論大型土石方的測量及計算

路林

摘 要：大型土石方測量及計算是運用測量學以及遙感技術等方法對各類土石方的地形分布數量等特征進行測量并繪圖的工作，是大型土石方施工的重要工作，包括地籍測量、地形測量、土地利用現狀測量、土地平整度測量、圖形算量等內容土地測量工作，有碎部點數量多、精度要求高等作業特點，是大型土石方施工的重中之重。

關鍵詞：GPS；CAD；CASS

中圖分類號：P258 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）11-0168-01

位于延安富縣的陜西延長石油（集團）延安煤油氣資源綜合利用項目場平地基處理工程西區為典型的“削峰填谷”工程，既存在高填方，也存在高挖方，最大填方深度為70 m，最大挖除高度為120 m，山勢陡峭、坡地崎嶇，土石方測量及計算工作難度大、任務重，做好土石方測量及計算的工作，是一個需要思考的問題。

以下是筆者這三年來對大型土石方測量及計算的一些淺薄總結。

1 GPS儀器的使用

大型土石方測量最常用的儀器是GPS（全球定位系統），因為GPS測量精度高、分辨率大、應用極為廣泛，完全可以取代傳統測量，尤其是三維定位、地籍測量的應用是其他測量技術不可比擬的。GPS測量系統的特點能夠克服地形、氣候、季節、通視困難等諸多不利因素的影響。而且操作簡單，使用方便，一旦校正好點位后，不需要通視，測量速度快，效率高，每天最多可以錄入5 000個點位以上。同時GPS數據的錄入、儲存以及處理速度更加高速化，數據導出也方便，需要的操作人員很少，綜合效益尤為突出。對于測量精度的掌握情況來看，一般大型土石方的測量精度不低于1？誜500的比例，在測量時要注意的是亂掘地（高差在50 cm以下）一般最少15 m取一個高程注記點，對于坡坎，需要在坡坎頂和坡坎底分別注記高程，道路中線上每隔3米左右要注記一個高程，居民區的空地和胡同內部要注記地形點，山頂、坑底、山脊、山谷等特征地方也要注記高程，便于把數據輸入電腦后，讀圖人員能夠掌握地貌情況。

2 CAD的使用

野外采集數據之后，就要對數據進行分析，每名工程施工人員或多或少都接觸過CAD，CAD是每位工程人員都不可或缺的必備工具，因為CAD是一個快速繪制的可視化繪圖軟件，通過各種命令、菜單欄工具、選項按鈕繪制出標準的工程圖紙或者3D構筑物，尤其是在三維動態顯示中包含俯視、仰視、左視、右視、主視、后視，讓所有人都能通過CAD直觀的看懂；CAD另一個最大的優點在于距離、面積的測量，無論是2D模式或者3D模式，都可以在圖上直接測量，快速、準確的計算面積、距離；對于工程造價人員來說，CAD無疑又是一個極大的福利，通過廣聯達圖形算量（基于CAD制圖）可以很快的做出預結算，不缺項、不漏項，大小構件都能羅列其中，就像很多造價工程人員說的那樣：工程造價的快慢取決于在CAD中制圖的快慢。最后在計算大型土石方以前，需要對CAD有一定深度的認識，對一些簡單的快捷命令有所掌握。

3 CASS計算軟件的使用

CASS計算軟件是在CAD的基礎上進一步對空間點處理的一款常用軟件，是土方量計算時運用的最為廣泛的一款軟件，特別是大面積且不規則的土石方開挖填方、山體方量測算中，很是方便，特別是對大地測量、地籍分界、土地規劃等復雜計算變得簡單明了、化繁為簡。只需要把野外測量點導入到電腦中，打開CASS軟件展開所有測量點，接下來你所需要的一切都交給CASS來完成，無論是地星圖還是土石方計算，都可以在CASS中信手拈來，毫不費力。對于大型土石方的計算，不同的工程計算有不同的算法，可以根據工程特點選擇具有相應算法的土方方法。

3.1 常見的算法

常見算法有：斷面法、DTM法（包括方格網、三角網等）。對于道路、鐵路、河道、渠道、大壩等帶狀、狹長的土方類工程，宜采用“斷面法”進行土方量計算，操作簡單、精度高。DTM法（Digital Terrain Model，包括方格網、三角網等）適用于于大面積的土石方工程，如：機場、礦山、大片農田平整等可以用DTM法來計算。DTM是數字地圖模形算法的統稱，最常見的是方格網、三角網和等高線，工程計算中應用最多的是方格網，其次是三角網，等高線法主要應用于地形陡峻的山區地形測繪。地形起伏較小、坡度變化平緩的場地適宜用方格網法，對于起伏較大坡度變化大的場地采用方格網計算精度會降低，三角網是最理想的算法。

3.2 CASS計算的工程中需要注意的地方

CASS計算的工程中，需要注意的有以下幾點：

①把GPS的數據導入CAD時，一般默認的是DAT格式的，導入不成功是由于點號或者數據之間的間隔有問題，用TXT文件打開檢查更改，再次進行導入。

②導入數據之后，要展開高程點，不能展開點號，否則會導致期斷面法、DTM法計算無結果。

③無論是方格網或者三角網計算時都要建立DTM，建立DTM時，用多線段把每個點依次連接起來，最后一個點要和第一個點閉合，形成完整閉合的圖形，在進行這一步是可按鼠標右鍵，選擇閉合即可。

④很多人用斷面法計算土方工程時，經常遇到的問題是分不清里程文件和橫斷面文件，計算時只要記著保存的位置，里程文件的后綴是HDM，橫斷面文件的后綴是TXT格式。

⑤三角網計算土方工程量時，兩期三角網都要先選擇要計算的所有三角網，然后選擇三角網存取中的寫入文件，而不是選擇讀出文件，和實際字面理解相反，不能混淆。

⑥在輸入個別點號時，注意輸入坐標時要先輸入Y點，再輸入X點，高程點不變，因為CAD或CASS中顯示的X、Y順序和實際測量點的順序是相反的，很多人在這方面往往會進入誤區，最后導致數據計算錯誤。

⑦在計算各點之間的不規則面積時要注意，如果用的是單純的CAD軟件，只能計算投影面積，由于個點之間的高程點不一樣，在計算投影面積時就要對各點的高程統一編輯，都設置成一個高程點，才能在CAD中快速的計算出面積。如果采用CASS軟件處理面積，就可以測量出地形的實際面積，不需要更改任何數據，只需要注意是否閉合。

⑧在CASS軟件的應用中，很多CAD的軟件圖標都會被隱藏，而記住快捷命令就能更快的處理數據以及圖形，例如快捷命令L、ML、A、C、E、H、T、B、CO、RO、TR、explode、ddptype等，這些快捷命令能幫助制圖人員簡潔、快速的繪制出所需要的圖形。

4 結 語

以上是筆者在日常施工中總結的一些實用技術方法，只有將理論知識和現場實際聯系起來才能更加有效地做好工作。技術工作者在總結技術方法時，要以節省經濟為基礎，以提高效率為根本，更好地服務于工程技術應用，做一名合格的技術人員，為行業發展貢獻自己微薄之力。

參考文獻：

[1] 李青岳.工程測量學[M].北京：測繪出版社，1984.

[2] 李青岳，陳永奇.工程測量學[M].北京：測繪出版社，1995.

[3] 張正祿.工程測量學[M].武漢：武漢大學出版社，2002.

[4] 黃聲享，郭英起，易慶林.GPS在測量工程中的應用[M].北京：測繪出版社，2007.

[5] 黃聲享，尹暉，蔣征.變形監測數據處理[M].武漢：武漢大學出版社，2004.

[6] 張正祿.工程測量學[M].武漢：武漢大學出版社，2002.