第３０卷第５期 ２０１５年１０月 有色金属文摘 Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｖｏ１．３０№５ ０ｃｔｏｂｅｒ ２０１５ 论大型土石方的测量及计算 李摘东王静常增亮 要：大型建设工程在项目工程建设中占据着十分重要的作用，其具有占地面积大、土石方工程开挖难度大的 特征。因此，为了有效节约工程的人力及物力，需要精确计算土石方量的同时要合理调配土石方量，并对其进行有 效的管理。本文主要分析了大型土石方工程的测量及计算工作，以供参考。 关键词：大型土石方；测量；计算；ＣＡＳＳ 中图分类号：Ｐ２５８ 文献标识码：Ａ 在建设工程施工中，土石方工程量的计算及测量是 相当重要的一个环节。因为其不仅对建筑工程的造价、 经费预算以及设计方案的选择有直接影响，同时也影响 到建筑工程施工单位及委托单位的经济利益、社会效 益。因此，为防止出现施工单位与委托单位对大型土石 方量的纠纷，就需要充分利用先进的测量仪器及计算软 件对土石方量进行测量与计算。以下是笔者近年来对 大型土石方测量与计算的一些总结。 １ ＧＰＳ仪器的使用 ＧＰＳ仪器是大型土石方测量中较为常用的测量仪 器。因为ＧＰＳ仪器的分辨率较高、测量精度较高且应用 较为广泛，已经逐渐取代了传统的测量方式，特别是ＧＰＳ 测量中的地籍测量及三维定位技术拥有传统测量方式 无可比拟的优势。 ＧＰＳ测量系统不仅可以克服气候、季节、地形以及通 视上的困难，同时其操作工序简单，使用方便，只要校正 点位合理，不需要通视就可以实现快速测量。通过调查 显示，ＧＰＳ测量系统每天可录人五千多个点位。除此之 外，录入、存储及处理ＧＰＳ数据高效便捷，减少了操作人 员的工作量，综合效益较高。 在实际土石方量测量过程中发现，一般大型土石方 工程量的测量精度不低于１：５００的比例，同时测量高差 在５０ ｃｍ以下的乱掘地过程中，要每隔１５ ｍ设置一个高 程注记点。对于坡坎来说，要在坡坎顶部及底部分别设 置高程注记点。在道路中线上，每隔３ ｍ标记一个高程 注记点。除此之外，还要清楚的标记居民区及胡同内部 的地形点以及山顶、山脊、山谷等地的高程。 ２ ＣＡＤ的使用 在采集相关测量数据之后，需要分析处理采集的信 息。而ＣＡＤ即是分析处理信息的常用软件，基本上每一 个工程施工员都了解或接触过ＣＡＤ￣ＣＡＤ是一种能够 实现快速绘制的可视化绘图软件，可通过菜单栏工具以 及各种命令绘制出施工所用的图纸或者是３Ｄ形式的构 筑物。特别是通过ＣＡＤ软件可以使施工人员直观的看 一９８一 文章编号：２０９５＝５３９１（２ｏ１５）ｏ５—００９８—０２ 懂三维动态显示的各种图像，包括仰视图、俯视图、主视 图、后视图。除此之外，ＣＡＤ软件还有一个较大的优势： 在测量面积及距离时，不管是３Ｄ模式还是２Ｄ模式，都 可以在图上直接测量准确的面积及距离。因此，ＣＡＤ对 于工程造价人员来说是十分重要的。通过土方计算软件 可以很快的做出预结算，不缺项、不漏项，大小构件都能 罗列其中。ＣＡＤ中制图的速度决定了工程造价的速度。 在测量大型土石方量工程之前，要全面认识ＣＡＤ，对一 些简单的快捷命令熟练掌握。 ３ ＣＡＳＳ计算软件的应用 在线路工程测量中，道路的勘察和设计需要利用数 字地形图进行土石方量的计算。在计算土石方量的时 候，利用ＣＡＳＳ可以快捷简便的进行计算。另外，对于大 型土石方的计算，不同的工程计算有不同的算法，可以根 据工程特点，选择相应算法的土方方法。 ３．１断面法土方计算 断面法的测量精度主要取决于高程点数据的密度 与断面的间距。如果断面的间距较小，计算的精度就比 较高。如果测量地形较为狭长地区的土地土石方量时， 可以采用相邻两个断面的面积与它们之间间距的方式。 需要注意的是，要选择恰当的计算工具及计算软件进行 土石方量的计算，以防止增加工作量。 ３．２方格网法土方计算 它的精度取决于高程点数据的密度，同时与方格网 的宽度有关。高程点密度大，方格网宽度小，精度高。除 此之外，使用方格法计算土方量的操作简单，图面直观， 在增强测量计算透明度上有很大优越性。方格计算法也 会产生误差，其主要来源于方格顶点高程测量的误差，还 与方格边长有关。为了获得更加精准的结果，在采用方 格法时，建议采用边长较短的方格。而且，由于较大的地 形高差，使用算术平均法计算出的平均高误差越大，计算 出的土方量误差也随之增加。 ３．３ ＤＴＭ法土石方计算 ＤＴＭ法即为数字地面模型，其主要是利用地面点的 第３０卷第５期 有色金属文摘 Ｖｏ１．３０№５ ２０１５年ｌ０月 ＮｏｎｆｅｌＴＯＵＳ Ｍｅｔａｌｓ Ａｂｓｔｒａｃｔ ０ｃｔｏｂｅｒ ２０１５ 平面坐标以及高程展现地表形状的一种方法。由ＤＴＭ （３）在利用方格网法计算土石方量时，需要建立 模型来计算土石方量是根据实地测定的地面点坐标和 ＤＴＭ。建立ＤＴＭ过程中，需要利用多线段将每个点连接 高程，通过生成三角网来计算每一个三棱锥的挖填方 起来，同时注意第一个点要和最后一个点闭合，从而形 量，最后累计得到指定范围内挖填方的土石方量，并绘 成完整闭合的一个图形，在进行这一步时可以按鼠标右 制出挖填方分界线。 键，选择闭合即可。 ＤＴＭ法土石方计算主要适用于设计面为平场或单 （４）在利用三角网法计算土方工程量时，两期三角 一倾斜场的情况，主要有三种计算方式，即根据图上三 网都要先选择要计算的三角网，再选择三角网存取中的 角网计算方法、根据坐标文件计算以及根据图上高程计 写入文件，而不能选择读出文件。 算三种。在实际测量中，要依具体情况，选择合适的计算 （５）在采集碎部点数据时，要注意两次测量的范围 方式。通过对ＤＴＭ土石方计算原理的剖析发现，一般高 尽可能的保持一致，否则在数据叠加之后，一些非重合 程点密度越大，实地地形的变化细节体现的越明显。因 部分就会无法参与计算，导致计算结果出现误差。特别 此，ＤＴＭ法比较适用于地形较为复杂区域的大型土石方 是在地形变化较大的区域内，测量数据必须要在叠加范 量的计算。ＤＴＭ法对于野外观测以及采集的数据要求 围之内。 较高。 ４结语 ３．４等高线法土石方计算 大型土石方测量及计算是运用测量学以及遥感技 一般来说，用于建立ＤＴＭ的等高线数据可以通过已 术等方法对各类土石方的地形分布等特征进行测量并 有地图的数字化方法获得，数字化的地图包括等高线的 绘图的工作，是大型土石方施工的重要工作，包括地籍测 高程值、等高线上的特征点数和依次排列的各特征点的 量、地形测量、土地利用现状测量、土地平整度测量、图形 平面坐标。当用户只有扫描矢量图时，因为没有高程数 算量等内容土地测量工作，是大型土石方施工的重中之 据文件，利用等高线法计算土石方就是很好的选择。 重。本文着重分析了ＧＰＳ仪器、ＣＡＤ软件以及ＣＡＳＳ软 ＣＡＳＳ等高线计算土石方的功能专门为这类用户设计。 件在大型土石方工程测量及计算中的应用，以供参考。 由于两条等高线所围成的面积可以求得，高差已知，便 可求出这两条等高线之间的土石方量。需要注意的是， 参考文献： 该方法需要选择闭合的等高线才能计算出结果。 ［１］ 张军．高填深挖小半径曲线路段路基土石方计算方法研究 ３．５ ＣＡＳＳ计算的工程中需要注意的地方 ［Ｄ］．长安大学，２０１４． （１）在将ＧＰＳ收集到的数据导入到ＣＡＤ软件时，一 ［２］王覃，王卫红．对土石方计算中数据正确性校验方法的探 般默认的是ＤＡＴ格式。如果导人ＧＰＳ数据不成功，主要 究［Ｊ］．华北国土资源，２０１３（２）：８７－９０． ［３］刘海彪．在地质勘探中引进土石方计算软件进行岩体估算 是因为数据间隔或者是点号存在问题，可以利用ＴＸＴ文 ［Ｊ］．科技视界，２０１４（２３）：３１０－３１１． 件进行检查更改，之后，再进行数据导入。 ［４］ 罗清松，廖小延．基于Ｌｅｎｓｐｈｏｔｏ系统的土石方计算方法应用 （２）在导人数据完成后，要展开高程注记点，不能展 ［Ｊ］．北京测绘，２０１４（５）：８８－９１． 开点号，否则容易导致断面法及ＤＴＭ法无法计算出结果。 （作者单位：山东电力工程咨询院有限公司，山东济南２５０１００） 一９９—
