 例 如 采 用 加 密传输协议及物理隔离存储 。分级管理是根据数据的重要性 、敏感性和潜在风险 , 采取差异化的保护措施 , 涉及国家安全的数据严格按照 GB/T 43697《数据安全技术 数据分类分级规则》 相关要求执行 , 涉及企业商业安全的数据文件通过文件加密 、设置人员权限等进行管理 。
4 协同设计平台与流程
4.1 协 同 设 计 平 台
4.1.1 水利水电岩土工程协同设计平台一般由数据层 、平台层 、应用层组成 。数据层主要包含结构化及非结构化数据 , 如各类工程数据 、模型库 、样板库 、材质库等 ; 平台层主要包含平台三维图形引擎 、模型管理等 ; 应用层主要包含边坡 、地基 、地下洞室等各类设计软件 。 目前市场上三维协同设计平台种类较多 , 主要包括以 AutoCAD、Civil3D、Revit等为基础的 Autodesk公司系列产品 , 以 MicroStation 为 基 础 的 Bentley公 司 系 列 产 品 和 以CATIA、3DE为基础的达索公司系列产品等 。协同 设 计 平 台 模型管理功能 , 能够存储模型 、跨专业整合模型 (如地质 、水工) 、固化模型版本等 ; 文档管理功能支持编辑 WPS、Word、Excel、 PPT等格式文件 , 支持 PDF、 图片和视频文件的 浏 览 , 支 持 对文档 、 图纸版本 管 理 ; 用 户 和 权 限 管 理 功 能 是 确 保 团 队 协 作 安全 、高效的基础 , 涉及用户身份验证 、权限分配 、角色定义以及访问控制等 ; 流 程 管 理 功 能 支 持 文 件 签 审 、 图 纸 会 审 、变 更 管理 、现场质量安全问题等工作流的创建与管理 ; 资源管理能为用户提供完备的设计资源库 。
4.1.2 本条规定了协同设计平台的要求 :
1 协同设计平台要考虑良好的数据可交互性 , 优先采用统一的数据格式 , 当跨平台共享或跨软件数据交换时 , 需要保持模型和信息良好的关联性与一致性 。
2 协同设计平台上各类设计软件在进行布置 、断面设计时优先采用参数化方式 , 进行渐变 、过渡等非标准构件设计时采用非参数化方式 。
3 岩土工程信息模型开展交互式计算有两种方式 : 第一种通过中间格式导入到专业计算软件进行计算分析 ; 第二种通过协
同设计平 台 上 各 类 设 计 软 件 直 接 调 用 专 业 计 算 软 件 得 到 计 算结果 。
4 岩土工程设计信息模型数据种类多 、数据量大 , 因此协同设计平台要进行数据管理 , 建立数据索引 , 明确数据之间的关联关系 , 方便数据的修改与使用 。
4.2 协 同 设 计 流 程
4.2.1 水利水电岩土工程三维协同设计适用于勘测设计 、建设实施和运维三个阶段 , 协同设计流程包括设计策划 、资源配置 、数据准备 、设计及交互 、成果输与交付五部分 , 其中设计策划是基础 , 资源配置和数据准备是前提 , 设计及交互是核心 , 成果输出与交付是目的 。勘测设计阶段协同设计流程见附录 A.0.1 条 ,建设实施阶段协同设计流程见附 录 A.0.2 条 , 运 维 阶 段 协 同 设计流程见附录 A.0.3条 。
4.2.2 资源配置首先搭建项目 , 然后根据项目参与人员角色设置人员的权限 , 配置统一的工作环境和资源库 , 如单位制 、尺寸标注和文字样式 、 图层配置 、 出图切图样式等 。
4.2.3 勘测设计 、建设实施和运维阶段开展三维协同设计前的数据准备各有侧重 :
1 勘测设计阶段主要包括 : 工程区的地表信息模型 , 如数字地面模型 、倾斜摄影模型等 ; 地下设施主要包括工程区的地下管线 、管廊 、隧道等 ; 各类型岩土工程 (边坡 、基坑 、地下洞室工程) 需要的三维地质模型 ; 各类型岩土工程初步确定的结构设计信息 , 如结构类型 、荷载等边界条件 。
2 建设实施阶段是在勘测设计阶段成果基础上开展协同设计工作 , 准备数据包括 : 勘测设计阶段信息模型 、施工资料 (例如揭露地质信息) 、设计变更信息和施工监测数据 。
3 运维阶段 是 在 建 设 实 施 阶 段 基 础 上 开 展 协 同 设 计 工 作 ,准备数据包括建设实施阶段信息模型 、运行期监测数据和运维管理信息 。
4.2.4 勘测设计和建设实施阶段设计及交互主要是按照设计原则开展设计信息模型创建 、信息模型组装 、信息模型校审和信息模型固化等 。运维阶段设计及交互主要是在建设实施阶段信息模型基础上按照运行监测数据和运维管理信息动态更新信息模型 。设计及交互是协同设计的核心 , 是各专业开展协同设计时数据交换和共享的过程 , 例如 , 水工专业参考地质专业三维地质模型开展边坡设计 , 地质模型数据更新后自动提示版本变更 , 水工专业按照新的地质模型数据动态更新边坡设计模型 。模型校审 、 固化是对信息模型的完整性 、准确性 、一致性 、合规性和链接有效性进行校审 , 并基于校审意见修改完善后固化模型 , 固化后的信息模型是成果输出和成果交付的基础 。
5 资源配置与数据准备
5.1 一 般 规 定
5.1.1 本条明确了资源库的核心构成要素及关键特性 。 首先需要说明的是 , 通用数据是指具有普遍适用性 、能反映岩土工程共性特征且可被多场景复用的基础数据集合 ; 可扩展性是指资源库在数据容量 、数据类型及功能模块等方面具备随需求增长而扩展的能力 , 使其能适应项目规模 、复杂程度变化 , 以及技术和业务发展带来的数据增长需求 ; 可配置性是指资源库的各项参数 、数据结构及功能设置可根据具体项目需求进行灵活调整 , 以满足不同岩土工程项目三维协同设计的个性化需求和不同用户的工作习惯与 需 求 , 通 过 灵 活 调 整 和 定 制 , 提 升 资 源 库 使 用 效 率 与 适配性 。
5.1.2 本条规定了岩土工程信息模型分类和编码需遵循的原则 ,旨在确保模型信息在创建 、使用和管理过程中具备规范性 、一致性和实用性 , 适应水利水电岩土工程复杂且动态的特点 。
5.1.3 岩土工程信息模型的属性需要进行分类设置 , 目 的是更清晰 、有条理地管理和表达模型中的各种信息 , 方便不同阶段 、不同专业人员对信息的查询 、使用和共享 , 提高岩土工程信息模型的应用效率和管理水平 。其中 :
项目信息 : 主要包含与岩土工程项目整体相关的一些基本信息 , 如项 目 名 称 、项 目 编 号 、项 目 业 主 、项 目 地 点 、项 目 规 模等 。这些信息是对整个项目的总体描述 , 有助于明确模型所对应的具体项目 , 以及了解项目的背景和概况 。
定位信息 : 用于确定岩土工程相关对象在空间中的位置 。包括坐标信息 (如平面坐标 、高程坐标) 、与周边环境的相对位置关系等 。准确的定位信息对于模型的空间定位 、与其他相关模型的整合以及施工现场的精确布置都非常重要 。
技术信息 : 涵盖了岩土工程设计中涉及的各种技术参数和技术要求 。例如 , 地质勘察报告中的岩土物理力学性质指标 (如重度 、孔隙比 、 内摩擦角 、黏聚力等) 、设计采用的计算方法和模型 、设计参数 (如基础埋深 、桩长 、支护结构的尺寸和材料等) 、设计依据的规 范 和 标 准 等 。 这 些 信 息 是 岩 土 工 程 设 计 的 核 心 内容 , 直接关系工程的安全性和可靠性 。
施工信息 : 主要涉及岩土工程施工过程中的相关信息 , 如施工工艺 、施工进 度 等 。施 工 信 息 对 于 指 导 施 工 人 员 进 行 现 场 施工 、确保施工过 程 顺 利 进 行 以 及 保 障 施 工 质 量 和 安 全 具 有 重 要意义 。
资产信息 : 资产信息有助于对项目的资源进行有效管理和成本控制 。
维护信息 : 包括工程交付后运行的维护要求 、维护周期 、维护内容 、设备的保修信息等 。维护信息对于保障岩土工程在运营阶段的正常运 行 、延 长 工 程 运 行 寿 命 以 及 降 低 维 护 成 本 都 非 常关键 。
5.1.4 GB/T 51447《建筑信息模型存储标准》 对建筑信息模型数据在全生命周期各阶段的存储进行了规范 , 其目的在于保障建筑信息模型的应用效率 。对于水利水电岩土工程三维协同设计 ,该标准同样发挥着重要作用 。
5.2 资 源 配 置
Ⅰ 项 目 搭 建
5.2.1 本条规定了水利水电岩土工程三维协同设计项目搭建的主要内容 , 旨在为水利水电岩土工程三维协同设计提供标准化的前期准备框架 , 确保设计过程规范高效 、成果统一可控 。
建立工作目录是项目搭建的基础环节 。在水利水电工程岩土设计中 , 涉及 的 文 件 类 型 多 , 包 括 地 质 勘 察 数 据 、 三 维 模 型 文件 、计算分析成果 、 图纸文档等 , 通过建立统一的工作目录 , 按照文件性质 、专业分工 、设计阶段等逻辑对各类文件进行系统性
归类存储 , 明确文件命名规则 , 避免文件混乱存放导致的查找困难 、版本混淆等问题 , 确保各参与方在协同设计过程中能快速定位所需文件 , 减 少 沟 通 成 本 , 同 时 为 后 续 文 件 管 理 、归 档 提 供便利 。
设置统一工作环境是保障协同设计顺利进行的关键 。水利水电工程岩土设计依赖专业的三维设计软件 , 不同设计人员的软件配置可能存在差异 , 如坐标系统 、单位制 、字体样式等设置不一致 , 会导致模型对接出错 、 图纸格式混乱等问题 。 因此 , 需统一设置工作环境 , 包括采用符合水利水电行业规范的坐标系统 、划分标准化的图层 (如按岩土体类型 、结构物类别设置图层) 等 。通过统一工作环境 , 可确保各设计人员生成的模型 、 图纸在格式和参数上保持一致 , 减少协同过程中的兼容性问题 , 提高设计成果的准确性和一致性 。
配置模板文件是提高设计效率 、保证成果质量的重要手段 。水利水电行业对 岩 土 工 程 三 维 设 计 成 果 有 严 格 的 标 准 和 格 式 要求 。配置统一的模板文件 , 将行业规范中的强制性要求 、常用图表格式 、文字表述范式等固化到模板中 , 设计人员在开展工作时可直接调用模板 , 无需重复设置基础格式和内容框架 。这不仅能减少重复劳动 , 提高设计效率 , 还能确保设计成果符合行业标准和项目要求 , 避免因格式不统一或内容缺失导致的返工 。
5.2.2 为了模型接收方能够对岩土工程信息模型文件快速识别 、浏览和应用 , 本条文结合专业类型 、工程阶段等层次关系 , 将项目工作文件目录 、模型文件命名原则进行了规定 , 有助于模型文件的管理和信息检索 , 提高团队协作效率 , 避免文件混乱和信息遗漏 。
按照本条规定的分类方式 , 整个三维协同设计的文件体系将形成 “专业→ 阶段→ 成果类型 ” 的层级结构 , 例如 : “水工 / 施工图阶段 / 图纸 / 边坡支护图 ”, 既清晰反映了文件的属性 , 又为多专业协同 、成果复用和后期管理提供了便利 。
5.2.3 本条明确了水利水电岩土工程三维协同设计工作环境的
主要组成要素 。在水利水电岩土工程设计中 , 涉及勘察 、设计等多个专业 , 若各参与方的工作环境不统 一 , 极易出现数据混乱 、信息传递错误等问题 , 影响设计质量和工作效率 , 工作环境的统一能够保障不同设计团队 、不同专业在三维设计过程中实现高效协同 , 确保设计成果的一致性 、准确性和可追溯性 。
5.2.4 水利水电岩土工程具有专业性强 、涉及范围广 (如地基 、边坡 、地下洞室等) 、多专业协同紧密 (地质 、设计等) 的特点 ,三维协同设 计 需 依 托 统 一 的 模 板 文 件 实 现 “一 套 标 准 、共 同 遵循 ”。通过本条明确水利水电岩土工程三维协同设计模板文件的配置原则和内容 , 保障不同设计人员 、不同专业团队协同工作的一致性 。
聂 权 限 配 置
5.2.5 本条旨在明确水利水电岩土工程中人力资源角色权限配置的基本原则和核心角色范围 。在水利水电行业 , 设计单位的质量保证体系是 经 过 长 期 实 践 检 验 、符 合 行 业 规 范 要 求 的 管 理 框架 , 其对各岗位的职责界定 、工作流程衔接有着系统且严谨的规定 。人力资源角色权限配置按照该体系实施 , 能够确保权限划分与质量 管 控 要 求 紧 密 结 合 , 避 免 因 权 限 混 乱 导 致 的 设 计 质 量问题 。
本条中的 “角色 ”是水利水电设计项目 中常见且关键的岗位设置 。根据项目规模和复杂程度 , 可以增设专业负责人等角色 ,但其权限配置均需遵循设计单位质量保证体系的相关规定 。
5.2.6 本条进一步明确了项目负责人在角色权限管理中的关键职责 , 以及权限的具体内容 。项目启动阶段是项目管理的关键节点 , 此时明确项目参与人员的角色权限 , 能够为后续工作的有序开展奠定基础 , 避 免 因 权 限 不 清 晰 导 致 重 复 操 作 或 信 息 泄 露 等问题 。
Ⅲ 资 源 库 配 置
5.2.7 水利水电岩土工程三维协同设计的资源库配置需包含技术标准库 (如国家 规 范 、行 业 标 准 等) 、设 计 资 源 库 (如 边 坡 、
基坑的三维轮廓模板 、集成锚杆构件模型及加固方案等) 、监测资源库 (如 监 测 类 型 与 技 术 参 数 等) 和 知 识 库 (如 历 史 项 目 模型 、数据) , 通过标准化整合各类资源 , 以提升设计精度与效率 ,实现跨专业协同及知识积累 , 为全流程设计提供统一数据支撑与技术参考 。
5.2.8 技术标准库用于存储和管理岩土工程设计过程所遵循技术标准的相关 要 求 , 通 过 提 取 规 范 要 求 条 款 生 成 结 构 化 字 典 条目 , 是将技术标准数字化和知识化的有效途径 , 不仅能提高设计过程的标准化 程 度 , 还 可 作 为 知 识 驱 动 型 三 维 协 同 设 计 的 核 心依据 。
5.2.9 本条规定 了 水 利 水 电 岩 土 三 维 协 同 设 计 中 设 计 资 源 库的组成内容及基本要求 , 其内容 涵 盖 断 面 设 计 资 源 库 、建 筑 材料库 、构 件 库 三 大 类 , 三 者 相 互 关 联 、 协 同 支 撑 整 个 设 计流程 。
1 断面库存储各类标准化 的 基 础 断 面 形 式 , 如 隧 洞 断 面 ,是设计的基础模板 ; 设计参数 则 包 括 几 何 尺 寸 、坡 度 、 曲 率 等关键指标 。 通过调整这些参数实现 断 面 轮 廓 和 构 件 形 态 的 快 速生成与修改 , 既能保证设计的 灵 活 性 , 又 能 避 免 重 复 建 模 , 大幅减少设计工作量 。 例如 , 在隧 洞 设 计 中 , 可 基 于 标 准 圆 形 断面 , 通过 修 改 直 径 、 壁 厚 等 参 数 , 快 速 得 到 不 同 规 格 的 隧 洞断面 。
2 建筑材料库包括工业材料和混凝土预制件两大类 , 工业材料主要包括钢筋 、钢绞线 、钢板 、型钢等 , 混凝土预制件主要包括板 、梁 、柱 、墩等 。库中包含的材料名称 、规格型号和物理力学参数 (如密度 、抗压强度 、弹性模量等) , 是进行结构计算 、工程量统计和造价分析的重要依据 。例如 , 在边坡支护设计中 ,调用材料库中混凝土的强度参数 , 可直接用于边坡稳定性计算分析 , 确保设计安全 ; 同时 , 规格型号的明确也便于建设实施阶段的材料采购与管理 。
3 构件库要求包含构件的名称和描述参数 , 目 的是实现构
件的标准化管 理 和 快 速 复 用 。 名 称 需 清 晰 反 映 构 件 的 类 型 和 用途 ; 描述参数则涵盖构件的关键特征 , 如尺寸 、材质 、连接方式等 。通过统一的参数描述 , 设计人员可在三维模型中快速检索 、调用和修改构件 , 保证不同设计阶段 、不同设计人员之间成果的一致性 。
5.2.10 本条明确了水利水电岩土三维协同设计监测资源库的内容 , 为工程监测设计和后期监测数据管理提供了基础 。
监测项目类别涵盖了工程中需要监测的各类项目 , 如大坝的沉降监测 、边坡的位移监测 、地下洞室的应力监测等 。监测仪器及相应的参数包括各种监测仪器的信息 , 例如用于沉降监测的水准仪 , 其参数有测量精度 、量程等 ; 用于位移监测的全站仪 , 参数包括测角精度 、测距精度等 。预警指标则是根据工程安全要求设定的各监测项目的限值 , 当监测数据达到或超过该限值时 , 发出预警信号 。
5.2.11 本条指出了水利水电岩土三维协同设计知识库包含的内容 , 为设计人员 提 供 了 丰 富 的 参 考 资 料 , 助 力 设 计 工 作 的 顺 利开展 。
法律法规包括与水利水电工程相关的法律 、法规 、规章及规范性文件 , 如 《中华人民共和国水法》《水利工程建设项目管理规定》 等 。
历史项目文档 、设计模型 、施工工艺等为设计提供了宝贵的经验借鉴 。例如某已建成的地下洞室的设计文档和模型 , 可为类似地质条件下的地下洞室设计提供参考 , 设计人员可借鉴其成功的设计方案和施工工艺 。
监测数据和案例经验能帮助设计人员更准确地把握工程的实际情况和可能出现的问题 。 比如某水库工程在运行过程中出现了边坡失稳的案例 , 其监测数据和处理经验可纳入知识库 , 当其他类似工程进行设计时 , 设计人员可参考该案例 。
其他相关资料包括水文地质资料 、工程地质勘察报告等基础数据资料 。
5.3 数 据 准 备
Ⅰ 基 础 数 据 准 备
5.3.3 本条规定了水利水电岩土工程三维协同设计中不同类型三维地质模型需要包含的主要内容 , 在水利水电岩土工程三维协同设计中 , 地层岩性 、地质构造 、物理地质现象和水文地质条件是三维地质模型需具备的基本信息 。地层岩性反映了不同深度岩土体的物质 组 成 , 是 区 分 岩 土 体 性 质 的 基 础 ; 地 质 构 造 (如 断层 、褶皱等) 直接影响岩土体的完整性和稳定性 ; 物理地质现象(如滑坡 、崩塌 、泥石流等) 关乎工程的安全风险 ; 水文地质条件 (如地下水分布 、渗透特性等) 则与工程的渗流控制 、基础处理密切相关 。这些信息共同构成了对工程地质环境的整体描述 ,是开展岩土工程设计的前提 。
对于边坡三维地质模型 , 除上述基本信息外 , 还需包含边坡岩土体结构分区及其物理力学参数 。这是因为边坡的稳定性主要取决于岩土体的结构特征 , 不同结构分区的岩土体在受力变形特性上存在显著差异 。例如 , 由层状岩体组成的边坡与碎裂结构岩体组成的边坡 , 其失稳模式和稳定性计算方法截然不同 。通过划分结构分区 , 并 明 确 各 分 区 岩 土 体 的 物 理 力 学 参 数 (如 弹 性 模量 、 内摩擦角 、凝聚力等) , 能够为边坡的稳定性分析 、支护设计等提供参数支持 。
针对地基 、地下洞室三维地质模型 , 则需额外包含岩土体质量分区及其物理力学参数 。地基是建筑物的基础 , 其岩土体质量直接决定了地基的承载能力和变形特性 ; 地下洞室的开挖和支护设计则与洞室周围岩土体的质量密切相关 , 质量好的岩土体自稳能力强 , 对支护的要求低 , 反之则需要更强的支护措施 。 因此 ,对地基和地下洞室所在区域的岩土体进行质量分区 , 并给出各分区的物理力学参数 , 是进行地基处理设计 、洞室结构设计和稳定性分析的必要条件 。
Ⅱ 分 类 与 编 码
5.3.6 线分类法也称层级分类法 , 是基于分类对象的一个或多个属性 , 将分类对象逐次地划分为不同的层级 , 形成一个层次递进的树状结构 。 面分类法 , 也称平行分类法 , 是将分类对象的属性或特征看作不相关的面 , 每个面又划分成彼此独立的类目组 ,形成由若干 面 构 成 的 平 行 分 类 体 系 , 使 用 中 , 如 需 形 成 复 合 类目 , 可以从不同面中各取一个类目组合 。
岩土工程信息丰富复杂 , 面分法可从不同维度对信息进行分类 , 如按功能 、属性等 , 线分法则可基于一定的逻辑顺序进行细分 , 如按工程流程 、空间位置等 。两者结合能更全面 、系统地对岩土工程信息模型进行分类 , 使模型结构更清晰 , 便于信息的管理和使用 。
5.3.7 岩土工程信息具有复杂性 、多源性和跨阶段的特点 , 信息分类通过对岩土工程信息进行科学梳理 , 为编码提供了清晰的逻辑框架 。编码需满足信息模型管理要求 , 实现信息关联 、版本与权限及全周期管理 ; 同时要满足数据检索要求 , 能精准定位数据 、适配多维度检索并实现跨平台兼容 。
5.3.8 本标准中模型单元编码和层级数目 的制定 参 照 了 GB/T 51269《建筑信息模型分类和编码标准》 的规定 , 分为 5个层级 ,并在 5.1.2条第 3 款中指出分类层级支持拓展到 6级 , 以便满足岩土工程信息模型编码的扩展需要 。
在模型单元编码的实际应用中 , 需要注意各层级代码不足 6位时用 “00”补齐末位的规定 : 当编码只编写到一级类代码时 ,二级类代码和三级类代码需要用 “0”补齐 , 如地表信息模型用“14 01.00.00”表示 ; 当编码只编写到二 级类代码时 , 三级类代码 需 要 用 “0”补 齐 , 如 边 坡 地 质 模 型 用 “14 02.01.00”表示 。
Ⅲ 模 型 精 细 度
5.3.12 本条规定了岩土工程信息模型在不同阶段模型精细度等级 , 包括几何细度等级和信息深度等级 , 旨在确保模型能满足各
阶段工程需求 。
1 项目建议书阶段 : 模型几何细度需要对岩土工程相关对象进行初步的几何表示 , 能大致反映其基本形状 、位置等 。信息深度需要初步反映场地地形 、地质条件 , 满足项目建议书阶段对工程初步方案和可行性初步判断的需求即可 。
2 可行性研究报告阶段 : 模型几何细度需要更准确地反映岩土工程对象的尺寸 、形状 、位置和分布等 , 为可行性研究报告提供更精确的几何参考 。信息深度需要初步反映场地地形 、地质条件 , 以支持可行性研究报告阶段对项目技术可行性 、经济合理性等方面的分析 。
3 初步设计阶段 : 模型几何细度需要精确反映岩土工程对象的尺寸 、形状等几何特征 , 为初步设计提供详细准确的几何依据 。信息深度需要提供更详细的岩土工程信息 , 包括更精确的岩土参数 、地质构造详情等 , 以便设计人员进行初步设计 , 确定工程的基本方案和技术措施 。
4 建设实施阶段 : 模型几何细度需要逼真地反映地形起伏特征 、地表形态等 , 对岩土工程对象的几何描述要达到很高的精度 , 以指导具体的施工操作 。信息深度需要包含全面 、详细的岩土工程信息 , 如施工过程中所需的具体岩土力学参数 、详细的地质剖面图等 。
5 运维阶段 : 模型几何细度与建设实施阶段相同 。信息深度需要具备完整的岩土工程信息 , 如地质灾害监测信息等 , 为运维阶段的设施维护 、安全监测等提供全面的数据支持 。
5.3.13 本条旨在规范模型几何细度 , 让模型能适配不同设计阶段 、不同应用场景需求 , 辅助设计人员清晰传递岩土工程设计意图 , 也方便各方协同工作 、信息传递 。
6 三 维 协 同 设 计
6.1 一 般 规 定
6.1.1 水利水电岩土工程主要包括边坡 、地基和地下洞室三类 ,其中 , 边坡工程指开挖形成的人工边坡 , 地基工程主要包括基坑开挖支护和基础处理 , 地下洞室工程主要包括隧洞和地下厂房等常见洞室 。边坡 、地基和地下洞室的具体设计内容 、设计要求参见相应的设计规程 、规范 。
6.1.3 计算分析是岩土工程设计的核心环节之 一 , 需要将信息模型转换为 计 算 模 型 , 再 根 据 计 算 分 析 结 果 优 化 、调 整 信 息 模型 。 目前有两种方式可以实现信息模型转换为计算模型 : 一是将信息模型 (地表信息模型 、三维地质模型 、岩土工程设计信息模型) 进行适当的简化处理 , 转换成计算模型中的材料分区 (封闭区域) 与分界 (非连续接触面) 、开挖分区 (封闭区域) 、构件单元等 , 通过中间格式导入到专业计算软件进行计算分析 ; 二是在协同设计平台上直接调用专业计算软件进行计算分析 。信息模型转换为计算模型时 , 信息模型中的岩土体及其物理力学参数 , 相应的开挖 、支护 、衬砌等模型单元信息需要转到计算模型中 。
6.2 勘 测 设 计 阶 段
Ⅰ 边 坡 工 程
6.2.1 边坡工程三维协同设计主要包括开挖设计 、支护设计和截排水设计等 , 进行开挖设计时先创建坡面 、马道 、沟槽等模型单元 , 由各模型单元组成三维开挖面 , 开挖面与三维地质模型布尔运算得到开挖模型 ; 进行支护设计时 , 先创建压坡体 、支挡结构 、锚固结构和 坡 面 防 护 等 模 型 单 元 , 其 中 支 挡 结 构 包 括 挡 土墙 、抗滑桩 、土
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