武广客运专线大瑶山隧道三维地表及地层建模
维普资讯 thp:t/w/wwcq.ivp.om
第c ２卷８第 期 ２２０ ０年 ４８
月怒
篷 谨 建
Ｔｕ ｎ ｌ Ｃ ｏｓｒ ｃｉ ｎ ｎ ｅｎｔｕ ｔｏ
Ｖ０ ．８ Ｎ ｏ２１ ２ ． Ａ ｐ．２ ０ ｒ ０
８武 广 运客专 线 大 瑶山道 三维隧地 表及 地 建 层 模
彭 辉元 李 干海 蓉 昆 杨毅 ， ，
（．， １国矿 业大 中建筑学工程 院 ，江 苏 徐学州 １０２ ；．２０８ ２ 中 铁道 隧集 公 司科团 学 研究所 ， 南 河 洛 阳 １０ ４） ７９
摘０ 要 为实现：瑶大山隧 道表及地层地的三可维视化， 重 研究了点程中工用 常的Ａ ｔ Ｄ格Ｃ的原始式图形件到地文质建软 件所需模 ｕｏＡ
的
效格式高转方换 法； 地以等高表线隧和道 质地 面原始 Ａ ｔＣ剖 格式数Ｄ据为基 ， 础ｏ Ａｕ利用 维三质地模软件 建， 立 建了广武运专线 客
瑶 大 Ｌ隧道 维三 表 地 、层 隧 和 模道型 。为 今 隧道 维后 地 层 视可 化的 进一 步研 究 与 开 发 ， 定 了 好 良 工 的基 作 。础Ｌ Ｉ 地 奠
关键词 ： 武广运客线 ；专铁 隧路道 三维；质地模 ； 建 Ｃｕ Ａｔ Ａ Ｄ ｏ图分类中号： Ｕ ． ５４１２ 文献志码标 ： Ａ
３ Ｇｒｕ ｄ Ｓ ｒ ａａ ｅｄ ｒＳｔ ｍ ｏ ｉｅｇｏ ｙｏｈ Ｔｎｎ ｅ ｎ Ｄ ｏ ｎｕ ｃ ｆ ｎ ｔａｕ Ｍ ｄ ｌ Ｄｆ ａ ｓａ ａ ｕ ｌｏ ｎ ｎＷ
ａ — ｕｕＧｎ ｚ ｏ ｓ ｇｅｒ －ｅ ａ ｅ ｉｉｙ ｈｎ－ － ａ ｇ ｕ Ｐｈ ｓ ａｎ ｅ ・ ｄｃ ｄ Ｒａｌ ｄｔｗａ Ｐ
ＮＧ Ｅｉ Ｌ ＹｕＩ ａｎ， Ｈｕ ， ａ ｈｉ ＡＮＧ ｎ ｏ ｇ ＹＡＮ Ｇ Ｋｕ ｒ ｎ， ｉ
Ｙ
（．Ｓｈ ｏｏ ｉｃｃ ｒａ ｄＣｖ ｎ ｉ ｅｉ ， Ｃｉａ Ｕ ｉｒｔ ｎ ｎ ｎ ｈ ｅｏｙｏ Ｘｚ ｏ ８ ２ ￣ｎ ，ｓ １ｃｏ ｌＡ ｔｈ ｔ ｅ ｎ ｌｉ ｇｎ ｒｇ ｎｈ ｎｖ ｓｙｏ Ｍ ｉ ａ ｄｉ Ｔｃｎ ，ｌｕｈｕ ２ ０ ａ， ｕｇ ｅｒ ｕ ｆ ｉＥ ｅ ｎｅ ｉ ｆｇ １ｇ０
Ｃ ａｉ ２ ｃｉｃ ｎ ａｅ ｃｎｕ ｔ ｈｎ ａｌａ ｕ ｎｌ ｒｕ ｏ ， ． Ｌ ｏ ｔｇａ４ ０１， ａｅ， ｎ ｈ ）ｎ ｈ；．ｉＳｔ ｓ ｒＩ ｓｔ ｅ ｉａｏ Ｒｉ ｙＴ ｎ ｏ ｐ Ｃ． ｄＬ ，ｕｙ ｎ ７ ９０ Ｈ ｎｎ Ｃ ｉ ｅｆ Ｒ ｈｅｉ ｔ ｆ Ｃ ｗ ｅ ａ
ＡＧｂｒ ｃ ｓ：Ｉ ｒ ｅ ｏ ａｈｅ ３ｅ Ｄｉ ｕｌｚ ｔ ｎｏ ｈ ｒ ｄｕ ｓ ｆｃ ｎ ｔｕａ ｍｆ ａＤ ａｓ ａｕ ｎ ｌｈ ｏｌｗ ｉ ２ ｇｔａ ｎｔｏ ｄ ｒ ｔ ｉｃ
ｖ ｖ ｓ ａｉ ｉａ ｆ ｅ ｔｇ ｎ ｏ ｕｒａ ａ ｅｄ ｒｓ ｏｔｏ ｙｏ ｈ ｔ ｎｎｅ ， ｔ ｆｌｅｏｎ ｔｐ ｃ ｒ ｔｄ ｅ ｐ ｒｉｕ ａ ｎｎ ｔｅ ｐｐ ｒｔ ｄ ｉｇ ｏ ｆ ｅ ｔ ｆｒｅｔｃ ｎ ｅ ｓ ｏ ｏ ｔ ｓ Ｓｓｔ ｏ ｖｒ ｔＣＡ ｏ ｉＤｓａ ｅ ｕ ｓｉｄ ｉ ａ ｃｔｌｒ ｉ ｈ ａ ｅ ：ｓ ｕｙ ｎ ｎ ｅｆ ｃ ｉ ｏ ａ ｍｏ ｖ ｒｉ ｎｅｍｈｄ Ｏ ａ ｃｏｎ ｅ ｕＡ ｖｏ ｔ ｆ ｒｔｇａ ｈ ｃ ｌ ，ｓｗｈ ｃ ｒ ｆ ｅ ｓ ｄｉ ｎ ｉ ｒｅ ｎ ｍｏａ ｒ ｐ ｉｆ ｅｓ ｉ ｈ ａ ｅ ｏｔ ｉ ｎｕｅ ｎｅ ｇ ｎｅ ｉ ｇ ，ｉ ｔｒ ｐ ｆｒ ｔｒｌｆ ｒ ｓｑ ｉ ｅ ｙ ｔ ｅ Ｄ ３ ｅｌ ｃ ｇｍｌ ｏ－ｅ ｎ ｐ ｏ ｏｅ ｏｍａ ｅ ｅ ｕ ｒ ｂｄ ｇｈｏｏ ｉ ａ ｄ ｌ ｉ ｉ ｏ ｔ ｒｎｇ ｓｆｗａ ｅ；Ｂ ａ ｅｎ ｔ ｅ ｕＡｏ ｄｓｏ ｈ ｔ ＡＤ ｏＣｍ ａ ａ ａ ｈ ｏ ｏ ｕ ｔ ｐ ａ ｄ ｌｇｔｎｄ ｌｇ ｏｏｎ ａ ｉｒ ｌｆ ｆＤａ ａ ｓ ａ ｕ－ ｆ ｒ ｔ ｔ ｆｔｄｅ ｃ ｎ ｒｏａｍ ｎ ｏ ｉｕ ａｉ ｌｇｅ ｌｐ ｏ ｃｅｏ ｙ ｏ ｈ ｔｎ ｎ ｉ ｎｌ ｏ ｕ ｎ—ｈＧ ｕ ｎｚｏ ａ ｓｎ ｅ －ｅ ｉａ ａｅｌｙ，３ ｅ ｎＷａ ａ ｇ ｕ ｐｈｓ ｅｇ ｄ ｒｄｃ ｔ ｒｄ ｗａｉ ｕｒ ｄ ｓ ｃｆ ｄｌ ｓｒ ｔ ｍｄｌ ａ ｄ３Ｄ ｕ ｎ ｌ Ｄ ｇ ｏ ｎｕａｒ ｍｅ ｏ ，ｅ３ ｔａｕＤ ｍ ｅｏ ｎ ｔ ｎ ｍｏ ｅｅ ｓｒａｌ ｈｅ ｏ ｈｕｎ ｌｂ ａ ｆｔ ３ｅＤ ｅ ｌｇｃ ｌｍｏ ｅｇ ｓｉｆ ｒＴｈ ．ｅ ｒ ｅ ｌｙｈ ｏ ｎ ｕ －ｄ ｄｌ ｅ ｅａｔ ｂ ｉ ｄｆｒ ｔｅ ｔ ｅｎ ｙ ｍｅ ｎ ｓ ｈｏ ｇｏ ｏｉａ ｄ ｌ ｏ ｔ ｅｓｎ ｗａ ｅ ｒ ｓａｃ ａ ｓａｓ ｕ ｄ ｎ ａｆ ｔ ｎｏｆ ｒ ｆｈ ｒｓｒｕ ｙ ａ ｄ ｖ ｌｄ ｐｎ ｔｆ ｅ３ Ｄ ｖｓ ｉａ ｉａｎｏ ｈ ｕ ｎ ｌｒ ｔ ｓ ｉ ｕｅ ｔ ｄ ｎ ｅ ｏ ｍｅ ｅｔ ｏ ｈ ｕ ｉ ｔ ｌｔ ｆｅ ｔｎ ｅ ｔ ａｕ ｎｍ ｅ ｆｔｔ ｒ ｏ． ｏ ｔ ｚ ｉｏｈ ｕｕ
Ｋｅｅ ｒ ｓ： ｕ ａｙｗｏ ｄＷ ｎｈ—ｕＧｎ ｚｏ ａ ｓｎ ｅ －ｅ ｉａ ｅ ａ ｌ ｙＲａ；ｌ ｔｙｎ ｅ ； ｅ ３ｌｇｃ ｄｌ ｌ ａ ｇ ｇ ｈ ｕｐｓｅ ｇ ｒ ｄ ｃ ｔｄ ｄｒｉ ｗ ａ ｉ ａ ｗｕ ｎ
ｌ ｇｏ ｏｉａ Ｄ ｍｏｅ ｉ ；Ａ ｕｏＡ Ｄ ｎｔＣ
Ｏ
言引
隧在道及 下地工程 中，地层 或 质地条 件对 道隧 的
设 计 施、 工管和理 着起至 关重 要的用 ， 而作隧 道三维地 可视 化 层重要 意的 义于在 过，三维地 质建 软模 ， 通 将件 与地 质关相 的 态 静平的面 图 纸、据表 文字和 明 说 数，以 三 模 维型 的形式展现 来出， 以 便 工于程 师 及管 人理员
维地三 建模 （质 ｈｅ ｅ ｓ ｉ ｎＧｏ ｇａ Ｍｏ ｅ－ ＴｒｅＤｍ ｎｉ ｅ ｌ ｌ ｉ ｄｌｏ ｃｏ ｉ） 的念最 概早 由加拿 大 的学者 ｍＳｎ Ｗ．Ｈｌｉｇｏｎ ｇ ｉ ｏ ｕｎ ｄ于 ９１９ ３年 出提… 。 所三 维谓质 地模 型指 ：是用 适 当使
数据的 结构在 计算 机中 建 起立 反能映地 质构 造的 形 态 、 构 造 素之 间要 的关 以及 系地质 体 间空 性物 布分 各地 等质 征特 数的 学模型 。利 用三维 地 质 模型可 以
通过 ３ Ｄ 图 的形 式形 真逼地 表 达地 质 造 的形构态 、特
能
对够地质与 工程 息进信行全 位方、 多度角 从、外到里 全面观察 深入分析和， 加深对层地与工程信息的认识 和 解理 于， 出相 关技 术决做策 此。外， 过 维地 三层 便通 模 型和 高 级 间空析 ， 地 分条件质 工与 数程 ，据将 至甚 周
围 上 （ 、表 和地 下 地）地 的环 境信 息 联接 相，至 能 够 甚 现发一 些新的有 价值 的信 息 。因此 道，三 地 层维可 隧化不 视仅仅 是 “ 看 而 且 ” 具有 很强 的 实 际应用 价 ， 值好，隧道 地层 三 维视可化将有 于 助高工 提作 率效 为， 并 工 设计程、 管理工以及 地 质测 预预报 ， 等施 供提 个一 高 效的 息技信术 支 持平台
。收稿 日期 ： ０ 一Ｉ Ｏ ７２０ —ｌ
８以征及维三 间物空 参性分数布 规律 。随计算 机 、 着
Ｓ 可Ｇ化视 等技 术发的展 和三 维地 质模建研究 的长足 、Ｉ进 步， 国内外 秀优的三 维 地质模 建软件 不断 涌现， 有些
较为用 通 ，些有对各 针专自业域 ，领其 较中知名的三
为地质 建维 模件软 有： Ｏ）Ａ 它的研 发 中主采要 ａ Ｇ Ｄ， 用Ｃ Ｌ Ｊ． ．Ｍｅａ授 提 出教的 离散 滑 光值 插（Ｉ ｉ， ｌｔｌ Ｓ ＤＤｓ－ ｃ ｍｅｔｏＩｔｐ ｉ ） ｌ作 为插 值 术引 擎 ｒｔ Ｓ ，ｏｈｎｅ ｏ ａ ｏ ｅ 技ｒ ｔｎ 时 还同 用 采了应适 力 很能 强 的 三角 剖分和 面 四体 剖 技分 术， 独 立并 发 了开 质地计统学 分部 其建 模。 想建 思立工在
作者 介简 彭解： ９（一）３ ． 省 南保 靖 人，圈 矿 、 １８ ， 湖 中 学 岩 土大Ｉ 专 、硕 读士 研究 生 ， 要 研 究ＧＩ 土 ｒ岩方 面 的 应用。 程． 在 主 Ｓ 在 程
维普资
讯ttp:h//www.qvicp.ocm
隧建道 设
第２卷 ８
程
程流 上之 ，地以 质建模 的 内 规 律 和 在 程 序为基 础 框架 能处， 理何 复任 的构 杂 模造 ，型 方能便地 对 三 构维 并
造模 和三维 型地质 网格 型进模行 编 及辑更 新 ，不 仅支 空 问持对 象的 几 何 建 模， 提 高 属了性 建模 的 功 能 。 还
２ 大瑶 山隧道 工程 概况
武广 运 专 线大客 山瑶一 号道隧位 于 广 东乐省 昌市 的庆
云镇 两和镇江 内境， 隧道全 长１ ８ Ｄ１ ０＋００ １（ Ｋｍ９ ８
２４～ Ｄ１ １６ Ｋ ９ ８ ＋３５ ， 路 向近 北 西走至 南 向 （ ４ 东） 约线
除
了具有 核 的地心 质建模 功外能， 软 件 的视 可 功 能 化 地质及解 功释能 也 常非 强 ，大 能 进地 行解 质释 、 制绘 油 藏 剖面 和各 种平面 ；ｂ图 Ｅ Ｖｒｓｎ 美 国Ｄ ｎｍ ）ｉａ ｔ ｏ ，ｉｈ ｉ ｙａ ｃ Ｇｈａ 公 司研ｃ制 开 发的一 种 维 地三质建 模及 三 维 可 ｒｉｐ 视ｓ 软件化 统系 ，不仅 可 建立 三 维 油藏构造 架 格模 型、 它 参 模数型 ， 能为 岩土工 、 程筑 程工 供三提 地 质模维 还 建型
）； ｐ ｕＶｃ ｓ ｎ是它 澳 利亚 Ｓ 大ａ ｒ公 开司发 的 Ｃ Ｓ ｒａ ｉｏ ， ｉ ｐ ｃｕ
１３一 路肩）高标 １８约 ２０横 贯峰海山高拔为度 。３ ，８ — ９，ｍ９ ８ ｍ 狮子的山 ， ５ 道最隧 埋 深大 约 ６ｍ。 ５ ０
大瑶 山 隧道 属区南 岭山 系 ，地 形线、 沿 质条 件复地 杂 ， 良 地质发 育 ，不 隧对道 有 响影的不 地良 质以 岩为溶 主 。 其中 瑶 山大一号隧 道属构造剥 蚀一 溶 蚀切 割 低 山中、 山 貌地， 低 隧道 发 有育 泗公 坑倒 转背斜 ，次 有 狮 其子 山背 等 次斜级 褶皱 和 １断 裂 进 口。～Ｄ １０ ３条 Ｋ ９＋９ ７ 段０ 为碳 酸 盐 岩分 布区 ， 岩 要溶 形态 为 峰 、溶３ 主 溶谷 ， 层 沟溶、 槽 、芽 等较 发育， 形 起伏较小 ；表 溶 石 地 Ｄ ９９＋０～７ 出段口 为 碎屑 岩一浅 变 质分 布岩 区， Ｋ ０１ 属 构３造 剥 蚀型低 山 ， 大相 对高 差 达 ０ｒ７ ，坡 、最 ５ ｌ ｆ陡峡
谷极 发为 。育
套 基于Ｗ ｉｗｄ 作操系 统的 型矿大山工 软程 件，ｎｏ ｓ主
要
应 用领域 括 包 探 勘 和地 质 建 模 、 矿设 计 孔 编 采 钻
、
录 、计产划和 开采 进 度 等 ｄ； ｏ Ｇｉ它 是 托依 于 生） ｅＶｅ ｗ， 中 国地 大质学 武汉 的坤 迪科 技有 限公司 于基 Ｗｉｄｗ ｎ ｏｓ 平 台 开 发的 一 套大 型 学地信 息 系 统软 件； ｅＴｔ ） ｉ ｎ ３ａ Ｍ， Ｄ 是基它 于框架 建 模 思 想 开 发的 三 维 地质建 模软 件， 利用 行 平剖 的数面 据建立 真 三维 体 实模型 。 作 为一项基础 研 究 ，文主 要 探索 如何 利 用功 能 本 大强 三的 维 质地建 模软 件 ，据 工程 现 场供 的基提本 根 等 的高线 和地 剖质 面数 据 ，建 立 三维地 表 和 隧道地 来层
模型 ， 今后 进行进 一步的研究 与 开 ，发 奠定为 良 好的
３ 瑶 大隧道山三地表及地维建模层
３ １ ＡｔＣ Ｄ 始原 图 形的数据 处与格 式理转换 ． ｕｏ Ａ 对 基 于础 据 的数理处是 可视 化建模中 的 最基 的
础
环 ， 节是 十分 却要重的 环 节。 目 前，常 的绘用图 平 但 最
台是Ａ ｔＣ Ｄ， ｕ ｏ Ａ有现 的数 据相当 一部 分是 以 Ａ ｔ Ａ ｕＣ Ｄ ｏ 格 式 存保的 。 据 根Ａｔ Ａ图 的数 来据建 立三 模 维ｏ ＤｕＣ
作基工 础。
型，
Ａ Ａｔ 对 Ｃｕ Ｄ的图据数处理果结关 系建到的效率模 ｏ
和 败成 。
１三维地质 建 应模用方法 型
通过 国对 内大量的 三维地 质 模方建 和实 法现 件 软包 的研调 分析 ， 三 地 维质建 模 用应 型 方 主法要可 归以 为三纳 类： 直 接①点面 法直 接将 原 的线 状始 据进数行 有效 的 分层 ， 各 据层面 标高应 用 曲面构造 法 来 生成 各 个 根 层 面。 只 有少数的建 模 软 件 用 运类此 方法 。
② 面剖架 法框在 收整 集理原始地 质勘 探资 料的
建 大立瑶山隧道 表 地和 地模 型 的层基 建 模 础数据
两幅有Ａ ｔ Ａ ｕＣ Ｄ：图ｏ 隧 道平面等高线，图见图 １一号 隧 ， 道纵 面断图 图， ２ 见。它们都不 能直 接导人 到三维 地质
建模件 软中 首，先 需相应 作数的据 理和处 格转式换 。
隧道
平等高线面中等高图 线线采曲的是样用条曲
绘 制线 ，由于 Ａｔ ＤＣ样中条 曲 线 往往不 能直 导人接 ｕｏ 到Ａ模建软 件中 ，以先采 用 相关 软件 把 图 中的 样 条 曲所
基 础 上 建，分类数据立 ，库 人交工生成互大的二维地量 质
面剖， 然后应 用 曲 构面造 法 （ 界表 法示 ）边 成生 各 位 面层 而进表达 三 地维质模 型， 者 利用 间 拓空 法扑 （ 或元表示 法 ） 进 接行地 质 体 建 模而。 选 择采 用 体直
线
转换成多段线 。高线等 的高程于三对维地表模是 建十分 重要 的信 息 是， 原始 的 高 线 等只是 图 上 以在标 但 注
形式 说的 了明等 高 线的 高 ，程样 的 程高信 息是 只这 说明 性 的 能， 为作 高线 的等内 在属性 ，不是 模 软建件 无
曲 边界面建还是体元拓扑模数模据型又含很多具包体
的方 法。 内外国大部 分三 维 质地建 模 现实均采 用 此 类
方。法
法识别和接受 的 所 以在。Ａ Ａｔｕ Ｃ Ｄ中图等为高赋线 上ｏ高值程必须是 的等。线赋高程值高 方法有的直接 法 和间 接 法，直 法是接指在 ｔ ＡＡ中选 中没有 赋 高程 ｕｏ Ｄ 信Ｃ 息的等线高 后点击 右 ， 然键在后 弹出 菜式 单选
择“性 ” 弹在 出的特性 信 框 中息“ 图形 ”何 ＞“一特 ， 几标
多③源数耦合建据模 法耦 合原始 质勘地数 据探 （
孔 、 硐 震 剖 、 面） 二 维解 释 剖面 多 等种来 源 钻平地 和
的
地质 数 据 ，应 曲用面 构造 法 或 扑拓 析分法 行 进三 维地 质 模 。由于数 建据的 源 性多导致其 数据 结 构 难以统 一
高 的”入框 中输入输等高线 高程值的这。方种法在存 不适着合量批高程赋 值 ，作工量， 大而容且易成造输入 误 错 在等，高线集密的 域区容还易致等高线赋值遗导
等缺漏点 ， 因 它 只此适 于 为合量 的少等高 赋 线高程 。 间值法接即通 第 三 方软过 为等件 线高赋 高 程值 ，由 于软
，
其实使具有 一定难现度 ，随着计 机技术 的发算 但
展，人 们倾 更于向 综 考合 有虑 限可的 用利 据 进数 模行
型建重
维
资普讯 htp:t/w/ww.cvipq.cm
o 第２期
彭
辉， ：广武运专线大瑶 山隧道三客地表及地维建层 等模
ｌ７
６
图１ 大 瑶隧山道等高 线 图（局部 ） Ｆ
ｇ Ｃ ｏｎｒ ｐ ｏ ａ ａａ ｓ ｎ ｅ（ ａ ｔ 。ｉ ｏ １ｔ ｆ ｏｙｈ ｎｔ ｎ ｌ ｐ ｒｕ ｍａ Ｄｕ ）
Ｄ
Ｆ 式格。 实 现Ａｔ Ａ 图 形 格 式之问 的 换 转 以可 ＸＣ Ｄ ｕｏ 过通把 Ｄ Ｇ格式 另存 Ｗ为 ＦＤ格 式 。
３ Ｘ 地 ２模表 的建型 立 ．
在三地维质建 模软件 生中成地表 模型 是非 常方 便 ，的只 需要离把散或等高线点据数 入到软导 件中 通，插过
值加密
、 指定 界 即边得到地表可 面 ，生成地表而模 型 进 把处 。后理 隧的平道面 等 线高图导入 到 维三模建 软 件中， 得到 一簇通 过 点 接连的 线 即曲 为等高 线 通。
图 ２ 大过 山瑶一 号 隧道 纵 断 面 图 部（） 局 ｇＦ Ｌ ｎｉ ｄ ａｐｏ ｏ ｌ ｏ
ａａｓａ ｎ （ｅａ ） ｉ２ ．ｏｇ ｔｉ ｌｒｆｅ ｆ ． Ｄ１ ｙ ｈｏｎｔ ｎｌｐ ｒ ｕ ｉ Ｎ ｎ ｕ
ｔ建
模软的插件值 曲线进对加密行 ，如 ３ 图利。等用高 线 生成 相 的 数据 点 应集， 图 ４如 。 接 着定指数 据 集点 的边 界 ，由点集和 边 界生成 地表 ，面 图５ 。如根 地 据 形面利用 三维
建 模软 件可 很以方 便 地生 成 相 应地 的
形体。图６ 如
件
的不 同 ， 种 具体 作操 法 方也 相不同 。它 的 优 是 点各 可进 以批行 等 量高 线赋 的值 样 可，以 大大 减小 工作 这 量， 是 值过赋 中同程 需要 样动操 手 作 ， 因但此也需要避
等高免线值赋漏遗和输错误 入 Ａ。ｔ ＣＤ图 进行 内 容上的 简 ， 化 首先要 定 确ｕｏ 即ＡＡ
ｔ Ａ 图 形 元 素些可 哪以导入 到建模软件 中和 哪些 ｕＣ Ｄ ｏ 不 需要导入 建 到软 模件 中，后 除 删 必不要的 图 形要 然素 ， 而 达 到简 图 化 形的 目 的。对于 建模软 件 来 ， 说从
Ａ
ｔ Ｄ图Ｃ中最 价有值的图 形 元素 就点是 和 ， 线图 ｕ Ａｏ 中而的标 注字 、 文、型 、 充 案 图等 往往 于建对 不模 块 线 填 具
直接有的 响影 ， 还 可而能 导致数 据 入导 者或转 换 反的 出错
， 以考虑 对其 进 简行化 。隧道 平 面 等 高 线 可
图
图 ３ 密加后等高 线曲
Ｆ ｉ ３ ．ｇ Ｄｅ ｓ ｆ ｃ ｄｔｕｒｎａｍ ｎ ｅ ｉｏ ｏ ｐｉ
化简 结果的是 仅仅 保 原 图等留高线 大瑶 山。一 隧道 号
断面图纵保留 地界表 线 、地层界 线、 构轮造线和廓隧
道。 在 ｔＡ Ｄ 中主 Ｃ要 有 Ｄｕ ｏ ＷＧ（ Ａ量图形 的 标 文 矢准
件
格式 ） ＤＦ 图形 换格 式 ） 两种格 式交 和。 Ｘ （这 对于一 些维 建 三模软 来 件 ， 们说 是只 支持Ｄ 它 Ｘ Ｆ
图 由等４ 高线曲生的成数点据集
Ｆ ｉ ｇ４ ． ａＤａ ｐｏｎ ｄｓｅｅ ｏｄ ｆ ｏ ｎｏ ｐ ｃｔ ｉｔ ｖ ｌｅ ｐｒｍ ｏ ｔｕｒ ａｍ
式格图形 的数 据 换 转 ，就这 需要 把 Ｄ Ｗ Ｇ格 式 换转为
维资讯普 htt://wwwpcq.ipv.com
隧
道 建设
１。１
第２ 卷
８
３４ 隧道模型 的 建 立． 在 三 维地 质建模软 件 中过 通道 的 中隧线心 直径 和
可还以 生隧 成道模 型大瑶 。山 号一 道入 口段 和隧道隧 出 口段模 分 型如 图 别 １ １图 。２、３
图 ５ 大 瑶 山隧道 地形面
Ｆｉ ．ｇ５ Ｔｅｒ ｉ ｕ ｃ ｆ ｆＤ ａ ａｓａ ｕ ｅ ｎｒａ ｓｎｒａ ｅ ｏ ｙ ｏ ｈ ｎｔ
ｎ ｌ
图
由７线 形成 与地 层 相 关 的 曲面
Ｆ． ７ ｇ Ｓｔａｉ —ｕ ａｅｅ ｃ ｅ ｒＳ ｒ ｅ ａｄ ｅ ｅｐ ｄ ｌｒｏｒ ｔ ｒ ｌ ｍｔｄ ｕ ｖｄ Ｕ ｃｓ ｆ ｖ ｏ ｅ ｍｆ ｎ ｏｃｒ ｏｔ ｕ ｍ
ａ ｐ
６ 图大 瑶 隧 山道地 形 模 型
Ｆｇ Ｔ ｒ ｎ ａｏ ｍ ｅｆ Ｄｙｏ ｈ ｎｔｎ ｅｉ ６ ．ｅ ｉ ｄｏ ｌ ａａ ｓ ａｕｎ ｌ
３ 三维３ 层地 型模的建 立 ．
地 层 在空 间 上 的 现表应 该 体 的是 形状 ，于这 对一
体
的 表 现 采 ， 用 层地层 面 底 、 及 前， 左 后右 可 层 以
地 层 边 界
面 缝 合 来 的 现 实 。 因此， 立 三 维 地层 建
模 型关 键 就 是的 地 层 面层边界 的确 定以 及地 层层面
的缝合 。
三维地层 型模 依 据 一号 隧 道 地 质 断 面纵图来 建 立
。
图８ 选 择 与 建 体 相关 的界面 部 分 Ｆｉ ｇ．
８ Ｓｅｅｔｏ ｆｉ ｅ ａｅ ｎ ｅ ｅｄ ｏ ｄｌｎ ｌ ｃｉｎ ｎｏｒ ｃ ｔ ｅ ｄｒｆｍ ｏｉ ｇ ｆｅ
把①处后理的一隧号纵断面道图导到入维三模 建软件 中。
②对
上步得一的曲到线加密。 ③取 相的曲应生成线面 这些面，示 表地了界层面、 地 表等。这 里 由于 地层 资料数 据 所 限 （ 少 钻 孔 数 缺据
，为 一仅号 隧道纵 断面 图 ）为 获 了 得 维三 果 的效地 ， 层模 型 ， 虑 通把过上 一步 的 曲 线 横沿 向 向方 展 一 延考
定 的离距 生 来成相 应的曲面 。 ④ 以图 某 ～中地 层为 例 明地， 层的 建 过模程 说：
图 ９ 地 层 的上 界面
Ｆ ｇＴ ｏ ｎｅ ｃｆ ｓｒ ｆｍ ｔ ．９ｉｐ ｉｔ ａｒ ｅ ｏ ｔｕａ
ａ成生表地 层示界 面的面曲如 图 ７ 中 其Ｓｔ ），— ｏ面ｐ （色 ） 表地 面，面０ （色 ） 此 层地一 个 界面， 灰为 粉ｓ为
（ ｓ色） 另 个一 面 ， 色界 是面一 个 定限地 层 １ 面蓝 为 橙 区
域的 面ｂ 。 面曲 两两 切割 并 且 生成 了新的 界 ， 边 ） Ｓ—
ｔ
ｓｓ 别 被分 成 了３ 部 。分除 去 各个 界 面中 ｏ 、Ｏ１ 分、
ｐ
与地 层建体 无关 的 部 分得 到 如 图 ８ ）过 合 并 Ｓ Ｃ 通 。
—ｔｏ 和ｐｓ 面生 １新 的成曲面 ｓ（ 色 ）图９， 为 此 地 ２ 黄 作 如层的 界面上， 】为地 层的 下 界面。ｄ 由地 的层 界 面 作ｓ（ ） 通过 三维
建模 件建软 此立 地层 的体 模型 （ ｇ） ｉ 如图 ｒＳ， ｄ
１ ０。
⑤
对各 个 地层进 整 行 ，合 用 不同 的颜色 表示 不
同 的并层 即地可以得 到一 号 隧道 的三 维 地层 模 型 图， 如
图 地 层 １的 模体型 ０Ｆｇ
１ ｉ． ０ｏＶｕ ｅｍ ｏｅ ｆ ｒｓｔｍ ｌ ｍ ｄｏｌ ａｕｔ
维资讯 ht普t:/p/wwwcqvip.co.
m第２ 期
辉，等彭 武：Ｊ 客专线大运瑶隧道山三地表及维地 层模 建 “
９１６
板岩 — 一 圈 英石砂 圈 岩灰岩
豳
＿［ ］●
浅—荚质 变 岩石砂 浅
质 英 岩 变 长石砂 糟 砂１ ｔ１７ ｉ ￣
嘲
砂岩
黏 Ｌ
口一
口
断
角 层
砾
图１ 大 瑶 隧道山维地层三型 模
Ｆｌ ｇｉ １ ．１ ３ ｔ ｍｔ ｄ ｌ ｆ ａ ａ Ｄ ｓ ａ ｕ ｎ ｌ ｓ ｒｕ ｏｍｅ ｙｏ ｎ ｈｔ ｎ ｅ Ｄ ａ
今ｏ后， 三维地 以 模 层作型 为 重要 的工 地程 质信息
载承 台 ，平 关相的 设计 、 工 、 预报质 、测、 程 施将地 监
工周
环 境边 大量 的等信息 进行无 集 成缝， 过 进通一 步研
究发开隧工程道视可信息化管与理级分高计算析软 机系统 件， 设计程、 和管理的 安全效和 益 为， 工施 工供强
图提１ 大 瑶 隧道 山入口段 ２
Ｆｇ １ Ｍ ｅｏ ｆｅ ｔｎ ｅ ｐ ｒ ｏ ｆＤａ ａ ｓａ ｕ ｌ ｉ．ｎ ２ｄ ｌｏ ｎｒ ｃ ｏｔ ｎｏ ｙ ｏｈ ｎ ｎ ｅ ｔａ ｉ
大
信息服的 ， 务而实从现其真正的实际工应程用值。 价
参 考
文献
［］李 良 ，平 伏 ， 生立 河 ．尔 多斯盆 地 垩白系 三 维 地 质 １ 胡 尹 鄂建模究［ 研］西北 质 ，地 ７０４ （ ）９１—３ １． ２０ Ｊ， ０２ ０ ：．１
］ ［ 大朱培 维 地质． 建 模带和权 曲 面 限定 Ｄ ｌｎ三ｙ 化 ２角 三 ｕａ ａ
ｅ图
１ 瑶大山一 隧 号道 出口 段 ３
Ｆ ｇ１ ｉ ．３ Ｍ ｏ ｅ ｆｘｔ ｐ ｏｒ ｆＤ ｏｙｈ ｎ ｔｎ ｅ ｌｄｏ ｉ ｏ ｉ ｏ ａ ｎａ ｓ ａ ｎ ｕｌ ｅ
ｔ
的究 与研实现［ ． 京： Ｄ］ 北 京北航 航 天空大计 算机系学 ，
２０ ．ｏ
３４
结 语
往 以对 地质构结 认 识的 和了 解 仅， 局于 岩限层 仅
维 地二质 面剖 等或 线 ， 高够 能真实 地反 三应 地 维质 不
［
］钟 华 ， ３ 登 李明超． 利水电水工程 地质维三 建 与模析理分论 及 实践［ ． Ｍ ］北京： 中水 国水利电 版社出 ，０ ６０２． ［］ 小红盂， ４ 王 民，卫姚 长利 、 ， 地质等型计 模算机辅设计助 原
理应与用 ［．Ｍ］ 北 京 ：地出版质 社０，１ ２ ０ ．
［ ］符海芳 ， 朱５建军 崔伟，． 宏Ｄ
Ｉ ３Ｇ 数据模Ｓ 型 研的究 ［］ 地 Ｊ． 信息球科学， ０２ ２ ：５—９ ２ （ ０４ ４） ． ［ ］ 钟 登 华 ，海东 ．可视程 化辅 设计助 理论方法 与应 用６ 刘 工［
京． Ｍ］北 ：国 水 利 中 电 ｝版水社 ，０ ４ ＪＪ ２０ 、
象， 缺现 乏空 分析间能 力 ， 在定一的 限局 。研性究结 存果表 明 ，据现 场 提供 地的表等 高 和 隧线地 质道断面 ， 根
用利三 维地 质建 模够能 建立起复 杂的 视 可三 维地层
化 型模 。