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一、利用斷面法計(jì)算土石方量。

在地形復(fù)雜山非等級公路改建中，當(dāng)公路的地形變化非常復(fù)雜，比如路面存在較多起伏和不規(guī)則地段，或者填挖所需土石方量較多等情況，我認(rèn)為斷面法是進(jìn)行此類山區(qū)公路改建土石方量計(jì)算的最佳方法。斷面法計(jì)算土石方量的原理是首先在計(jì)算范圍內(nèi)布置斷面線，斷面一般是垂直于等高線，或垂直于大多數(shù)主要構(gòu)筑物的長軸線,斷面的多少應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)地面和自然地面復(fù)雜程度及設(shè)計(jì)精度的要求而確定。在地形變化不大的地段，可少取斷面。想方設(shè)法在地形變化復(fù)雜的設(shè)計(jì)計(jì)算精確度較高的地段要多取斷面。由斷面法測量土石方量的表達(dá)式中可以看出測量的準(zhǔn)確度與渠長所截橫切面的數(shù)量有關(guān)，當(dāng)渠長所截橫切面越多，即i越大，Li越小，測量精度就越高。但是這種方法的實(shí)際操作性的局限性很大，有其是地形變化非常復(fù)雜，比如路面存在較多起伏和不規(guī)則地段，或者填挖所需土石方量較多時(shí)，要非常精確盡可能多地劃分橫切面是很難的，測量時(shí)間和人力代價(jià)也是很大，但如果為了減少測量時(shí)間和計(jì)算量而選擇較少的橫切面，勢必會(huì)降低計(jì)算準(zhǔn)確度，由此可見斷面法是以犧牲工程進(jìn)度為代價(jià)來兼顧計(jì)算精度的一種測量方法。

二、利用方格網(wǎng)法計(jì)算土石方量。

在地形復(fù)雜山非等級公路改建中，當(dāng)公路的地形變化不太復(fù)雜，比如路面存在較少不規(guī)則地段和起伏，其地面起伏較為平緩時(shí)等情況，我認(rèn)為方格網(wǎng)法是進(jìn)行此類山區(qū)公路改建土石方量計(jì)算的最佳方法。方格網(wǎng)法的基本原理是將計(jì)算區(qū)域劃分為若干個(gè)具有一定間距的正方形方格，在方格網(wǎng)點(diǎn)測定點(diǎn)位高程，對每一個(gè)網(wǎng)面按照四角高程的平均值計(jì)算土方。挖填方宜分別冠以“-”“+”號以示區(qū)別，然后分別計(jì)算每一方格的挖土填方，將挖填方所有方格計(jì)算的土方匯總，即得場地挖方和填方的總土方量。使用方格網(wǎng)法計(jì)算土石方量的精度是次于斷面法。但是目前這方面的專業(yè)研究提出一些改善型方格網(wǎng)法計(jì)算土石方量的方法，其中最常見的也是改善型方格網(wǎng)法中最有效的是高程內(nèi)插方格網(wǎng)法，即“楊赤中濾波推估法”。高程內(nèi)插方格網(wǎng)法的具體方法是在復(fù)合變量理論的基礎(chǔ)上，對已知離散點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二項(xiàng)式加權(quán)游動(dòng)平均，然后再濾波的基礎(chǔ)上，建立隨機(jī)特征函數(shù)和估值協(xié)方差函數(shù)，對待估點(diǎn)的屬性值進(jìn)行推估）可提高計(jì)算精度，此種方法也是最常用的一種土石方量計(jì)算方法。

三、利用DTM法（不規(guī)則三角網(wǎng)法）計(jì)算土石方量。

DTM法主要是中利用地形復(fù)雜山區(qū)非等級公路的地形碎點(diǎn)和特征點(diǎn)構(gòu)建合適的三角網(wǎng)進(jìn)行測量。然后對構(gòu)建的TIN區(qū)域按三棱柱法計(jì)算土方、石方?；诓灰?guī)則三角形建模是直接利用山區(qū)實(shí)測的地形特征點(diǎn)(離散點(diǎn))構(gòu)造出鄰接的三角形，組成DTM結(jié)構(gòu)。相對于規(guī)則格網(wǎng)，不規(guī)則三角網(wǎng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：三角網(wǎng)中的點(diǎn)和線的分布密度和結(jié)構(gòu)完全可以與地表的特征相協(xié)調(diào)，直接利用原始資料作為網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)；不改變原始數(shù)據(jù)和精度；能夠插入地性線以保存原有關(guān)鍵的地形特征,以及能很好地適應(yīng)復(fù)雜、不規(guī)則地形，從而將地表的特征表現(xiàn)得淋漓盡致等。因此在利用不規(guī)則三角網(wǎng)法算出的土方量時(shí)就大大提高了計(jì)算的精度。

不規(guī)則三角網(wǎng)法的精度相對較高,因?yàn)槿蔷W(wǎng)能較好地適應(yīng)復(fù)雜、不規(guī)則地形。但計(jì)算精度取決于TIN模型的精度(即采樣點(diǎn)的數(shù)量、密度,采樣密度應(yīng)根據(jù)實(shí)際的精度需要而定。實(shí)際采樣時(shí),地形復(fù)雜的區(qū)域應(yīng)適當(dāng)增加采樣密度,地勢平緩區(qū)域采樣點(diǎn)密度可適當(dāng)減小)。對于不符合實(shí)際地形的TIN應(yīng)進(jìn)行修改,使得其對外業(yè)特征點(diǎn)的測設(shè)有一定要求,內(nèi)部計(jì)算過程復(fù)雜,占用大量存儲空間。因此,如果測區(qū)地形較復(fù)雜,地圖本身數(shù)據(jù)量大時(shí)就應(yīng)慎重考慮是否采用該方法。

四、對幾種測量方法的簡單總結(jié)。

通過對以上幾種土方量計(jì)算方法的介紹，我們可以看到以下幾個(gè)特點(diǎn)：在坡度變化不太大的山區(qū)的公路修建，宜采用方格網(wǎng)法。這種方法簡單，計(jì)算量較??；若山區(qū)地形狹長，則適宜使用斷面法進(jìn)行計(jì)算土方量；TDM法主要是中利用地形復(fù)雜山區(qū)非等級公路的地形碎點(diǎn)和特征點(diǎn)構(gòu)建合適的三角網(wǎng)進(jìn)行測量。TDM法主要適用于在地形起伏變化較大、而且存在較多地形碎點(diǎn)和特征點(diǎn)的山區(qū)公路，但其本身測量量和計(jì)算數(shù)據(jù)量都比較大，對工程的測量施工要求比較高。

五、結(jié)語

總之，在對于地形復(fù)雜山區(qū)非等級公路改建中的土石方量計(jì)算一定要進(jìn)行全面規(guī)劃，在保證工程質(zhì)量的前提下，既要考慮當(dāng)?shù)厣絽^(qū)具體地形條件和工程具體施工要求，同時(shí)還要考慮工程施工的成本和時(shí)間，從中選擇一種最佳的計(jì)算方法，最終達(dá)到公路建設(shè)高質(zhì)高效的基本要求。