论大型土石方的测量及计算

路林

摘 要：大型土石方测量及计算是运用测量学以及遥感技术等方法对各类土石方的地形分布数量等特征进行测量并绘图的工作，是大型土石方施工的重要工作，包括地籍测量、地形测量、土地利用现状测量、土地平整度测量、图形算量等内容土地测量工作，有碎部点数量多、精度要求高等作业特点，是大型土石方施工的重中之重。

关键词：GPS；CAD；CASS

中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）11-0168-01

位于延安富县的陕西延长石油（集团）延安煤油气资源综合利用项目场平地基处理工程西区为典型的“削峰填谷”工程，既存在高填方，也存在高挖方，最大填方深度为70 m，最大挖除高度为120 m，山势陡峭、坡地崎岖，土石方测量及计算工作难度大、任务重，做好土石方测量及计算的工作，是一个需要思考的问题。

以下是笔者这三年来对大型土石方测量及计算的一些浅薄总结。

1 GPS仪器的使用

大型土石方测量最常用的仪器是GPS（全球定位系统），因为GPS测量精度高、分辨率大、应用极为广泛，完全可以取代传统测量，尤其是三维定位、地籍测量的应用是其他测量技术不可比拟的。GPS测量系统的特点能够克服地形、气候、季节、通视困难等诸多不利因素的影响。而且操作简单，使用方便，一旦校正好点位后，不需要通视，测量速度快，效率高，每天最多可以录入5 000个点位以上。同时GPS数据的录入、储存以及处理速度更加高速化，数据导出也方便，需要的操作人员很少，综合效益尤为突出。对于测量精度的掌握情况来看，一般大型土石方的测量精度不低于1？誜500的比例，在测量时要注意的是乱掘地（高差在50 cm以下）一般最少15 m取一个高程注记点，对于坡坎，需要在坡坎顶和坡坎底分别注记高程，道路中线上每隔3米左右要注记一个高程，居民区的空地和胡同内部要注记地形点，山顶、坑底、山脊、山谷等特征地方也要注记高程，便于把数据输入电脑后，读图人员能够掌握地貌情况。

2 CAD的使用

野外采集数据之后，就要对数据进行分析，每名工程施工人员或多或少都接触过CAD，CAD是每位工程人员都不可或缺的必备工具，因为CAD是一个快速绘制的可视化绘图软件，通过各种命令、菜单栏工具、选项按钮绘制出标准的工程图纸或者3D构筑物，尤其是在三维动态显示中包含俯视、仰视、左视、右视、主视、后视，让所有人都能通过CAD直观的看懂；CAD另一个最大的优点在于距离、面积的测量，无论是2D模式或者3D模式，都可以在图上直接测量，快速、准确的计算面积、距离；对于工程造价人员来说，CAD无疑又是一个极大的福利，通过广联达图形算量（基于CAD制图）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，就像很多造价工程人员说的那样：工程造价的快慢取决于在CAD中制图的快慢。最后在计算大型土石方以前，需要对CAD有一定深度的认识，对一些简单的快捷命令有所掌握。

3 CASS计算软件的使用

CASS计算软件是在CAD的基础上进一步对空间点处理的一款常用软件，是土方量计算时运用的最为广泛的一款软件，特别是大面积且不规则的土石方开挖填方、山体方量测算中，很是方便，特别是对大地测量、地籍分界、土地规划等复杂计算变得简单明了、化繁为简。只需要把野外测量点导入到电脑中，打开CASS软件展开所有测量点，接下来你所需要的一切都交给CASS来完成，无论是地星图还是土石方计算，都可以在CASS中信手拈来，毫不费力。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具有相应算法的土方方法。

3.1 常见的算法

常见算法有：断面法、DTM法（包括方格网、三角网等）。对于道路、铁路、河道、渠道、大坝等带状、狭长的土方类工程，宜采用“断面法”进行土方量计算，操作简单、精度高。DTM法（Digital Terrain Model，包括方格网、三角网等）适用于于大面积的土石方工程，如：机场、矿山、大片农田平整等可以用DTM法来计算。DTM是数字地图模形算法的统称，最常见的是方格网、三角网和等高线，工程计算中应用最多的是方格网，其次是三角网，等高线法主要应用于地形陡峻的山区地形测绘。地形起伏较小、坡度变化平缓的场地适宜用方格网法，对于起伏较大坡度变化大的场地采用方格网计算精度会降低，三角网是最理想的算法。

3.2 CASS计算的工程中需要注意的地方

CASS计算的工程中，需要注意的有以下几点：

①把GPS的数据导入CAD时，一般默认的是DAT格式的，导入不成功是由于点号或者数据之间的间隔有问题，用TXT文件打开检查更改，再次进行导入。

②导入数据之后，要展开高程点，不能展开点号，否则会导致期断面法、DTM法计算无结果。

③无论是方格网或者三角网计算时都要建立DTM，建立DTM时，用多线段把每个点依次连接起来，最后一个点要和第一个点闭合，形成完整闭合的图形，在进行这一步是可按鼠标右键，选择闭合即可。

④很多人用断面法计算土方工程时，经常遇到的问题是分不清里程文件和横断面文件，计算时只要记着保存的位置，里程文件的后缀是HDM，横断面文件的后缀是TXT格式。

⑤三角网计算土方工程量时，两期三角网都要先选择要计算的所有三角网，然后选择三角网存取中的写入文件，而不是选择读出文件，和实际字面理解相反，不能混淆。

⑥在输入个别点号时，注意输入坐标时要先输入Y点，再输入X点，高程点不变，因为CAD或CASS中显示的X、Y顺序和实际测量点的顺序是相反的，很多人在这方面往往会进入误区，最后导致数据计算错误。

⑦在计算各点之间的不规则面积时要注意，如果用的是单纯的CAD软件，只能计算投影面积，由于个点之间的高程点不一样，在计算投影面积时就要对各点的高程统一编辑，都设置成一个高程点，才能在CAD中快速的计算出面积。如果采用CASS软件处理面积，就可以测量出地形的实际面积，不需要更改任何数据，只需要注意是否闭合。

⑧在CASS软件的应用中，很多CAD的软件图标都会被隐藏，而记住快捷命令就能更快的处理数据以及图形，例如快捷命令L、ML、A、C、E、H、T、B、CO、RO、TR、explode、ddptype等，这些快捷命令能帮助制图人员简洁、快速的绘制出所需要的图形。

4 结 语

以上是笔者在日常施工中总结的一些实用技术方法，只有将理论知识和现场实际联系起来才能更加有效地做好工作。技术工作者在总结技术方法时，要以节省经济为基础，以提高效率为根本，更好地服务于工程技术应用，做一名合格的技术人员，为行业发展贡献自己微薄之力。

参考文献：

[1] 李青岳.工程测量学[M].北京：测绘出版社，1984.

[2] 李青岳，陈永奇.工程测量学[M].北京：测绘出版社，1995.

[3] 张正禄.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2002.

[4] 黄声享，郭英起，易庆林.GPS在测量工程中的应用[M].北京：测绘出版社，2007.

[5] 黄声享，尹晖，蒋征.变形监测数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2004.

[6] 张正禄.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2002.