道路斷面法土方計(jì)算

摘要：在工程施工中，土方量的計(jì)算是一項(xiàng)繁瑣而復(fù)雜的工作，斷面法是土方量計(jì)算中一種常用的近似計(jì)算方法。文章對(duì)斷面法做了簡(jiǎn)單介紹，并以板石礦業(yè)公司的實(shí)際工程為例，對(duì)CASS成圖軟件中的道路斷面法土方計(jì)算的步驟做了陳述，為完成礦區(qū)井位進(jìn)場(chǎng)道路的設(shè)計(jì)工作有一定參考意義。

關(guān)鍵詞：道路斷面法；里程文件；設(shè)計(jì)參數(shù)；土方量；CASS軟件

中圖分類號(hào)：P258文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2014）24-0111-03我國(guó)高速公路建設(shè)發(fā)展迅速，道路土建工程的設(shè)計(jì)和施工過程都會(huì)涉及填挖土石方的概預(yù)算和精確計(jì)算。因?yàn)槁坊钔诜降慕Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，使得土方量的精確計(jì)算工作比較繁瑣。面積形心法、數(shù)值法、斷面法等都是常用的計(jì)算方法。根據(jù)道路的工程特點(diǎn)，斷面法在實(shí)際工程中應(yīng)用較多。本文以板石礦業(yè)公司的實(shí)際工程為例，介紹了斷面法計(jì)算土方量，并對(duì)CASS軟件的計(jì)算原理和步驟做了簡(jiǎn)要說明。

根據(jù)板石礦業(yè)公司增產(chǎn)擴(kuò)能的需要，我礦在7礦組、8礦組、17礦組新建主回風(fēng)井、進(jìn)風(fēng)井等7個(gè)井位及斜坡道。由于井位都設(shè)計(jì)在山里，因此在施工前必須設(shè)計(jì)出一條進(jìn)場(chǎng)道路，在道路設(shè)計(jì)規(guī)范的允許下盡量把工程量壓縮到最低，節(jié)約工程投資。為此，對(duì)現(xiàn)有CASS軟件進(jìn)行了研究，利用該軟件做道路橫斷面、計(jì)算工程量，保證了工程量的質(zhì)量，同時(shí)也為設(shè)計(jì)爭(zhēng)取了時(shí)間。

1斷面法簡(jiǎn)介

根據(jù)設(shè)計(jì)高程與地面線所組成的斷面圖，計(jì)算每條斷面線所圍成的面積，由相鄰的兩個(gè)斷面面積及之間的間距算出相鄰兩個(gè)斷面間的體積，將相鄰斷面的體積相加，就可以求得總體積，這就是土方測(cè)量中的斷面法。

如果道路彎曲較大，應(yīng)該增加斷面保證相鄰斷面之間的距離、斷面的寬度呈線性變化來解決問題。由于在曲線斷上，相鄰的斷面并不平行，而且斷面的間距采用道路中心軸線曲線的長(zhǎng)度，所以，計(jì)算的工程量與該段實(shí)際的工程量存在一定的差異。針對(duì)這種情況要采用不同的計(jì)算方法，盡可能使計(jì)算的工程量與實(shí)際的工程量相近。

2CASS軟件的計(jì)算原理

CASS軟件計(jì)算土方量利用的是平均斷面法。平均斷面法是通過相鄰兩斷面的填挖面積的平均值乘以其斷面間的間距得出其工程量的一種方法。假定相鄰斷面面積為A1、A2，兩相鄰斷面之間的間距為L(zhǎng)，則該相鄰斷面之間的工程量V可以近似地按下式計(jì)算：

平均斷面法簡(jiǎn)單實(shí)用，但是精確度差。所以，很多同行對(duì)此方法進(jìn)行改進(jìn)，研究出一些新的算法，比如改進(jìn)的變更平均斷面法等。雖然如此，目前道路土方量計(jì)算中常用的方法依然是平均斷面法。如果想獲得較高的精度，在實(shí)際使用過程當(dāng)中，需要增加樁號(hào)、縮短斷面間距。

3CASS軟件的計(jì)算步驟

3.1高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件生成

在做道路斷面之前，首先應(yīng)該生成高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件。因?yàn)閳D上的高程點(diǎn)有些是原有等高線的，有些是實(shí)測(cè)的，但是都難免修改，另外，在之后的高程點(diǎn)選擇上也可能出現(xiàn)漏選或錯(cuò)選，因此，為了使用起來方便，不出現(xiàn)不必要的麻煩，需要對(duì)圖上高程點(diǎn)進(jìn)行一次生成坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件。具體步驟如下：

點(diǎn)擊工程應(yīng)用—高程點(diǎn)生成數(shù)據(jù)文件—無編碼高程點(diǎn)，根據(jù)提示輸入生成數(shù)據(jù)文件的文件名，請(qǐng)輸入高程點(diǎn)所在層，將高程點(diǎn)全部放在GCD圖層內(nèi)，輸入GCD，回車，再回車。生成的坐標(biāo)數(shù)據(jù)是DAT格式的，如果想看里面的內(nèi)容，可以將格式轉(zhuǎn)化成CSV格式，再打開

查閱。

3.2生成里程文件

繪制縱斷面線：根據(jù)圖上等高線或高程點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一條合理的道路，用復(fù)合線繪出道路中心線；

繪制橫斷面線：點(diǎn)擊工程應(yīng)用—生成里程文件—由縱斷面線生成—新建，選擇縱斷面線即繪出的復(fù)合線，彈出對(duì)話框，根據(jù)設(shè)計(jì)道路的寬度及高度，選擇橫斷面的長(zhǎng)度及間距，點(diǎn)擊確定，系統(tǒng)將自動(dòng)在圖上繪出橫斷面線；

生成里程文件：點(diǎn)擊工程應(yīng)用—生成里程文件—由縱斷面線生成—生成，選擇縱斷面線，彈出對(duì)話框（圖1），依次輸入文件名，點(diǎn)擊確定。

圖1

3.3生成縱、橫斷面圖

選擇土方計(jì)算類型：點(diǎn)擊工程應(yīng)用—斷面法土方計(jì)算—道路斷面，彈出對(duì)話框（圖2）。

給定計(jì)算參數(shù)：首先選擇第一步生成的里程文件，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)文件的編輯，點(diǎn)擊確定，彈出對(duì)話框（圖3）。

填寫縱斷面圖的比例尺等參數(shù)，點(diǎn)擊確定，系統(tǒng)將自動(dòng)生成縱斷面圖及橫斷面圖（圖4）。

圖2 圖3

3.4修改斷面圖

由于填寫的設(shè)計(jì)參數(shù)只能代表一個(gè)斷面，因此需要對(duì)生成的橫斷面圖進(jìn)行修改。點(diǎn)擊工程應(yīng)用—斷面法土方計(jì)算—修改設(shè)計(jì)參數(shù)，彈出圖2對(duì)話框，對(duì)需要修改的參數(shù)進(jìn)行修改，點(diǎn)擊確定。

3.5計(jì)算工程量

點(diǎn)擊工程應(yīng)用—斷面法土方計(jì)算—圖面土方計(jì)算，用鼠標(biāo)選擇需要參加計(jì)算的橫斷面圖，回車，系統(tǒng)將自動(dòng)把計(jì)算出來的結(jié)果以表格的形式繪制出來（圖5），也可以選擇圖面土方計(jì)算（excel），計(jì)算結(jié)果將以excel表格的形式表現(xiàn)出來，非常直觀。

圖4

圖5

3.6方法比較

如表1所示。

4土方量計(jì)算的注意事項(xiàng)

測(cè)量時(shí)，一方面要準(zhǔn)確呈現(xiàn)地物地貌，另一方面還要保證高程數(shù)據(jù)的密度及準(zhǔn)確度，還需要測(cè)量陡坎、斜坡、坎上坎下等位置的高程點(diǎn)，另外必須精確測(cè)量土方邊界。在計(jì)算線路土方時(shí)，首要任務(wù)是利用正確的土方計(jì)算方法，確定土方邊界。若選擇斷面法進(jìn)行計(jì)算，設(shè)置的橫斷線要大于設(shè)計(jì)路寬，這樣才能準(zhǔn)確計(jì)算公路兩側(cè)的放坡方量，還需要考慮橫坡及縱坡等設(shè)計(jì)參數(shù)。

5結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐表明，在道路土石方填、挖施工方量計(jì)算中，

（下轉(zhuǎn)第102頁(yè)）

（上接第112頁(yè)）

采用斷面法利用CASS軟件計(jì)算土方量不僅適用于多種不規(guī)則的幾何形體，實(shí)際操作起來非常簡(jiǎn)單，而且計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定、誤差小，提高了計(jì)算精度，節(jié)約了大量的腦力勞動(dòng)和電腦操作時(shí)間，為設(shè)計(jì)工作帶來了方便。不但大大提高了工作效率，而且計(jì)算結(jié)果得到了設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工、監(jiān)理部門的肯定，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]?李得基，梅貴福，田淑梅．“南方測(cè)繪軟件

CASS6.1”在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J]．青海國(guó)土經(jīng)略，

2006，（2）．

[2]?李忠，桂小敏．CASS6.1在任意斷面土方計(jì)算中的應(yīng)

用[J]．山西建筑，2007，33（18）．

[3]?林觀土．CASS7.0軟件在土方量計(jì)算中的應(yīng)用[J]．農(nóng)

業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2007，（8）．

[4]?吳偉理，楊麗敏．土方量的計(jì)算方法與精度分析

[A]．2007'全國(guó)測(cè)繪科技信息交流會(huì)暨信息網(wǎng)成立30

周年慶典論文集[C]．2007．

[5]?王玉振．淺析斷面法在道路土石方量計(jì)算中的應(yīng)用

[J]．黑龍江水專學(xué)報(bào)，2008，35（2）．

[6]?夏澤林．用CASS軟件進(jìn)行土石方數(shù)量計(jì)算的方法初

探[J]．重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，27（6）．

作者簡(jiǎn)介：董宏軍（1959—），男，吉林白山人，通化鋼鐵集團(tuán)板石礦業(yè)有限責(zé)任公司工程師，研究方向：測(cè)繪技術(shù)。