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[摘 要]AUTOCAD已广泛用于建筑与工程等各个领域的设计与施工，本文主要阐述的是AUTOCAD软件在长输管道施工中的应用，它既能帮助技术人员简化计算过程，减少工作量，提高工作效率，还能精确模拟施工现场的情况。有效帮助管理人员更好的分析施工过程。
[关键词]优化线路 方案变更 沉井
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）09-0295-01
一、前言
CAD技术的发展至今已有40余年，从1965年Lockheed飞机公司研制CAD/CAM系统开始，CAD技术在机械、电子、航空航天、船舶、轻工、纺织和建筑乃至冶金、煤炭、水电等各个行业得到了广泛的应用。CAD技术使产品的设计制造和组织生产的传统模式产生了深刻的变革，成为产品更新换代的关键，被人们称为产业革命的发动机。在工程建筑领域提起AUTO CAD 软件，人们第一反应大都是设计院用于绘制图纸的工具。而施工单位往往是通过甲方提供纸版蓝图及设计说明书进行施工。但是，通过近几年的长输管道线路施工，施工单位可以深刻体会到CAD软件在长输管道施工中的重要作用，不仅给施工过程提供极大的方便，也可以为各个工序提高施工的准确率，帮助技术人员快速的完成一些复杂的计算工作，是施工单位技术人员将来不可缺少的一门技术。
二、CAD软件简介
计算机辅助设计是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。 在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。CAD 能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。
三、长输管道施工中CAD的应用
1、CAD在测量放线中的应用
测量放线是测量工程师使用GPS等测量设备将设计提供的转角点变成现场可见的标识的过程。但是设计院提供的往往只是转角桩坐标，按照标准或现场施工的方便，在两个转角桩之间需要设置各种标志桩以提醒施工，例如：大开挖、顶管、预埋套管穿越的起始点，交叉穿越光缆、管线的交叉点、纵向冷弯标志点等。以往施工过程中，技术人员会通过两个转角桩的坐标和计算器一个一个的对这些标志桩进行计算。
2、CAD在线路优化过程中的应用
长输管线施工过程中，因为工农关系等原因造成的线路改线时有发生。对于一些小的改线设计院往往不会重新去现场进行测量，因此业主会要求施工单位进行线路优化。但在很多情况下，凭人的双眼和定位设备很难判断最优线路。特别是在树林和山地，人的视线往往被障碍物遮挡而受阻，确定准确的优化线路更是难上加难。针对这一点，在CAD的帮助下总结出了一整套改线的方法。步骤如下：1）利用GPS去现场采集线路附近大体的地形、地貌和地上、地下障碍物信息。2）将采集的各种坐标在CAD图纸上绘制出来，形成管线路由周围大体的地形地貌图。3）通过CAD绘制的地形地貌图，直观的确定优化线路，在CAD图纸上获取优化后路由的坐标点。4）将优化后线路通过测量设备和新的坐标点完成优化线路的放线工作。
3、CAD在施工方案确定上的作用
CAD软件可以直观的绘制出施工现场各种地形、材料、施工设施的尺寸，通过绘制出與现场同比例的各种模型以模拟施工现场的真实情况。指导现场施工方案的编制。以川气东送南京支线靖安沉井为例：靖安沉井是施工过程中新增沉井，操作过程如下：① 通过绘制热煨弯头管段断面图，确定弯头角度。因底部管线本身与地表成10°夹角，初步计划用施工现场有的45°、55°两个热煨弯头中间按设计要求加1m长短节施工。 1）绘制45°热煨、1m长短节、55°热煨连接的管段。2）将此管段模拟施工现场与地下管线连头。经过CAD模拟，此段管节与地下管线连接后正好可以将埋地管线深度抬高至地下2m处，符合之前的要求。且在使用1m（设计允许的最小值）短节的情况下，又能保证短节宽度最小，保证在这种情况下需要的沉井内径最小。② 绘制沉井断面图，确定沉井尺寸。在热煨弯头管段断面图的基础上，绘制沉井断面图。1）首先要保证底部连头能够正常施工，故沉井高度设为8.5m（底部留0.5 m便于连头焊接）。2）在保证地下管段管头在沉井内露出井内壁0.5m，且沉井连头完成后需凿除顶管沉井高度小于2.8m（地下水位线深度）的前提下选择沉井内径。最终选定符合要求的最小沉井内径为7m。本次操作通过使用CAD对施工现场热煨弯头及沉井尺寸的模拟，制定出了既能满足施工要求又最为经济的施工方案，并且在向业主及设计院提交时能够一目了然。若采用计算的方式确定这些尺寸，计算过程将会十分繁琐，并且无法如此直观的向业主及设计人员说明。再以定向钻设计为例：以川气东送管道工程南京支线1标段项目成功设计的光缆套管定向钻穿越为例：① 首先需要去现场进行坐标及地形的采集并结合图纸绘制CAD版的现场地形图。② 根据CAD版的现场地形图，可以分析确定定向钻出入土点，因河流东侧为村庄不具备定向钻管线预制所需的较长预制场地，故将入土点选在东侧，出土点选在西侧。③ 绘制CAD版河流穿越断面图。④ 用CAD绘制曲线图，首先根据设计要求确定管线在标高为6.5的河床下方管顶埋深为4.5米。根据管线曲率半径，500D=500×0.114=57，以底部管线两端为起点绘制半径为57的圆弧。后在出土土点分别绘制与地平夹角为20°和18°的直线两根，并使直线与两侧圆弧相切。至此：整条定向钻曲线情况即绘制完毕且符合设计要求。
4、CAD版线路施工走向图的绘制及应用
CAD版图纸虽然在绘制过程中需要付出技术人员更多的时间。有以下多种优点。1）CAD版施工走向图与现场实际线路成等比例缩放关系。等比例缩小而来的走向图可以精确的体现桩号与桩号、节点与节点或机组与机组之间的距离。为项目经理合理的安排生产创造了良好的条件。例如：从线路走向图上可以清晰的看出焊接机组距离前方顶管施工现场的距离和工程量，为保证焊接机组不因顶管施工未完成而造成没必要的机械设备转场，则会安排督促顶管施工机组加快施工进度，确保焊接机组正常连头，顺序施工。2）CAD版走向图不仅管线长度是与实际长度等比例，管线周围的地形地貌、障碍物情况也与现场完全吻合。这就为现场人员选定堆管场、施工便道和进场道路提供方便。3）因为CAD版的走向图可以修改，项目管理人员可以在电子版图上标注扫线、焊接、顶管等施工完成情况，通过改变路由颜色来表示出布管、焊接的完成情况。掌握施工进度。
四、总结
在以上案例中可以看出，CAD软件既能帮助技术人员简化计算过程，减少技术人员的工程量，提高工作效率，也能对施工现场的情况进行精确模拟。有效帮助管理人员更好的分析施工过程。当然，CAD的在施工过程中的应用也绝不仅限于此，更多的帮助源于技术人员自身的CAD应用水平。而CAD操作和应用水平的提高则需要广大技术人员不断的学习和在施工过程中的不断实践和逐步提高。
[关键词]优化线路 方案变更 沉井
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）09-0295-01
一、前言
CAD技术的发展至今已有40余年，从1965年Lockheed飞机公司研制CAD/CAM系统开始，CAD技术在机械、电子、航空航天、船舶、轻工、纺织和建筑乃至冶金、煤炭、水电等各个行业得到了广泛的应用。CAD技术使产品的设计制造和组织生产的传统模式产生了深刻的变革，成为产品更新换代的关键，被人们称为产业革命的发动机。在工程建筑领域提起AUTO CAD 软件，人们第一反应大都是设计院用于绘制图纸的工具。而施工单位往往是通过甲方提供纸版蓝图及设计说明书进行施工。但是，通过近几年的长输管道线路施工，施工单位可以深刻体会到CAD软件在长输管道施工中的重要作用，不仅给施工过程提供极大的方便，也可以为各个工序提高施工的准确率，帮助技术人员快速的完成一些复杂的计算工作，是施工单位技术人员将来不可缺少的一门技术。
二、CAD软件简介
计算机辅助设计是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。 在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。CAD 能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。
三、长输管道施工中CAD的应用
1、CAD在测量放线中的应用
测量放线是测量工程师使用GPS等测量设备将设计提供的转角点变成现场可见的标识的过程。但是设计院提供的往往只是转角桩坐标，按照标准或现场施工的方便，在两个转角桩之间需要设置各种标志桩以提醒施工，例如：大开挖、顶管、预埋套管穿越的起始点，交叉穿越光缆、管线的交叉点、纵向冷弯标志点等。以往施工过程中，技术人员会通过两个转角桩的坐标和计算器一个一个的对这些标志桩进行计算。
2、CAD在线路优化过程中的应用
长输管线施工过程中，因为工农关系等原因造成的线路改线时有发生。对于一些小的改线设计院往往不会重新去现场进行测量，因此业主会要求施工单位进行线路优化。但在很多情况下，凭人的双眼和定位设备很难判断最优线路。特别是在树林和山地，人的视线往往被障碍物遮挡而受阻，确定准确的优化线路更是难上加难。针对这一点，在CAD的帮助下总结出了一整套改线的方法。步骤如下：1）利用GPS去现场采集线路附近大体的地形、地貌和地上、地下障碍物信息。2）将采集的各种坐标在CAD图纸上绘制出来，形成管线路由周围大体的地形地貌图。3）通过CAD绘制的地形地貌图，直观的确定优化线路，在CAD图纸上获取优化后路由的坐标点。4）将优化后线路通过测量设备和新的坐标点完成优化线路的放线工作。
3、CAD在施工方案确定上的作用
CAD软件可以直观的绘制出施工现场各种地形、材料、施工设施的尺寸，通过绘制出與现场同比例的各种模型以模拟施工现场的真实情况。指导现场施工方案的编制。以川气东送南京支线靖安沉井为例：靖安沉井是施工过程中新增沉井，操作过程如下：① 通过绘制热煨弯头管段断面图，确定弯头角度。因底部管线本身与地表成10°夹角，初步计划用施工现场有的45°、55°两个热煨弯头中间按设计要求加1m长短节施工。 1）绘制45°热煨、1m长短节、55°热煨连接的管段。2）将此管段模拟施工现场与地下管线连头。经过CAD模拟，此段管节与地下管线连接后正好可以将埋地管线深度抬高至地下2m处，符合之前的要求。且在使用1m（设计允许的最小值）短节的情况下，又能保证短节宽度最小，保证在这种情况下需要的沉井内径最小。② 绘制沉井断面图，确定沉井尺寸。在热煨弯头管段断面图的基础上，绘制沉井断面图。1）首先要保证底部连头能够正常施工，故沉井高度设为8.5m（底部留0.5 m便于连头焊接）。2）在保证地下管段管头在沉井内露出井内壁0.5m，且沉井连头完成后需凿除顶管沉井高度小于2.8m（地下水位线深度）的前提下选择沉井内径。最终选定符合要求的最小沉井内径为7m。本次操作通过使用CAD对施工现场热煨弯头及沉井尺寸的模拟，制定出了既能满足施工要求又最为经济的施工方案，并且在向业主及设计院提交时能够一目了然。若采用计算的方式确定这些尺寸，计算过程将会十分繁琐，并且无法如此直观的向业主及设计人员说明。再以定向钻设计为例：以川气东送管道工程南京支线1标段项目成功设计的光缆套管定向钻穿越为例：① 首先需要去现场进行坐标及地形的采集并结合图纸绘制CAD版的现场地形图。② 根据CAD版的现场地形图，可以分析确定定向钻出入土点，因河流东侧为村庄不具备定向钻管线预制所需的较长预制场地，故将入土点选在东侧，出土点选在西侧。③ 绘制CAD版河流穿越断面图。④ 用CAD绘制曲线图，首先根据设计要求确定管线在标高为6.5的河床下方管顶埋深为4.5米。根据管线曲率半径，500D=500×0.114=57，以底部管线两端为起点绘制半径为57的圆弧。后在出土土点分别绘制与地平夹角为20°和18°的直线两根，并使直线与两侧圆弧相切。至此：整条定向钻曲线情况即绘制完毕且符合设计要求。
4、CAD版线路施工走向图的绘制及应用
CAD版图纸虽然在绘制过程中需要付出技术人员更多的时间。有以下多种优点。1）CAD版施工走向图与现场实际线路成等比例缩放关系。等比例缩小而来的走向图可以精确的体现桩号与桩号、节点与节点或机组与机组之间的距离。为项目经理合理的安排生产创造了良好的条件。例如：从线路走向图上可以清晰的看出焊接机组距离前方顶管施工现场的距离和工程量，为保证焊接机组不因顶管施工未完成而造成没必要的机械设备转场，则会安排督促顶管施工机组加快施工进度，确保焊接机组正常连头，顺序施工。2）CAD版走向图不仅管线长度是与实际长度等比例，管线周围的地形地貌、障碍物情况也与现场完全吻合。这就为现场人员选定堆管场、施工便道和进场道路提供方便。3）因为CAD版的走向图可以修改，项目管理人员可以在电子版图上标注扫线、焊接、顶管等施工完成情况，通过改变路由颜色来表示出布管、焊接的完成情况。掌握施工进度。
四、总结
在以上案例中可以看出，CAD软件既能帮助技术人员简化计算过程，减少技术人员的工程量，提高工作效率，也能对施工现场的情况进行精确模拟。有效帮助管理人员更好的分析施工过程。当然，CAD的在施工过程中的应用也绝不仅限于此，更多的帮助源于技术人员自身的CAD应用水平。而CAD操作和应用水平的提高则需要广大技术人员不断的学习和在施工过程中的不断实践和逐步提高。