淺談大面積土方開挖過程中土石方平衡的方法

丁江龍

【摘要】土石方平衡在以開挖為主的工程中占有相當重要的位置，主要從數據采集到內業計算再到最終得出結算量這一流程上進行過程控制，在這個過程中，每一項工作都要做到扎實可靠，這是保證土石方工程量平衡的基礎和根本方法。

【關鍵字】數據采集；土石方平衡；開挖施工

1、數據的采集

1.1 人員組織

數據的采集是土石方計算的重要環節，數據采集的精度直接關系到工程量計算的準確度。數據采集應有一名熟悉工程量計算的測量技術骨干外加若干個跑棱鏡的司尺員組成，由技術骨干在測站負責數據采集，帶班班長帶領若干司尺員在前視跑尺，這樣可以在工作過程中隨時對司尺員進行指導。

1.2 采集要點

數據采集要本著先整體后局部最后碎步的原則進行。在實際工作中，地形條件往往不平整，通常是地形崎嶇復雜，并且還帶有一定的坡度。按照數據采集的原則，必須先對特征點位進行數據采集，然后再對一般點的數據進行采集。

1.3 數據移交

數據采集完畢，要注意及時將數據移交給內業人員。在移交過程中，嚴格遵守移交手續，將外業數據點位展放在繪圖軟件上，向工程量計算人員詳細介紹實測地形相關情況，及相關注意事項，移交完畢，應有內業計算負責人員簽字確認，外業數據采集工作才算是告一段落。

1.4 數據采集中的工作技巧

在外業數據采集過程中，由于受地形制約，某些點位難免會測不到。如果對這些點重新架設儀器，勢必會浪費很多時間。對此通常可以先用鋼尺量一下該點距棱鏡頭的實際距離，然后通過懸空棱鏡在測站更改棱鏡高的辦法來測測取改點數據，這樣既不影響精度又節省了時間。還有一些點位，通過更改棱鏡高的辦法也無法測到，可以測取與待測點高程相似的其他點位的高程和待測點的平面坐標，在觀測手簿上做好標記，向內業人員交代清楚，這樣也可以在不影響精度的條件下節省不少時間，降低了勞動強度，提高了工作效率。

2、平衡計算

2.1 展點、修改三角網、生成等高線

內業人員在收到外業數據之后，應當及時將外業數據展放到繪圖軟件上。以CASS7.0為例，介紹土方計算的相關技巧。內業人員將點位展放在繪圖軟件上后，首先粗略建立DTM，生成等高線，檢查有沒有現場測量明顯測錯的點位和相應的高程，發現問題及時向測量人員詢問，及早解決。將粗糙的、易于觀察的毛病糾正過來之后，再在圖上重新建立DTM，構建三角網，生成等高線。

三角網的修改標準是使等高線圓滑、無明顯的折點。三角形的長邊應該是和等高線平行的，這也是在作圖過程中的一個經驗。當遇見特殊地形時，如坡腳或是坡頂，可以用地形線把特殊地形上同一類型的點連接起來，可以避免修改三角形的繁瑣，提高工作效率。三角網的修改往往是參照生成的等高線來進行的，在修改三角網的過程中，會反復的邊修改三角網，邊生成等高線，觀察修改的三角網是不是符合生成的等高線要求。在這一過程中，每修改一次三角網，及時將“修改結果存盤”，使修改后的三角網與等高線的生成同步。

2.2 繪制斷面圖

在南方CASS7.0里面，繪制斷面圖的方法有四種：由已知點坐標生成、根據里程文件、根據等高線、根據三角網。根據已知點坐標來繪制斷面圖，由于受地形條件的限制，計算出來的工程量和其他三種方法比起來精度最低。根據里程文件生成的斷面線是批量生成的，其精度也不高，即使采取相關措施，不批量生成，工作量要加大很多。因此在大面積土方開挖的過程中，通常采用根據等高線和根據三角網來進行。由于等高線的生成是隨著三角網的變化而變化的，所以根據三角網生成斷面圖是相對比較精確的生成斷面圖的方法。

根據三角網繪制斷面線的依據就是斷面線和三角網之間有交點，可以根據交點高程和交點到中心線之間距離對比來繪制等高線。在南方CASS7.0里面，由于有相應的應用程序，繪制起來就簡單多了，具體如下：選擇“工程應用/繪斷面圖/根據三角網”命令，命令行提示：請選取斷面線，這時選取需要繪制橫斷面的斷面線，屏幕上會彈出對話框，可以根據對話框提示進行相關操作。需要說明的是，在生成橫斷面的時候，一定要注意相關里程距中心線的距離這一要素，因為這在設計斷面和實測斷面相比較得出工程量這一步驟中相當重要。

2.3 計算工程量

工程量的計算采用Excel表格和南方CASS7.0生成的斷面圖相結合，即斷面法計算工程量。在制作Excel表格時，要注意將所需要的信息全部顯示出來。（1）在Excel表格的表頭上，要將工程名稱和工程部位寫清楚。（2）要有相應的細部樁號和與之相對應的序號。（3）要有相應的斷面間距以及相應樁號的斷面面積和相鄰樁號的平均斷面面積。（4）要有相鄰兩個樁號的體積。所有相鄰兩個樁號的體積相加也就是該工作區域的總體積。

總 結

施工區域內地形變化的多樣性和繁雜性決定了在施工過程中進行數次有關土方工程量方面的測量的必要性。特別是在施工過程中為了控制施工進度、預結算分部工程項目經費等更需要多次進行測量工程量方面的工作。只要有科學的工作方法和必要的工作技能，還是能夠把土石方平衡工作做好的。