土石方测量方案修改.doc

土石方测量方案添宝建设有限公司二一七年一月一概述土方量的计算是工程施工的一个重要步骤工程施工前的设计阶段必须对土石方量进行预算它直接关系到工程的费用概算及方案选优在现实中的一些工程项目中因土方量计算的精确性而产生的纠纷也是经常遇到的一高程点测量及地形图修测外业测量对土石方计算和准确性至关重要所以在计算前应对现场进行实地测量测量数据必须要格把关务必达到规范要求其过程按地形测量要求控制并增加高程点采集一作业技术依据工程测量规范简称规范地形图图式全球定位系统城市测量技术规程二导线点控制测量根据工程已有控制点情况良好情况下做导线控制测量加密控制在首级控制点的基础上按级导线图根点分级进行标志采用简易标志级导线点按进行编号级导线点按流水编号图根点按流水编号导线测量主要技术要求等级导线长度平均边长测角中误差测距中误差测距相对中误差测回数方位角闭合差相对闭合差一级二级三级控制测量的观测均采用日本拓普康全站仪进行已鉴定为级全站仪水平方向观测的技术要求为等级仪器型号光学测微器两次重合读数之差半测回归零差一测回中倍照准差变动同一方向值各测回较差一级导线及以下级导线点高程控制测量采用全站仪测距三角高程测量精度按等要求其技术指标为仪器垂直角测回数指标差较差垂直角较差对向观测高差较差附合或环形闭合差对向级导线的平差计算采用平差易专门软件进行南方测绘仪器公司平差结果以平差报告输出图根点成果利用全站仪自动记录计算不保留中间观测成果三控制网观测技术要求对工程区域控制点情况较差的采用控制网观测仪器选型观测采用美国公司的双频接收机标称精度为所有仪器在观测前均按规范有关规定进行检测仪器检验一台套双频接收机同国家光电测距仪检测中心检测检测项目有静态测量精度静态测量重复精度接收机内部噪声水平天线相位中心与几何中心一致性等检定结果四台套双频接收机均合格可以应用于生产观测技术要求观测采用美国公司的双频接收机一台套卫星高度角大于有效观测卫星数大于颗平均重复设站数大于独立闭合环边数小于条同步观测时段长度为分钟数据采样间隔为秒仪器对中误差不大于天线高量测误差小于作业前应编制卫星可见性预报表选择最佳观测时段根据接收机台数网形等编制作业调度表三高程点地形及图修测采用全站仪全野外数字采样用计算机配合专门软件成图成图图幅一般为图名及分幅规格依照图式及规范分幅高程点的密度以满足土方计算地物地貌的测绘为原则本工程按米米布置通视良好且地形简单平坦区可适当放稀为米米高程点及地形图修测基本精度及要求基本等高距选用米图根点对于起算点的平面位置中误差不超过图上高程中误差不超过图上地物点的点位中误差按规范条执行高程点对相邻图根点中的误差按规范条执行高程注记点图上应分布均匀每平方分米不少于点图根碎部点高程均取至厘米注记铁路公路中心线交错排列注记沟渠底高程图上注记间隔并测注沟宽注记以分式标注分母为沟底高程分子为沟宽注至分米并指明测定位置取水头部取水管泵房道路边坡等等都应测注高程二土石方计算高程点及数字化地形图完成后方进行内业计算根据本工程实际情况采用方法为方格网法断面法区域土方量平衡法和平均高程法等在较为平坦的平原区和地形起伏不大的场地宜采用方格网法这种方法计算的数据量小计算速度快省却了法庞大的数据存储量在狭长地带比如公路水渠等则适宜使用断面法进行计算土方量在地形起伏较大精度要求高的一些山区则需要用到的计算方法但是也要考虑到如果地图本身数据量大数据储存量的问题总之在对土方量进行计算时要考虑到地形特征精度要求以及施工成本等方面的情况选择合适的计算方法达到最优的目的一断面法当地形复杂起伏变化较大或地狭长挖填深度较大且不规则的地段宜选择横断面法进行土方量计算土方量计算方法的探讨JDJackDee上图为一渠道的测量图形利用横断面法进行计算土方量时可根据渠按一定的长度设横断面等断面法的表达式为土方量计算方法的探讨JDJackDee在式中分别为第单元渠段起终断面的填或挖方面积为渠段长为填或挖方体积土石方量精度与间距的长度有关越小精度就越高但是这种方法计算量大尤其是在范围较大精度要求高的情况下更为明显若是为了减少计算量而加大断面间隔就会降低计算结果的精度所以断面法存在着计算精度和计算速度的矛盾二方格网法计算对于大面积的土石方估算以及一些地形起伏较小坡度变化平缓的场地适宜用格网法这种方法是将场地划分成若干个正方形格网然后计算每个四棱柱的体积从而将所有四棱柱的体积汇总得到总的土方量在传统的方格网计算中土方量的计算精度不高现在我们引入一种新的高程内插的方法即杨赤中滤波推估法杨赤中推估法杨赤中滤波与推估法就是在复合变量理论的基础上对已知离散点数据进行二项式加权游动平均然后在滤波的基础上建立随即特征函数和估值协方差函数对待估点的属性值如高程等进行推估待估点高程值的计算首先绘方格网然后根据一定范围内的各高程观测值推估方格中心的高程值土方量计算方法的探讨JDJackDee绘制方格时要根据场地范围绘制由离散高程点计算待估点高程为土方量计算方法的探讨JDJackDee其中土方量计算方法的探讨JDJackDee为参加估值计算的各离散点高程观测值土方量计算方法的探讨JDJackDee为各点估值系数而后进一步求得最优估值系数进而得到最优的高程估值挖填土石方量区域面积的计算如果土石方量计算的面积为不规则边界的多边形那么在面积进行计算时先对判断方格网中心点是否在多边形内如果在那么就要计算该格网的面积否则可以将该格网面积略去土方量计算方法的探讨JDJackDee如图所示首先对格网中心点进行判断可以采用垂线法即过土方量计算方法的探讨JDJackDee点作平行于轴向下的射线土方量计算方法的探讨JDJackDee设多边形任意一边的端点为土方量计算方法的探讨JDJackDee令土方量计算方法的探讨JDJackDee当时若土方量计算方法的探讨JDJackDee则射线与该边有交点否则无交点若土方量计算方法的探讨JDJackDee则知在多边形上当时若土方量计算方法的探讨JDJackDee则当土方量计算方法的探讨JDJackDee时二者有交点土方量计算方法的探讨JDJackDee当土方量计算方法的探讨JDJackDee时不予考虑当土方量计算方法的探讨JDJackDee时说明在多边形上若土方量计算方法的探讨JDJackDee方法同上当时不予考虑对多边形各边进行上述判断并统计其交点个数当为奇数时则在多边形内部否则不在多边形内部通过对图中土方量计算方法的探讨JDJackDee土方量计算方法的探讨JDJackDee点的判断可以知道土方量计算方法的探讨JDJackDee位于多边形内土方量计算方法的探讨JDJackDee位于多边形外那么土方量计算方法的探讨JDJackDee所在的格网的面积要进行计算而土方量计算方法的探讨JDJackDee所在的格网的面积则可以略去然后利用杨赤中滤波推估法求得的每个方格网的中心点的高程值与格网面积进行计算即土方量计算方法的探讨JDJackDee表示第行列的小方格网为格网的边长最后汇总土方量三法不规则三角网法不规则三角网是数字地面模型表现形式之一该法利用实测地形碎部点特征点进行三角构网对计算区域按三棱柱法计算土方基于不规则三角形建模是直接利用野外实测的地形特征点离散点构造出邻接的三角形组成不规则三角网结构相对于规则格网不规则三角网具有以下优点三角网中的点和线的分布密度和结构完全可以与地表的特征相协调直接利用原始资料作为网格结点不改变原始数据和精度能够插入地性线以保存原有关键的地形特征以及能很好地适应复杂不规则地形从而将地表的特征表现得淋漓尽致等因此在利用算出的土方量时就大大提高了计算的精度三角网的构建对于不规则三角网的构建在这里采用两级建网方式第一步进行包括地形特征点在内的散点的初级构网一般来说传统的生成算法主要有边扩展法点插入法递归分割法等以及它们的改进算法在此仅简单介绍一下边扩展法所谓边扩展法就是指先从点集中选择一点作为起始三角形的一个端点然后找离它距离最近的点连成一个边以该边为基础遵循角度最大原则或距离最小原则找到第三个点形成初始三角形由起始三角形的三边依次往外扩展并进行是否重复的检测最后将点集内所有的离散点构成三角网直到所有建立的三角形的边都扩展过为止在生成三角网后调用局部优化算法使之最优三角网的调整第二步根据地形特征信息对初级三角网进行网形调整这样可使得建模流程思路清晰易于实现地性线的特点及处理方法所谓地性线就是指能充分表达地形形状的特征线地性线不应该通过中的任何一个三角形的内部否则三角形就会进入或悬空于地面与实际地形不符产生的数字地面模型有错当地性线与一般地形点一道参加完初级构网后再用地形特征信息检查地性线是否成为了初级三角网的边若是则不再作调整否则按图作出调整总之要务必保证所表达的数字地面模型与实际地形相符土方量计算方法的探讨JDJackDee图在建模过程中对地性线的处理如图所示为地性线它直接插入了三角形内部使得建立的偏离了实际地形因此需要对地性线进行处理重新调整三角网图是处理后的图形即以地性线为三角边向两侧进行扩展使其符合实际地形地物对构网的影响及处理方法等高线在遭遇房屋道路等地物时需要断开这样在地形图生成时除了要考虑地性线的影响之外更应该顾及到地物的影响一般方法是先按处理地形结构线的类似方法调整网形然后用垂线法判别闭合特征线影响区域内的三角形重心是否落在多边形内若是则消去该三角形在程序中标记该三角形记录否则保留该三角形经测试后去掉了所有位于地物内部之三角形从而在特征线内形成空白地陡坎的地形特点及处理方法遭遇陡坎时地形会发生剧烈的突变陡坎处的地形特征表现为在水平面上同一位置的点有两个高程且高差比较大坎上坎下两个相邻三角形共享由两相邻陡坎点连接而成的边当构造时只有顾及陡坎地形的影响才能较准确的反映出实际地形对陡坎的处理如图所示土方量计算方法的探讨JDJackDee图对陡坎的处理如图所示点为实际测量的陡坎上的点每个点其实有两个高程值不符合实际的地形特征在调整时将各点沿坎下方向平移了得到了各点其高程值根据地形图量取的坎下比高计算得到将所有的坎上坎下点合并连接成一闭合折线并分别扩充连接三角形即得到调整后的图三角网法计算土石方量三角网构建好之后用生成的三角网来计算每个三棱柱的填挖方量最后累积得到指定范围内填方和挖方分界线三棱柱体上表面用斜平面拟合下表面均为水平面或参考面计算公式为土方量计算方法的探讨JDJackDee如图所示土方量计算方法的探讨JDJackDee为三角形角点填挖高差土方量计算方法的探讨JDJackDee为三棱柱底面积土方量计算方法的探讨JDJackDee图土石方量计算法的精度较高因为三角网能很好地适应复杂不规则地形从而更好地表达真实的地面特征但是要注意的是方法计算土方量精度高但其计算过程中数据量大占用大量存储空间因此如果地图本身数据量大时就应慎重考虑是否采用该方法三测绘主要技术人员及仪器设备一主要技术人员二主要仪器设备双频接收机一台套日本托普康一台套微机台式一台成图软件平差易四土石方测量费用计算根据国家计委财政部关于将部分行政事业性收费转为经营服务性收费的通知财综号的精神及结合本项目的实际计算费用包括控制点测量一般按万方以下项目个控制点计地形图修测高程点采集土石方计算五提交成果资料一控制点成果表一套二土石方计算成果资料一套