摘要：在工程施工中，土方量的計算是一項繁瑣而復(fù)雜的工作，斷面法是土方量計算中一種常用的近似計算方法。文章對斷面法做了簡單介紹，并以板石礦業(yè)公司的實際工程為例，對CASS成圖軟件中的道路斷面法土方計算的步驟做了陳述，為完成礦區(qū)井位進場道路的設(shè)計工作有一定參考意義。

關(guān)鍵詞：道路斷面法；里程文件；設(shè)計參數(shù)；土方量；CASS軟件

中圖分類號：P258文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）24-0111-03我國高速公路建設(shè)發(fā)展迅速，道路土建工程的設(shè)計和施工過程都會涉及填挖土石方的概預(yù)算和精確計算。因為路基填挖方的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，使得土方量的精確計算工作比較繁瑣。面積形心法、數(shù)值法、斷面法等都是常用的計算方法。根據(jù)道路的工程特點，斷面法在實際工程中應(yīng)用較多。本文以板石礦業(yè)公司的實際工程為例，介紹了斷面法計算土方量，并對CASS軟件的計算原理和步驟做了簡要說明。

根據(jù)板石礦業(yè)公司增產(chǎn)擴能的需要，我礦在7礦組、8礦組、17礦組新建主回風(fēng)井、進風(fēng)井等7個井位及斜坡道。由于井位都設(shè)計在山里，因此在施工前必須設(shè)計出一條進場道路，在道路設(shè)計規(guī)范的允許下盡量把工程量壓縮到最低，節(jié)約工程投資。為此，對現(xiàn)有CASS軟件進行了研究，利用該軟件做道路橫斷面、計算工程量，保證了工程量的質(zhì)量，同時也為設(shè)計爭取了時間。

1斷面法簡介

根據(jù)設(shè)計高程與地面線所組成的斷面圖，計算每條斷面線所圍成的面積，由相鄰的兩個斷面面積及之間的間距算出相鄰兩個斷面間的體積，將相鄰斷面的體積相加，就可以求得總體積，這就是土方測量中的斷面法。

如果道路彎曲較大，應(yīng)該增加斷面保證相鄰斷面之間的距離、斷面的寬度呈線性變化來解決問題。由于在曲線斷上，相鄰的斷面并不平行，而且斷面的間距采用道路中心軸線曲線的長度，所以，計算的工程量與該段實際的工程量存在一定的差異。針對這種情況要采用不同的計算方法，盡可能使計算的工程量與實際的工程量相近。

2CASS軟件的計算原理

CASS軟件計算土方量利用的是平均斷面法。平均斷面法是通過相鄰兩斷面的填挖面積的平均值乘以其斷面間的間距得出其工程量的一種方法。假定相鄰斷面面積為A1、A2，兩相鄰斷面之間的間距為L，則該相鄰斷面之間的工程量V可以近似地按下式計算：

平均斷面法簡單實用，但是精確度差。所以，很多同行對此方法進行改進，研究出一些新的算法，比如改進的變更平均斷面法等。雖然如此，目前道路土方量計算中常用的方法依然是平均斷面法。如果想獲得較高的精度，在實際使用過程當中，需要增加樁號、縮短斷面間距。

3CASS軟件的計算步驟

3.1高程點坐標數(shù)據(jù)文件生成

在做道路斷面之前，首先應(yīng)該生成高程點坐標數(shù)據(jù)文件。因為圖上的高程點有些是原有等高線的，有些是實測的，但是都難免修改，另外，在之后的高程點選擇上也可能出現(xiàn)漏選或錯選，因此，為了使用起來方便，不出現(xiàn)不必要的麻煩，需要對圖上高程點進行一次生成坐標數(shù)據(jù)文件。具體步驟如下：

點擊工程應(yīng)用—高程點生成數(shù)據(jù)文件—無編碼高程點，根據(jù)提示輸入生成數(shù)據(jù)文件的文件名，請輸入高程點所在層，將高程點全部放在GCD圖層內(nèi)，輸入GCD，回車，再回車。生成的坐標數(shù)據(jù)是DAT格式的，如果想看里面的內(nèi)容，可以將格式轉(zhuǎn)化成CSV格式，再打開

查閱。

3.2生成里程文件

繪制縱斷面線：根據(jù)圖上等高線或高程點，設(shè)計出一條合理的道路，用復(fù)合線繪出道路中心線；

繪制橫斷面線：點擊工程應(yīng)用—生成里程文件—由縱斷面線生成—新建，選擇縱斷面線即繪出的復(fù)合線，彈出對話框，根據(jù)設(shè)計道路的寬度及高度，選擇橫斷面的長度及間距，點擊確定，系統(tǒng)將自動在圖上繪出橫斷面線；

生成里程文件：點擊工程應(yīng)用—生成里程文件—由縱斷面線生成—生成，選擇縱斷面線，彈出對話框（圖1），依次輸入文件名，點擊確定。

圖1

3.3生成縱、橫斷面圖

選擇土方計算類型：點擊工程應(yīng)用—斷面法土方計算—道路斷面，彈出對話框（圖2）。

給定計算參數(shù)：首先選擇第一步生成的里程文件，然后進行設(shè)計文件的編輯，點擊確定，彈出對話框（圖3）。

填寫縱斷面圖的比例尺等參數(shù)，點擊確定，系統(tǒng)將自動生成縱斷面圖及橫斷面圖（圖4）。

圖2 圖3

3.4修改斷面圖

由于填寫的設(shè)計參數(shù)只能代表一個斷面，因此需要對生成的橫斷面圖進行修改。點擊工程應(yīng)用—斷面法土方計算—修改設(shè)計參數(shù)，彈出圖2對話框，對需要修改的參數(shù)進行修改，點擊確定。

3.5計算工程量

點擊工程應(yīng)用—斷面法土方計算—圖面土方計算，用鼠標選擇需要參加計算的橫斷面圖，回車，系統(tǒng)將自動把計算出來的結(jié)果以表格的形式繪制出來（圖5），也可以選擇圖面土方計算（excel），計算結(jié)果將以excel表格的形式表現(xiàn)出來，非常直觀。

圖4

圖5

3.6方法比較

如表1所示。

4土方量計算的注意事項

測量時，一方面要準確呈現(xiàn)地物地貌，另一方面還要保證高程數(shù)據(jù)的密度及準確度，還需要測量陡坎、斜坡、坎上坎下等位置的高程點，另外必須精確測量土方邊界。在計算線路土方時，首要任務(wù)是利用正確的土方計算方法，確定土方邊界。若選擇斷面法進行計算，設(shè)置的橫斷線要大于設(shè)計路寬，這樣才能準確計算公路兩側(cè)的放坡方量，還需要考慮橫坡及縱坡等設(shè)計參數(shù)。

5結(jié)語

實踐表明，在道路土石方填、挖施工方量計算中，

（下轉(zhuǎn)第102頁）

（上接第112頁）

采用斷面法利用CASS軟件計算土方量不僅適用于多種不規(guī)則的幾何形體，實際操作起來非常簡單，而且計算結(jié)果穩(wěn)定、誤差小，提高了計算精度，節(jié)約了大量的腦力勞動和電腦操作時間，為設(shè)計工作帶來了方便。不但大大提高了工作效率，而且計算結(jié)果得到了設(shè)計、建設(shè)、施工、監(jiān)理部門的肯定，取得了很好的經(jīng)濟效益。

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作者簡介：董宏軍（1959—），男，吉林白山人，通化鋼鐵集團板石礦業(yè)有限責任公司工程師，研究方向：測繪技術(shù)。