道路断面法土方计算

摘要：在工程施工中，土方量的计算是一项繁琐而复杂的工作，断面法是土方量计算中一种常用的近似计算方法。文章对断面法做了简单介绍，并以板石矿业公司的实际工程为例，对CASS成图软件中的道路断面法土方计算的步骤做了陈述，为完成矿区井位进场道路的设计工作有一定参考意义。

关键词：道路断面法；里程文件；设计参数；土方量；CASS软件

中图分类号：P258文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）24-0111-03我国高速公路建设发展迅速，道路土建工程的设计和施工过程都会涉及填挖土石方的概预算和精确计算。因为路基填挖方的结构比较复杂，使得土方量的精确计算工作比较繁琐。面积形心法、数值法、断面法等都是常用的计算方法。根据道路的工程特点，断面法在实际工程中应用较多。本文以板石矿业公司的实际工程为例，介绍了断面法计算土方量，并对CASS软件的计算原理和步骤做了简要说明。

根据板石矿业公司增产扩能的需要，我矿在7矿组、8矿组、17矿组新建主回风井、进风井等7个井位及斜坡道。由于井位都设计在山里，因此在施工前必须设计出一条进场道路，在道路设计规范的允许下尽量把工程量压缩到最低，节约工程投资。为此，对现有CASS软件进行了研究，利用该软件做道路横断面、计算工程量，保证了工程量的质量，同时也为设计争取了时间。

1断面法简介

根据设计高程与地面线所组成的断面图，计算每条断面线所围成的面积，由相邻的两个断面面积及之间的间距算出相邻两个断面间的体积，将相邻断面的体积相加，就可以求得总体积，这就是土方测量中的断面法。

如果道路弯曲较大，应该增加断面保证相邻断面之间的距离、断面的宽度呈线性变化来解决问题。由于在曲线断上，相邻的断面并不平行，而且断面的间距采用道路中心轴线曲线的长度，所以，计算的工程量与该段实际的工程量存在一定的差异。针对这种情况要采用不同的计算方法，尽可能使计算的工程量与实际的工程量相近。

2CASS软件的计算原理

CASS软件计算土方量利用的是平均断面法。平均断面法是通过相邻两断面的填挖面积的平均值乘以其断面间的间距得出其工程量的一种方法。假定相邻断面面积为A1、A2，两相邻断面之间的间距为L，则该相邻断面之间的工程量V可以近似地按下式计算：

平均断面法简单实用，但是精确度差。所以，很多同行对此方法进行改进，研究出一些新的算法，比如改进的变更平均断面法等。虽然如此，目前道路土方量计算中常用的方法依然是平均断面法。如果想获得较高的精度，在实际使用过程当中，需要增加桩号、缩短断面间距。

3CASS软件的计算步骤

3.1高程点坐标数据文件生成

在做道路断面之前，首先应该生成高程点坐标数据文件。因为图上的高程点有些是原有等高线的，有些是实测的，但是都难免修改，另外，在之后的高程点选择上也可能出现漏选或错选，因此，为了使用起来方便，不出现不必要的麻烦，需要对图上高程点进行一次生成坐标数据文件。具体步骤如下：

点击工程应用—高程点生成数据文件—无编码高程点，根据提示输入生成数据文件的文件名，请输入高程点所在层，将高程点全部放在GCD图层内，输入GCD，回车，再回车。生成的坐标数据是DAT格式的，如果想看里面的内容，可以将格式转化成CSV格式，再打开

查阅。

3.2生成里程文件

绘制纵断面线：根据图上等高线或高程点，设计出一条合理的道路，用复合线绘出道路中心线；

绘制横断面线：点击工程应用—生成里程文件—由纵断面线生成—新建，选择纵断面线即绘出的复合线，弹出对话框，根据设计道路的宽度及高度，选择横断面的长度及间距，点击确定，系统将自动在图上绘出横断面线；

生成里程文件：点击工程应用—生成里程文件—由纵断面线生成—生成，选择纵断面线，弹出对话框（图1），依次输入文件名，点击确定。

图1

3.3生成纵、横断面图

选择土方计算类型：点击工程应用—断面法土方计算—道路断面，弹出对话框（图2）。

给定计算参数：首先选择第一步生成的里程文件，然后进行设计文件的编辑，点击确定，弹出对话框（图3）。

填写纵断面图的比例尺等参数，点击确定，系统将自动生成纵断面图及横断面图（图4）。

图2 图3

3.4修改断面图

由于填写的设计参数只能代表一个断面，因此需要对生成的横断面图进行修改。点击工程应用—断面法土方计算—修改设计参数，弹出图2对话框，对需要修改的参数进行修改，点击确定。

3.5计算工程量

点击工程应用—断面法土方计算—图面土方计算，用鼠标选择需要参加计算的横断面图，回车，系统将自动把计算出来的结果以表格的形式绘制出来（图5），也可以选择图面土方计算（excel），计算结果将以excel表格的形式表现出来，非常直观。

图4

图5

3.6方法比较

如表1所示。

4土方量计算的注意事项

测量时，一方面要准确呈现地物地貌，另一方面还要保证高程数据的密度及准确度，还需要测量陡坎、斜坡、坎上坎下等位置的高程点，另外必须精确测量土方边界。在计算线路土方时，首要任务是利用正确的土方计算方法，确定土方边界。若选择断面法进行计算，设置的横断线要大于设计路宽，这样才能准确计算公路两侧的放坡方量，还需要考虑横坡及纵坡等设计参数。

5结语

实践表明，在道路土石方填、挖施工方量计算中，

（下转第102页）

（上接第112页）

采用断面法利用CASS软件计算土方量不仅适用于多种不规则的几何形体，实际操作起来非常简单，而且计算结果稳定、误差小，提高了计算精度，节约了大量的脑力劳动和电脑操作时间，为设计工作带来了方便。不但大大提高了工作效率，而且计算结果得到了设计、建设、施工、监理部门的肯定，取得了很好的经济效益。

参考文献

[1] 李得基，梅贵福，田淑梅．“南方测绘软件

CASS6.1”在工程测量中的应用[J]．青海国土经略，

2006，（2）．

[2] 李忠，桂小敏．CASS6.1在任意断面土方计算中的应

用[J]．山西建筑，2007，33（18）．

[3] 林观土．CASS7.0软件在土方量计算中的应用[J]．农

业网络信息，2007，（8）．

[4] 吴伟理，杨丽敏．土方量的计算方法与精度分析

[A]．2007'全国测绘科技信息交流会暨信息网成立30

周年庆典论文集[C]．2007．

[5] 王玉振．浅析断面法在道路土石方量计算中的应用

[J]．黑龙江水专学报，2008，35（2）．

[6] 夏泽林．用CASS软件进行土石方数量计算的方法初

探[J]．重庆工商大学学报，2010，27（6）．

作者简介：董宏军（1959—），男，吉林白山人，通化钢铁集团板石矿业有限责任公司工程师，研究方向：测绘技术。